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高發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜的氮?dú)鈹D出新工藝

1.引言

具有80%發(fā)泡度的聚乙烯絕緣同軸電纜,由于其優(yōu)秀的傳輸性能而被廣泛用作CATV系統(tǒng)。

2.擠出生產(chǎn)線

制造高發(fā)泡聚乙烯絕緣線芯的氮?dú)鈹D出生產(chǎn)線﹕

2.1.1擠出性能好: 它由串聯(lián)式的擠出機(jī)組成,螺桿被設(shè)計(jì)為在壓縮區(qū)的氮?dú)夂途垡蚁┯幸粋�(gè)良好的混合狀態(tài),并且不會(huì)引起有規(guī)律的波動(dòng)。

2.1.1氮?dú)庾⑸溲b置: 代替碳氟化合物,氨氣被用作發(fā)泡劑,它被帶有注射裝置的第一個(gè)擠出機(jī)不斷的供給。

2.1.3粘附用樹脂涂敷器: 粘附層涂敷在內(nèi)導(dǎo)體的表面.在內(nèi)導(dǎo)體和絕緣層之間提供了一個(gè)良好的粘合作用。

2.2 采用兩級(jí)擠出機(jī),在第一個(gè)擠出的壓縮區(qū)獲得一個(gè)穩(wěn)定的氣壓,第一個(gè)擠出機(jī)的螺桿是通氣型的。它的通氣區(qū)域正好位于進(jìn)氣口上并且安裝了專門的混合裝置。擠出機(jī)的螺桿是普通的混合型,在此工藝過程中,擠出機(jī)的溫度必須是精確地控制,第二個(gè)擠出機(jī)的機(jī)身﹑十字頭和擠出模具的溫度的調(diào)整,采用無級(jí)控制。

2.3. 氮?dú)庾⑸溲b置為了防止流量的波動(dòng),制定了用于穩(wěn)壓器以至兩級(jí)擠出機(jī)的P₁和P₂常數(shù)。粘附塑料,象過一個(gè)彈簧壓模,把緊接著是發(fā)泡絕緣的擠出,導(dǎo)體的發(fā)泡絕緣之間的良好的粘附,如果粘附層沒有足夠的粘附力,將不是園整的絕緣而會(huì)被壓縮成8字形狀。

3.絕緣材料

樹脂A是專門為新工藝改進(jìn)的化學(xué)物,它由LDPE和專門一些數(shù)量的HDPE所組成,其中的LDPE具有側(cè)鏈的極好排列,而HDPE提供了發(fā)泡絕緣的高機(jī)械 強(qiáng)度和改進(jìn)了擠出性能。樹脂A給出的是蜻最合乎要求的發(fā)泡度和品格結(jié)構(gòu), 但樹脂B和樹脂C沒有表明良好的結(jié)果。粘附材料對(duì)于氮?dú)鈹D出工藝來說比碳氟化合物擠出顯得更為重要。因而,樹脂D是在樹脂E配方的基礎(chǔ)上,增加專門Z的添加劑而改進(jìn)的。

4.擠出狀況

4.1氮?dú)庾⑸錉顩r

氮?dú)鈮毫�P₁﹑與注入?yún)^(qū)壓力P₂的發(fā)泡度之間關(guān)系密切。P₁將被控制在高于P₂的20~30kg/cm²范圍內(nèi),鑒于高壓的安全性和P₂的穩(wěn)定性,一般P₂被選在30~80kg/cm² 之內(nèi)。

芯線容易塌陷是由于發(fā)泡度高于70%以上造成。為此,為了獲得充分的粘合,應(yīng)適當(dāng)改進(jìn)了十字頭模具和改進(jìn)了粘附樹脂以及精選適當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度和機(jī)座溫度,從而獲得了園整的線芯。如果電纜的線芯直徑和電容被控制在±0.4%內(nèi),則它們的波動(dòng)是優(yōu)秀的,均恒的。

* 生產(chǎn)線配備之必需﹕

一個(gè)專門設(shè)計(jì)的兩級(jí)擠出機(jī),獲得聚乙烯和氮?dú)饣旌系牧己玫木鶆蛐�。一個(gè)專門設(shè)計(jì)的十字頭模具和專門的改型粘附材料,獲得圓整的絕緣線芯。

物理發(fā)泡PE絕緣擠出時(shí)氮?dú)鈮毫εc流量的控制

氣體所占絕緣體總體積的百分比稱為發(fā)泡度,其大小是由氮?dú)庾⑷霑r(shí)的壓力控制的。不適當(dāng)?shù)臍怏w注入量非但不能達(dá)到預(yù)期的發(fā)泡度,甚至?xí)��?dǎo)致絕緣生產(chǎn)過程無法進(jìn)行,,研究氣體注入時(shí)的壓力和流量甚為重要。

1.氣體發(fā)泡工藝和注入系統(tǒng)

氣體發(fā)泡工藝過程,氣體在壓力下進(jìn)行擠塑機(jī)機(jī)筒,一定量的氣體以分了狀態(tài)溶 解并擴(kuò)散進(jìn)入熔融塑料中,在螺桿的作用下混合均勻,同時(shí)被推擠到機(jī)頭口模成型，發(fā)泡劑氮?dú)庋b在鋼瓶內(nèi),通過減壓閥調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)膲毫?經(jīng)過濾器,清除氣體中的雜質(zhì)，進(jìn)入增壓裝置,將氮?dú)庠鰤旱筋A(yù)定的工作壓力,輸送到與擠塑機(jī)機(jī)筒連接的注氣桿中的噴嘴,定量地注入筒并擴(kuò)散到熔融塑料之中。

為了將流量Q_V直接與氣源壓力P_g聯(lián)系起來,可以將置于注氣桿中的進(jìn)氣噴嘴視為一個(gè)節(jié)流孔,流量Q_V由注氣氣壓P_g﹑塑料阻力產(chǎn)生的背壓P_C﹑噴嘴的進(jìn)氣面積A來決定,即Q_V =f ( P_R, P_C, A)。流量方程為: (C_V為系數(shù)),當(dāng)氣體為氮?dú)鈺r(shí), C_V=3.7L/s．mm²．Mpa。由式(2)可知,只要注氣壓P_g大于塑料背壓P_c,氣體就可以注入機(jī)筒。

Q_V=1.45D²P_g (L/s) 或 Q_V=5223D²P_g (L/h) Q_V為氣體流量(L/h);

D²為噴嘴直徑(mm);P_g為注氣壓力(MPa)

注氣壓力必須大于或等于“臨界壓力”,即P_g=1.90P_c

噴嘴的直徑由下式得出: 式中,D為噴嘴直徑(mm);d₁, d₂為絕緣體的內(nèi)﹑外直徑(mm);L為生產(chǎn)線速度(m/min);W為發(fā)泡度(氖);P_g為注氣壓力(MP_a)。

采用上述理論,可以較準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)和使用注氣系統(tǒng)。應(yīng)用指出的是,注氣系統(tǒng)對(duì)零部件的精度要求高,可能會(huì)由于各種因素的影響而使實(shí)際值與理論計(jì)算值有差異, 此應(yīng)對(duì)系統(tǒng)作細(xì)心的檢查,并根據(jù)實(shí)際作必要的調(diào)整。