用于对线进行均匀照射的设备和方法技术

一种用于对线进行照射的设备，该设备包括： 用于产生辐射束的射束发生器装置；以及 用来使线沿着预定的横跨辐射束的路径前进的线进给装置，该装置包含有扭绞器装置，用来将前进中的线在其暴露在辐射束中时，交替地按正反转动方向进行扭绞，以此来提高受照射线周缘的照射剂量的均匀性。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及例如用辐射束对塑料进行处理的领域，更具体地说，涉及到通过对塑料线进行扭绞，以提高线所受照射剂量的均匀性的设备和方法。本专利技术的背景对于某些应用来说，常常希望例如用高能电子束对塑料进行照射，使其材料发生改变。例如，已经知道，通过对材料进行电子束照射，聚合物塑料的交联可以得到增强。所用电子束必须具有足够高的能量和强度，以使足够量的电子在材料中穿透足够的深度，以提供所希望的照射剂量。对线或管子径向施加受控的照射剂量，已经获得有益的材料特性。有一个要求高度控制的径向照射束剂量的特定例子，这就是共同被转让的美国专利3,455,337号中所描述的那种被径向有差异交联的管状聚合物，它包含有一可熔的非交联的内同心部分，可以用来封接处在下面的电线，而交联的外同心部分则起一般热缩管的作用。对线提供均匀的周缘照射剂量，实现起来比较困难。过去的一种办法是，在材料单次通过电子束进给时，让有足够能量的电子束通过材料的整个截面区域。遗憾的是，对于对塑性线进行照射以制造热缩管的典型应用来说，所需的照射束源必须能产生100万或更高电子伏的电子束，因而这样的设备十分庞大，而且必须放在一个彻底屏蔽的罩中以防止可能有危害的辐射暴露。另一种照射线的单通方法，称为“环形”法，它用一个环形真空室和圆形电子枪在360°范围内发射电子。但是，这种方法还没有证明在商业上是可行的或成功的。类似环形法的另一种变更方法是在同轴窗四周设置三支电子枪，相邻电子枪之间相隔120°，这种方法也已证明在商业上是不可行的。已转让给本专利专利技术代理人的美国专利5,051,600号披露了一种设备，它能更均匀地单次照射进给的线。此设备包括两个反向的电子束发生器以及各自的偏导电磁铁和会聚电磁铁，用以对线形成相对均匀的照射。另一种早先的用于照射塑料线的方法涉及线在电子束路径中多次通过。线手工地从进线轴绕过几套导辊，形成多绕匝，从而以多绕匝形式暴露在扫描的高能电子束中。照射的量和均匀性取决于电子束的扫描速率和线的进给速率。这种方法的均匀度受到妨碍，这是因为线在压挤出来后在储存轴上缠绕时常会产生一种特殊形变(辊致形变)。这种形变在照射过程中一直保留在线中，对照射均匀性产生了不良影响。通过在线绕匝下面提供一个电磁铁以反转某些部分电子的方向，并在理论上可使电子返回到绕匝的两侧以提高均匀性，从而实现了多次通过方法中均匀性的某些改善。尽管有过许多取得被沿周缘均匀照射的线的尝试，但是仍存在着对能克服先前工艺中的局限和缺点的设备和方法的需要。本专利技术的总结鉴于上述背景，本专利技术的目的是提供一种方法和设备，用来对塑料线周缘以一致均匀的照射剂量进行照射，使材料能产生希望的性质变化。本专利技术还有另外一个目的，也是提供一种对塑料线进行照射的方法和设备，它仅使用单个辐射发生器并能有效地利用所产生的辐射，以提高整个过程的能量使用效率。本专利技术的目的和其它目的、优点和特点都是由照射设备所提供的。这种设备包括有辐射电子束发生器和线进给装置，此装置用于使塑料线沿着预先确定的横跨辐射束的路径前进。更具体地讲，线进给装置包括有扭绞器装置，它用于在线暴露在辐射束中时，将前进中的线按照交替的正反转动方向进行扭绞。从而，被照射的线的周缘照射剂量的均匀性大大提高了。熟悉工艺的人会懂得，根据本专利技术的照射设备，可以用来照射小直径的电线和电缆绝缘材料、塑料管、细线、线等(本文中概称“线”或“塑料线”)。工艺熟练的人也懂得，辐射束可包括带电粒子，例如β粒子或α粒子；中性粒子，例如中子；或电磁辐射，例如紫外辐射。