一种线缆中空支撑结构的挤出方法与流程

本发明创造涉及电缆生产技术领域，具体是一种线缆中空支撑结构的挤出方法。

背景技术：

现有技术中，一些特种电缆出于导体冷却等考虑，会在导体外包具有中空支撑结构，再在支撑结构外包其它功能层。通过支撑结构构成的管状通孔来通入冷媒，直接在电缆内部对导体进行冷却。电缆生产多是流水线连续生产，如何把具有通孔的支撑结构生产纳入流水线，并能确保管状通孔内的平滑、均匀性是需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明创造针对现有技术中的问题，提出一种线缆中空支撑结构的挤出方法以及线缆中空支撑结构的挤出模具组件，具体为：

一种线缆中空支撑结构的挤出方法，步骤包括：1)在挤塑机上安装挤出模具组件；2)按照挤出工艺，在线缆外挤包中空支撑结构，其特征是

所述步骤1)中：所述挤出模具组件，包括模芯、模套、模套并帽、中模和中模压环；模芯、模套、模套并帽、中模和中模连接机构的中心位置开有供线缆通过的走线通道，设走线通道的入线端为前，出线端为后；

所述模芯后部的外形是圆台形状，圆台的较小一底朝向后端；模芯前部设有与挤出机体连接的结构；

所述模套前部的外形是圆柱形状，模套前部的内部开有圆台形空腔，圆台形空腔的形状与模芯后部的外形对应；模套后部的外形是圆柱形状，模套后部开有圆柱形空腔；模套后部的外径小于模套前部的外径；

模套并帽的径向截面是圆环形状，圆环的内径与模套后部的外径对应，圆环的外径大于模套前部的外径；模套并帽外壁设有与挤出机体连接的螺纹；

模芯后部在模套前部的圆台形空腔内，模芯后部的外壁与圆台形空腔之间留有胶料流道；模套并帽套在模套后部外；

所述中模是由相互连接的前、中和后部构成；中模前部是圆筒形状，中模中部的径向截面是圆环形状；中模中部的外径大于中模前部的外径；

中模后部是由多个出气隔柱围绕走线通道构成；各个出气隔柱的外壁围成圆柱形状的外径小于中模中部的外径；

中模套在模套后部的圆柱形空腔内，出气隔柱外套有中模套，中模套与出气隔柱之间留有胶料流道；

中模压环自后向前压住中模套以及中模，中模压环外壁与模套后部的内壁之间通过螺纹连接；

出气隔柱的外形与被加工的支撑结构的管状通孔内腔形状对应；出气隔柱的数量和位置与被加工的支撑结构的管状通孔的数量和位置对应；出气隔柱与走线通道平行；出气隔柱内设有贯通的支气管，支气管的出气口朝向出气隔柱后部，支气管的进气口连接一个环形的主气管，主气管嵌在中模中部内，且中模中部上开有进气孔，进气孔连接于主气管；

模套后部的与进气孔对应位置的侧壁上开有进气管，进气管与进气孔密闭连接；

所述步骤2)中：模芯的孔径大于线芯直径；机身和机头的加热采用热电偶加热，并根据挤出材料设定各个温区的温度；挤出时施加循环冷却空气到进气孔中，气压设定0.5～1mpa。

进一步，所述步骤1)中，挤出模具组件的中模前部的内腔的前端是圆台形状；模芯后部的后端在中模前部的内腔的前端内，且二者之间留有胶料流道。

所述步骤2)中，模芯孔径＝线芯直径+0.3mm。

一种线缆中空支撑结构的挤出模具组件，包括模芯、模套、模套并帽、中模和中模压环；模芯、模套、模套并帽、中模和中模连接机构的中心位置开有供线缆通过的走线通道，设走线通道的入线端为前，出线端为后；

所述模芯后部的外形是圆台形状，圆台的较小一底朝向后端；模芯前部设有与挤出机体连接的结构；

所述模套前部的外形是圆柱形状，模套前部的内部开有圆台形空腔，圆台形空腔的形状与模芯后部的外形对应；模套后部的外形是圆柱形状，模套后部开有圆柱形空腔；模套后部的外径小于模套前部的外径；

