[实用新型]低压聚乙烯绝缘电缆紫外光交联辐照箱的辐射装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种低压聚乙烯绝缘电缆紫外光交联辐照箱的辐射装置。

背景技术：

聚乙烯是一种通用热塑性高分子材料，在聚合物家族中需求量最大，用途最广，是经济建设和日常生活中不可或缺的原材料。然而，在一些有温升或高温场合，聚乙烯易发生变形，导致力学强度丧失，而失去使用价值。如何将聚乙烯改性成热固性塑料以提升其耐高温性能成为亟待解决的问题。

年美国科学家Charlesby在实验室无意中用辐射能将聚乙烯改性成热固性的交联聚乙烯，从此翻开了电线电缆绝缘料制造领域崭新的一页。电缆用交联聚乙烯绝缘料是以电缆专用低密度聚乙烯(LDPE)为基础树脂，加入过氧化物体系，抗氧化物体系等，经特殊工艺制成的电缆绝缘料。聚乙烯绝缘交联改性后，显著提高了电气性能、耐环境应力开裂性能、耐热老化性能和抗蠕变性能等综合性能，使电缆长期工作温度从70℃提高到90℃以上。聚乙烯交联工艺主要有过氧化物交联、温水交联、电子束辐照交联和紫外光交联。紫外光交联技术是由我国自主研发，拥有自主知识产权的一种交联新技术。与前三种传统交联方法相比，紫外光交联法具有许多独特的优点：如工艺设备简单，投资少；易于操作，维护方便；生产效率高，运转成本低；辐照过程中对聚乙烯的辐射损伤小，产品机械力学性能和电性能优良。

年聚乙烯的紫外光交联现象被首次发现，但直到进入80年代后，研究人员才在聚乙烯本体紫外光交联的理论及其应用研究上取得了突破性进展，实现聚乙烯本体厚样品的快速光交联，使聚乙烯光交联的工业应用出现了曙光。90年代末，中国科技大学瞿保钧课题组及合作者研发出光交联聚乙烯绝缘电力电缆和控制电缆产品，配套完善了光交联的工艺装备，创建了世界上第一条光交联聚乙烯绝缘电线电缆试生产线。

紫外光辐照设备采用空气强制对流冷却。在辐照箱的一个辐照单元内，沿圆周方向均匀布置三只6kW的紫外汞灯作为辐照源，该汞灯产生紫外光的同时伴随着大量红外辐射热（目前使用国产汞灯为紫外光源，红外分量约为50%）。在紫外汞灯的背面安装反光罩，经反射的辐射能量汇聚于被加工的电缆表面，射线中紫外光的作用是参与聚乙烯绝缘层的交联反应，而射线中的红外分量是辐照箱内热量产生的主要原因。电缆用低密度聚乙烯是常温下的半结晶材料，透光性差，在挤出温度达到110℃以上时，结晶融化，透明度较高，有利于紫外光进入聚乙烯绝缘层内部进行交联，所以在交联过程中，需要有一定的红外辐射热量来维持绝缘层熔融状态，以提高紫外光透射深度和降低反应活化能；但另一方面，温度过高会使电缆绝缘层表面发生热氧化，甚至导致表面焦糊，还可能使反光罩等受热部件产生热变形。设计辐照箱内部的冷却结构和通风方案，宏观上保证设备各部件有效冷却和维持适宜的交联温度，是光交联生产过程中的关键技术之一。

为进一步加强冷却效果，针对现有的紫外辐射低压电缆交联辐照箱进行改进。在该设备中反光罩起汇聚紫外光，提高紫外光利用率的作用。实际生产运行时发现，被加工电缆在交联过程中析出的交联剂等气体会附着在反光罩上部两侧，这部分起不到反射作用，影响辐射能量聚焦和热量传导。在紫外光的作用下，辐照箱内的氧分子会转变成臭氧，不但会吸收部分紫外线，浓度超标时还将污染工作环境，尽管臭氧在高温作用下会迅速分解，但是在辐照箱驻留的时间内还不足以完全分解，所以需要减少通风阻力，使其尽快排放到室外高处大空间以降低浓度。申请人利用计算流体动力学（CFD）技术，对现有设备进行了流场数值模拟，发现灯箱出风口通风阻力较大，风速高，是限制冷却风量提高的主要风阻之一，实际上该通风口通风总面积小于气流之前通过的分流板总通风面积和通风窗总通风面积，需要改进冷却结构，增加空气流通截面积，从而减少通风阻力，增加冷却风量，达到进一步加强整体换热效果的目的。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种低压聚乙烯绝缘电缆紫外光交联辐照箱的辐射装置，增加空气流通截面积，从而减少通风阻力，增加冷却风量，达到进一步加强整体换热效果的目的。

上述的目的通过以下的技术方案实现：