一种陶瓷化电线/电缆芯制造系统的制作方法与工艺

本发明属于电线、电缆制造技术领域，涉及一种适于用陶瓷化硅橡胶复合带制造电线/电缆芯的制造系统。

背景技术：
近年来，随着陶瓷化硅橡胶的发明，适合制造用于航空发动机的外围、航天器的发射与回收、工业与民用建筑各个领域供电系统的电线电缆，能够在上千摄氏温度或偶发火灾的极端环境下，将电线电缆的防火耐火等级、正常供电可靠性提高到空前的液体平。然而，如果使用陶瓷化硅橡胶直接挤包电线电缆的话，为了避免陶瓷化硅橡胶挤包层表面产生裂纹只能以较低的挤包速度生产，降低了原有电线电缆生产设备的工效，会引发碳排放量增加和生产成本增加等一系列问题，这在民用电线电缆市场上是缺乏竞争力的。另外，陶瓷化硅橡胶虽然在600℃以上的火焰烧蚀下可以转化为坚硬的陶瓷、保持可靠的绝缘液体平并能正常供电，但是在遇到火灾的初期，陶瓷化硅橡胶本体温度会经历一个“由常温上升到600℃以上高温”的阶段，其中的330℃～600℃的温度过渡时间虽然短暂，但陶瓷化硅橡胶在此期间的强度会有所下降，尤其电线电缆安装在受挤压、或有外加应力、或火势本身形成强烈冲刷气流的环境下，则高温供电的绝缘可靠性未必能保证符合设计的要求。为了克服陶瓷化硅橡胶上述两点不足，在专利CN202495311U、CN202454356U和CN202473445U中又发明了可以高速度预制的陶瓷化防火耐火复合带，将陶瓷化硅橡胶和玻璃布复合为一体，可用于电线/电缆芯的包覆，既提高陶瓷化硅橡胶的强度，又避免了直接挤包陶瓷化硅橡胶时表面的裂纹倾向，提高了陶瓷化硅橡胶包覆电线/电缆芯的致密性和绝缘性。为此，需要再发明一种方法（也称为工艺），只要将电线电缆生产厂家原有的缠绕设备加以适当小改进，就可以实现陶瓷化电线电缆的高速度生产，充分体现陶瓷化电线电缆在未来市场上的竞争力。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种陶瓷化电线/电缆芯制造系统，以解决现有生产设备难以实现陶瓷化电线电缆高速生产的难题，本发明的技术方案如下：本发明所提供陶瓷化电线/电缆芯制造系统，包括：纵向旋包机构和缠绕包覆机构；所述纵向旋包机构具有依次串联的储放线单元（10）、至少一个纵向旋包单元（30）、至少一套护套层押出机组（40）、冷热单元（50）、高压火花机（60）、收线单元（70）的装备以及至少一个储喂带单元（20）并联而成；所述缠绕包覆机构具有依次串联的储放线单元（10）、至少一个缠绕单元（100）、至少一套护套层押出机组（40）、冷热单元（50）、高压火花机（60）、收线单元（70）的装备构成。优选地，所述储放线单元具有主动或被动放线机构、电线/电缆芯和储线装置，放线机构采用MCU或PLC控制线速度和张力，储线装置采用至少一个动滑辊轮B与定滑辊轮A及其配重物的组合，动滑辊轮B采用垂直或水平空间布局方式使动滑辊轮B及其配重物能够自由移动。优选地，所述纵向旋包单元至少具有定滑辊轮组E和喇叭束包模具，以电线/电缆芯的行进方向为序，定滑辊轮组E串联于喇叭束包模具的上游、喇叭束包模具又串联于押出机组的上游，距喇叭束包模具上游最近的定滑辊轮组E中至少有两个定滑辊轮以错开一定距离和一定角度螺旋地分布在以电线/电缆芯为轴心的圆周上且定滑辊轮组E的辊轮弧形外表均将复合带卷成圆弧或圆筒状将电线/电缆芯包裹，喇叭束包模具内部结构是由光滑的喇叭管道和含滚珠的等径套筒衔接而成，喇叭束包模具的外表还围包了电热或循环液体恒温装置，对于有些复合带而言电热或循环液体恒温装置是可以缺省的。优选地，所述护套层是由押出机组押出的与电线/电缆芯线速度同步的高分子材料包覆层并使已经包裹在电线/电缆芯上的复合带在生产和应用过程中或遇到火灾情况下永久固定而不会松开或者属于增加的机械电气保护层，护套层的材料包括辐射交联或化学交联的聚烯烃橡塑材料或硅橡胶或热塑性橡塑材料或其组合物。