35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备

摘要

本发明公开了一种35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：包括以下装置并依次相连，PE原料上料装置→PE粒料补料装置→PE粒料计量喂料装置→混炼挤出机组→高压熔体挤出系统→熔体过滤装置→水切粒装置→脱水装置→过渡料仓→定量秤重装置→真空干燥机→成品料仓→金属过滤器→自动秤重包装系统，抗氧化剂计量喂料装置和改性母粒计量喂料装置同时与混炼挤出机组，DCP液体计量喂料装置同时与真空干燥机相连。本发明的生产线所生产的35KV～110KV级超高压电缆XLPE绝缘料从根本上完善基料的净化度和电缆料的杂质含量，以及电缆料的水份含量，产品质量稳定。

说明书

技术领域

本发明涉及一种35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，属于化工机械技术领域。

背景技术

随着我国电力工业的迅速发展，市场对高压、超高压电力电缆的需求量越来越大。目前我国高压、超高压电缆用可交联绝缘料基本依赖进口，主要渠道是美国联炭、北欧化工等跨国公司。当前我国在35KV级以下中压电缆料已形成了国际化，但是迄今还没一家具备110KV级以上电缆绝缘料生产能力的生产厂家。鉴于110KV级超高压电缆绝缘料和35KV级以下中低压电缆绝缘料相比，对材料的纯度、设备和原料的净化都有很高的要求。当前，110KV级超高压电缆绝缘材料生产中所面临的具体问题表现为：聚乙烯原料洁净纯度不够；生产过程的物料在混炼、挤出、输送、冷却、干燥过程中会受到污染；现有生产工艺不能满足无污染的需求；

所以，提出一种可行的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备是必须的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从根本上完善基料的净化度和绝缘电缆料的杂质含量以及水份含量的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：包括以下装置并依次相连，PE原料上料装置→PE粒料补料装置→PE粒料计量喂料装置→混炼挤出机组→高压熔体挤出系统→熔体过滤装置→水切粒装置→脱水装置→过渡料仓→定量秤重装置→真空干燥机→成品料仓→金属过滤器→自动秤重包装系统，抗氧化剂计量喂料装置和改性母粒计量喂料装置同时与混炼挤出机组，DCP液体计量喂料装置同时与真空干燥机相连。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述混炼挤出机为往复式单螺杆挤出机、同向平行双螺杆挤出机、异向平行双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述的高压熔体挤出系统为熔体泵、齿轮泵或单螺杆挤出机。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述的熔体过滤装置包括熔体过滤器和过滤换网装置，所述过滤换网装置为板式双工位自动过滤换网装置、板式不停机自动换网装置、柱塞双工位自动过滤换网装置、圆盘不停机过滤换网装置中的一种。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述的水切粒装置为水雾偏心切粒机、水环模面切粒机、水下切粒机或水中拉条切粒机。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述的DCP液体计量喂料装置为液体失重式计量秤、柱塞式计量泵或隔膜柱塞式计量泵。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述的脱水装置包括离心脱水机和脱水振动筛。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：所述的真空干燥装置为数量1至10台的双锥回转真空干燥机、卧式搅拌干燥机、干燥沸腾床或干燥流化床。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：还包括控制各动力装置运行的电器控制系统，所述电器控制系统为PLC或PPC自动控制系统和机电控制系统。

前述的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，其特征在于：还包括为生产线水切粒装置提供净化水的超净化水处理装置，所述超净化水水电阻≥10兆欧。

另外，生产线用氮气纯度达99.999％；生产车间空气超净化装置：等级为1000级-1万级净化。

本发明的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备的主要工作原理是：

将聚乙烯基料和高温抗氧剂自动秤重计量，进入挤出机进行熔体净化挤出。其主要目的是将基料中的杂质进一步净化，净化等级可达到杂质颗粒小于25-70um；在聚乙烯基料中定量中加入抗氧剂的目的是防止聚合物氧化和老化的目的。

经过净化处理以后的聚乙烯基料与交联剂DCP进行低温混合。DCP过氧化物交联就是将过氧化物发生化学反应，在大分子链之间形成化学键，改变原有聚合物的大分子结构，从线性结构变为网状体型结构，从而导致PE基料原有性能大幅度变化。PE基料经过DCP过氧化物交联后，其介电强度及耐电压性能均显著升高，其击穿电压可高达550KV，故可用之于超高压电缆绝缘材料。

生产线中水切粒装置工艺中的水介质采用的是超净化水，然后所有的输送、冷却、干燥均采用特殊封闭装置，彻底避免了传统的带有污染的风输送、风冷却和热风干燥的形式，彻底地排除了污染源。如果生产厂房条件满足不了直接落料方式，需要风送的，风源净化等级需要达到千级～万级洁净度。

本发明所达到的有益效果：

本发明的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备将熔体净化挤出后直接造粒，再采用交联剂DCP吸附方法，彻底避免了生产工艺过程中的污染问题。本发明的生产线所生产的35KV～110KV级超高压电缆XLPE绝缘料从根本上完善基料的净化度和电缆料的杂质含量，以及电缆料的水份含量，产品质量稳定。

