DE2233884A1

DE2233884A1 - Verfahren zum kontinuierlichen vulkanisieren oder vernetzen mittels umgewaelztem waermeuebertrager

Info

Publication number: DE2233884A1
Application number: DE2233884A
Authority: DE
Inventors: Lothar Werwitzke
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1974-01-24
Also published as: DE2233884B2

Description

Verfahren zum kontinuierlichen Vulkanisieren oder Vernetzen mittels umgewälztem Wärmeübertrager Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Vulkanisieren oder Vernetzen von mit Natur- oder Synthesekautschuk oder auch Kunststoff umhülltem langgestrecktem metallischem Gut. Für solches Gut, das beispielsweise elektrische Kabel oder Leitungen sein können, wird die Umhüllung mittels einer Spritzvorrichtung aufgebracht und anschließend mittels eines wärmeübertragenden Mediums vernetzt oder vulkanisiert.
Als Heizeinrichtungen für mit Gummi oder dergleichen ummanteltes langgestrecktes Gut sind sog. Kettenlinien-CV-Anlagen bekannt und im Einsatz, bei denen das ummantelte Gut, beispielsweise elektrische Kabel oder Leitungen, unmittelbar nach dem Aufbringen einer Isolierung, beispielsweise in einem Extruder, in Form einer Kettenlinie im wesentlichen freihängend und anschließend vorzugsweise in einer Geraden geführt wird. Die Länge der Kettenlinienzone sowie deren Krümmung richten sich nach der noch zulässigen mechanischen Spannung, mit der das langgestreckte Gut durch das Rohr geführt wird. Die Länge der Kettenlinienzone ist außerdem durch das Deformationsverhalten der jeweiligen Mischung mitbestimmt, während für die Länge der geraden Zone die Vulkanisationszeit, die nach der Auflage im Rohr noch erforderlich ist, maßgebend wird. Die freie Führung des strangförmigen Gutes erfolgt in der Regel im ersten Drittel des z.B. mit Heißdampf beauf-#schlagten Rohres, während danach zur Aufheizung und zur Kühlung das strangförmige Gut im Rohr aufliegt.
Um mit solchen bekannten CV-Anlagen wesentliche Leistungssteigerungen zu erreichen, wäre beispielsweise eine Verlängerung der Heizstrecke erforderlich. Eine solche Anlage wiederum bedingt eine entsprechend lange Halle und sehr druckfeste Mischungen, die die Auflage im Rohr ohne Deformierungen aushalten. Die Vergrößerung einer Kettenlinienanlage zur Leistungssteigerung ist durch den hohen Aufwand von Gebäudekosten ebenfalls kaum realisierbar. Eine weitere Maßnahme, in Richtung einer Leistungssteigerung zu wirken, kann beispielsweise darin bestehen, den Druck des wärmeübertragenden Mediums entsprechend hoch auszulegen, das hat jedoch den Nachteil, daß z.B. bei dickwandigen Kabelumhüllungen die äußere Schicht überheizt wird, was zu Blasenbildungen an der Oberfläche Anlaß gibt. Hinzu kommt, daß der hohe Druck den Unterbau deformiert, z.B. die verseilten Adern, und daß der überhöhte Druck auf dem Spritzwerkzeug im Unterbau z.B. den Innenmantel zur Einlaufseite hin wegschiebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Vulkanisieren oder Vernetzen, beispielsweise auch von schweren dickwandigen Hochspannungskabeln mit für eine rationelle Fertigung annehmbaren Fertigungsgeschwindigkeiten durchzuführen.
Diese Aufgabe wird bei der Vulkanisierung oder Vernetzung von mit Natur- oder Synthesekautschuk oder auch mit Kunststoff umhülltem langgestrecktem Gut mittels eines wärmeübertragenden Mediums gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das wärmeübertragende Medium entgegen der Durchlaufrichtung des Gutes durch die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke bewegt wird. Hierdurch wird der Wärmeübergang von dem wärmeübertragenden Medium auf die Umhüllung des langgestreckten Gutes wesentlich verbessert und damit eine schnellere Durchheizung des Gutes erreicht. Bei#pielsweise reicht eine Dampf- oder Luftgeschwindigkeit von ca. 10 m/sec. aus, um den Wärmeübergang so zu verbessern, daß die Heizzeit auf 1/3 reduziert werden kann. Für die Gesamtanlage bedeutet dies eine wesentliche Leistungssteigerung, ohne daß die Anlage selbst vergrößert werden müßte. Auch bei dickwandigen Umhüllungen wird eine Beschädigung der Oberfläche durch Überhitzung vermieden, wenn das Gut durch die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke brfördert wird.
