CN116759166B - 一种电缆的外皮包裹工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电缆生产领域，尤其涉及一种电缆的外皮包裹工艺。包括以下步骤：冷却、缠绕金属丝、喷洒粘附剂、穿入滑石粉、风化、穿入机头包裹外皮、风冷。经过冷却后的线芯包裹外皮后，能够提高外皮内外冷却均匀程度，且内部率先冷却固化，提高外皮在线芯上的裹紧程度，消除外皮与线芯之间的间隙，缠绕的金属丝能够提高外皮在线芯上的抓紧力，提高外皮与线芯的连接强度，避免外皮因轴向拉力而沿轴向蠕动导致轴向不同位置的厚度不均匀。
Description
技术领域
本申请涉及电缆生产领域，尤其涉及一种电缆的外皮包裹工艺。
背景技术
绝缘线缆通常先对线芯进行拉伸直到直径达到预设尺寸，然后将外皮原料放入熔炉中熔化，使用注塑设备将熔化后的外皮原料输送到挤出机头，用牵引机牵引线芯穿过挤出机头，使外皮原料不断的包覆在线芯外面，此时外皮温度较高，需要经过冷却水冷却降温，使外皮固化。
在外皮包裹工序中，线芯穿入机头时会被机头的热量加热，未冷却固化的外皮包覆在线芯上并随线芯向前传输，外皮外表面与空气接触逐渐降温，而内部热量只能逐渐向外部传导实现降温，因此内外冷却速度差异较大，外部先冷却收缩，产生拉应力，使内部向内收缩的收缩量减小，外皮内侧面与线芯之间裹紧力减小甚至产生缝隙，线芯对外皮牵引向前传输过程中，外皮收到轴向拉力会进一步增大内壁直径，进一步减小裹紧力并增大缝隙，在轴向不同位置冷却程度不同的情况下，冷却固化程度较低的部位的外皮被拉向冷却固化程度较高的部位，造成轴向不同位置处的外皮厚薄不均匀，裹紧力不均匀，与线芯之间的缝隙不均匀。
发明内容
有鉴于此，提出一种电缆的外皮包裹工艺，实现包裹在线芯上的外皮内外冷却速度更加均匀，提高裹紧力，减小或消除外皮与线芯之间的缝隙。
本申请提供了一种电缆的外皮包裹工艺，在线芯穿入机头进行外皮包裹之前，先对线芯进行冷却，使冷却后的线芯温度降低至-11至-5摄氏度。
在上述生产工艺的一些实施方式中，在线芯冷却之后，在线芯上缠绕金属丝，金属丝的材质与线芯的材质相同，金属丝的直径小于线芯的直径的五分之一，金属丝在线芯上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝的直径小于0.3毫米。
在上述生产工艺的一些实施方式中，在对线芯上缠绕金属丝之后，将线芯穿入滑石粉中，使线芯和金属丝表面粘附滑石粉，然后再穿入机头。
在上述生产工艺的一些实施方式中，向缠绕金属丝后的线芯表面喷洒或涂刷粘附剂，然后在将线芯穿入滑石粉中。
在上述生产工艺的一些实施方式中，按重量配比，称取1份聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，称取5份汽油，向汽油中加入聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，搅拌至聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末溶解在汽油中，获得所述粘附剂。
在上述生产工艺的一些实施方式中，按重量配比，称取1份聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，称取5份汽油，称取3份滑石粉，混合并搅拌，获得助滑剂；
在对线芯上缠绕金属丝之后，向线芯表面涂刷助滑剂，然后再穿入机头。
在上述生产工艺的一些实施方式中，对线芯冷却时，使用液氮作为冷却介质，将盘管浸泡在液氮中，然后使用干燥器对空气进行干燥，用气泵将干燥后的空气吹入盘管中，盘管的出口靠近并正对线芯外侧面，对线芯进行吹气冷却。
在上述生产工艺的一些实施方式中，在盘管的出口焊接一个套管，套管长度设置为2至5厘米，将线芯从套管的中心穿过，盘管的出口与套管的中心部位连通。
在上述生产工艺的一些实施方式中，使用干燥器对空气进行干燥，用气泵将干燥后的空气吹入干燥箱内，干燥箱的两侧开孔，线芯从干燥箱的两侧的开孔中心穿过，利用干燥箱内的流动的干燥空气对线芯表面进行风干，并隔离外部湿空气，线芯从干燥箱穿过后进入机头进行外皮包裹。
在上述生产工艺的一些实施方式中，在机头后水冷槽之间设置风机，风机吹风方向朝上设置，风机设置在线芯下方，对从包裹外皮后的线芯下方向上吹风进行风冷。
发明的效果
冷却后的线芯穿入到机头内进行外皮包裹，熔融状态的外皮接触线芯时温度下降，与线芯接触的一面冷却固化，靠近线芯外表面的部位温度逐渐降低蠕动性降低，穿过机头后，外皮外表面与空气接触并逐渐降温，实现内外同时降温，由于线芯冷吸热量有限，在线芯温度上升到与外皮内部温度相近时，外皮内部温度下降速度减小，外皮外部温度也会逐渐降低，直到内外温度趋于相同，在此过程中，外皮内侧率先冷却收缩并固化，提高了外皮在线芯上包裹的裹紧力，外皮外部降温过程中产生的应力不会对外皮内侧的裹紧状态造成影响，外皮轴向不同位置冷却速度不均匀时，由于外皮内侧已经冷却固化并裹紧线芯，在摩擦力的作用下会对外皮内侧产生轴向的牵引力，阻碍外皮沿轴向蠕动提高了外皮在轴向不同位置处的厚度均匀程度、裹紧力均匀程度，且减小或消除了外皮内侧与线芯之间的间隙，提高了外皮与线芯的连接强度，进而提高了绝缘线缆的机械强度。
