一种电缆阻燃层成型工艺以及阻燃电缆
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体的说是一种电缆阻燃层成型工艺以及阻燃电缆。
背景技术
电缆表面的绝缘材料大多是塑料，在高温下使用容易导致过早老化，表面发裂发粘等问题，长时间表面出现掉块从而失去功能。而且有些电线、电缆所出的环境就是容易产生火苗、火焰的环境，这样就会加剧破坏表面塑料的稳定性，一些电线、电缆容易会出现燃烧，产生明火，造成电线、电缆内部的铜丝暴露出来，容易造成短路等。
中国专利公开了一种电缆阻燃层成型工艺以及阻燃电缆，申请号为2018114087598，包括导电芯层以及包覆在导电芯层上的绝缘套，绝缘套上依次设置有外屏蔽层、内护套、隔离套以及外护套，内护套与隔离套之间设置有阻燃层，阻燃层包括阻燃套以及设置在阻燃套上的阻燃剂，阻燃套上表面设置有凹口，阻燃剂填充在凹口内，并且阻燃剂通过喷射的工艺进行附着成型，且阻燃套上套设防护层。
上述专利虽然具有一定的阻燃效果；但当电缆线使用在特定的环境中，例如，加油站和炼油厂等，由于加油站内燃油在燃烧时具有一定的流动性，进而需要设置的电缆线的外部包裹的阻燃层能够既可以对电缆线周围快速流动燃烧的燃油进行灭火阻燃作业，同时又需要对电缆线内部的电缆芯进行保护，防止电缆线造成短路的现象。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种电缆阻燃层成型工艺以及阻燃电缆，本发明主要用于解决而现有铺设在加油站或炼油厂的电缆，由于燃油在燃烧时具有一定的流动性，进而需要设置的电缆线的外部包裹的阻燃层能够既可以对电缆线周围快速流动燃烧的燃油进行灭火阻燃作业，同时又需要对电缆线内部的电缆芯进行保护，防止电缆线造成短路的现象。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种电缆阻燃层成型工艺，该工艺包括如下步骤：
S1：保护层：使用硅橡胶原料制成方形保护层，且硅橡胶原料的配方中添加硅铝酸盐耐火填料，进而形成以陶瓷化硅橡胶为材料的保护层；以陶瓷化硅橡胶材料为保护层，硅橡胶在高温下燃烧时，发生裂解，分解生成二氧化硅，由于二氧化硅没有粘结能力，所以呈粉末状，当在配方中添硅酸盐类耐火填料后，硅橡胶分解产生的二氧化硅与耐火填料发生反应，从而经粘结凝聚成为一种陶瓷化的产物，陶瓷化硅橡胶却可以在500℃以上的高温和火焰烧蚀下，烧结成坚硬的陶瓷状物体，而且烧蚀时间越长、温度越高，陶瓷化效果越明显，进而使得灼烧硬化后的陶瓷保护层能够对电缆的电缆本体进行保护，防止电缆本体在加油站或炼油厂环境中发生火灾的燃烧下产生短路的现象；
S2：灭火层：以陶瓷化硅橡胶为基层，且在基层的一面通过压制模具均匀压制长条凹槽，长条凹槽的宽度为8～12cm；然后在长条凹槽的两侧边压制球形凹槽；然后将填充有灭火材料的卡合长条压制到长条凹槽内；然后将热熔后的硅橡胶浆料填充到长条凹槽内，进而将卡合长条进行固体；
S3：混合阻燃层：将热熔后的硅橡胶浆料均匀涂抹到保护层上，然后将具有灭火材料的基层压合到保护层的上表面，然后将涂抹有热熔后的硅橡胶浆料的耐磨纤维层压合到灭火层的上表面，然后通过压制设备使得保护层、灭火层和耐磨纤维层相互叠合连接；
S4：阻燃层成型：将S3步骤压制成型的混合阻燃层通过卷曲设备围合成长筒状的阻燃筒，进而制得阻燃层；
