CN116985374A - 一种电缆加工的挤出机及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电缆加工的挤出机及加工方法，挤出机包括螺杆挤出机和挤出模头，挤出摸头连通安装在螺杆挤出机的出料口处，挤出模头包括前模腔、后模腔、中心管、转动腔和转动驱动件，前模腔、转动腔和后模腔依次连接，前模腔内设有第一通道，转动腔内设有第二通道，后模腔表面设有凹槽，第一通道、第二通道和凹槽依次连通形成挤出空腔，转动腔分别与前模腔和后模腔转动连接，中心管同轴贯通设置在挤出空腔内，转动驱动件与后模腔固定连接，转动驱动件的驱动端与转动腔的表面传动连接，转动驱动件可驱动转动腔转动。本发明加工方法通过转动驱动进驱动转动腔转动，从而对挤出模头内的熔融料进行周向旋转搅拌，提高了熔融料在挤出模头内的分散性。

Description

一种电缆加工的挤出机及加工方法

技术领域

本发明涉及电缆加工设备技术领域，尤其涉及一种电缆加工的挤出机及加工方法。

背景技术

电缆至少包括线材和包覆在线材外表面的绝缘层和防护层，现有技术中，电缆的绝缘层以及防护层一般是采用线材与绝缘层材料或者防护层材料共挤出的方式加工得到，具体的，绝缘层材料或防护层材料被加热熔融后挤出至具有环形腔的模头内，环形腔模头中间允许线材通过，线材通过后与环形挤出口挤出的外套层复合，从而完成电缆的加工。

然而，上述方案中，从挤出机挤出的熔融态材料在流入环形腔的过程中，通常是熔融材料在压力作用下流动并填充至模头腔体内，受环形腔体的形状限制，以及挤出机的挤出口与腔体连接位置的影响，挤出至模头腔体内的熔融料分散性和填充性均不足，这就导致了挤出的电缆的绝缘层以及防护层表面容易存在缺陷，例如因挤出过程中分布不均导致的气泡、缝隙以及分布不均产生的界面等，这些缺陷为电缆的质量带来了安全隐患。

如何改善熔融材料在挤出模头内的分散性和填充性成为目前亟待解决的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种电缆加工的挤出机及加工方法，旨在通过挤出机的结构改进，提高熔融材料在挤出模头内的分散性。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种电缆加工的挤出机，包括螺杆挤出机和挤出模头，挤出模头连通安装在螺杆挤出机的出料口处，挤出模头包括前模腔、后模腔、中心管、转动腔和转动驱动件，前模腔、转动腔和后模腔依次连接，前模腔内设有第一通道，转动腔内设有第二通道，后模腔表面设有凹槽，第一通道、第二通道和凹槽依次连通形成挤出空腔，后模腔的侧面设有进料口，进料口与凹槽连通，第一通道远离转动腔的一端开口为出料口，转动腔分别与前模腔和后模腔转动连接，中心管同轴贯通设置在挤出空腔内，中心管的靠近后模腔的一端贯通后模腔并与后模腔固定连接，中心管靠近前模腔的一端贯通出料口并与出料口间隔形成环形出口，转动驱动件与后模腔固定连接，转动驱动件的驱动端与转动腔的表面传动连接，转动驱动件可驱动转动腔转动。

在一些实施方式中，第二通道的内表面沿轴向设有螺旋凸起。

在一些实施方式中，第一通道、第二通道和凹槽均为圆柱型，第一通道、第二通道和凹槽同轴设置且内径相同。

在一些实施方式中，还包括连接板，所述前模腔和后模腔均固定安装在连接板表面。

在一些实施方式中，所述转动腔靠近前模腔的一端沿外周向设有第一倒角面，第一通道内侧沿周向设有第二倒角面，第一倒角面与第二倒角面滑动配合。

在一些实施方式中，还包括第一推力轴承，第一推力轴承的内圈同轴嵌入在第一倒角面上，第一推力轴承的外圈同轴嵌入在第二倒角面上。

在一些实施方式中，转动腔靠近后模腔的一端沿外周向设有第三倒角面，凹槽内侧沿周向设有第四倒角面，第三倒角面与第四倒角面滑动配合。

在一些实施方式中，还包括第二推力轴承，第二推力轴承的内圈同轴嵌入在第三倒角面上，第二推力轴承的外圈同轴嵌入在第四倒角面上。

在一些实施方式中，还包括燃烧喷嘴，所述燃烧喷嘴固定安装在连接板上，燃烧喷嘴的喷气口正对转动腔的外表面设置。

本发明另一方面还提供一种基于上述电缆加工的挤出机的加工方法，包括如下步骤：驱动线材在中心管内匀速向出料口一侧输送，螺杆挤出机挤出熔融料至挤出空腔内，转动驱动件驱动转动腔转动并对位于转动腔内的熔融料进行周向带动搅拌，熔融料从环形出口挤出后包覆在线材表面，冷却后得到电缆。