缠绕金属丝后，线芯外表面形成螺纹状结构，很大了外皮内侧与线芯之间沿轴向的牵引力，进一步避免外皮因轴向牵引力导致与线芯相对滑移，提高了外皮与线芯之间的连接强度。线芯在冷却后收缩，在线芯冷却收缩的状态下缠绕金属丝，进入到机头包裹外皮之后温度上升，线芯直径会因热胀效应增大，将金属丝撑紧，提高金属丝在线芯上的缠绕紧度。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1是本申请实施例中电缆的外皮包裹工艺的流程示意图；
图2是本申请实施例中电缆的外皮包裹生产过程中各部件的连接关系示意图；
图3是本申请实施例中线芯穿入机头之前的结构示意图；
图4是本申请实施例中线芯穿过机头并包裹外皮之后的结构示意图。
附图标记说明
100、线芯；102、盘管；104、液氮；106、气泵；108、干燥器；110、套管；112、金属丝；114、滑石粉；116、干燥箱；118、机头；120、外皮；122、风机。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本申请，本领域技术人员应当理解，在下文的各实施方式中给出了众多的具体细节。没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实施方式中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段和元件未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
以下结合图1至图4对本申请的实施例进行详细说明（本申请只对外皮120包裹部分的工艺进行改进，线芯100的拉丝等其他工艺与现有技术相同，因此本申请的实施例不再赘述）。
本申请的实施1例提供了一种电缆的外皮包裹工艺，在线芯100穿入机头118进行外皮120包裹之前，先对线芯100进行冷却，使冷却后的线芯100温度降低至-11至-5摄氏度。
冷却后的线芯100穿入到机头118内进行外皮120包裹，熔融状态的外皮120接触线芯100时温度下降，与线芯100接触的一面冷却固化，靠近线芯100外表面的部位温度逐渐降低蠕动性降低，穿过机头118后，外皮120外表面与空气接触并逐渐降温，实现内外同时降温，由于线芯100冷吸热量有限，在线芯100温度上升到与外皮120内部温度相近时，外皮120内部温度下降速度减小，外皮120外部温度也会逐渐降低，直到内外温度趋于相同，在此过程中，外皮120内侧率先冷却收缩并固化，提高了外皮120在线芯100上包裹的裹紧力，外皮120外部降温过程中产生的应力不会对外皮120内侧的裹紧状态造成影响，外皮120轴向不同位置冷却速度不均匀时，由于外皮120内侧已经冷却固化并裹紧线芯100， 在摩擦力的作用下会对外皮120内侧产生轴向的牵引力，阻碍外皮120沿轴向蠕动提高了外皮120在轴向不同位置处的厚度均匀程度、裹紧力均匀程度，且减小或消除了外皮120内侧与线芯100之间的间隙，提高了外皮120与线芯100的连接强度，进而提高了绝缘线缆的机械强度。
本申请的实施2例提供了一种电缆的外皮包裹工艺，在线芯100穿入机头118进行外皮120包裹之前，先对线芯100进行冷却，使冷却后的线芯100温度降低至-11至-5摄氏度。在线芯100冷却之后，在线芯100上缠绕金属丝112，金属丝112的材质与线芯100的材质相同，金属丝112的直径小于线芯100的直径的五分之一，金属丝112在线芯100上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝112的直径小于0.3毫米。
缠绕金属丝112后，线芯100外表面形成螺纹状结构，很大了外皮120内侧与线芯100之间沿轴向的牵引力，进一步避免外皮120因轴向牵引力导致与线芯100相对滑移，提高了外皮120与线芯100之间的连接强度。线芯100在冷却后收缩，在线芯100冷却收缩的状态下缠绕金属丝112，进入到机头118包裹外皮120之后温度上升，线芯100直径会因热胀效应增大，将金属丝112撑紧，提高金属丝112在线芯100上的缠绕紧度。
本申请的实施3例提供了一种电缆的外皮包裹工艺，在线芯100穿入机头118进行外皮120包裹之前，先对线芯100进行冷却，使冷却后的线芯100温度降低至-11至-5摄氏度。在线芯100冷却之后，在线芯100上缠绕金属丝112，金属丝112的材质与线芯100的材质相同，金属丝112的直径小于线芯100的直径的五分之一，金属丝112在线芯100上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝112的直径小于0.3毫米。在对线芯100上缠绕金属丝112之后，将线芯100穿入滑石粉114中，使线芯100和金属丝112表面粘附滑石粉114，然后再穿入机头118。
