CN217719147U - 半圆电缆芯的生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半圆电缆芯的生产线，半圆电缆芯的生产线，包括用于收卷绞合导体的放线架、冷却装置，还包括：使多根绞合导体并行移动的并线模具，并线模具位于放线架的下游；用于绞合导体与绝缘材料共同挤出的第一挤出模具，第一挤出模具位于并线模具下游且位于冷却装置的上游，第一挤出模具上设有用于使绞合导体的至少一部分散开的出口段，出口段的内孔呈半圆形。本实用新型具有防止金属单丝断裂以及降低制造成成本的特点。

Description

半圆电缆芯的生产线

技术领域

本实用新型涉及一种电缆技术领域，具体涉及一种半圆电缆芯的生产线。

背景技术

CN105448413B公开了一种半圆导体电力电缆的制造方法，制备步骤为：1)将绞合后的导体通过轧辊模具压成半圆形状；2)采用挤包方式把绝缘料包裹在导体外，并冷却；3)把通过步骤1)、2)制得的两根相同的线芯以及填充料绞合构成缆芯；4)绕包第一层绕包带；5)采用挤包方式把内护套料包裹在第一层绕包带外；6)在内护套料外用金属铠装层铠装；7)在金属铠装层外绕包第二层绕包带；8)采用挤包方式把外护套料挤包到第二层绕包带外，从而得到如图1所示的半圆导体电力电缆。

其中，上述的步骤1)的具体过程为：对于任一导体，把多根金属单丝绞合构成导体；金属单丝自内而外分为多层；每层金属单丝中的相邻两根金属单丝相互紧密贴合；相邻两层金属单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；绞合后的导体通过轧辊模具压成半圆形状。

对于上述半圆导体电力电缆的制造方法，具有以下缺点：

(1)，由于是将多根金属单丝绞合构成的导体通过轧辊模具压成半圆形状，这种方式存在的问题是，多根金属单丝绞合构成的导体的截面是圆形的，在轧辊压制之前，绞合的金属丝之间存在间隙，在压制过程中，一部分间隙被金属单丝填充，导致出来断丝，而且在成型半圆的过程中，由于半圆是由弦、圆弧以及连接弦和圆弧有圆角构成，位于圆角处的金属单丝在压制过程中变形由于受力原因无法与模具适配，导致成型的半圆导体的圆角处出现飞边，由于飞边的存在，在半圆导体周面挤绝缘层后，对应有飞边处的绝缘层的厚度偏薄，飞边有割破绝缘层的隐患，而且半圆导体在挤绝缘层后，需要通过火花机进行检测，在检测过程中，对应有飞边处的绝缘层容易被电压击穿。

(2)，现有半圆导体采用压制的方式决定了金属单丝绞合的节距不能太大，具体原因在于，如果节距设置太大，则会导致绞合构成的导体松散，在压制过程中也会变得松散，不能起到紧密结合成一体的作用，据计算，上述用于压制的绞合单根导体的绞合节距为10-15倍绞合外径，在如此小的绞合节距下，需要的原料会增多，导致绞合构成的单根导体的成本比较高。

(3)，绞合构成的单根导体在压制过程中，受压制工艺的影响，例压力不稳定，或者模具的精度问题以及过线速度匹配度不好等因素，会造成各个部位的变形量不一致，导致各个部位的电阻相偏差较大，当电流流过半圆导体后，形成的电信号的波动较大，从而造成电信号的稳态性能差。

实用新型内容

本实用新型提供一种半圆电缆芯的生产线，本实用新型具有防止金属单丝断裂以及降低制造成成本的特点。

解决上述技术问题的技术方案如下：

半圆电缆芯的生产线，包括用于收卷绞合导体的放线架、冷却装置，还包括：

使多根绞合导体并行移动的并线模具，并线模具位于放线架的下游；

用于绞合导体与绝缘材料共同挤出的第一挤出模具，第一挤出模具位于并线模具下游且位于冷却装置的上游，第一挤出模具上设有用于使绞合导体的至少一部分散开的出口段，出口段的内孔呈半圆形。

本实用新型具有如下优点：

(1)，本实用新型不需要采用轧辊模具对绞合导体进行压制，虽然绞合导体被动地受到了第一挤出模具挤压，但是，这样的挤压使绞合导体分散后用于填充了相邻两个绞合导体和第一挤出模具之间的空隙，并且最终所有的导体组成的截面呈半圆形，因此，并不会像现有技术中那样导致金属单丝断裂，更不会在每根绞合导体上形成飞边，进而避免了绞合导体对第一绝缘层造成的薄弱，由此，本实施例中挤出的第一绝缘层在各个部位的厚度形成均匀的状态。

