UV-LED紫外光輻照電纜交聯設備
概述
新型LED紫外光輻照聚烯烴交聯設備采用新工藝LED燈耗電量比老款輻照省70%，交聯速度是原來的2倍以上，新產品解決了絕緣厚輻照不透的缺點和速度慢的缺點，占地少，設計更合理，省去了蒸汽交聯工序，大大提高了生產效率。根據客戶反應大大節約了成本和時間。
紫外光輻照電纜交聯設備的工藝流程是采用紫外光作為輻射源，將混煉好的光交聯聚烯烴配料擠塑包覆在導電線芯上，然后立即進入特制的輻照設備中進行熔融態光交聯。光輻照交聯后的絕緣線芯經過不同溫度的冷卻處理和其他的后續加工，即可獲得光交聯聚烯烴絕緣電線電纜產品。紫外光輻照電纜交聯設備僅需在原有的普通擠出生產線上稍作改動，安放占地面積不大的上牽引、輻照箱、電氣控制柜等即可滿足使用要求，生產紫外光輻照交聯聚乙烯電線電纜產品。
一、設備的特點
紫外LED器件采用先進的紫外輻射源，具有極高的能源效率（約30%），極高的有效波長選擇性（半功率波長帶寬5nm），極高的使用壽命（30000小時），紅外發熱低，不產生臭氧，更適于交聯聚烯烴等材料的交聯固化。
紫外LED光源采用專利的透鏡結構使輻照強度更加均勻集中地照射在線纜表面。通過Fluent軟件仿真流體與LED結溫測試相結合方式進行基板設計，采用散熱性能更好的氮化鋁陶瓷與銅基相結合的工藝進行LED線路板的設計，具有更高效的散熱體系。
紫外LED光源采用分布式網絡電源來驅動紫外LED。驅動電源采用真空灌封工藝封裝，保證了電源的可靠性。同時該驅動電源外形采用窄長式布局，與長條型LED光源采用背對背安裝方式，供LED電路最大程度縮減導線長度。實現光源的開啟、關閉、調光功能。
紫外LED輻照聚烯烴交聯設備，采用圓形腔體隧道結構，安裝紫外LED光源，形成對中心區域輻照的隧道，設備功率可進行10~100%范圍內發光功率的無級設定。
與傳統汞燈型輻照交聯設備、硅烷交聯相比較有以下優勢：
1能耗低
紫外LED輻照聚烯烴交聯設備裝機功率相當于原有紫外輻照設備的1/4，電子加速器的1/30，水或者水蒸氣需要長期加熱，并且加熱水的能耗非常高。
2時間短
該交聯是采用在線擠出交聯方式，減少后續交聯加工過程，相比水煮或者蒸氣輔助的硅烷交聯需要的時間以及委托電子束輻照加工，節約電線電纜制造時間，特別是緊急的任務的完成，優勢顯著。
3成本低
相比溫水交聯以及委托電子束輻照加工，紫外光輻照電纜材價格低，生產過程中減少了很多復雜工藝，如半成品線纜的運輸成本、相應的操作人員費用等。
4無臭氧
極高的波長選擇性，只發出有用波長，無紅外輻射，發熱量低；極低量可見光輻射，無光污染；無短波長紫外線輻射，對人體無危害，零臭氧排放。無需大功率風機氣流冷卻，不需要特別復雜的排熱、排臭氧風道，只需要向外接一根小直徑排煙管道和一臺2kW風機將絕緣擠出時產生的低分子物煙氣排除，防止影響光輻照效果即可。
5體積小，安裝方便
只需在原有生產線擠出機模具與溫水槽之間加一段2m左右的距離，寬度為2.5~3米的空間放置輻照機即可，或者更窄，冷水機擺放可視現場情況而定。
6操作方便
靜音開合隧道結構，清潔、穿引線方便，操作簡單，無需繁雜的流程，由擠出機操作工即可完成。
7壽命長、維護成本低
LED器件壽命約30000小時，其他電氣與電子器件壽命不低于一般電氣電子產品的壽命，無須經常維護。經常性維護為保持光學透鏡的清潔，耗材為工業擦拭紙以及油煙清潔劑，由操作工人即可完成。而傳統光輻照設備耗材為UV燈管及反光板，很短時間就需要更換一次。電子射線輻照機組更是要專業維護隊伍維護。
8綠色環保
《工業衛生標準》中規定，臭氧的安全標準為0.15ppm，環境空氣質量標準(GB3095-2012)，UVLED紫外光交聯設備不會產生臭氧，而傳統汞燈設備會產生大量的臭氧，臭氧屬于有害氣體。
1）適用范圍廣
紫外光輻照電纜交聯設備均勻交聯厚度能達到2mm以上，可用于普通交聯聚乙烯電纜，阻燃交聯電纜等多種電纜的生產。生產速度高，應用范圍廣，可與電線電纜生產線生產速度相匹配。
2）成本低
紫外光輻照電纜交聯設備的價格僅是電子束輻照設備的1/10-1/5. 僅安裝需在原擠出生產線的基礎上增加該設備即可，無需其他設備投入。與第一代設備相比每年電費及生產效率費用就可省出一臺設備。
3）安裝方便
紫外光輻照電纜交聯設備采用模塊化設計，各部分之間僅需要用管線連接即可，安裝方便。模塊化的設計使得設備的擺放具有更高的靈活性，完全滿足各種生產現場的安裝需求。
4）可靠性高
紫外光輻照電纜交聯設備采用了先進穩定的控制方式，高可靠性的元器部件，所有非標準零部件均采用高壽命設計，嚴格的材質選用再配以精準的加工水平，裝配的各個環節0均有很高的質量要求。最后經過非常嚴格的測試確保每臺設備能夠安全可靠運行，將設備的穩定性及使用壽命發揮到最大。
新型LED輻照交聯機與硅烷交聯優勢對比：
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LED紫外光輻照機 |
硅烷交聯 |
成本節省 |
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材料成本下降 |
每年每臺90擠出機排廢料600公斤 |
每年每臺90擠出機排廢料12噸 |
每年每臺90機節省材料成本10萬元 |
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擠出機功率降低 |
材料粘度小，功耗小，90擠出機全速擠出僅需30KW左右 |
材料粘度大，功耗高，90擠出機全速擠出需要50KW |
每小時節省功率20KW,每年每臺擠出機電費節省電費6萬元 |
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人工電費降低 |
無需清理擠出機、 |
每天需要清理擠出機，每天半個小時清理擠出機 |
每個班節省20元電費人工費20元，每年節省2萬元 |
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交聯成本降低 |
以35平方為例，30000米需要電費80KW |
以35平方為例，30000米蒸汽交聯需要4小時，需要耗電200KW |
每年節省電費大概4萬元 |
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生產效率 |
與擠出機同步進行交聯，擠出絕緣直接成纜無需二次加工 |
至少4小時水煮或蒸汽（需要專門的場地、蒸汽發生器） |
每年省工5萬元 |
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產品質量 |
熱收縮小于4%，無先其凝膠物，表面光滑 |
熱收縮嚴重，小截面絕緣常有表面不光滑、先期有凝膠物 |
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設備投入 |
中等 |
低（蒸汽房或溫水池） |
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功耗 |
低（僅需10多KW） |
高（需長時間加熱） |
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生產成本 |
低 |
高 |
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生產周期 |
短（在線交聯） |
長（需要二次加工） |
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紫外光輻照比硅烷交聯每年節省成本接近30萬元 |
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新型LED輻照交聯機與老款高壓汞燈交聯機優勢對比： |
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LED紫外光輻照機 |
老款高壓汞燈輻照機 |
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功耗 |
每平均小于15千瓦 |
每小時80KW |
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維護成本 |
低 |
高 |
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生產速度 |
高 |
低 |
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燈管壽命 |
