[發明專利]500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒裝備及方法

在審

• 申請號: 202211071294.8
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115635607A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 侯帥;傅明利;黎小林;賈磊;樊靈孟;朱聞博;惠寶軍;展云鵬;馮賓;張逸凡
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06;B29C48/00;B29C48/32;B29C48/92
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 趙卿

1.一種500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒裝備，其特征在于，包括控制器，熔體齒輪泵、毛細管模具、熔體擠出系統、熔體監測系統、切粒系統、孔板以及主流道、第一分流道、第二分流道和第三分流道；

控制器分別與熔體擠出系統、熔體監測系統和切粒系統進行電連接，用于對熔體擠出系統、熔體監測系統和切粒系統的控制，

熔體擠出系統通過主流道與切粒系統連接，用于通過主流道將熔體擠入到孔板；

熔體擠出系統通過第一分流道將熔體擠入熔體齒輪泵，熔體齒輪泵通過第二分流道將熔體擠入毛細管模具，毛細管模具通過第三分流道將熔體擠入主流道；

熔體監測系統用于分別對熔體齒輪泵和毛細管模具的入口處和出口處進行壓力測量；

切粒系統，用于對熔體進行切粒，切粒系統包括液壓器和旋轉切刀，

液壓器，與控制器電連接，用于對旋轉切刀提供設定的液壓，

旋轉切刀，通過旋轉對從孔板流出的熔體進行切粒。

2.一種使用如權利要求1所述一種500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒裝備的一種500kV及以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒方法，其特征在于，包括監測步驟和切粒步驟，

其中，監測步驟包括：

步驟1，控制器控制熔體擠出系統對絕緣材料進行熔化，得到熔體；

步驟2，熔體擠出系統通過第一分流道將熔體引流入熔體齒輪泵；

步驟3，熔體監測系統對熔體齒輪泵的入口處和出口處分別進行壓力測量，并計算得到第一壓力差Δp₁，

Δp₁＝p₂-p₁，

式中，p₁為熔體齒輪泵的入口處的熔體壓力，p₂為熔體齒輪泵的出口處的熔體壓力；

步驟4，調節熔體齒輪泵的轉速，使得Δp₁趨近于0；

步驟5，利用熔體監測系統對毛細管模具的入口處和出口處分別進行壓力測量，并計算得到第二壓力差Δp₂，

Δp₂＝p₄-p₃，

式中，p₃為毛細管模具的入口處的熔體壓力，p₄為毛細管模具的出口處的熔體壓力；

步驟6，根據熔體齒輪泵的轉動的步數，計算出流入毛細管模具的熔體的體積流量Q；

步驟7，根據體積流量Q和Δp₂計算出熔體的剪切速率剪切應力τ和剪切粘度η；

步驟8，控制器調節熔體擠出系統的工藝參數，對剪切粘度η進行調整，得到調整后的剪切粘度η′，并使η′在熔體的適宜加工黏度區間內。

3.根據權利要求2所述的一種500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒方法，其特征在于：所述切粒步驟包括：

步驟9，利用熔體擠出系統通過主流道將熔體送入到孔板；

步驟10，根據η′調整切粒系統中的旋轉切刀的轉速n；

步驟11，進行試擠出確定安全間隙閾值δ和壓力系數ε；

步驟12，根據δ、ε和毛細管模具的出口壓力p₄計算出液壓器施壓給旋轉切刀的壓力p_h；

步驟13，通過液壓器對旋轉切刀施加壓力p_h，使得旋轉切刀與孔板之間存在一薄層熔體緩沖層，并對熔體進行切粒。

4.根據權利要求3所述的一種500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒方法，其特征在于：

所述步驟7中的熔體的剪切速率的計算公式為：

5.根據權利要求3所述的一種500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒方法，其特征在于：所述步驟7中的剪切應力τ的計算公式為：

6.根據權利要求3所述的一種500kV以上電壓等級交聯聚乙烯電纜絕緣材料造粒方法，其特征在于：所述步驟7中的剪切粘度η的計算公式為：