專利名稱：生產電線電纜用紫外光交聯設備的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電線電纜交聯設備。
目前電線電纜的高聚物絕緣層或護層的交聯方法主要有化學法和輻射法。化學法一般需在高溫高壓、體積龐大的連續硫化(CV)管及其配套廠房和設備中進行，輻射法需要有鈷源或電子加速器等輻射源，設備復雜，造價高，一次性投資大，需要專用廠房和配套設施，工藝條件不易控制，機動性差，而且要有嚴格的防護設施。
八十年代以來，國際著名光化學家、瑞典皇家科學院院士B.Ranby教授領導的實驗室開始探索聚乙烯厚樣品的本體紫外光交聯方法，并試圖實現工業化應用，特別是應用于電線電纜絕緣層的制造上。本發明人發表在日本J.Photopolym.Sci.& Tech.2(2)，269－276(1989)、中國《輻射研究與輻射工藝學報》Vol.8，No.3，129－135(1990)和《高分子材料科學與工程》No.6，37－43(1990)雜志上的三篇文章中，介紹了在Ranby實驗室進行聚乙烯紫外光交聯應用基礎研究的一些結果，并介紹了用于對聚乙烯膜片樣品進行紫外光交聯的實驗裝置示意圖。但尚未見工業上生產交聯電線電纜紫外光交聯設備的報導。
本實用新型的目的是對聚乙烯膜片紫外光交聯實驗裝置進行改進，提供一種適用于工業生產電線電纜用的紫外光交聯設備。
附
圖1給出了生產電線電纜用紫外光交聯設備原理方框圖。該設備由電源1、冷卻介質流量調節器2、控制器3和紫外光照箱4組成。其特征在于紫外光照箱4的兩個端面上分別開有供待交聯電線電纜進出的孔7和8；光源5為均勻配置在離待交聯電線電纜中心軸線9一定距離空間圓周上的紫外高壓汞燈，以形成由周圍向中心軸線9輻射紫外光的光照區；測控溫探頭6安置在靠近電線電纜而又不妨礙其運動的位置上，其給出的信號通過控制器3控制流量調節器2，使經由冷卻介質進出口10、11通過光照箱內的冷卻介質保持適當流量，以使光照區溫度穩定在一定范圍內。
本實用新型采用的紫外光源，可以由一組或多組沿電線電纜中心軸線9方向依次排列的紫外高壓汞燈組成，每組由三支或更多支直管狀紫外高壓汞燈在距電線電纜中心軸線9一定距離的空間圓周上均勻地平行配置。也可以采用一組或多組螺旋狀燈管、環狀燈管或半環狀燈管的紫外高壓汞燈，按電線電纜方向依次排列而成。在紫外光源5后面可安裝反光罩，將光源發出的光匯聚到待光交聯電線電纜上，以提高光源利用率和光照均勻性。光源和反光罩一般不直接固定在外殼上，而固定在與外殼不直接接觸的支架上，以免風機工作時引起外殼振動，帶動光源振動。在冷卻介質進出口處可安裝防止紫外光外泄的擋光板，同時使之與箱壁形成引導冷卻介質合理流向的通道。在電線電纜經過的中心軸線9周圍，可包一石英玻璃管，以通入氮氣或惰氣，使電線電纜在氮氣或惰氣氛中進行紫外光交聯，以防止光交聯時材料表面氧化，提高紫外光交聯效率，同時起冷卻作用。也可不用石英玻璃管，直接使用空氣作冷卻介質通過光照箱，控制其流量以保持光照區合適的光交聯溫度，同時帶走光照區的臭氧或其它揮發物，凈化光照區環境。紫外光照箱外殼可用白鐵皮或鋁合金等對紫外光有屏蔽作用的材料做成紫外屏蔽外殼，以起防護作用。在紫外屏蔽外殼內層可附有絕熱材料，以防外殼太熱時引起燙傷事故。在光照區和外殼之間可安裝導熱夾套或管道，通以水、油或其它冷卻介質，進行間接冷卻，傳出的熱量可加以利用。當冷卻介質采用氣體時，流量調節器可以是風機；冷卻介質采用液體時，流量調節器可以是泵。紫外光照箱殼的一部分可做成活動箱蓋，以便更換燈管或檢修操作。
本實用新型為應用紫外光交聯法進行電線電纜聚乙烯或其他高聚物層紫外光交聯提供了具體工業設備，該設備簡單，體積小，能耗省，效率高，機動性好，投資少，易操作實施，克服了化學法和輻射法設備龐大、工藝復雜、一次性投資大、不易操作維護等缺陷，特別適宜于對原有各種電線電纜生產線進行更新改造，以生產耐高壓光交聯電線電纜新線種，不需要專用廠房。