(2)，采用本实用新型的模具，使得绞合导体的绞合节距比现有技术要大得多，因此，一方面本实用新型使用的金属单丝的量要远远小于现有技术，从而降低了成本，另一方面，增大了绞合节距之后，主要是为了能在通过第一挤出模具时能起到分散并填充空隙的作用，同时避免断丝的情况发生。

(3)，由于本实用新型的方法对绞合导体无需压制就可成型为半圆，因此，在成型半圆电缆芯之后，每根金属单丝均保持了原有的形态，这样，使得电缆芯的各个部位的电阻是相等或非常接近的，在具体的使用过程中，避免了因电缆芯的因素对电信号造成波动。

综上所述，本实用新型与公开号CN 105448413B公开的电力电缆制造方法相比，本实用新型的方法在实现相同功能和性能的要求下，更节省导体材料，导体电阻更好控制，更利于大批量生产，导体可重复利用，绝缘层击穿很少，次品率很低的优点。

附图说明

图1为本实用新型半圆电缆芯的生产线的示意图；

图2为并线模具的剖面图；

图3为图2的右视图；

图4为第一出口段的内轮廓的示意图；

图5为绞合导体穿过第一出口段时与第一出口段配合示意图；

图6为第一挤出模具的半剖视图；

图7为图6的俯视图；

图8为半圆电缆芯的剖面图；

图9为通讯电缆的剖面图；

附图中的标记：

第一绞合导体1，第二绞合导体2，并线模具3，本体30，并线引导孔31，第一入口段31a，第一出口段31b，第一弦3a，第一弧3b，第二弧3c，第三弧3d，第一圆心角α，第二圆心角β，第一挤出模具4，出口段4a，第一绝缘层5，第一放线架6，第二放线架7，第三放线架8，张力架9，收线架10，半圆电缆芯11，抽真空装置12，第一水槽13，第二水槽14，绕包层15，金属编织层16，外护套17。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的半圆电缆芯的生产线，包括用于收卷绞合导体的放线架、冷却装置，并线模具3、第一挤出模具4，下面对各部分以及各部分之间的关系进行详细说明：

本实施例中，采用若干的金属单丝经绞合形成绞合导体，绞合形成的绞合导体包括第一绞合导体1和第二绞合导体2，第一绞合导体1与第二绞合导体2的外径不相等，第一绞合导体1为两根，第二绞合导体2为一根。

多根绞合导体沿着并线模具3并行移动，并线模具3位于放线架的下游；在放线架与并线模具3之间设置有张力架9，本实施例中，所述放线架包括第一放线架6、第二放线架7、第三放线架8，将第一根第一绞合导体1卷绕在第一放线架6上，将第二绞合导体2卷绕在第二放线架7上，将第二根第一绞合导体1卷绕在第三放线架8上，从第一放线架6和第三放线架8分别放出的第一绞合导体1以及从第二放线架7放出的第二绞合导体2，分别经过张力架9的张紧作用后送入到并线模具3内。

本实施例中，由于是多根绞合导体并行移动，通过张力架9的张紧作用以及并线模具3的导向作用，使各个绞合导体的移动平稳，避免相邻绞合导体之间窜位，或者出现与并线模具3之间发生干涉并卡滞，并且各个绞合导体从并线模具3输出后，使这些绞合导体的截面形状与并线模具3的截面形状接近。

并线模具3包括本体30以及贯穿本体30的并线引导孔31，并线引导孔31包括第一入口段31a和第一出口段31b，第一入口段31a为锥孔，第一入口段31a的输入端的直径，大于第一入口段31a与第一出口段31b结合部的直径，第一入口段31a设置成锥形的孔，可便于对各个绞合导体形成引导并进入到第一出口段31b内。

第一出口段31b的内孔轮廓由第一弦3a、第一弧3b、第二弧3c、第三弧3d组成，第一弦3a与第一弧3b相对布置，第一弦3a的一端通过第二弧3c与第一弧3b的一端连接，第一弦3a的另一端通过第三弧3d与第一弧3b的另一端连接，第一弦3a与第一弧3b之间的最大间距H小于第一弦3a弦长的一半。