In Durchführung der Erfindung hat sich als wärmeübertragendes Medium unter Druck stehender Dampf erwiesen, der 0 in der Regel auf Temperaturen von etwa 200 bis 220 vorgeheizt ist. Anstelle des unter Druck stehenden Dampfes kann es oft auch von Vorteil sein, ein e#rwärmtes Gas, beispielsweise Luft oder sogar eine Schutzgasfüllung für die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke zu verwenden.
Als Schutzgas kommt beispielsweise Stickstoff in Frage.
Für den Fall, daß die Vernetzung oder Vulkanisierung der Umhüllung beispielsweise mit Heißluft erfolgt, ist es besonders vorteilhaft, das das zu vulkanisierende oder ver-* als vorteilhaft netzende Gut aufnehmende Rohr von außen beispielsweise mittels einer Widerstandsheizung oder Dampfheizung zusätzlich zu erwärmen. Eine Schutzgasfüllung hat den Vorteil, daß Oxidationen auf der Umhüllung mit Sicherheit vermieden sind.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann man beispielsweise so vorgehen, daß parallel zu dem das vernetzende oder vulkanisierende Gut aufnehmende Rohr eine Dampf- oder Luftstrecke geschaltet ist, in deren Verlauf ein Gebläse angeordnet sein kann. Dieses Gebläse hat die Aufgabe, in einem etwa am Ende der Vulkanisier-oder Vernetzungsstrecke befindlichen Punkt Heißluft oder Wasserdampf einzublasen und an einem am Anfang der Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke befindlichen Punkt wieder abzusaugen. Der Gas- oder Dampfdurchsatz durch das zu vulkanisierende Rohr kann damit erheblich gesteigert und der Wärmeübergang wesentlich verbessert werden.
Handelt es sich bei der kontinuierlichen Vulkanisieranlage um eine solche mit einer oder mehreren Umlenkungen, dann ist es auch möglich, den Anschluß für das Einführen und Absaugen des Gases oder Dampfes an zwei parallelen Strecken der Anlage vorzusehen, und mittels an sich bekannter Gebläsevorrichtungen den Dampf oder das Gas an der einen Stelle einzublasen und im Gegenlauf durch die Vulkanisieranlage bis zu dem Punkt zu drücken, wo es aus dem Rohr wieder abgesaugt und durch das Gebläse von neuem in die Anlage zurückgedrückt wird.
Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele für die Vernetzung der Umhüllung eines z.B. mit Polyäthylen isolierten Hochspannungskabels näher erläutert.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anlage mit einer sog.
Doppelumlenkung wird dem Extruder 1 von einer nichtdargestellten Vorratstrommel die Kabelseele 2 über einen Abzug 13 zur Umhüllung zugeführt. Die erste Umlenkung des mit der Umhüllung versehenen Kabels ist mit 3 und die zweite Umlenkung mit 4 bezeichnet. Die Wasserkühlung des ummantelten Gutes beginnt an der Stelle 5 und endet nach der Kühl strecke 6 an der Stelle 7, wo das fertig vernetzte oder vulkanisierte Kabel die Anlage verläßt und in bekannter Weise auf Trommeln oder Spulen aufgewickelt werden kann.
Die Heizstrecken, in denen das im Extruder 1 ummantelte Kabel 2 auf die Vernetzungsv oder Vulkanisationstemperatur gebracht wird, sind mit 8 und 9 bezeichnet, sie werden durch das Verbindungsstück 10, in dem das Gebläse 11 angeordnet ist, miteinander verbunden. Mit Hilfe dieses Gebläses 11 wird der in den Heizstrecken befindliche Heißdampf beispielsweise beschleunigt und auf die zur bestmöglichen Ausnutzung des wärmeübertragenden Mediums notwendige Geschwindigkeit gebracht, wobei zu der Kabeldurchlaufrichtung eine Gegenströmung entsteht. Damit das Kabel gut von dem die Vulkanisation oder Vernetzung bewirkenden Medium umspült wird, kann beispielsweise an der Stelle 12 ein Unterstützungsrad angeordnet werden, das das Kabel vom Boden des Rohres etwas anhebt.
Abweichend von dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 eine Kettenlinie beschrieben, bei dem das in bekannter Weise von Vorratstrommeln ablaufende und zu ummantelnde Gut 14 über eine Führungsrolle oder einen Abzug 15 dem Extruder 16 zugeführt wird, der das strangförmige Gut 14 ummantelt und anschließend in das Vulkanisier- oder Vernetzungsrohr 17 einführt. Das Teleskoprohr 18, das im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 aus einem leicht gekrümmten Rohr gebildet wird, gestattet es, die Umhüllung des langgestreckten Gutes 14 mittels der Spritzeinrichtung 16 unmittelbar im Heizraum vorzunehmen, so daß der Spritzkopf mit seinen Werkzeugen gleichzeitig zur Abdichtung der Druckheizzone dient. Damit sind die Schwierigkeiten vermieden, die sich bei der Einführung beispielsweise eines Kabels wegen der leichten Deformierbarkeit des unvulkanisierten oder unvernetzten Werkstoffes ergeben.