模套并帽的径向截面是圆环形状，圆环的内径与模套后部的外径对应，圆环的外径大于模套前部的外径；模套并帽外壁设有与挤出机体连接的螺纹；

模芯后部在模套前部的圆台形空腔内，模芯后部的外壁与圆台形空腔之间留有胶料流道；模套并帽套在模套后部外；

所述中模是由相互连接的前、中和后部构成；中模前部是圆筒形状，中模中部的径向截面是圆环形状；中模中部的外径大于中模前部的外径；

中模后部是由多个出气隔柱围绕走线通道构成；各个出气隔柱的外壁围成圆柱形状的外径小于中模中部的外径；

中模套在模套后部的圆柱形空腔内，出气隔柱外套有中模套，中模套与出气隔柱之间留有胶料流道；

中模压环自后向前压住中模套以及中模，中模压环外壁与模套后部的内壁之间通过螺纹连接；

出气隔柱的外形与被加工的支撑结构的管状通孔内腔形状对应；出气隔柱的数量和位置与被加工的支撑结构的管状通孔的数量和位置对应；出气隔柱与走线通道平行；出气隔柱内设有贯通的支气管，支气管的出气口朝向出气隔柱后部，支气管的进气口连接一个环形的主气管，主气管嵌在中模中部内，且中模中部上开有进气孔，进气孔连接于主气管；

模套后部的与进气孔对应位置的侧壁上开有进气管，进气管与进气孔密闭连接。

进一步，中模前部的内腔的前端是圆台形状；模芯后部的后端在中模前部的内腔的前端内，且二者之间留有胶料流道。

本发明创造相对于现有技术的有益效果为：使具有通孔的支撑结构生产融入流水线，并能确保管状通孔内的平滑和均匀性。

附图说明

图1为本模具组件使用状态示意图(轴向剖面)。

图2为中模的左向(视角自走线通道后端)；

图3为中模的示意图(轴向剖面)；

图4为中模的外形示意图；

图5为本例模具组件加工得到的线缆中空支撑结构的径向截面第一示意图；

图6为本例模具组件加工得到的线缆中空支撑结构的径向截面第二示意图，其中虚线为支撑结构中的线缆；

图7是本例中模的尺寸标识图；

其中：模芯1、模套2、模套并帽3、中模4、中模压环5、走线通道6、胶料流道7、出气隔柱8、中模套9、支气管10、主气管11、进气孔12、进气管13、挤出机的螺旋挤出轴14、挤出机的机体15、支撑结构的管状通孔16、支气管的出气孔17、支撑体18、外绝缘层19。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例，对本发明创造作进一步详细地说明。

一种线缆中空支撑结构的挤出方法，步骤包括：1)在挤塑机上安装挤出模具组件；2)按照挤出工艺，在线缆外挤包中空支撑结构。

如图1本例的挤出模具组件，包括模芯、模套、模套并帽、中模和中模压环；模芯、模套、模套并帽、中模和中模连接机构的中心位置开有供线缆通过的走线通道，设走线通道的入线端为前，出线端为后；

所述模芯后部的外形是圆台形状，圆台的较小一底朝向后端；模芯前部设有与挤出机体连接的结构(本例是螺旋连接结构)；

所述模套前部的外形是圆柱形状，模套前部的内部开有圆台形空腔，圆台形空腔的形状与模芯后部的外形对应；模套后部的外形是圆柱形状，模套后部开有圆柱形空腔；模套后部的外径小于模套前部的外径；

模套并帽的径向截面是圆环形状，圆环的内径与模套后部的外径对应，圆环的外径大于模套前部的外径；模套并帽外壁设有与挤出机体连接的螺纹；

模芯后部在模套前部的圆台形空腔内，模芯后部的外壁与圆台形空腔之间留有胶料流道；模套并帽套在模套后部外；

再如图2～4，所述中模是由相互连接的前、中和后部构成；中模前部是圆筒形状，中模中部的径向截面是圆环形状；中模中部的外径大于中模前部的外径；

中模后部是由多个出气隔柱围绕走线通道构成；各个出气隔柱的外壁围成圆柱形状的外径小于中模中部的外径；

中模套在模套后部的圆柱形空腔内，出气隔柱外套有中模套，中模套与出气隔柱之间留有胶料流道；

中模压环自后向前压住中模套以及中模，中模压环外壁与模套后部的内壁之间通过螺纹连接；

出气隔柱的外形与被加工的支撑结构的管状通孔内腔形状对应；出气隔柱的数量和位置与被加工的支撑结构的管状通孔的数量和位置对应；出气隔柱与走线通道平行；出气隔柱内设有贯通的支气管，支气管的出气口朝向出气隔柱后部，支气管的进气口连接一个环形的主气管，主气管嵌在中模中部内，且中模中部上开有进气孔，进气孔连接于主气管；

模套后部的与进气孔对应位置的侧壁上开有进气管，进气管与进气孔密闭连接。

中模前部的内腔的前端是圆台形状；模芯后部的后端在中模前部的内腔的前端内，且二者之间留有胶料流道。

图5是本例模具组件加工得到的支撑结构径向截面示意图。图6中，虚线为支撑结构中的线缆。

参考图2、3和7，本例中，进气孔12为圆形截面，直径5mm，截面约20m㎡；气路(主气管11)的截面为圆形或方形，面积约为0.6m㎡；支气管10的截面为半圆扇形；支气管的出气孔17为圆形截面，直径为0.6mm，长度为20mm。