由于第一弦3a与第一弧3b之间的最大间距H小于第一弦3a的一半，例如，第一弦3a的一半为所述最大间距H的1.04-1.13倍，因此，上述第一出口段31b的内孔轮廓不是半圆的形状，而是接近于半圆，这样的第一出口段31b对多个绞合导体具有束缚的作用，从而绞合导体在经过并线模具3之后，并线模具3有效地对绞合导体形成收束，使多个绞合导体排列后的截面形状接近于半圆。另外，由于绞合导体在穿过并线模具3时，绞合导体会分别与第二弧3c和第三弧3d配合，或者沿着第二弧3c和第三弧3d滑动，因此，采用第二弧3c和第三弧3d来分别连接第一弦3a和第一弧3b，第二弧3c和第三弧3d的圆滑形状与绞合导体的周面形成匹配，可以避免刮伤绞合导体。

本实施例中，第二弧3c和第三弧3d优先设置成互为镜像对称，所述第一弧3b对应的第一圆心角α，小于第二弧3c和第三弧3d所对应的第二圆心角β，第一圆心角α为锐角，第二圆心角β为钝角，本实施例中第一圆心角α优先采用82°，第二圆心角β优先采用138°，由此使得第一弧3b的弧长小于该第一弧3b所对应圆的四分之一圆弧长度，第二弧3c的弧长小于该第二弧3c所对应的半圆的弧长，第三弧3d的弧长小于该第三弧3d所对应的半圆的弧长。

上述描述了第一弧3b、第二弧3c、第三弧3d的圆心角，以及第一弧3b与第二弧3c、第三弧3d的弧长之间的关系，通过这些关系，进一步明确了第一出口段31b的内孔轮廓不是半圆，而是接近于半圆。

第一挤出模具4用于绞合导体与绝缘材料共同挤出，第一挤出模具4位于并线模具3下游且位于冷却装置的上游，第一挤出模具4上设有用于使绞合导体的至少一部分散开的出口段，出口段的内孔呈半圆形，第一挤出模具4的入口段也采用锥孔。

本实施例中，优选的方式是，并线模具3第一出口段31b的面积大于第一挤出模具4出口段4a的面积，第一挤出模具4出口段的直径小于第一出口段31b的弦长。因此，通过第一挤出模具4的出口段4a对绞合导体挤压，便于使绞合导体的至少一部分散开。

本实施例中，由于绞合导体的绞合节距比较大，本实施例中的绞合导体相对现有技术中的绞合导体而言，紧实的程度比现有的终合导体在小，因此，在受到相应的挤压力后容易分散开，本实施例中，将并线模具3第一出口段31b的面积大于第一挤出模具4出口段4a的面积，先通过并线模具3，让多个绞合导体在穿过并线模具3的时候对这些绞合导体进行收束，规整这些绞合导体并后使这些绞合导体共同构成的截面形状接近于半圆，但这些绞合导体在穿过并线模具3时并不会受到较大的挤压力，而当这些绞合导体在到达第一挤出模具4出口段4a中时，由于第一挤出模具4出口段4a的面积相对并线模具3第一出口段31b的面积减小，此时，这些绞合导体的至少一部分受到第一挤出模具4出口段4a内壁面的挤压而分散，分散的绞合导体与第一挤出模具4的出口段4a形成匹配，从而使绞合导体的截面成为半圆形。本实施例巧妙地利用并线模具3和第一挤出模具4的结构，使电缆芯成型为半圆的结构。

本实施例还包括对并线模具3和/或第一挤出模具4进行抽真空的抽真空装置12。本实施例中，优选的方式是，将并线模具3和第一挤出模具4安装在同一个挤出机头上，抽真空装置12与挤出机头连接，当抽真空装置12工作时，对并线模具3和第一挤出模具4同时形成抽真空的作用。

上述通过抽真空装置12对并线模具3和第一挤出模具4同时抽真空，达成的技术效果是，抽真空装置12为并线模具3和第一挤出模具4提供了负压作用力，这样可以使绞合导体无论在并线模具3中，还是在第一挤出模具4内，均能够更加规整，从而能提升半圆电缆芯11形状，避免挤出第一绝缘层5之后在半圆电缆芯11上有鼓包或塌陷的情况发生。

绞合导体与绝缘材料共同挤出后，由于第一绝缘层5的温度较高，因此，采用冷却装置对半圆电缆芯11进行冷却，以加速第一绝缘层5固化，防止变形。本实施例中，冷却装置包括具有第一冷却水温的第一水槽13和具有第二冷却水温的第二水槽14，采用不同的温度对半圆电缆芯11进行分段式冷却，提升了冷却效率。

