本實用新型涉及一種聚乙烯共混改性的生產(chǎn)工藝和裝置，尤其涉及中高壓、超高壓電力電纜絕緣材料的生產(chǎn)工藝及裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)制造的中高壓電力電纜絕緣材料，主要采用兩種不同的生產(chǎn)工藝方式。一是：中壓電力電纜絕緣材料的生產(chǎn)主要采用雙階式螺桿低溫混煉直接法工藝(簡稱“一步法”工藝)；二是：中高壓、超高壓電力電纜絕緣材料的生產(chǎn)主要采用高溫混煉過濾制得超凈預(yù)混料，交聯(lián)劑后吸收法工藝(簡稱“兩步法”工藝)。以上兩種生產(chǎn)工藝各有優(yōu)缺點；一步法工藝的主要缺點是：交聯(lián)劑是在混煉前在線注入，因此在加工過程中會有預(yù)交聯(lián)現(xiàn)象產(chǎn)生，其產(chǎn)品質(zhì)量受到一定程度的影響，不適合生產(chǎn)高等級的產(chǎn)品；而且由于交聯(lián)劑的存在，原料的混煉只能在低于交聯(lián)劑分解的安全溫度下進(jìn)行，無法對原料中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾、高熔點的助劑無法有效均勻地分散等問題，影響了電纜料的性能和質(zhì)量。兩步法工藝的主要缺點是：一次性投資大，主要包括基建和設(shè)備附件等；切粒后工序繁瑣，控制點多，易失控，同時生產(chǎn)成本高；后吸收的最終產(chǎn)品隨著外界環(huán)境溫度的變化，小分子容易遷移到粒子的表面，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至部分成品不能滿足電纜廠的放線工藝要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)裝置，該裝置應(yīng)具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量可靠以及投資省的特點。
本實用新型提供的技術(shù)方案是：
高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)裝置，其特征在于該裝置包括通過管道依序相通的雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、水下切粒裝置、脫水機(jī)、振動分級篩、加熱沸騰倉、成品冷卻倉；所述雙螺桿擠出機(jī)與單螺桿擠出機(jī)之間依序安裝有熔體泵、過濾裝置以及急速冷卻裝置；
所述急速冷卻裝置采用的降溫介質(zhì)為純水、惰性氣體和液氮中的一種。
所述單螺桿擠出機(jī)的前端設(shè)有喂料口，單螺桿擠出機(jī)的后半部設(shè)有交聯(lián)劑注入口。
本實用新型的有益效果是：所提供的超凈高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)工藝，結(jié)合了一步法工藝和兩步法工藝的優(yōu)點，采用雙階式一步法的工藝，改變了交聯(lián)劑的添加位置(由原來在雙螺桿尾端注入交聯(lián)劑改變到單螺桿處注入)，雙螺桿處提高混煉溫度，保證各添加劑的均勻分散和有效的過濾雜質(zhì)，制得的均勻分散的超凈中間料；采用可調(diào)節(jié)冷卻速度的預(yù)冷段，對超凈中間料急速降溫并切塊處理；自由落體進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行交聯(lián)并共混造粒，經(jīng)水冷輸送到脫水機(jī)、烘干、冷卻包裝。解決了一步法工藝的助劑分散不均勻和雜質(zhì)的過濾問題，同時又解決了二步法工藝存在的隨環(huán)境溫度變化小分子遷移等問題，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時又減少了控制點和投資成本。
本實用新型所提供的裝置均由現(xiàn)有成熟設(shè)備銜接而成，因而質(zhì)量可靠，生產(chǎn)效率高，投資成本也低。
附圖說明
圖1是本實用新型所述裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中有：1、雙螺桿電動機(jī)；2、雙螺桿擠出機(jī)；3、喂料口；4、熔體泵；5、過濾裝置；6、急速冷卻裝置；7、切塊喂料部；8、單螺桿電動機(jī)；9、單螺桿擠出機(jī)；10、交聯(lián)劑注入口；11、水下切粒裝置，12、水泵；13、輸送管道； 14、脫水機(jī)電動機(jī)；15、脫水機(jī)；16、振動分級篩；17、加熱沸騰倉；18、在線檢測裝置；19、成品冷卻倉。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖所示的實施例進(jìn)一步說明。
如圖所示，本實用新型所述的高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)裝置，包括通過管道依序相通的雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、水下切粒裝置、脫水機(jī)、振動分級篩、加熱沸騰倉、成品冷卻倉。