其中，所述阻燃筒包括保护层、灭火层和耐磨纤维层；所述灭火层的外圈壁上均匀设置有多个卡合长条，且卡合长条内开设有填充腔；所述填充腔内填充有灭火材料，且灭火材料采用轻水泡沫灭火剂；所述保护层位于电缆线的护套层外部；工作时，当炼油厂或加油站发生火灾使得电缆线的纤维外层和耐磨纤维层燃烧后，火焰会灼烧到灭火层上均匀设置的多个卡合长条，卡合长条内填充的轻水泡沫灭火剂会喷出到灭火层的基层上，且能够与电缆线外壁上流动的燃油外表面接触，泡沫会快速在油面上散开，并吸出液体和冷却油面；吸出的液体会迅速在油面上铺展构成层水膜，与泡沫层一起共同封闭燃油表面，从而隔绝空气，形成隔热屏障；同时，吸收热量后的液体汽化会稀释燃液面上空气的含氧量，对燃烧液体产生窒息作用，阻止了燃液的继续升温、汽化和燃烧；而水溶液的铺展效果又可带动泡沫敏捷流向尚未灭火的区域进一步灭火，轻水泡沫灭火剂形成的水膜和高温受热后产生陶瓷化硅橡胶的保护层的配合，不仅能够对铺设在加油站或炼油厂内电缆线起到快速高效灭火的作用，同时可以使得灼烧硬化后的陶瓷保护层能够对电缆的电缆本体进行保护，防止电缆本体在加油站或炼油厂环境中发生火灾的燃烧下产生短路的现象。
优选的，所述填充腔包括条形腔和半圆凹陷腔；所述条形腔的两端与半圆凹陷腔连通，且条形腔的两端设置有空腔弹性条；所述空腔弹性条内填充有相容性的干粉灭火剂颗粒，且相邻两个空腔弹性条之间通过接触设置有记忆弹簧；所述记忆弹簧设置在条形腔内，且记忆弹簧是由形状记忆合金材料制成；所述半圆凹陷腔内填充有轻水泡沫灭火剂；工作时，当卡合长条产生灼烧破损时，记忆弹簧受热后会膨胀推动破损后的空腔弹性条，使得空腔弹性条能够落入到半圆凹陷腔内，同时空腔弹性条内部填充的相容性干粉灭火剂颗粒会充入到轻水泡沫灭火剂颗粒内，轻水泡沫灭火剂喷出后会使得相容性干粉灭火剂颗粒能够溶解到清洗灭火剂内，进一步提高电缆阻燃层对水溶性液体燃烧后起到高效及时灭火阻燃的效果。
优选的，所述空腔弹性条固定设置在条形腔的两端，且空腔弹性条与记忆弹簧接触的一侧壁为薄壁设置；所述空腔弹性条内填充的相容性干粉灭火剂颗粒通过包裹薄膜进行包裹密封，且空腔弹性条的上端插接有导热金属柱；所述导热金属柱与包裹薄膜接触，且包裹薄膜内填充有压缩气体；位于所述半圆凹陷腔一侧的空腔弹性条的侧壁均匀开设有多个喷孔；工作时，当电缆线的外部由于燃油的泄露产生火灾使得纤维外层和耐磨纤维层产生破损后，燃油燃烧后产生的高温热量会通过导热金属柱导入到空腔弹性条内，且此时的卡合长条和空腔弹性条正在高温受热状态，高温灼热的导热金属柱会使得包裹薄膜在空腔弹性条内产生破损，包裹薄膜内填充的压缩气体会将相容性干粉灭火剂颗粒从空腔弹性条侧壁开设的喷孔内喷入到半圆凹陷腔与轻水泡沫灭火剂相互融合，同时记忆弹簧受热伸出时会压缩空腔弹性条的侧壁，使得空腔弹性条内干粉灭火剂颗粒能够快速的喷入到半圆凹陷腔内，同时压缩气体会进入到密封的半圆凹陷腔内，当卡合长条产生燃烧破损时，半圆凹陷腔内通入压缩气体，使得轻水泡沫灭火剂受到压缩后会快速形成泡沫喷出到电缆线的外部，带着溶化后的干粉灭火剂颗粒流动到燃烧的燃油液面上，进一步提高了电缆的阻燃层对燃烧的流动型油液进行高效快速的灭火作业，有效防止了由于轻水泡沫灭火剂需要通过外界动力进行搅拌产生泡沫，进而降低了轻水泡沫灭火剂在填充到静态电缆线内部的阻燃层内灭火效果；当电缆层处于常温工作环境时，包裹薄膜可以对干粉灭火剂颗粒进行保护防潮的作用。