优选地，所述押出机组为市售的押出机及其配套押出模具组件。优选地，所述冷热单元包括：带循环动力的液体夹层筒体或槽体、带进出通道的高温箱体或隧道；冷热单元的使用温度分别在-20℃～50℃和50℃～300℃范围之间且可以连续调节和控制；以电线/电缆芯的行进方向为序，液体夹层筒体串联于高温箱体或隧道的上游或下游，电线/电缆芯从液体夹层筒体和高温箱体或隧道的通道中直线穿行或缠绕穿行而过；对于有些产品而言冷热单元是可以缺省的。优选地，所述高压火花机采用市售的工作电压可达6000V以上的通用绝缘性检测机器。优选地，所述收线单元包括排线器和主动收卷机，主动收卷机采用MCU或PLC控制线速度和张力。优选地，所述储喂带单元包括主动或被动放带机构、复合带和储带装置，放带机构采用MCU或PLC控制线速度和张力，储带装置采用至少一对动滑轮D与定滑辊轮C及其配重物的组合，动滑轮D采用垂直或水平空间布局方式使动滑轮D及其配重物能够自由移动，在生产速度较低时储带装置是可以缺省的。优选地，所述缠绕单元包括喂带机构、公转空心轴、支架和公转电机；喂带机构又包括复合带卷盘、离合器、阻尼被动轴或自转电机驱动轴；复合带卷盘套在离合器的一端轴上，离合器的另一端轴通过联轴器与阻尼被动轴或自转电机驱动轴联接，阻尼被动轴或自转电机驱动轴被固定在公转空心轴上，公转空心轴通过齿轮或皮带或链条与公转电机联接而获得动力，电线/电缆芯穿过公转空心轴行进到押出机组。优选地，所述复合带包括CN202473445U等专利所描述的陶瓷化硅橡胶复合带或其它橡塑材料与纤维状材料复合的带状材料。优选地，所述电线/电缆芯包括单芯或多芯、裸导体或绝缘层导体、铠装层导体的任意一种或组合。所述纵向旋包机构的工作过程是：陶瓷化复合带的行进方向与电线/电缆芯行进的轴心线平行，利用一个或多个纵向旋包单元使陶瓷化复合带卷成单层或多层的纵向筒体将电线/电缆芯包裹，紧接着由下游的喇叭束包模具束紧后，同时被来自押出机组的护套层将纵包成果固定成型，穿过冷热单元也可以跳过冷热单元，再穿过高压火花机以检测陶瓷化复合带包覆层的绝缘性，最后进入收线单元。所述缠绕包覆机构的工作过程是：利用一个或多个缠绕单元将单层或多层陶瓷化复合带缠绕在电线/电缆芯的外表，同时被来自押出机组的护套层将纵包成果固定成型，穿过冷热单元进一步定型也可以跳过冷热单元，再穿过高压火花机以检测陶瓷化复合带包覆层的绝缘性，最后进入收线单元。本发明一种陶瓷化电线/电缆芯制造系统的有益效果在于：利用创新设计的纵向旋包单元机构或缠绕单元机构、束包模具与市售的橡塑押出机组相结合，工艺装备极其简单却避免了直接用陶瓷化硅橡胶挤包电线/电缆芯时表面产生裂纹的倾向，达到了高质量、高速度、连续化生产陶瓷化电线/电缆芯的目的，并且适合于大规模产业化，为陶瓷化硅橡胶和陶瓷化防火耐火复合带的大面积推广应用，为电线电缆的更新换代、提高市场竞争力创造了新的技术优势。附图说明图1是本发明陶瓷化电线/电缆芯制造系统的纵向旋包机构的实施例1的示意图。图2是本发明陶瓷化电线/电缆芯制造系统的缠绕包覆机构的实施例2的示意图。在图1和图2中，相同的功能、组件或机构采用了相同的标号：10—储放线单元(包括序号11至14的全部组件）：11—电线/电缆芯；12—放线机构；13—定滑辊轮A；14—动滑辊轮B。20—储喂带单元(包括序号21至23的全部组件）：21—定滑辊轮C；22—动滑轮D；23—复合带；24—放带机构。30—纵向旋包单元(包括序号31和33的全部组件）：31—定滑辊轮E；32—喇叭束包模具；33—恒温装置。40—押出机组；50—冷热单元；60—高压火花机；70—收线单元(包括序号71至73的全部组件组成）：71—张力控制机构；72—排线器；73—主动收卷机构。