雙螺桿擠出機(jī)上設(shè)置有用于輸入聚乙烯、抗氧劑和助劑用的喂料口，雙螺桿擠出機(jī)與單螺桿擠出機(jī)之間依序安裝有熔體泵、過濾裝置以及急速冷卻裝置，可對熔融混煉后的混合料進(jìn)行過濾裝置除去雜質(zhì)，并且快速降溫后切成塊狀，然后在單螺桿擠出機(jī)中熔融，并與交聯(lián)劑注入口注入的交聯(lián)劑進(jìn)行物理共混，再通過水下切粒裝置造粒、脫水機(jī)脫水、振動分級篩分級、加熱沸騰倉干燥(可設(shè)置在線檢測裝置)，最后進(jìn)入成品冷卻倉。
所述單螺桿擠出機(jī)的前端設(shè)有喂料口，該喂料口正對著急速冷卻裝置底端的切塊喂料部；單螺桿擠出機(jī)的后半部設(shè)有交聯(lián)劑注入口，該交聯(lián)劑注入口的具體位置可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。
所述急速冷卻裝置采用的降溫介質(zhì)為純水、惰性氣體和液氮中的一種或多種。
所述急速冷卻裝置可外購獲得(如蘇州歐萊特制冷設(shè)備有限公司的風(fēng)冷式冷水機(jī))。
聚乙烯、抗氧劑、助劑以及交聯(lián)劑的具體品種(包括配方含量)可根據(jù)需要確定；以下實施例中的成分及配方量與常規(guī)一步法、二步法產(chǎn)品相同。
實施例1
超凈高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)工藝，依次包括以下步驟：
1)過濾凈化
將高壓低密度聚乙烯、抗氧劑300#混合，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，經(jīng)熔體泵對混合物熔融增壓和過濾凈化處理，制得超凈混合物條狀料；
擠出過濾后的混合物溫度為160℃-170℃，過濾時采用的濾網(wǎng)目數(shù)為500目；
2)降溫處理
將獲得的超凈混合物條狀料，進(jìn)入急速冷卻裝置降溫處理，然后切成塊狀料，降溫速率是在10分鐘內(nèi)降至110℃-115℃；所述急速冷卻裝置的制冷介質(zhì)為純水；
3)擠出造粒
降溫后的塊狀料與交聯(lián)劑DCP一起輸入單螺桿擠出機(jī)混合、熔融、擠出，經(jīng)切粒，脫水、沸騰干燥，然后檢測包裝。
實施例2
超凈高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)工藝，依次包括以下步驟：
1)過濾凈化
將高壓低密度聚乙烯、抗氧劑TBM-6和助劑聚丁二烯混合，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，經(jīng)熔體泵對混合物熔融增壓和過濾凈化處理，制得超凈混合物條狀料；
擠出過濾后的混合物溫度為190℃-200℃，過濾時采用的濾網(wǎng)目數(shù)為600目；
2)降溫處理
將獲得的超凈混合物條狀料，進(jìn)入急速冷卻裝置降溫處理，然后切成塊狀料，降溫速率是在10分鐘內(nèi)降至120℃-125℃；所述急速冷卻裝置的制冷介質(zhì)為惰性氣體；
3)擠出造粒
降溫后的塊狀料與交聯(lián)劑DCP一起輸入單螺桿擠出機(jī)混合、熔融、擠出，經(jīng)切粒，脫水、沸騰干燥即完成。
實施例3
超凈高壓電力電纜絕緣材料直接法生產(chǎn)工藝，依次包括以下步驟：
1)過濾凈化
將高壓低密度聚乙烯、抗氧劑1035和助劑聚丁二烯、三元乙丙橡膠混合，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，經(jīng)熔體泵對混合物熔融增壓和過濾凈化處理，制得超凈混合物條狀料；
擠出過濾后的混合物溫度為220℃-230℃，過濾時采用的濾網(wǎng)目數(shù)為700目；
2)降溫處理
將獲得的超凈混合物條狀料，進(jìn)入急速冷卻裝置降溫處理，然后切成塊狀料，降溫速率是在10分鐘內(nèi)降至95℃-105℃；所述急速冷卻裝置的制冷介質(zhì)為液氮；
3)擠出造粒
降溫后的塊狀料與交聯(lián)劑DCP一起輸入單螺桿擠出機(jī)混合、熔融、擠出，經(jīng)切粒，脫水、沸騰干燥，然后檢測包裝。
將上述制備得到的試樣按照GB/T 10437標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行測試。
將上述實施例1-3和常規(guī)一步法、兩步法的產(chǎn)品按上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測試，結(jié)果見表1，
表1：常規(guī)性能及雜質(zhì)檢測數(shù)據(jù)
結(jié)論：從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，通過本實用新型制備的產(chǎn)品優(yōu)點如下：首先，可以完全除去尺寸大于70微米的雜質(zhì)，相比一步法產(chǎn)品的中雜質(zhì)數(shù)量明顯減少，和兩步法產(chǎn)品的雜質(zhì)數(shù)量相當(dāng)；其次，粒子表面小分子遷移由甲醇洗指標(biāo)可以看出，相比兩步法產(chǎn)品表面小分子遷移量明顯減少，約是兩步法表面的一半，和一步法產(chǎn)品表面小分子遷移量相當(dāng)；再次，其他產(chǎn)品性能指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。所以該實用新型適合中高壓、超高壓電力電纜絕緣材料的生產(chǎn)工藝。