Wird, wie hier vorgesehen, die Umhüllung im Druckraum aufgebracht, der z.B. mit Wasserdampf mit einer Temperatur von ca. 2100 C gefüllt ist, dann dient das am Extrudierwerkzeug ausfließende Material gleichzeitig als Abdichtung an der Einlaufseite zwischen dem Innen- und dem Außendruck.
Die Kühlzone dieser Vulkanisier- oder Vernetzungsanlage ist mit 19 bezeichnet, sie ist am Ende mit den üblichen Mitteln gegen den Außenraum abgedichtet, so daß das ummantelte Gut 21 leicht mittels des Abzuges 22 abgezogen und einer nicht dargestellten Aufwickeltrommel zugeführt werden kann.
Um die Wärmeübertragung zu intensivieren und damit eine Leistungssteigerung der Vulkanisier- oder Vernetzungsanlage herbeizuführen, ist parallel zu dem ersten Heizrohr 25 ein weiteres Heizrohr 23 vorgesehen, das in seinem Verlauf ein Gebläse 24 aufweist, mit dessen Hilfe, wie durch Pfeile angedeutet, der erwärmte Dampf oder auch Luft oder ein Luftgasgemisch entgegen der Durchlaufrichtung des Kabels durch das Vulkanisier- oder Vernetzungsrohr 25 gedrückt wird.
Wird eine drucklose oder beinahe drucklose Vulkanisation gewünscht, so kann statt des üblicherweise verwendeten Dampfes auch Luft in der Anlage umgewälzt werden. Auch hier bringt das Gegenlaufverfahren, bei dem die Luft entgegen der Durchlaufrichtung des zu vernetzenden Gutes die Anlage durchläuft, erhebliche Vorteile, eine Aufheizung der Luft wird in diesem Fall durch eine Widerstandsheizung, beispielsweise in Form um das Rohr gewickelter Heizdrähte 20 erfolgen. Eine solche Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß die bisher üblichen Temperaturen erreicht werden, ohne daß ein Druckaufbau nötig ist. In diesem Fall könnte auch die Anlage mit einem offenen Teleskoprohr 18 betrieben werden.
In der Fig. 3 schließlich ist eine Anordnung im Schnitt dargestellt, bei der der zur Vulkanisierung dienende Dampf- oder Luftraum von dem Rohr 26 umschlossen ist und die Dampf- oder Luftumwälzanlage 27 sich selbst innerhalb dieses Rohres befindet. Mit 28 ist das zu vulkanisierende Kabel bezeichnet, das in Längsrichtung das Rohr 26 durchläuft. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Wärmeverluste auftreten und die Wärmespannungen durch gleichmäßige Erwärmung gut zu beherrschen sind.
Lediglich das für den Umlauf des Gases oder der Luft dienende Gebläse befindet sich außerhalb des Druckrohres 26, beispielsweise in Form des Aufbaues 29, der oberhalb des Rohres angebracht und mit diesem z.B. durch Flansche verbunden ist.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum kontinuierlichen Vulkanisieren oder Vernetzen von mit Natur- oder Synthesekautschuk oder Kunststoff umhülltem langgestrecktem metallischem Gut, wie elektrische Kabel und Leitungen, bei dem die Umhüllung mittels einer Spritzvorrichtung aufgebracht und anschließend mittels eines wärmeübertragenden Mediums vernetzt oder vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeübertragende Medium entgegen der Durchlaufrichtung des Gutes durch die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeübertragendes Medium unter Druck stehender Dampf verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeübertragendes Medium ein erwärmtes Gas, z,B. Luft, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzgas, beispielsweise Stickstoff oder ein Stickstoffgemisch verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem ein Gas als wärmeübertragendes Medium verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vulkanisier- oder Vernetzungsstrecke durch zusätzliche Mittel erwärmt wird.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Parallelpfad zur Vernetzungs- oder Vulkanisierstrecke mit eingefügtem Gebläse.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelpfad selbst in dem der Vernetzung oder Vulkanisierung dienenden Heizrohr angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6 mit einer Einfach- oder Doppelumlenkung im Bereich der Vernetzung oder Vulkanisierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung und Abnahme für den Dampf oder die Luft zwischen den parallel verlaufenden Heizrohren angeordnet sind.