100—缠绕单元；110—喂带机构；111—阻尼被动轴或自转电机驱动轴；112—离合器；113—卷盘；120—公转空心轴；130—支架；140—公转电机。具体实施方式以下为本发明“一种陶瓷化电线/电缆芯制造系统”的两个实施例，仅是部分优选状态并非对本发明内容的限定，现结合附图进一步说明：实施例1请参阅图1，其揭示了本发明陶瓷化电线/电缆芯制造系统的纵向旋包机构（实施例1），包括依次串联的储放线单元10、一个纵向旋包单元30、一套护套层押出机组40、冷热单元50、高压火花机60、收线单元70的系统装备与并联的储喂带单元20。储放线单元10包括主动放线机构12、电线/电缆芯11、一对动滑辊轮B14与三个定滑辊轮A13，放线机构12采用MCU控制线速度和张力，采用垂直布置方式使动滑辊轮B14能够上下自由移动。纵向旋包单元30包括四个定滑辊轮组E31、喇叭束包模具32和电线/电缆芯11,以电线/电缆芯11的行进方向为序，定滑辊轮组E31串联于喇叭束包模具32的上游、喇叭束包模具32又串联于押出机组40的上游；四个定滑辊轮组E31中各自间隔50mm的距离、以电线/电缆芯11为圆心的夹角为90度螺旋地分布在以电线/电缆芯为轴心的圆周上且四个定滑辊轮组E31的辊轮弧形外表均将复合带卷成筒体将电线/电缆芯包裹；喇叭束包模具32内部结构是由光滑的喇叭管道与带滚珠的等径管道无缝衔接而成，喇叭束包模具32的外表还围包了电热恒温装置33。护套层的材料为押出机组40押出的陶瓷化硅橡胶与短玻璃纤维的复合物。冷热单元50包括循环水槽和带进出通道的高温恒热隧道，循环水槽位于高温恒热隧道的下游，循环水槽长2.0m、宽0.30m、深0.30m，水循环量0.06～6.0m3/h可任意调节，水温度5～35℃，高温恒热隧道内尺寸长20m、宽0.30m、深0.30m，温度50～250℃可任意调节并在循环水槽长的下游设置风干装置。高压火花机60可以为市售的工作电压可达6000V以上的通用绝缘性检测机器。收线单元70包括排线器72、主动收卷机73，主动收卷机73采用MCU控制线速度和张力。实施例2请参阅图2，其揭示了本发明陶瓷化电线/电缆芯制造系统的缠绕包覆机构（实施例2），包括依次串联的储放线单元10、采用顺时针和逆时针两个缠绕单元100、一套护套层押出机组40、冷热单元50、高压火花机60、收线单元70”系统装备。放线单元10包括主动放线机12、电线/电缆芯11和张力控制系统71，张力控制系统71安置在收线端，放线机构12和张力控制系统71采用PLC控制线速度和张力。缠绕单元100包括喂带机构110、公转空心轴120、支架130和公转电机140；以电线/电缆芯11的行进方向为序，两组缠绕单元100紧邻并串联于押出机组40的上游；喂带机构110又包括复合带卷盘113、磁粉离合器112、自转电机驱动轴111；卷盘113套在磁粉离合器112的一端轴上，磁粉离合器112的另一端轴通过联轴器与自转电机驱动轴111联接，自转电机驱动轴111被固定在公转空心轴120上，公转空心轴120通过齿轮或皮带或链条与公转电机140联接而获得动力，电线/电缆芯11依次穿过公转空心轴120行进到押出机组40、冷热单元50、高压火花机60、直至收线单元70。复合带23可以为CN202473445U等专利所描述的陶瓷化硅橡胶复合带。电线/电缆芯11为单芯多根裸导体。本发明一种陶瓷化电线/电缆芯制造系统利用创新设计的纵向旋包单元机构或缠绕单元机构、束包模具与市售的橡塑押出机组相结合，工艺装备极其简单却避免了直接用陶瓷化硅橡胶挤包电线/电缆芯时表面产生裂纹的倾向，达到了高质量、高速度、连续化生产陶瓷化电线/电缆芯的目的，并且适合于大规模产业化，为陶瓷化硅橡胶和陶瓷化防火耐火复合带的大面积推广应用，为电线电缆的更新换代、提高市场竞争力创造了新的技术优势。