支气管截面为扇形、圆形或方形，中心的出气孔17的截面为圆形，形状结构影响气体分布的均匀性、对外圆的支撑是否充分，否则会影响气流或气压的均匀性；长度过长会影响内壁的完整性。例如：出气孔较长，容易伸出所配合的其它部分模具结构，使材料在压出后，气体未充分起到支撑作用时，外层的材质已被冷却定形，造成失效。

使用该模具挤出的弹性体材料时，通气压强约0.5至1mpa，通气温度为20至30度左右，生产过程中需确保压力的稳定性，防止过大或过小时出现鼓包及凹陷，影响通道的形状，降均匀性，使产品存在故障风险的机率增加。正常生产时，线速度不大于10m/min，产品公差控制不大于0.5mm，采用在线检测设备对产品的尺寸进行严格控制，考虑生产时的波动，冷却后的产品尺寸尽量不超过标称值的±0.1mm，提高产品均匀性，防止下道工序出现配合尺寸不同，超过产品尺寸的现象，造成产品不良。

例1：采用本模具组件，采用挤包方式在圆形截面绝缘线芯外一次性挤包弹性体材料的支撑体和外绝缘层；

模芯的孔径大于线芯直径，模芯孔径＝线芯直径+0.3mm；

挤塑机采用低烟无卤或交联pe螺杆。挤塑机机身采用冷水机冷却，自进料到出料方向，机身温区为：一区165±5℃、二区180±5℃、三区185±5℃、四区190±5℃、五区190±5℃；机头、机颈温度：一区195±5℃、二区195±5℃、三区195±5℃、四区：195±5℃；机身和机头加热采用热电偶加热。

绝缘挤出时设备负(挤出螺杆)荷保持在120a～150a(由电流以及3相交流电压可推算挤出螺杆的功率)，挤出时施加循环冷却气压，气压设定0.5mpa，绝缘线芯外层或与外绝缘层不粘合，间距均匀控制在2m。

例2：

与例1的不同之处为：

机身温区为：一区100±5℃、二区125±5℃、三区145±5℃、四区155±5℃、五区165±5℃；机头、机颈温度：一区170±5℃、二区170±5℃、三区170±5℃、四区：170±5℃。

绝缘挤出时设备负荷保持在90a～110a，挤出时施加循环冷却气压，气压设定1mpa，绝缘线芯外层与外绝缘不粘合，间距均匀控制在2m。

此机身温区参数喜爱，如果，则设备负荷保持在110a～125a，气压设定1mpa，绝缘线芯外层与外绝缘层出现粘合，间距测量1mm，间距小，冷却循环流量不符合要求；

例3(对比例)：

与例1的不同之处为：绝缘挤出时设备负荷保持在120a～150a，挤出时施加循环冷却气压，气压设定3mpa。此时，外绝缘层出现鼓包，不无法满要求。

例1、例2、例3之间的对比：

1)例1制得电缆良品率最高，达到99.1％，例2达到95％。例3不符合生产控制要求，下面不再纳入比较说明。

2)例1制得电缆产品结构稳定，线芯外径17.0mm-17.5mm，外径结构尺寸稳定、圆整，中心通道结构稳定在2.0mm，外绝缘层稳定在1.2mm-1.3mm，且圆整度高，椭圆度不超过10％。

3)例1制得的电缆在进行试验时，支撑结构的管状通孔16内施加的冷却液压力在1.4mpa-1.5mpa之间，压力稳定。

4)例1制得的电缆在进行试验时，成品电缆(运行电缆表面温度实验)表面温度最高与最低之差仅2摄氏度。

5)例2制得电缆产品结构不够稳定，线芯外径16.5mm-17.5mm，中心通道结构稳定在1.5mm-2.0mm，外绝缘层1.1mm-1.3mm，圆整度不够，线芯表面容易呈现六边形。

6)例2制得的电缆在进行试验时，冷却液压力在0.5mpa-1.0mpa之间，压力不稳定。

7)例2制得的电缆在进行试验时，成品电缆(运行电缆表面温度实验)表面温度最高与最低之间相差超过5度，可以推断冷却通道不均匀，造成冷却效果不佳。

8)例2制得电缆生产过程中容易出现粗细不均匀现象和脱节现象，露出内部的绝缘线芯，并且，外绝缘层容易与线芯外层出现粘连，无法分离。