采用上述的生产线用于制作半圆电缆芯的制备方法如下：

S1，采用若干的金属单丝经绞合形成绞合导体；本步骤中，每根绞合导体的节距为20-30倍绞合外径，每根绞合导体的节距优先采用30倍绞合外径。本步骤中，绞合形成的绞合导体包括第一绞合导体1和第二绞合导体2。

本实施例的半圆电缆芯11中，第一绞合导体1的数量优选采用两根，第二绞合导体2的数量优选采用一根，第一绞合导体1与第二绞合导体2的外径不相等，本实施例第二绞合导体2的外径大于第一绞合导体1的外径。

将得到的第一绞合导体1和第二绞合导体2分别布置在放线架上，具体为：将第一根第一绞合导体1卷绕在第一放线架6上，将第二绞合导体2卷绕在第二放线架7，将第二根第一绞合导体1卷绕在第三放线架8上，从第一放线架6和第三放线架8分别放出的第一绞合导体1以及从第二放线架7放出的第二绞合导体2，第一绞合导体1和第二绞合导体2分别由张力架9产生张力。

S2，将多根绞合导体穿过并线模具3由并线模具3进行收束，即第一绞合导体1和第二绞合导体2通过张力架9后进入到并线模具3内，本实施例中，第一绞合导体1和第二绞合导体2在穿过并线模具3时的排列方式为：在第二绞合导体2的两侧分别布置一根第一绞合导体1。

由于并线模具3上的第一出口段31b的内孔由第一弦3a、第一弧3b、第二弧3c、第三弧3d围成，第一弦3a与第一弧3b相对布置，第一弦3a的一端通过第二弧3c与第一弧3b的一端连接，第一弦3a的另一端通过第三弧3d与第一弧3b的另一端连接，第一弦3a与第一弧3b之间的最大间距H小于第一弦3a弦长的一半；所述第一弧3b对应的第一圆心角α，小于第二弧3c和第三弧3d所对应的第二圆心角β，第一弧3b的弧长大于第二弧3c和第三弧3d的弧长。

根据上述结构，所绞合导体在经过并线模具3时，其中：第一根第一绞合导体1的外周面分别与并线模具3第一出口段31b的第一弦3a、第一弧3b、第二弧3c配合；第二根第一绞合导体1的外周面分别与并线模具3第一出口段31b的第一弦3a、第一弧3b、第三弧3d配合；第二绞合导体2的外周面分别与并线模具3第一出口段31b的第一弦3a、第一弧3b配合。

基于上述并线模具3的第一出口段31b的内孔轮廓，其中第一弦3a与第一弧3b之间的任意间距，大于第一弦3a与第二弧3c或者第三弧3d之间的间距，因此，第一出口段31b的内孔中，中间部位的空间高度大于两侧部位的空间高度，由于第二绞合导体2的外径大于第一绞合导体1的外径，因此，在第二绞合导体2的两侧分别布置一根第一绞合导体1，这些绞合导体在经过并线模具3的收束后，有利于使这些绞合导体的截面接近于半圆形。

S3，经过并线模具3收束的多根绞合导体通过至少出口段4a内孔为半圆形的第一挤出模具4时，绞合导体的至少一部分受第一挤出模具4内孔壁面的挤压散开并与第一挤出模具4的出口段4a形成匹配后，被注入到第一挤出模具4内的绝缘材料包裹并一同挤出，形成具有第一绝缘层5的半圆电缆芯11。其中，形成第一绝缘层5的绝缘材料采用低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料，第一绝缘层5的绝缘标称厚度0.9mm，最薄处厚度不小于0.71mm。本实施例获得的半圆电缆芯11的宽度与高度的比值为9.9-10.3：4.5-4.9。

由于第二绞合导体2的外径大于第一绞合导体1的外径，因此，第一绞合导体1第二绞合导体2存在空隙。又由于并线模具3第一出口段31b的内孔面积大于第一挤出模具4出口段4a的内孔面积，因此，通过第一挤出模具4的出口段4a对绞合导体挤压，使绞合导体的至少一部分散开,从而散开后的绞合导体对所述的间隙进行填充，在此过程中，虽然绞合导体被动地受到了挤压，但是，这样的挤压使绞合导体分散后用于填充了空隙，并且最终所有的导体的截面呈半圆形，因此，并不会像现有技术中那样导致金属单丝断裂，更不会在每根绞合导体上形成飞边，进而避免了绞合导体对第一绝缘层5造成的薄弱，由此，本实施例中挤出的第一绝缘层5在各个部位的厚度形成均匀的状态。