30000小時 |
400小時 |
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耗材 |
無 |
燈管、反光板、電容 |
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生產效率 |
擠出機不限速效率高，開燈即可生產 |
生產速度慢，效率低，浪費人工，需要提前預熱半小時 |
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操作及占地面積 |
操作簡單占地面積小，無需等待， |
操作復雜，占地面積大 |
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LED新型輻照機比老款高壓汞燈輻照機每年節省電費20萬，人工費10萬，耗材費5萬 |
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LED與汞燈光譜對比
LED與汞燈壽命對比
汞燈輻照設備與LED輻照設備生產速度曲線對比
UV-LED輻照交聯設備性能參數:
1、 電源：三相五線制（380V+N+地線）
2、 設備總裝機功率： 20kW
3、 輻照區域最佳直徑：30mm
4、 有效輻照長度：1m
5、 燈珠采用世界頂級原裝進口光源，透鏡采用進口石英，使其具有更低的能量損耗，燈組采用液體冷卻技術，使LED得光源使用壽命更長。
6、 電源采用臺灣明緯防水電源，采用真空灌封工藝進行防護，具有過載、短路、過電流、過電壓、過溫保護。
7、 光功率輸出可從10%-100%任意調節，根據客戶需求調節任意功率。
8、 光源使用壽命：30000小時(廠家提供) 輸出光強衰減到70%（效率下降到70%）的使用時 間為30000小時，計算到工時為6~10年。
9、 輻照箱體尺寸：1660mm*960mm*1730mm（長x寬x高）
設備結構特點：
1、 靜音開合隧道結構，方便操作、清潔；
2、 采用智能觸摸人機界面，監控數據，操作按鈕功率設定全部在觸摸屏界面完成；
3、 摸屏控制功能與按鈕單獨啟動共存；
4、 冷卻方式采用制冷機制冷，循環介質采用汽車專用防凍液；
5、 外接除煙機構，通過風道排出室外
設備布置圖
交聯聚乙烯輻照材料生產速度
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1區
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2區
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3區
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4區
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5區
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機頭 |
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135℃ |
150℃ |
160℃ |
175℃ |
180℃ |
180℃ |
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導體截面mm2
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絕緣標稱厚度mm
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本色生產速度m/min
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熱延伸%
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永久變形
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1.5 |
0.7 |
50-150 |
50-110 |
0-10 |
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2.5 |
0.7 |
50—150 |
50~110 |
0~10 |
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4 |
0.7 |
50—150 |
50~110 |
0~10 |
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6 |
0.7 |
50—150 |
50~110 |
0~10 |
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10 |
0.8 |
50—140 |
50~110 |
0~10 |
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16 |
0.8 |
50—140 |
50~110 |
0~10 |
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25 |
0.9 |
50—100 |
50~110 |
0~10 |
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35 |
0.9 |
50—100 |
50~110 |
0~10 |
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50 |
1.0 |
40—100 |
50~110 |
0~10 |
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70 |
1.1 |
40—90 |
50~110 |
0~10 |
|||
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95 |
1.1 |
35—90 |
50~110 |
0~10 |
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120 |
1.2 |
35—80 |
50~110 |
0~10 |
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150 |
1.4 |
30—70 |
50~110 |
0~10 |
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185 |
1.6 |
30—60 |
50~110 |
0~10 |
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240 |
1.7 |
25—45 |
50~110 |
0~10 |
|||
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300 |
1.7 |
25—35 |
50~110 |
0~10 |
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低煙無鹵輻照材料生產速度
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1區
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2區
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3區
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4區
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5區
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機頭
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135℃ |
150℃ |
160℃ |
175℃ |
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