[发明专利]用于制备可交联聚乙烯化合物的系统及方法

说明书

一种用于制备可交联聚乙烯化合物的系统及方法，其中包括改进型惯性混合器，包括：壳体以及固定排列于其内部的若干混流模块，每个混流模块为钢条制成的笼式结构，从而在壳体内部构成迷宫结构，实现原材料自壳体一端输入后在壳体内部充分混合和冷却至壳体另一端输出。本发明能够解决材料许用温度矛盾，兼顾洁净要求用于制备可交联聚乙烯化合物，同时，此方法的在产品质量(如均化程度)、单位产品能耗、以及装置的固定资产投入的需求上均优于现有的方法。

技术领域

本发明涉及的是一种聚合物化合物领域的技术，具体是一种用于制造电力电缆的绝缘部件，特别是中压、高压和超高压电力电缆的可交联聚乙烯化合物的设备以及制造可交联聚乙烯化合物的方法。

背景技术

可交联聚乙烯(XLPE)用于制造电力电缆的绝缘部件，一般通过混合原料的方法，例如低密度聚乙烯(LDPE)、添加剂和过氧化物制备得到，在高压以及特高压(我国以大于等于110千伏为高压)应用领域，必须保持高水平的清洁度，通常情况下，需要过滤精度达到25um(500 目)，这种精度的过滤情况下，混合物由于相对较高的过滤压力，温度会相应地升高。混合物的高温与其中某一种或多种原材料(如：过氧化物)的许用温度产生矛盾。为解决此矛盾，目前的方法之一采用浸润法，渗析法或吸收法，该生产方法是在1960年代开始的成熟技术。此技术主旨:在不加入有温度矛盾的一种或多种原料的情况下，按洁净精度要求过滤融融状态的非温度矛盾原料的混合物，再将过滤后的融熔融态的混合物冷却(直至固态)，最后将有温度矛盾的原料在许用温度下与前述经过滤冷却后的混合物混合。由于此时许用温度下某些原料为非熔融态，故称为浸润，渗析或吸收。这样的生产线总是需要相应的大型设备，同时为了确保满足的产品的要求，必须保持高水平的清洁度的制造环境。这种高水平的清洁环境意味着使用所谓的洁净室，其提供了避免污染物存在的技术，以及提供若干技术以持续监测和保持所需的高清洁度水平的制造环境。而且所谓浸润大多以长时间分批次在封闭环境中进行，单批次产品之间、批次与批次之间的浸润效果并不均匀，故大多使用方法的生产装置会在最终包装前加装均化设备。另一种方法是在1970年代得以提出，为避免上述温度矛盾，将无温度矛盾的原料与有温度矛盾原料，在不同温度下，分先后在两道(套)混合设备(下文熔融机)中混合，前道混合设备末端安装会产生较高压力的高精度过滤设备，后道混合设备末端为避免产生高压不安装高精度过滤设备。由于后道混合设备在实际工程中无法有效地达到与保持所需的高清洁度水平，故并未见有实际运用。此外，一些文献描述旨在通过同一台，或多台混合设备设置不同的工作环境(温度)，相应地混合不同许用温度原料，并与调整会产生高温高压的过滤设备精度，以求得工艺设置平衡点。由于并不能改变基本的结构矛盾，也未见用于实际生产。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于制备可交联聚乙烯化合物的系统及方法，能够解决材料许用温度矛盾，兼顾洁净要求用于制备可交联聚乙烯化合物，同时，此方法的在产品质量(如均化程度)、单位产品能耗、以及装置的固定资产投入的需求上均优于现有的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于制造可交联聚乙烯化合物(XLPE)的惯性混合器，包括：壳体以及固定排列于其内部的若干混流模块，每个混流模块为钢条制成的笼式结构，从而在壳体内部构成迷宫结构，实现原材料自壳体一端输入后在壳体内部充分混合和冷却至壳体另一端输出。

所述的混流模块，为多根钢条构成的、内置交错设置钢条的笼式结构；优选交错设置为垂直正交设置，进一步优选为垂直正交设置所在的面为法向面。

所述的钢条，优选其宽度与相邻钢条之间的间距相同；进一步优选其组成的笼式结构的外部尺寸与壳体的内径相适配。

所述的固定排列，优选为混流模块以周期循环的朝向进行排布，进一步优选为法向面与壳体中轴线的夹角为[-30°,+30°]

所述的壳体中的混流模块的个数优选满足4～8倍长径比，进一步优选为6倍长径比。