以上加工方法中，可选地，可以再驱动转动腔转动过程中，开启燃烧喷嘴，并对转动腔进行加热处理。

本发明的电缆加工的挤出机及加工方法相对于现有技术具有以下有益效果：

本发明通过对挤出机的模头内腔结构进行改进，在挤出空腔的中段设置可以绕轴线方向转动的转动腔，从螺杆挤出机挤出的熔融料在流经转动腔的第二通道时，在转动腔的转动作用下，沿径向的不同层流体之间在分子间作用力带动下而旋转搅拌，从而提高了熔融料在挤出模头内的分散均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电缆加工的挤出机的轴测图；

图2为图1的爆炸图；

图3为本发明电缆加工的挤出机中挤出模头部分的轴测图；

图4为图3的爆炸图；

图5为图3的剖面图；

图6为图3局部爆炸状态下的剖面图。

图中：1-螺杆挤出机、2-挤出模头、3-连接板、4-第一推力轴承、5-第二推力轴承、6-燃烧喷嘴、21-前模腔、22-后模腔、23-中心管、24-转动腔、25-转动驱动件、211-第一通道、2111-第二倒角面、212-出料口、221-凹槽、2211-第四倒角面、222-进料口、241-第二通道、242-第一倒角面、2411-螺旋凸起、243-第三倒角面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明实施例所属技术领域普通技术人员通常理解相同的含义。如果此部分中陈述的定义与通过引用纳入本文的所述专利、专利申请、公布的专利申请和其他出版物中陈述的定义相反或其他方面不一致，此部分中列出的定义优先与通过引用纳入本文中的定义。

如图1所示，结合图2-6，本发明的电缆加工的挤出机，其包括螺杆挤出机1和挤出模头2，挤出模头2连通安装在螺杆挤出机1的出料口处，挤出模头2包括前模腔21、后模腔22、中心管23、转动腔24和转动驱动件25，前模腔21、转动腔24和后模腔22依次连接，前模腔21内贯通设有圆柱形的第一通道211，转动腔24内贯通设有圆柱形的第二通道241，后模腔22表面设有圆柱形凹槽221，第一通道211、第二通道241和凹槽221依次连通形成挤出空腔，后模腔22的侧面设有进料口222，进料口222与凹槽221连通，第一通道211远离转动腔24的一端开口为出料口212，转动腔24分别与前模腔21和后模腔22转动连接，中心管23同轴贯通设置在挤出空腔内，中心管23的靠近后模腔22的一端贯通后模腔22并与后模腔22固定连接，中心管23靠近前模腔21的一端贯通出料口212并与出料口212间隔形成环形出口，转动驱动件25与后模腔22固定连接，转动驱动件25的驱动端与转动腔24的表面传动连接，转动驱动件25可驱动转动腔24转动。

以上实施例中，中心管23与由前模腔21、转动腔24和后模腔22连接形成的挤出空腔同轴，中心管23外壁与挤出空腔内壁之间形成环形挤出通道，进料口222将螺杆挤出机1内的熔融料导入至该环形挤出通道内，在压力作用下，熔融料分散填充凹槽221内的空间，并逐渐依次流向第二通道241和第一通道211，常规工艺中，该流动过程由螺杆挤出机1的挤出压力驱动，熔融料为流体，具有沿最短通道流出环形挤出通道的趋势，因此，容易存在熔融流体在环形挤出通道内流动分散不均匀的问题，例如，靠近进料口222一侧的熔融料不容易流向远离进料口222的一侧。现采用转动驱动件25驱动转动腔24围绕其轴线转动，转动过程中，流经第二通道241的熔融料在第二通道241的内壁的转动带动下，在第二通道241处发生旋转混合，促使熔融料在第二通道241内混合分散均匀。

在一些实施例中，第二通道241的内表面沿轴向设有螺旋凸起2411。

以上实施例中，转动腔24转动时，对位于第二通道241内的熔融料的带动作用是通过第二通道241内壁与熔融料之间的粘度作用实现的，该搅拌效果相对局限，且熔融料沿径向方向的层与层之间难以形成搅拌作用，为了克服该问题，在第二通道241的内表面设置绞龙形的螺旋凸起2411，螺旋凸起2411沿第二通道241的轴线方向设置，设置螺旋凸起2411一方面可以提高层间物料的交换作用，促进搅拌，另一方面，绞龙形的螺旋凸起2411在进行搅拌时可以沿轴线方向起到推流作用，进一步加强轴心位置和外侧位置的熔融料的物料交换搅拌。

