超导电缆盘式内径可调收放线装置及超导电缆生产设备的制作方法

本实用新型涉及超导技术领域，具体地说，涉及超导电缆盘式内径可调收放线装置及超导电缆生产设备。

背景技术：

超导电缆主要以其零损耗传输特性，多被青睐于大容量的电力传输，而大容量特性即高电压和高电流。实现高电压则需更高绝缘耐压等级、实现高电流则需更多层的超导带材，这两种措施均导致超导电缆结构不同，从而导致其外径增大。

缆芯收放线装置按样式一般分为立式和卧式两种。立式结构：目前应用多以龙门悬臂式为主，如图1所示，包括龙门架100和盘具200，其结构轻便，盘具可以横向移动，最大盘径一般在3000mm以下，盘径再大则装置纵向空间占比较大，不易于操控。卧式结构：目前应用多以蛙式举臂式为主，其结构紧凑，盘具不横向移动，最大盘径一般在2000mm以下，盘径再大则臂举困难，不易于操控。

在线缆制造过程中，通常设置多次的线缆收放线作业，对于线缆的收、放线过程，常规方法的收线为电缆的a端(将电缆的两端分别记为a端和b端)上盘，逐层缠绕，最后b端在外侧，而a端则被压在最内层，而无法先从a端放出。当线缆放线时，只能是从b端开始放出，直到放线到a端。如果需要先从a端开始放出，只能经过1次倒盘操作，将b端先缠绕到另一个盘具上，逐层缠绕，最后a端缠绕在外侧，然后才能再从a端开始放线。对于普通线缆收线一次完成，通常不必区分先从b端放线还是先从a端放线，因此也不需要上述的倒盘操作。但是超导电缆的制造过程类似于普通电缆，却又有较大区别，制造设备一般由绞合生产线和纸包生产线组成，仅绝缘层就需多次反复缠绕才能达到设计厚度，超导电缆结构复杂又受限于设备性能，超导电缆不应存在过多的倒盘操作，因每次倒盘操作都将对超导电缆本身造成一次不可逆的伤害，因此，超导电缆的生产工艺过程需严格区分a端和b端，a端先上纸包生产线，则后续多次都应是a端线上纸包生产线以及其他各生产线。按传统方式，例如，a端先上纸包生产线，超导电缆从纸包生产线出来是a端先缠绕在盘具内圈，这导致无法再次从a端上纸包生产线。只能每次复绕均需1次倒盘，这样在制造的中间过程需多次周转往复，才能完成制造。这使得在生产过程中就已经对超导电缆造成了伤害。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型公开一种超导电缆盘式内径可调收放线装置，包括：

动力机构，所述动力机构的输出轴竖立；

推杆，多个推杆沿所述输出轴的圆周向分布，任一所述推杆的一端与输出轴连接，另一端连接有内圈挡板，各内圈挡板为弧形，所有的内圈挡板的弧形位于与所述输出轴同轴的同一圆周线上；

支撑臂，多个支撑臂沿围绕所述输出轴的圆周向分布，任一支撑臂的一端与输出轴连接。

可选地，还包括支撑盘面，支撑盘面为扇形，多个支撑盘面沿圆周向依次铺设在支撑臂上，形成支撑电缆的盘面。

可选地，所述支撑盘面为沿径向呈一圈或多圈的形式。

可选地，还包括辅助支撑机构，所述辅助支撑机构上端与所述支撑臂连接，所述辅助支撑机构的下端连接有滚轮。

可选地，在所述支撑臂的上方还设置有沿径向长度可调的限位杆。

可选地，所述动力机构包括电机、变频驱动器、变比齿轮和制动器，所述电机的输出端与变比齿轮连接，所述变比齿轮的输出端作为动力机构的输出轴，所述变频驱动器与电机连接，用于获取绞合或纸包速度信号并根据所述速度信号驱动电机同步旋转，所述制动器用于产生阻尼力，实现对线缆的张力控制。

可选地，每个支撑臂都包括多段沿径向依次连接的支撑分臂，支撑分臂相邻的一端分别对应设置有多排沿径向排列的螺栓孔，通过对齐部分所述螺栓孔来调节所述支撑臂的长度，通过螺栓旋入所述螺栓孔将支撑分臂连接在一起。