优选的，所述基层的外表面铺设有钢丝网层，且钢丝网层包裹在空腔弹性条的外壁上；所述钢丝网层是由多层2～4mm的弹性钢丝网；工作时，基层的外壁铺设有钢丝网层，可以提高电缆的阻燃层的硬度和弹性，防止电缆线受到挤压时产生变形的现象；同时当轻水泡沫灭火剂从半圆凹陷槽内喷出时，大量的轻水泡沫灭火剂会渗入到多层设置的弹性钢丝网之间，轻水泡沫灭火剂可以在钢丝网层内部形成水膜和泡沫层，有效防止当燃烧流动燃油流入到钢丝网层内时，高温燃烧的火焰导致基层产生破损的现象，进而影响了基层和保护层对电缆线内部电缆本体的保护效果。
优选的，相邻所述空腔弹性条之间接触有橡胶支撑柱，且橡胶支撑柱的外壁套接有记忆弹簧；所述记忆弹簧的外圈壁与条形腔的腔壁接触；工作时，设置的橡胶支撑柱可以对记忆弹簧起到弹性支撑的作用，有效防止当阻燃层的局部，尤其是卡合长条的局部位置受到压力时，会导致阻燃层产生凹陷的现象，进而影响电缆线的阻燃层的正常使用；同时，当记忆弹簧受热伸长时，橡胶支撑柱可以起到导向伸长的作用，使得记忆弹簧能够准确的挤压到空腔弹性条的较薄侧壁，使得空腔弹性条内部的干粉灭火剂颗粒能够快速的喷入到轻水泡沫灭火剂内，进一步提高阻燃层的阻燃灭火效果。
本发明所述一种阻燃电缆，包括电缆本体、填充层、护套层和纤维外层；所述护套层的内部通过填充层固定有多个电缆本体，且护套层的外部包裹有阻燃层；所述阻燃层的外部包裹有纤维外层；所述阻燃层是由上述任意一项所述电缆阻燃层成型工艺制备形成。
本发明的有益效果如下：
1.本发明轻水泡沫灭火剂形成的水膜、泡沫层和高温受热后产生陶瓷化硅橡胶的保护层的配合，不仅能够对铺设在加油站或炼油厂内电缆线起到快速高效灭火的作用，同时可以使得灼烧硬化后的陶瓷保护层能够对电缆的电缆本体进行保护，防止电缆本体在加油站或炼油厂环境中发生火灾的燃烧下产生短路的现象。
2.本发明半圆凹陷腔内通入压缩气体，使得轻水泡沫灭火剂受到压缩后会快速形成泡沫喷出到电缆线的外部，带着溶化后的干粉灭火剂颗粒流动到燃烧的燃油液面上，进一步提高了电缆的阻燃层对燃烧的流动型油液进行高效快速的灭火作业。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明阻燃筒的立体图；
图3是本发明阻燃筒的剖视图；
图4是本发明图3中A处局部放大图；
图5是本发明阻燃电缆的立体图；
图中：阻燃筒1、保护层11、基层12、长条凹槽121、球形凹槽122、耐磨纤维层13、卡合长条2、填充腔21、条形腔22、半圆凹陷腔23、空腔弹性条3、喷孔31、记忆弹簧4、包裹薄膜5、导热金属柱6、钢丝网层7、橡胶支撑柱8、电缆本体9、填充层10、护套层20、纤维外层30。
具体实施方式
使用图1-图5对本发明一实施方式的一种电缆阻燃层成型工艺以及阻燃电缆进行如下说明。
如图1-图5所示，本发明所述的一种电缆阻燃层成型工艺，该工艺包括如下步骤：
S1：保护层11：使用硅橡胶原料制成方形保护层11，且硅橡胶原料的配方中添加硅铝酸盐耐火填料，进而形成以陶瓷化硅橡胶为材料的保护层11；以陶瓷化硅橡胶材料为保护层11，硅橡胶在高温下燃烧时，发生裂解，分解生成二氧化硅，由于二氧化硅没有粘结能力，所以呈粉末状，当在配方中添硅酸盐类耐火填料后，硅橡胶分解产生的二氧化硅与耐火填料发生反应，从而经粘结凝聚成为一种陶瓷化的产物，陶瓷化硅橡胶却可以在500℃以上的高温和火焰烧蚀下，烧结成坚硬的陶瓷状物体，而且烧蚀时间越长、温度越高，陶瓷化效果越明显，进而使得灼烧硬化后的陶瓷保护层11能够对电缆的电缆本体9进行保护，防止电缆本体9在加油站或炼油厂环境中发生火灾的燃烧下产生短路的现象；