在一些实施例中，螺旋凸起2411的高度优选为第二通道241内壁与中心管23外壁之间距离的1/3-2/3。

采用上述高度的螺旋凸起2411可以起到更好的搅拌作用，同时熔融料相对不容易与螺旋凸起2411粘附堵塞通道。

在一些实施例中，第一通道211、第二通道241和凹槽221均为圆柱型，第一通道211、第二通道241和凹槽221同轴设置且内径相同。

以上实施例中，内径相同时，物料在从凹槽221流动至第一通道211内的过程中，阻力更小。

在一些实施例中，还包括连接板3，所述前模腔21和后模腔22均固定安装在连接板3表面。

以上实施例中，采用连接板3连接前模腔21、后模腔22和转动腔24，具体的，三者与连接板3之间通过螺栓连接，采用连接板3连接三者，可以实现对前模腔21、后模腔22和转动腔24的拆卸和更换维护。

在一些实施例中，转动腔24靠近前模腔21的一端沿外周向设有第一倒角面242，第一通道211内侧沿周向设有第二倒角面2111，第一倒角面242与第二倒角面2111滑动配合。

以上实施例中，由于转动腔24与前模腔21之间转动连接，而挤出模头2内需要承受较大的压力，因此，转动过程中需要尽量提高转动连接处的动密封效果，分别在转动腔24的外周以及前模腔21的第一通道211的内周分别设置倒角面，倒角面为锥形面，一方面可以提高该滑动配合处的接触面积，密封效果好，另一方面，锥形面还具有定位导向作用，可以保持第一通道211与第二通道241之间轴心对准。

在一些实施例中，还包括第一推力轴承4，第一推力轴承4的内圈同轴嵌入在第一倒角面242上，第一推力轴承4的外圈同轴嵌入在第二倒角面2111上。

以上实施例中，面面接触时，摩擦力较大，为了避免材料直接接触摩擦导致的摩擦力大、磨损严重的问题，采用第一推力轴承4连接两个倒角面，具体的，第一推力轴承4为锥形，其具有锥形的外圈面和锥形的内圈面，利用两个锥形面分贝与第一倒角面242和第二倒角面2111进行配合连接。

在一些实施例中，第一推力轴承4可以采用带密封的推力轴承。

在一些实施例中，为了实现与第一推力轴承4配合连接，在第一倒角面242和第二倒角面2111的表面周向开设有对应的定位槽，定位槽分别用于嵌入第一推力轴承4的内圈和外圈。

在一些实施例中，转动腔24靠近后模腔22的一端沿外周向设有第三倒角面243，凹槽221内侧沿周向设有第四倒角面2211，第三倒角面243与第四倒角面2211滑动配合。

同样的，为了提高动密封效果，同时具有一定的对心作用，转动腔24与后模腔22之间也采用锥形倒角面进行滑动配合。

在一些实施例中，还包括第二推力轴承5，第二推力轴承5的内圈同轴嵌入在第三倒角面243上，第二推力轴承5的外圈同轴嵌入在第四倒角面2211上。

以上实施例中，第二推力轴承5的安装方式以及结构与第一推力轴承4的安装方式相同，利用第二推力轴承5作为转动连接件，避免第三倒角面243直接与第四倒角面2211滑动接触，降低了滑动阻力。

在一些实施例中，第三倒角面243和第四倒角面2211的表面同样开设有环形凹槽，用于配合第二推力轴承5的内圈和外圈，通过嵌入进行连接，提高密封性。

在一些实施例中，第二推力轴承5可以采用带密封的推力轴承。

在一些实施例中，还包括燃烧喷嘴6，所述燃烧喷嘴6固定安装在连接板3上，燃烧喷嘴6的喷气口正对转动腔24的外表面设置。

以上实施例中，由于转动腔24需要维持转动，转动过程容易导致熔融料中出现结晶，为了避免该问题，同时为了提高转动过程中的搅拌效果，采用燃烧喷嘴6对转动腔24进行加热，从而对内部的熔融料进行加热，提高熔融料的流动性。

在一些实施例中，在第一通道211内侧表面靠近第二通道241的一侧，设有环形凸起结构，环形凸起结构突出于第一通道211的内侧壁。

以上实施例中，设置环形凸起结构用于对流动至第一通道211内的熔融料靠近第一通道211内壁的一侧的料层进行阻挡扰动，起到了强行推流搅拌作用，与螺旋凸起2411的螺旋搅拌作用不同，熔融料流经环形凸起结构时，流动通道骤变小，流体内压强增大，流速增大，同时该过程有利于对流体内存在的气泡、气隙等结构进行消除，进一步提高挤出料的表面和内部质量，有利于降低内部缺陷。