附圖2給出了紫外光交聯設備之紫外光照箱4的一種實施方式示意圖。該光照箱的紫外光源5由沿電線電纜運動方向依次排列的兩組直管狀紫外高壓汞燈組成，每組由三支直管狀紫外高壓汞燈，相互平行，以支架13均勻安置在與中心軸線9相距7cm的空間圓周上，兩組燈管在空間圓周上相互錯過60度角，從側面看，如A－A剖面側視圖所示，六支燈管均勻分布在空間圓周上。每支燈管后面裝有反光罩12，固定在支架13上，其弧形反光內表面對著中心軸線9，冷卻介質進入口10采用百葉窗式，開在光照箱底座外殼14上，內裝擋光板15以防止紫外光從百葉窗口泄出。擋光板15與光照箱內壁形成風道16，起引導氣流流向的作用。冷卻介質出口11與排風機相連接，當排風機工作時，形成經由進風口10、風道16、通過光照區再經出風口11的冷卻氣流，其流向由箭頭所示。測控溫探頭6以支架13固定安置在接近待交聯電線電纜而又不妨礙其運動的位置上，其測得的溫度信號傳給控制器，由控制器調控風機轉速，以保持通過光照區冷卻介質適當流量，從而使光照區穩定在合適的光交聯溫度范圍內。冷卻介質同時起帶走光照區的臭氧和其它揮發物凈化光照區環境的作用。底座14的高度按使中心軸線與擠塑機頭在同一水平高度而定。紫外光源5與中心軸線9間的距離按待交聯電線電纜高聚物層的配方、光源強度以及電線電纜牽引速度而定，一般為3－9cm。紫外光照箱包有起防護作用的紫外屏蔽外殼7，可用白鐵皮或鋁合金等對紫外光有屏蔽作用的材料制成，在屏蔽外殼17內層附有絕熱層18，以防外殼太熱造成燙傷事故。紫外光照箱上部做成可開啟的活動箱蓋19，以便更換燈管或檢修操作。
附圖3為本實用新型的另一種實施方式示意圖。使電線電纜在通有氮氣或惰氣的石英玻璃管內進行紫外光交聯，以防止交聯層表面氧化，提高紫外光交聯效率。石英玻璃管21兩端安裝在電線電纜進出孔7、8位置上，考慮到電線電纜被牽引運動時對氣流的帶動作用，將氮氣或惰氣通入孔22開在石英玻璃管21之靠近電線電纜進入孔7的一端，并利用電線電纜進出孔7、8作為該氮氣或惰氣的出孔。本實施例采用整體式圓筒狀反光罩12，上面開有可使冷卻氣流通過的縫隙23，反光罩12固定在支架13上，紫外燈5采用可調節距離的調節件20(如帶有彈簧的螺栓或具有可調距離的掛鉤式部件)固定在支架13上，可根據需要通過調節件20調節紫外光源與電線電纜之間的距離。冷卻介質進入口10采用百葉窗形式，開在活動箱蓋19上，內裝有擋光板15，擋光板15與箱壁形成風道16，以引導冷卻氣流沿箭頭所示方向，經反光罩12的縫隙23通過光照箱中部，經出風口11，由排風機抽出。
附圖4為紫外光照箱的又一種實施方式示意圖。紫外光源5可采用螺旋狀、環狀或半環狀紫外燈，由一組或多組，依次沿中心軸線9方向排列而成，從而形成從周圍向中心軸線輻射紫外光的均勻光照區。本實施例采用安裝在光源與外殼之間的導熱管道或隔套24的間接冷卻方式，冷卻介質可采用水、油等各種流體介質，由冷卻介質入口10流入，通過光照箱時吸收熱量，從冷卻介質出口11流出，其帶出的熱量可加以利用。采用間接冷卻方式時，電線電纜周圍仍需通入空氣、氮氣或惰氣，一方面起直接冷卻作用，另一方面帶走光照時產生的臭氧或其它揮發物。
本實施例中也可采用空氣直接冷卻方式，此時將石英玻璃管21和導熱隔套24的內壁(或管道)去掉，利用原冷卻介質入口10通入空氣，經過光照區后，從冷卻介質出口11抽出，此時圓筒狀反光罩12上應開有使空氣進出光照區的縫隙。
權利要求1.一種用于生產交聯電線電纜的紫外光交聯設備，由電源1、冷卻介質流量調節器2、控制器3和紫外光照箱4組成，其特征在于所述紫外光交聯箱4的兩個端面上分別開有供待交聯電線電纜進出的孔7和8；光源5為均勻配置在離電線電纜中心軸線9一定距離空間圓周上的紫外高壓汞燈，以形成由周圍向中心軸線9輻射紫外光的光照區；測控溫探頭6安置在靠近待交聯電線電纜而又不防礙其運動的位置上，其給出的信號通過控制器3控制流量調節器2，使經冷卻介質進出口10和11通過光照箱4的冷卻介質保持適當流量，從而使光照區溫度穩定在一定范圍內。
專利摘要一種用于生產交聯電線電纜的紫外光交聯設備，由電源、流量調節器、控制器和紫外光照箱組成，光源采用均勻配置在距交聯電線電纜一定距離空間圓周上的紫外高壓示燈，由測控溫探頭和控制器控制流量調節器，使通過光照箱的冷卻介質保持適當流量，以使光照區溫度穩定在一定范圍內。該設備結構簡單，體積小，機動性好，投資少，能耗低，易對原電線電纜稍作改造以生產光交聯電線電纜。
文檔編號H01B13/00GK2094098SQ91208158
公開日1992年1月22日 申請日期1991年5月9日 優先權日1991年5月9日
發明者瞿保鈞, 梁任又, 施文芳, 金嗣炤, 徐云華 申請人:中國科學技術大學, 中國科學院輻射技術公司