[发明专利]基于气流的低压聚乙烯电缆辐照冷却装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种适用电缆紫外光交联辐照设备冷却的基于气流的低压聚乙烯电缆辐照冷却装置。

背景技术：

低压配电和装备用交联聚乙烯电缆是大宗量的电缆产品，每年消耗绝缘材料20余万吨，聚乙烯的交联工艺是交联电缆生产的关键环节。目前，国内外工业界主要应用硅烷交联和电子束辐照交联工艺制造低压交联聚乙烯绝缘电缆。高能电子束辐照交联的生产设备投资较大，操作维护复杂，安全防护要求高，挤出和交联工艺不连续，生产效率低，加工成本较高。用硅烷交联技术制造交联电缆，生产周期长（需要数小时水煮，自交联硅烷电缆需要几天时间才能交联），能耗较高，占用生产场地大，硅烷交联用材料融体黏度大，挤出流动性差，生产时易存在少量预交联情况，停机后需清理螺杆和机头, 劳动强度和材料浪费大。对于目前广泛需求的低烟无卤交联型绝缘电缆，用硅烷交联技术制造有较大困难。

紫外光辐照交联是一种交联电缆生产的新工艺。国外学者自50年前提出这个概念后，直到上世纪90年代，人们才找到高效光引发剂。

在电线电缆紫外交联工艺中，紫外辐照系统中各相关部分对冷却的要求如下：

（1）辐照区对冷却的要求：

对于一个装有三个6kW紫外灯源的三灯辐照单元，除了紫外辐射，根据辐射源50%红外份额，70%通量聚焦估算，电缆交联区在一个辐照单元48cm 长度会接受到约6kW辐射热功率，125W/cm的线功率密度, 每厘米电缆在加工过程中如经过3个辐照单元，要接受1.8kW的热辐射，为防止材料瞬时热破坏，需要较强的冷却。而被加工材料聚乙烯是常温下的半结晶材料，透光性差，在110℃以上的温度下，结晶融化，透明度高，有利于紫外交联，所以对交联过程中的材料又不能冷却过度。

（2）紫外灯源对冷却的要求：

紫外灯源（高压汞灯）需要一定的温度保证汞蒸汽放电形成等离子体，才具有较高的紫外辐射效率。但石英材料制成的管壁在460℃以上加速析晶过程，影响紫外透射率，必须对灯源进行控温冷却，因此对紫外灯源的要求是将温度控制在一定范围内。

（3）反光罩对冷却的要求：

为提高紫外线的利用效率，在紫外灯源的后面加装反光罩，对紫外线进行发射聚焦，该反射罩过热会发生变形，影响辐射能量聚焦，其温度应保持在300℃以下。

（4）辐照箱对通风的要求：

电缆交联是在紫外光辐照下发生的，但在紫外光的作用下，辐照区的氧气会生成臭氧，臭氧在高温作用下快速分解，但在辐照箱中驻留的时间内不足以完全分解，故由交联辐照箱中排出携带臭氧的热空气应直接通过风路排出室外。

我国学者瞿保钧课题组对紫外光交联技术进行了长期研究。但先期制造的紫外光辐照装置辐照效率低、辐照源寿命短、生产速度慢，达不到经济生产速度，故紫外光辐照交联设备限制了新技术的推广使用。

根据目前的紫外光源技术，被线状聚焦的辐射光成分中50%为红外分量，被加工电缆绝缘将受到强烈的热辐射，在紫外交联的过程中就有可能被损坏，故如何控制紫外光源和辐照交联区的温度对电缆交联质量是非常重要的，因此对于紫外交联设备，良好冷却效果的冷却系统是急需解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于气流的低压聚乙烯电缆辐照冷却装置，该装置的冷却介质采用室温气流，其特殊结构使气流在电缆交联辐照区产生若干股矩形气射流，共同对电缆辐照区进行冷却，并完成对紫外灯源和反光罩的冷却，以紫外辐射灯源的温度为控制基准，能够同时满足紫外辐照系统中各相关部分对冷却的要求。

上述目的通过以下技术方案实现：

基于气流的低压聚乙烯电缆辐照冷却装置，其组成包括：控制柜，所述的控制柜控制一个交联辐照单元或者两个以上串联在一起的交联辐照单元，所述的交联辐照单元包括壳体，所述的壳体上具有出风口通过排风管道连接排风风机，电缆由入缆口进入所述的壳体然后沿其轴线由出缆口穿出，所述的壳体沿周向均布一组整流箱，所述的整流箱里面安装弧形反光罩，每个所述的整流箱对应有进风口通过进风管道连接进风风机，所述的反光罩里面装有紫外灯源，热电偶穿过所述的整流箱和反光罩并且头部靠近紫外灯源。