本发明还提供一种超导电缆生产设备，包括并列设置的绞合生产线和纸包生产线，还包括分别设置在绞合生产线和纸包生产线两端的如上所述的超导电缆盘式内径可调收放线装置。

本实用新型的超导电缆盘式内径可调收放线装置具有以下技术效果：

1、收放线装置为水平放置，使得线缆以平铺方式收线，不存在层压现象；

2、可以从内圈放线，出现的空缺由内圈挡板在推杆的作用下得以补偿，推杆的伸缩量可以由电磁阀控制，压力根据线缆张力设定，不会出现压迫线缆的现象，从而顺利完成从内圈放线。从而保证超导电缆的生产质量，并减少了倒盘的工作。

3、盘式内径可调收放线装置可以巧妙的与绞合生产线和纸包生产线结合，共享该收放线装置，从而避免了收放线装置空间的巨大占比，在生产和操作上都将节省步骤，提高效率。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示现有技术的立式龙门收放线装置的示意图；

图2是表示本实用新型实施例的收放线装置的示意图一；

图3是表示本实用新型实施例的收放线装置的示意图二；

图4是表示本实用新型实施例的支撑臂的示意图；

图5是表示本实用新型实施例的内圈可调气压推杆的示意图；

图6是表示本实用新型实施例的可调限位杆的示意图；

图7是盘式内径可调收放线装置与绞合生产线共享使用示意图；

图8是盘式内径可调收放线装置与纸包生产线共享使用示意图；

图9是大直径超导电缆制造完成最后上盘操作示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的超导电缆盘式内径可调收放线装置及超导电缆生产设备的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

如图2、图3所示，本实用新型的超导电缆盘式内径可调收放线装置主要包括动力机构1、支撑臂3和推杆5。其中，动力机构1为收放线装置与生产线速度同步提供旋转动力，所述动力机构1的输出轴竖立。动力机构1包括电机、变频驱动器、变比齿轮和磁粉制动器，所述电机的输出端与变比齿轮连接，所述变比齿轮的输出端作为动力机构的输出轴，所述变频驱动器与电机连接，用于获取绞合或纸包速度信号并根据所述速度信号驱动电机同步旋转，所述制动器用于产生阻尼力，实现对线缆的张力控制。

所述推杆5的一端与输出轴连接，另一端与内圈挡板51连接，通过推杆的伸缩来调节内圈挡板的径向位置。所述内圈挡板51为圆弧形，所有的内圈挡板51位于与电机轴同轴的同一圆周线上。所述超导线缆就是从内圈挡板51的径向外侧向外依次盘绕，并以支撑臂3为支撑。所述推杆5可以是气压推杆、液压推杆、电动推杆中的一种。当电缆需要从内圈放出时，内圈挡板51可在推杆5的作用下向外移动实时填补电缆放出后产生的空位。实现了电缆可以“内收内放”的形式，打破了传统“内收外放”的模式。所述内收外放是指从内侧开始盘绕电缆，在盘绕完电缆后，从外侧开始放出电缆。所述内收内放是指可以从内侧开始盘绕电缆，在盘绕完电缆后，可以从内侧放出电缆。并且，所述推杆5的伸缩量可以通过电磁阀控制，例如，气压推杆可以通过电磁阀控制其气量，使得对内圈挡板51的压力与线缆的张力匹配。具体的，当线缆的张力超过设定张力值，则减小气压推杆对内圈挡板51的压力，当线缆的张力小于设定张力值，则加大气压推杆对内圈挡板51的压力，当线缆的张力等于设定张力值，则保持气压推杆对内圈挡板51的压力。

多个支撑臂3的一端沿圆周向均匀固定在输出轴上，并且，动力机构1位于支撑臂3的下方。支撑臂3作为线缆盘面的支撑，其长短可根据欲研发电缆的长度进行匹配调节，以配合电缆较为合适的盘径。每个支撑臂3都包括多段沿径向依次连接的支撑分臂31，如图4所示，各支撑分臂31之间可以是通过螺栓连接，在支撑分臂31相邻的一端分别对应设置有多排螺栓孔，通过螺栓旋入螺栓孔将支撑分臂31连接在一起。可以调节相邻支撑分臂31的径向位置，以达到所需的径向长度，再用螺栓旋入螺栓孔连接支撑分臂31。本实施例采用共10组支撑臂3，每个支撑臂3都包括3段分臂31，可以在所述支撑臂3上围绕所述内圈挡板51盘绕超导线缆。