在一些实施例中，在中心管23的外表面且位于环形凸起结构靠近出料口212的一侧，一体凸出形成有第二环形凸起，第二环形凸起与环形凸起结构形成类似迷宫结构。

以上实施例中，第二环形凸起与环形凸起结构配合，可以对熔融料进行再次挤压搅拌，促进消除内部气泡或气隙等缺陷，同时加强了搅拌效果。

在一些实施例中，第二环形凸起靠近出料口212的一侧与中心管23的外表面平滑过渡。

以上实施例中，平滑过渡的第二环形凸起有利于经过挤出后的熔融料填充在第一通道211内，避免填充不足。

在一些实施例中，上述实施例的挤出机的加工方法包括：

驱动线材在中心管23内匀速向出料口212一侧输送，螺杆挤出机1挤出熔融料至凹槽221内，熔融料在压力作用下逐渐流过第二通道241和第一通道211最终稿从出料口212挤出，在流经第二通道241的过程中，开启转动驱动件25，带动转动腔24转动，从而对流经第二通道241的熔融料进行旋转搅拌，挤出后的熔融料套设在线材外侧，经过拉伸降温后硬化，得到电缆。

在另一些实施例中，还可以开启燃烧喷嘴6，通过燃烧喷嘴6对转动腔24进行加热，使转动腔24内部温度维持在目标温度范围，保持熔融料具有良好的流动性。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆加工的挤出机，包括螺杆挤出机(1)和挤出模头(2)，挤出模头(2)连通安装在螺杆挤出机(1)的出料口处，其特征在于，所述挤出模头(2)包括前模腔(21)、后模腔(22)、中心管(23)、转动腔(24)和转动驱动件(25)，前模腔(21)、转动腔(24)和后模腔(22)依次连接，前模腔(21)内设有第一通道(211)，转动腔(24)内设有第二通道(241)，后模腔(22)表面设有凹槽(221)，第一通道(211)、第二通道(241)和凹槽(221)依次连通形成挤出空腔，后模腔(22)的侧面设有进料口(222)，进料口(222)与凹槽(221)连通，第一通道(211)远离转动腔(24)的一端开口为出料口(212)，转动腔(24)分别与前模腔(21)和后模腔(22)转动连接，中心管(23)同轴贯通设置在挤出空腔内，中心管(23)的靠近后模腔(22)的一端贯通后模腔(22)并与后模腔(22)固定连接，中心管(23)靠近前模腔(21)的一端贯通出料口(212)并与出料口(212)间隔形成环形出口，转动驱动件(25)与后模腔(22)固定连接，转动驱动件(25)的驱动端与转动腔(24)的表面传动连接，转动驱动件(25)可驱动转动腔(24)转动。

2.如权利要求1所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，所述第二通道(241)的内表面沿轴向设有螺旋凸起(2411)。

3.如权利要求1所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，第一通道(211)、第二通道(241)和凹槽(221)均为圆柱型，第一通道(211)、第二通道(241)和凹槽(221)同轴设置且内径相同。

4.如权利要求1所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，还包括连接板(3)，所述前模腔(21)和后模腔(22)均固定安装在连接板(3)表面。

5.如权利要求4所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，所述转动腔(24)靠近前模腔(21)的一端沿外周向设有第一倒角面(242)，第一通道(211)内侧沿周向设有第二倒角面(2111)，第一倒角面(242)与第二倒角面(2111)滑动配合。

6.如权利要求5所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，还包括第一推力轴承(4)，第一推力轴承(4)的内圈同轴嵌入在第一倒角面(242)上，第一推力轴承(4)的外圈同轴嵌入在第二倒角面(2111)上。

7.如权利要求4所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，所述转动腔(24)靠近后模腔(22)的一端沿外周向设有第三倒角面(243)，凹槽(221)内侧沿周向设有第四倒角面(2211)，第三倒角面(243)与第四倒角面(2211)滑动配合。

8.如权利要求7所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，还包括第二推力轴承(5)，第二推力轴承(5)的内圈同轴嵌入在第三倒角面(243)上，第二推力轴承(5)的外圈同轴嵌入在第四倒角面(2211)上。

9.如权利要求4所述的电缆加工的挤出机，其特征在于，还包括燃烧喷嘴(6)，所述燃烧喷嘴(6)固定安装在连接板(3)上，燃烧喷嘴(6)的喷气口正对转动腔(24)的外表面设置。

10.基于权利要求1-9中任一项所述的电缆加工的挤出机的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：驱动线材在中心管(23)内匀速向出料口(212)一侧输送，螺杆挤出机(1)挤出熔融料至挤出空腔内，转动驱动件(25)驱动转动腔(24)转动并对位于转动腔(24)内的熔融料进行周向带动搅拌，熔融料从环形出口挤出后包覆在线材表面，冷却后得到电缆。