还包括持续地对并线模具3和第一挤出模具4进行抽真空的步骤。以及绞合导体随绝缘材料共同挤出形成半圆电缆芯11之后，还包括对半圆电缆芯11进行冷却的步骤，即，将半圆电缆芯11依次穿过具有第一冷却水温的第一水槽13和具有第二冷却水温的第二水槽14，通过第一水槽13和第二水槽14对半圆电缆芯11进行分段式冷却，其中第一水槽13内冷却水温度为50-70℃，第二水槽14内冷却水为常温。在经过冷却后，第一绝缘层5获得定型，由此，通过收线架10将获得的半圆电缆芯11进行收卷。据此，半圆电缆芯的制备过程结束。通过本工艺，使得半圆电缆芯11的合格率达到99％以上。

利用上述制得的半圆电缆芯11，可以应用在多种场所，例如，石化、通讯等领域，本实施例中，以应用于通讯领域为例，说明具有上述半圆电缆芯11的通讯电缆的制备方法，包括以下步骤：

S11，将两根半圆电缆芯11合并以形成圆形的缆芯，采用绕包带对圆形的缆芯进行绕包以形成绕包层15；本实施例中，绕包带优选采用铝塑复合带，在绕包过程中，绕包带的搭盖率的平均值不小于15％。

S12，将金属材料以编织的方式编织在绕包层上形成金属编织层16；本实施例中，采用单丝直径0.15-0.18mm的合金材料编织丝进行编织。

S13，采用挤包方式将护套料挤包到金属编织层外形成外护套17。本实施例中，护套料优先采用低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，外护套17的标称厚度1.6mm，最薄处厚度不小于1.22mm。

以导体径向截面积为25mm²铜芯电缆为例，主要技术指标如下表1：

表1

20℃时导体最大直流电阻为评判产品是否为合格品的其中一个方面，本申请对20℃时导体直流电阻(Ω/km)进行了检测，具体如下：

检测标准：GB/T 3048.4-2007

试样制备：从被试电缆上取不小于1m的试样，去除两端与连接部位的覆盖物，露出导体。

试验环境温度：试样在温度为15-25℃和空气湿度不大于85％的试验环境中放置足够长的时间，使之达到温度平衡。

试验设备：采用实验室专用的固定式电桥进行测试。

测试值结果，20℃时导体直流电阻为：0.768-0.773Ω/km。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，更不是限制本实用新型的保护范围；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.半圆电缆芯的生产线，包括用于收卷绞合导体的放线架、冷却装置，其特征在于，还包括：

使多根绞合导体并行移动的并线模具(3)，并线模具(3)位于放线架的下游；

用于绞合导体与绝缘材料共同挤出的第一挤出模具(4)，第一挤出模具(4)位于并线模具(3)下游且位于冷却装置的上游，第一挤出模具(4)上设有用于使绞合导体的至少一部分散开的出口段(4a)，出口段(4a)的内孔呈半圆形。

2.根据权利要求1所述的半圆电缆芯的生产线，其特征在于，所述放线架包括第一放线架(6)、第二放线架(7)、第三放线架(8)。

3.根据权利要求1所述的半圆电缆芯的生产线，其特征在于，还包括对并线模具(3)和/或第一挤出模具(4)进行抽真空的抽真空装置(12)。

4.根据权利要求1所述的半圆电缆芯的生产线，其特征在于，冷却装置包括具有第一冷却水温的第一水槽(13)和具有第二冷却水温的第二水槽(14)。

5.根据权利要求1所述的半圆电缆芯的生产线，其特征在于，并线模具(3)第一出口段(31b)的内孔面积大于第一挤出模具(4)出口段(4a)的内孔面积。

6.根据权利要求1所述的半圆电缆芯的生产线，其特征在于，并线模具(3)包括本体(30)以及贯穿本体(30)的并线引导孔(31)，并线引导孔(31)包括第一入口段(31a)和第一出口段(31b)，第一出口段(31b)的内孔轮廓由第一弦(3a)、第一弧(3b)、第二弧(3c)、第三弧(3d)组成，第一弦(3a)与第一弧(3b)相对布置，第一弦(3a)的一端通过第二弧(3c)与第一弧(3b)的一端连接，第一弦(3a)的另一端通过第三弧(3d)与第一弧(3b)的另一端连接，第一弦(3a)与第一弧(3b)之间的最大间距(H)小于第一弦(3a)弦长的一半。

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