进一步地，还包括可调限位杆6，当电缆平铺在盘面上时，限位杆6可限制电缆向上翘起而散盘，根据盘面的幅度，可调节限位杆的长度，不用时也可以折叠收起。例如，可以是多个折叠段的形式，各折叠段之间为铰接，绕铰接点转动折叠即可折叠。

进一步地，如图2所示，还包括可拆卸支撑盘面4，可拆卸支撑盘面4为扇形，铺设在支撑臂3上，一个可拆卸支撑盘面4可以支撑在相邻的两个支撑臂3上，当然也可以一个可拆卸支撑盘面4支撑在多个支撑臂3上，多个可拆卸支撑盘面4沿圆周向依次铺设在支撑臂3上，形成可以支撑线缆的盘面。根据研发电缆长度，可选择内圈(10片)或内圈(10片)+外圈(10片)形式，也就是说，可拆卸支撑盘面4可以在径向设置多圈，形成多圈支撑线缆的盘面，以图2所示的内圈和外圈的形式，选择内圈可收电缆(≤φ80mm)长度约200m，选择内圈+外圈可收电缆长度(≤φ80mm)约500m，支撑臂的长度配合相应的盘面，作为电缆的平面支撑。

进一步地，还包括辅助支撑机构2，其上端与支撑臂3相连，下方配有滚轮21，例如聚胺脂轮。辅助支撑机构2与盘具一起转动，对应支撑臂3的数量配置辅助支撑机构2。尤其是当电缆距离较长时，可安装辅助支撑机构2，稳定盘面旋转。

下面说明一下该可调收放线装置的使用方法：

如图7所示，并列设置的绞合生产线400和纸包生产线500的两端分别设置有该可调收放线装置300。所述纸包生产线500用于在绞合的线缆外侧包覆绝缘纸。当超导电缆由绞合生产线400下机后收取到前可调收放线装置300(图7中的左测)，再经前可调收放线装置300放线供给纸包生产线500，纸包生产线500下机后收取到后可调收放线装置300(图7中的右侧)上，由后可调收放线装置300再供给绞合生产线400再次生产，形成闭环。

收线方法：将前后两个可调收放线装置300的收放线盘信号由绞合生产线控制，当超导电缆进入可调收放线装置300，在限位杆的作用下平铺于可拆卸支撑盘面4上，所述动力机构1与绞合生产线速度同步，磁粉制动器随同步信号产生阻尼力，实现张力控制，随着长度的增加，超导电缆沿外圈扩展排列，重量也逐渐增加，此时可安装辅助支撑机构2作为重力支撑，以稳定盘面旋转。如电缆长度较大，可将支撑臂随时接长。通过以上操作可以把线缆分别收到前可调收放线装置300和后可调收放线装置300上。

放线可以根据从收放线装置的内圈放线和从外圈放线具有一些差别，此处标记电缆的首端为a端，b端为末端，电缆的a端先盘绕在内圈挡板51上，然后不断盘绕直至电缆完全盘绕在收放线装置上，b端盘绕在最外侧。

a端先上纸包机(即从内圈放线)：当绞合工序结束，可调收放线装置300的同步信号转为由纸包生产线控制，动力机构1的转向不变，将收好的电缆从内圈放出，a端先进入纸包生产线500工序，此时可调收放线装置300的功能转为放线。随着电缆的放出，内圈出现空位，此时在推杆5的作用下内圈挡板51自动推出填补内径空位，实现稳定放线。

b端先上纸包机(即从外圈放线)当绞合工序结束，可调收放线装置300的同步信号转由纸包生产线控制，将输出轴调为反转，电缆从外圈放出，进入纸包生产线500工序，此时可调收放线装置300的功能转为放线。

当超导电缆往复制造最终结束时，如图9所示，可利用另外配套的分体收线架，架起立式大直径盘具600进行卷绕完成最后上盘操作，然后封盘运输。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。