S2：灭火层：以陶瓷化硅橡胶为基层12，且在基层12的一面通过压制模具均匀压制长条凹槽121，长条凹槽121的宽度为8～12cm；然后在长条凹槽121的两侧边压制球形凹槽122；然后将填充有灭火材料的卡合长条2压制到长条凹槽121内；然后将热熔后的硅橡胶浆料填充到长条凹槽121内，进而将卡合长条2进行固体；
S3：混合阻燃层：将热熔后的硅橡胶浆料均匀涂抹到保护层11上，然后将具有灭火材料的基层12压合到保护层11的上表面，然后将涂抹有热熔后的硅橡胶浆料的耐磨纤维层13压合到灭火层的上表面，然后通过压制设备使得保护层11、灭火层和耐磨纤维层13相互叠合连接；
S4：阻燃层成型：将S3步骤压制成型的混合阻燃层通过卷曲设备围合成长筒状的阻燃筒1，进而制得阻燃层；
其中，所述阻燃筒1包括保护层11、灭火层和耐磨纤维层13；所述灭火层的外圈壁上均匀设置有多个卡合长条2，且卡合长条2内开设有填充腔21；所述填充腔21内填充有灭火材料，且灭火材料采用轻水泡沫灭火剂；所述保护层11位于电缆线的护套层20外部；工作时，当炼油厂或加油站发生火灾使得电缆线的纤维外层30和耐磨纤维层13燃烧后，火焰会灼烧到灭火层上均匀设置的多个卡合长条2，卡合长条2内填充的轻水泡沫灭火剂会喷出到灭火层的基层12上，且能够与电缆线外壁上流动的燃油外表面接触，泡沫会快速在油面上散开，并吸出液体和冷却油面；吸出的液体会迅速在油面上铺展构成层水膜，与泡沫层一起共同封闭燃油表面，从而隔绝空气，形成隔热屏障；同时，吸收热量后的液体汽化会稀释燃液面上空气的含氧量，对燃烧液体产生窒息作用，阻止了燃液的继续升温、汽化和燃烧；而水溶液的铺展效果又可带动泡沫敏捷流向尚未灭火的区域进一步灭火，轻水泡沫灭火剂形成的水膜和高温受热后产生陶瓷化硅橡胶的保护层11的配合，不仅能够对铺设在加油站或炼油厂内电缆线起到快速高效灭火的作用，同时可以使得灼烧硬化后的陶瓷保护层11能够对电缆的电缆本体9进行保护，防止电缆本体9在加油站或炼油厂环境中发生火灾的燃烧下产生短路的现象。
作为本发明的一种实施方式，所述填充腔21包括条形腔22和半圆凹陷腔23；所述条形腔22的两端与半圆凹陷腔23连通，且条形腔22的两端设置有空腔弹性条3；所述空腔弹性条3内填充有相容性的干粉灭火剂颗粒，且相邻两个空腔弹性条3之间通过接触设置有记忆弹簧4；所述记忆弹簧4设置在条形腔22内，且记忆弹簧4是由形状记忆合金材料制成；所述半圆凹陷腔23内填充有轻水泡沫灭火剂；工作时，当卡合长条2产生灼烧破损时，记忆弹簧4受热后会膨胀推动破损后的空腔弹性条3，使得空腔弹性条3能够落入到半圆凹陷腔23内，同时空腔弹性条3内部填充的相容性干粉灭火剂颗粒会充入到轻水泡沫灭火剂颗粒内，轻水泡沫灭火剂喷出后会使得相容性干粉灭火剂颗粒能够溶解到清洗灭火剂内，进一步提高电缆阻燃层对水溶性液体燃烧后起到高效及时灭火阻燃的效果。