滑石粉114能够在外皮120内侧面与线芯100外侧面以及外皮120内侧面与金属丝112外侧面之间形成一层润滑层，避免外皮120在包裹金属丝112的部位因粘附在金属丝112表面，在外皮120与线芯100沿轴向相对运动时，外皮120在包裹金属丝112的部位能够相对金属丝112产生一定的滑移，避免该处因轴向拉扯力而发生撕裂，由于金属丝112在线芯100轴向上密集缠绕（缠绕间距为0.5至1厘米），因此多个金属丝112同时为外皮120内侧提供抓紧力，阻碍外皮120内侧与线芯100沿轴向发生较大的轴向相对运动，该抓紧力能够为外皮120的外部提供牵引力，减小外皮120外部相对线芯100沿轴向运动的距离，使外皮120整体冷却固化后，轴向的不同位置处的厚度更加均匀，应力分布也更加均匀。
本申请的实施4例提供了一种电缆的外皮包裹工艺，在线芯100穿入机头118进行外皮120包裹之前，先对线芯100进行冷却，使冷却后的线芯100温度降低至-11至-5摄氏度。在线芯100冷却之后，在线芯100上缠绕金属丝112，金属丝112的材质与线芯100的材质相同，金属丝112的直径小于线芯100的直径的五分之一，金属丝112在线芯100上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝112的直径小于0.3毫米。向缠绕金属丝112后的线芯100表面喷洒或涂刷粘附剂，然后将线芯100穿入滑石粉114中，使线芯100和金属丝112表面粘附滑石粉114，然后再穿入机头118。
粘附剂的制备方法如下：称取1份聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，称取5份汽油，向汽油中加入聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，搅拌至聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末溶解在汽油中，获得所述粘附剂。
由于线芯100和金属丝112表面光滑，对滑石粉114的粘附力较小，只能粘附较少的滑石粉114，通过涂刷或喷洒粘附剂后，能够提高滑石粉114在线芯100和金属丝112表面的粘附量。本实施例中生产的线缆是聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合的绝缘线缆，聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合的绝缘线缆是指用聚酰亚胺/聚四氟乙烯复合材料作为外皮原料制成线缆外皮，然后包覆在线芯上最终获得的绝缘线缆，具有耐磨耐高温软化的特性，机械强度较高；粘附剂采用与外皮120相同材质的辅料（聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末）与汽油混合制成，辅料作为增稠剂，提高粘附剂的流动性，便于涂刷和喷洒，并增大粘附力，汽油能够与外皮120发生化学反应，由于线芯100和金属丝112较小，因此涂刷的汽油量比较少，参与反应的外皮120内较少，外皮120内侧面与汽油反应的深度在0.2微米以内。
本申请的实施5例提供了一种电缆的外皮包裹工艺，在线芯100穿入机头118进行外皮120包裹之前，先对线芯100进行冷却，使冷却后的线芯100温度降低至-11至-5摄氏度。在线芯100冷却之后，在线芯100上缠绕金属丝112，金属丝112的材质与线芯100的材质相同，金属丝112的直径小于线芯100的直径的五分之一，金属丝112在线芯100上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝112的直径小于0.3毫米。按重量配比，称取1份聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，称取5份汽油，称取3份滑石粉114，混合并搅拌，获得助滑剂；在对线芯100上缠绕金属丝112之后，向线芯100表面涂刷助滑剂，然后再穿入机头118。
与实施例4不同之处在于，助滑剂中已经含有滑石粉114，不需要额外工序添加滑石粉114，因此提高了生产效率。
在上述实施例中，对线芯100冷却时，使用液氮104作为冷却介质，将盘管102浸泡在液氮104中，然后使用干燥器108对空气进行干燥，用气泵106将干燥后的空气吹入盘管102中，盘管102的出口靠近并正对线芯100外侧面，对线芯100进行吹气冷却。优选的，在盘管102的出口焊接一个套管110，套管110长度设置为2至5厘米，将线芯100从套管110的中心穿过，盘管102的出口与套管110的中心部位连通。
在穿入机头118之前，使用干燥器108对空气进行干燥，用气泵106将干燥后的空气吹入干燥箱116内，干燥箱116的两侧开孔，线芯100从干燥箱116的两侧的开孔中心穿过，利用干燥箱116内的流动的干燥空气对线芯100表面进行风干，并隔离外部湿空气，线芯100从干燥箱116穿过后进入机头118进行外皮120包裹。
经过风干后，粘附剂或助滑剂中的部分汽油挥发掉，只留下滑石粉114（加入辅料后则还会留下辅料），避免外皮120内侧面与汽油反应。由于线芯100经过冷却处理，因此不宜与外部空气（含有水蒸气）接触，以免水蒸气在线芯100表面液化影响外皮120包裹后的裹紧力以及抓紧力。