辐射束发生器最好是电子束发生器，它包括与其配套的扫描装置，在线沿着预定路径前进时，它使电子束扫描过线的一部分。熟悉工艺的人容易了解，辐射束可以是扩展开来而横跨线延伸的带状束，对于线做纵向扫描。线进给装置包括一对夹送辊，用来约束线；还有一驱动装置，它与夹送辊中的一个有效地相连接，用来使线沿着预定的路径前进。在本专利技术的一个实施例中，线进给装置包括有第一套和第二套夹送辊，它们处在辐射发生器的相对的两侧。每一套夹送辊包括有一个中间辊和与中间辊邻接的上下压力辊，由此分别确定上下夹点的范围以约束线。线进给装置最好包括有导向装置，用来把前进的线导入多个预定的横跨电子束的通道。换句话说，线被引导在辐射束中来回多次通过，由于来提高装置的光束捕获效率和保证均匀的暴露。线进给装置包括有三个相互隔开的导辊，它们使线从侧面看呈串接的8字形图案。通过这三个导辊本专利技术的装置能生产均匀照射的线，尽管在线中存在着辊致形变。扭绞装置最好包括有摆动装置，它用来使中间辊相对于上下压力辊交替地按正反轴向方向运动，由此使约束在夹点区域中的线发生扭绞。扭绞器装置是以基本上相等地沿交替正反转动方向对线进行扭绞，使得没有净扭绞施加到线上。扭绞器装置也包括有扭绞释放装置，用来周期地释放线上的扭较。扭绞释放装置包括一个与中间辊相连的提升凸轮，用来周期地迫使上下压力辊进一步与中间辊分离开。扭绞是在最大的扭绞偏离点处释放的。因此，由于周期地释放扭绞，线扭绞的滑移累积、松驰累积及总扭绞量都得到了改善。此外，在最大偏离点释放扭绞便能避免线在这些位置上长时间停留而造成照射不均匀。按照本专利技术的方法包括产生辐射束的步骤和使线沿照预定的跨越辐射束的路径前进的步骤，与此同时将前进中的线按照交替的正反转动方向进行扭绞。扭绞过程是按照基本相等的正反转动量完成的，从而不会给线施加净扭绞。由于线是在扭绞时被暴露在辐射束中，因此能增加线周缘照射剂量的均匀性。通过对照射剂量进行控制，生产出来的线可能具有周缘均匀而径向有差异的被照射截面部分。这样的线在已转让给本专利技术代理人的美国专利No.3,455,337中已经描述过了。例如，这种线可包含一个外同心部分，它与内同心部分被照射得更强烈。这样一来，外同心部分就成为通常的热缩管，而内同心部分则成为可熔封接材料的来源。如前面关于本专利技术的设备所述的，本专利技术的方法最好是包括能周期释放线上的扭绞的步骤。这种扭绞是在正反转动方向之间在线的最大扭绞偏离处被释放的。线被导入许多并列的横跨辐射束的预定路径中，然后被导引经过三个隔开的导辊，后者限定着从侧面看呈串接的8字形图案，以此来补偿线中任何的辊致形变。图的简述附图说明图1是按照本专利技术的照射设备的侧视图。图2是先前工艺中受到周缘不均匀照射剂量的线的横截面示意图。图3是先前技术中线，它具有的径向照射剂量有差异的横截面示意图，这用本专利技术的设备和方法可以容易地得到这种线。图4是按照本专利技术的照射设备的侧视图。图5是沿着图4中5-5线所示的照射设备一部分的放大图。图6是图5中所示照射设备的后侧部分的侧视图。图7是图4中所示照射设备一部分的放大透视图，它示明按本专利技术的前进的线多路径的布置。图8是沿着图7中8-8线所取的部分截面侧视图，它示明本专利技术中的中间辊。图9a和9b分别是图8的中间辊的凸轮形表面的侧视图以及由它产生的线的近似三角形运动的相应图象。优选实施例的描述下面参考附图对本专利技术进行更详细的描述，在这些附图中给出了优选的实施例。但是本专利技术可以有不同形式的实施例，不必认为受本文列举的实施例的限制；更确切地说，申请人提供这些实施例，使得本专利技术的介绍详尽而完整，从而全面地把本专利技术的范围介绍给熟悉工艺的人。全文中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·马林，
申请(专利权)人：雷伊化学公司，
类型：发明
国别省市：