附图说明

图1为本发明的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的35KV～110KV级XLPE交联绝缘电缆料挤出造粒设备，包括以下装置并依次相连，PE原料上料装置→PE粒料补料装置→PE粒料计量喂料装置→混炼挤出机组→高压熔体挤出系统→熔体过滤装置→水切粒装置→脱水装置→过渡料仓→定量秤重装置→真空干燥机→成品料仓→金属过滤器→自动秤重包装系统，抗氧化剂计量喂料装置和改性母粒计量喂料装置同时与混炼挤出机组，DCP液体计量喂料装置同时与真空干燥机相连。

所述混炼挤出机为往复式单螺杆挤出机、同向平行双螺杆挤出机、异向平行双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。

所述的高压熔体挤出系统为熔体泵、齿轮泵或单螺杆挤出机。

所述的熔体过滤装置包括熔体过滤器和过滤换网装置，所述过滤换网装置为板式双工位自动过滤换网装置、板式不停机自动换网装置、柱塞双工位自动过滤换网装置、圆盘不停机过滤换网装置中的一种。

所述的水切粒装置为水雾偏心切粒机、水环模面切粒机、水下切粒机或水中拉条切粒机。

所述的DCP液体计量喂料装置为液体失重式计量秤、柱塞式计量泵或隔膜柱塞式计量泵。

所述的脱水装置包括离心脱水机和脱水振动筛。

所述的真空干燥装置为数量1至10台的双锥回转真空干燥机、卧式搅拌干燥机、干燥沸腾床或干燥流化床。

还包括控制各动力装置运行的电器控制系统，所述电器控制系统为PLC或PPC自动控制系统和机电控制系统。

还包括为生产线水切粒装置提供净化水的超净化水处理装置，所述超净化水水电阻≥10兆欧。

另外，生产线用氮气纯度达99.999％；生产车间空气超净化装置：等级为1000级-1万级净化。

本发明采用混炼挤出机进行熔体高温混炼，在进行高压挤出净化后直接造粒。将成型颗粒定量送入多台真空干燥装置，然后再将交联剂DCP喷洒到特殊的真空干燥装置中进行吸附的方法。

首先将PE专用基料加上抗氧剂在混炼挤出机组中完成高温熔体混炼，再通过高压熔体挤出系统进行过滤净化，过滤后的净化熔体直接造粒，造粒方式采用水切粒装置(水介质要求超净化处理)。成型颗粒经过脱水装置脱水后直接落入过渡料仓，通过自动定量秤重装置进行定量秤重，将秤重标定量颗粒料直接放入真空干燥装置；同时由DCP液体计量喂料装置将交联剂DCP液体计量喷入真空干燥装置罐体中的粒料上，然后进行真空干燥及混合反应。在这个过程中，罐体内的物料上下不断地被翻动，使物料不断地更新与罐体内壁的接触表面，从而充分利用内壁所传导的热量。在这个过程中，PE颗粒料可将交联剂DCP液体均匀吸附。真空干燥装置的真空度可达-0.03～0.09Mpa，物料中的水份能在真空条件下迅速汽化。经关联反应的颗粒料干燥后直接落入成品料仓，经金属过滤器过滤后进行自动称重包装。在生产流程中，均采用快向开口直接落料方式或超净化风送，均在生产线厂房空气净化达标条件下进行。

本发明最重要的特点是熔体净化挤出后直接造粒，再采用特殊的交联剂DCP吸附方法，彻底避免了生产工艺过程中的污染问题。

(1)主要是将PE专用基料加上抗氧剂在混炼挤出机中完成熔体净化挤出和过滤，过滤后的净化熔体直接造粒，造粒形式采用水切粒装置。在造粒过程中，使熔体净化过滤的物料杂质含量达到70-100μm时≤10颗/kg；＞100um时为0颗/kg。

(2)成型颗粒经过脱水装置脱水后直接落入过渡料仓，通过自动定量秤重装置进行定量秤重，将秤重标定量颗粒料直接放入多台真空干燥装置；同时由液体失重秤将交联剂DCP液体计量喷入真空干燥装置罐体中的粒料上，然后进行真空干燥及混合反应。在这个过程中成型颗粒将DCP液体吸附。然后直接落入成品料仓，最后进行秤重包装。在这个过程中，均采用的是快向开口直接落料方式或超净化风送，彻底避免传统的带有污染的风输送、风冷却及热风干燥的形式。

另外，生产线配套设施包括：

(1)生产车间需要超净化装置：等级为1000级-1万级净化。

(2)生产线用水随超净化水处理装置：水电阻≥10兆欧。

(3)生产线用氮气：用气量20-30m³/n，氮气纯度99.999％。

(4)产品在线主要检测设备：杂质检测仪、流变检测仪、水份测试仪等。

本发明的特定实施例已经对本发明的内容作了详尽的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下，对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。