在一些示例性的实施方式中，在机头118后水冷槽之间设置风机122，风机122吹风方向朝上设置，风机122设置在线芯100下方，对从包裹外皮120后的线芯100下方向上吹风进行风冷。
现有技术中的线芯100包裹外皮120之后，需要传送一段距离才能进入到水冷槽内进行水冷，这会导致外皮120内侧与线芯100热交换降温时，外皮120外侧得不到及时的降温导致外皮120内外降温速度不均匀，在外皮120内部产生应力，使用风机122在线芯100从机头118穿出时及时对外皮120外部进行风冷降温，使外皮120内外同步降温，提高外皮120内外冷却的均匀程度，同时由于外皮120从机头118穿出时，外皮120外部温度较高，具有一定的蠕动性，在重力作用下会向下运动导致外皮120下部厚度大于上部厚度，经过风机122的至下而上的吹风，可以减小外皮120外部下垂量。
结合图3和图4所示，本申请的另一个实施例还提供了一种电缆，采用上述实施例中电缆的外皮包裹工艺制得，包括线芯100、金属丝112、外皮120，金属丝120缠绕在线芯100上，外皮120包裹在线芯100外面，外皮120的内侧面与金属丝120的外侧面以及线芯100的外侧面压紧配合，金属丝120靠近线芯100的根部具有空隙，空隙内具有滑石粉114。优选的，金属丝112的材质与线芯100的材质相同，金属丝112的直径小于线芯100的直径的五分之一，金属丝112在线芯100上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝的直径小于0.3毫米。
本申请中的“前”是指线芯100的传送方向，如图2中注有“前”的方向箭头所示。需要说明的是，图2中的部分管线以直线的形式简画，以便于观察管线与其他部件的连接关系。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，在线芯穿入机头进行外皮包裹之前，先对线芯进行冷却，使冷却后的线芯温度降低至-11至-5摄氏度。
2.根据权利要求1所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，在线芯冷却之后，在线芯上缠绕金属丝，金属丝的材质与线芯的材质相同，金属丝的直径小于线芯的直径的五分之一，金属丝在线芯上缠绕的轴向间距为0.5至1厘米，金属丝的直径小于0.3毫米。
3.根据权利要求2所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，在对线芯上缠绕金属丝之后，将线芯穿入滑石粉中，使线芯和金属丝表面粘附滑石粉，然后再穿入机头。
4.根据权利要求3所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，向缠绕金属丝后的线芯表面喷洒或涂刷粘附剂，然后在将线芯穿入滑石粉中。
5.根据权利要求4所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，按重量配比，称取1份聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，称取5份汽油，向汽油中加入聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，搅拌至聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末溶解在汽油中，获得所述粘附剂。
6.根据权利要求2所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，按重量配比，称取1份聚酰亚胺与聚四氟乙烯复合材料的粉末，称取5份汽油，称取3份滑石粉，混合并搅拌，获得助滑剂；
在对线芯上缠绕金属丝之后，向线芯表面涂刷助滑剂，然后再穿入机头。
7.根据权利要求1所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，对线芯冷却时，使用液氮作为冷却介质，将盘管浸泡在液氮中，然后使用干燥器对空气进行干燥，用气泵将干燥后的空气吹入盘管中，盘管的出口靠近并正对线芯外侧面，对线芯进行吹气冷却。
8.根据权利要求7所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，在盘管的出口焊接一个套管，套管长度设置为2至5厘米，将线芯从套管的中心穿过，盘管的出口与套管的中心部位连通。
9.根据权利要求5或6所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，使用干燥器对空气进行干燥，用气泵将干燥后的空气吹入干燥箱内，干燥箱的两侧开孔，线芯从干燥箱的两侧的开孔中心穿过，利用干燥箱内的流动的干燥空气对线芯表面进行风干，并隔离外部湿空气，线芯从干燥箱穿过后进入机头进行外皮包裹。
10.根据权利要求1所述的电缆的外皮包裹工艺，其特征在于，在机头后水冷槽之间设置风机，风机吹风方向朝上设置，风机设置在线芯下方，对从包裹外皮后的线芯下方向上吹风进行风冷。
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