[发明专利]利用红外线的电缆交联装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用红外线的电缆交联装置，且尤其涉及一种能够防止作为绝缘体的聚合物表面由于加热而损坏并能够提高红外线辐射过程中的热效率的电缆交联装置。

背景技术

通常，电缆包括允许电流流动的金属线以及包覆在金属线上用于绝缘的聚合物。金属线由具有良好导电性的金属制成，例如铜或铝。

聚合物依靠挤压装置包覆在金属线上。此时，交联的作用为提高聚合物的化学的、电的以及机械的性能。交联通常分为三种。

这三种交联是：使用乙烯基三甲氧基硅烷(trismethoxy vinyl silane)的硅烷(silane)方法，使用电子束或UV辐射线将辐射能量应用到聚合物链上以造成交联的辐射交联，以及使用由添加剂或交联剂例如有机过氧化物形成的基(radical)来引起交联的化学交联。

在化学交联方法中，交联反应通常由热引起。为了有效地将热传递到作为绝缘件的聚合物并且由此使添加剂或交联剂起反应，提出了CCV(悬链式连续硫化)。CCV使用蒸汽或加热的氮来传递热。然而，由于热从聚合物表面通过传导方式传递，所以CCV用大量的时间将热传递到内部。特别地，由于聚合物是导热系数非常低的非导体，热传导效率低，所以交联需要很多的时间。

为了解决CCV的问题，已提出一种通过将红外线辐射到聚合物上用于加热聚合物的装置。该装置公开于美国专利第4234624号中。如图1所示，该装置10具有用于辅助地将红外光辐射到交联管12的外部以加热聚合物的装置13。

首先，利用挤压机14将聚合物3包覆在金属线1上。随后，当移动金属线1穿过交叉管12时，使用蒸汽或加热的氮来加热聚合物3。同时，使用辐射装置13将辐射光照射到交联管12上，以使得辐射热从交联管12发出，从而将辐射热传递到聚合物3。

由于其使用辐射热，所以与CCV相比，该装置10表现出优异的热传递效率。然而，辐射热到达聚合物3的表面后，应当利用传导传递到聚合物的内部。因此仍很难在短时间内完成交联。特别地，如果为了在短时间内完成交联而增大辐射热的强度，容易损坏聚合物3的表面。

为了解决上述装置10的问题，提出一种利用辐射特定波长范围内的辐射光用以交联聚合物的装置。该装置公开于EP0921921中。如图2所示，该装置20利用安装在交联炉22中的IR(红外线)辐射元件23来交联聚合物。也就是说，通过使用其中混合了聚乙烯24和交联剂25的混合物在挤压机26中挤压出具有预定形状的管7。当该管7经过交联炉22时，通过IR辐射元件23使管7进行交联，并且交联后的管7经由冷却池27被冷却。冷却后的管7通过绞盘28拉动，然后通过提升装置29提升。

IR辐射元件23辐射不同于聚合物的吸收波长的红外线，防止聚合物的表面被过度加热。还有，可以使用添加剂或交联剂的吸收峰波长，以使得只有添加剂或交联剂起反应以提高交联效率。

然而，该装置20需要特定的滤光片用以过滤聚合物的吸收波长范围，且由于未利用聚合物的吸收峰值而表现出较差的热效率。

发明内容

技术问题：

本发明是考虑到上述问题而设计的，因此本发明的目的是提供一种利用红外线的电缆交联装置，该装置能够防止聚合物的表面因加热而损坏。

本发明的另一目的是提供一种利用红外线的电缆交联装置，该装置能够提高IR辐射过程中的热效率。

技术方案：

为了达到上述目的，本发明提供一种利用红外线的电缆交联装置，该装置包括：加热单元，其用于将金属线加热到预定温度；挤压单元，其用于将聚合物包覆加热的金属线以制成电缆；IR辐射单元，其用于将红外线辐射到电缆上；以及冷却单元，其用于冷却穿过IR辐射单元的金属线。

优选地，加热单元将金属线加热到高于交联剂的反应温度。

优选地，提供至少一对基于电缆的相对方向的IR辐射单元。

优选地，IR辐射单元包括：发射器，其用于产生红外线；以及安装在相对于发射器一侧的反射板，其用于反射红外线，以提高发射器的IR发射效率。

另外，IR辐射单元优选地包括：发射器，其用于产生红外线；以及反射板，其安装在各发射器的后部。

更进一步，IR辐射单元包括：多个发射器，其分别安装在电缆的两侧，用于产生红外线；以及多个反射板，其安装在各个发射器的后部。

优选地，冷却单元包括冷却管，其安装在IR辐射单元的后部且其中装行致冷剂；以及冷却池，其安装在冷却管的后部。