作为本发明的一种实施方式，所述空腔弹性条3固定设置在条形腔22的两端，且空腔弹性条3与记忆弹簧4接触的一侧壁为薄壁设置；所述空腔弹性条3内填充的相容性干粉灭火剂颗粒通过包裹薄膜5进行包裹密封，且空腔弹性条3的上端插接有导热金属柱6；所述导热金属柱6与包裹薄膜5接触，且包裹薄膜5内填充有压缩气体；位于所述半圆凹陷腔23一侧的空腔弹性条3的侧壁均匀开设有多个喷孔31；工作时，当电缆线的外部由于燃油的泄露产生火灾使得纤维外层30和耐磨纤维层13产生破损后，燃油燃烧后产生的高温热量会通过导热金属柱6导入到空腔弹性条3内，且此时的卡合长条2和空腔弹性条3正在高温受热状态，高温灼热的导热金属柱6会使得包裹薄膜5在空腔弹性条3内产生破损，包裹薄膜5内填充的压缩气体会将相容性干粉灭火剂颗粒从空腔弹性条3侧壁开设的喷孔31内喷入到半圆凹陷腔23与轻水泡沫灭火剂相互融合，同时记忆弹簧4受热伸出时会压缩空腔弹性条3的侧壁，使得空腔弹性条3内干粉灭火剂颗粒能够快速的喷入到半圆凹陷腔23内，同时压缩气体会进入到密封的半圆凹陷腔23内，当卡合长条2产生燃烧破损时，半圆凹陷腔23内通入压缩气体，使得轻水泡沫灭火剂受到压缩后会快速形成泡沫喷出到电缆线的外部，带着溶化后的干粉灭火剂颗粒流动到燃烧的燃油液面上，进一步提高了电缆的阻燃层对燃烧的流动型油液进行高效快速的灭火作业，有效防止了由于轻水泡沫灭火剂需要通过外界动力进行搅拌产生泡沫，进而降低了轻水泡沫灭火剂在填充到静态电缆线内部的阻燃层内灭火效果；当电缆层处于常温工作环境时，包裹薄膜5可以对干粉灭火剂颗粒进行保护防潮的作用。
作为本发明的一种实施方式，所述基层12的外表面铺设有钢丝网层7，且钢丝网层7包裹在空腔弹性条3的外壁上；所述钢丝网层7是由多层2～4mm的弹性钢丝网；工作时，基层12的外壁铺设有钢丝网层7，可以提高电缆的阻燃层的硬度和弹性，防止电缆线受到挤压时产生变形的现象；同时当轻水泡沫灭火剂从半圆凹陷槽内喷出时，大量的轻水泡沫灭火剂会渗入到多层设置的弹性钢丝网之间，轻水泡沫灭火剂可以在钢丝网层7内部形成水膜和泡沫层，有效防止当燃烧流动燃油流入到钢丝网层7内时，高温燃烧的火焰导致基层12产生破损的现象，进而影响了基层12和保护层11对电缆线内部电缆本体9的保护效果。
作为本发明的一种实施方式，相邻所述空腔弹性条3之间接触有橡胶支撑柱8，且橡胶支撑柱8的外壁套接有记忆弹簧4；所述记忆弹簧4的外圈壁与条形腔22的腔壁接触；工作时，设置的橡胶支撑柱8可以对记忆弹簧4起到弹性支撑的作用，有效防止当阻燃层的局部，尤其是卡合长条2的局部位置受到压力时，会导致阻燃层产生凹陷的现象，进而影响电缆线的阻燃层的正常使用；同时，当记忆弹簧4受热伸长时，橡胶支撑柱8可以起到导向伸长的作用，使得记忆弹簧4能够准确的挤压到空腔弹性条3的较薄侧壁，使得空腔弹性条3内部的干粉灭火剂颗粒能够快速的喷入到轻水泡沫灭火剂内，进一步提高阻燃层的阻燃灭火效果。
如图5所示，本发明所述一种阻燃电缆，包括电缆本体9、填充层10、护套层20和纤维外层30；所述护套层20的内部通过填充层10固定有多个电缆本体9，且护套层20的外部包裹有阻燃层；所述阻燃层的外部包裹有纤维外层30；所述阻燃层是由上述任意一项所述电缆阻燃层成型工艺制备形成。
具体工作流程如下：
当炼油厂或加油站发生火灾使得电缆线的纤维外层30和耐磨纤维层13燃烧后，火焰会灼烧到灭火层上均匀设置的多个卡合长条2，卡合长条2内填充的轻水泡沫灭火剂会喷出到灭火层的基层12上，且能够与电缆线外壁上流动的燃油外表面接触，泡沫会快速在油面上散开，并吸出液体和冷却油面；吸出的液体会迅速在油面上铺展构成层水膜，与泡沫层一起共同封闭燃油表面，从而隔绝空气，形成隔热屏障；同时，吸收热量后的液体汽化会稀释燃液面上空气的含氧量，对燃烧液体产生窒息作用，阻止了燃液的继续升温、汽化和燃烧。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
