DE2441373C3

DE2441373C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Vernetzen von Polyolefin-Kabelummantelungen

Info

Publication number: DE2441373C3
Application number: DE2441373A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Hasegawa; Toshiharu Katsuhara; Motoyuki Ono; Hiroto Oshima; Hiedeo Sano; Masaichiro Seki; Mie Suzuka; Michio Takaoka
Original assignee: The Fujikura Cable Works, Ltd., Tokio
Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1979-10-11
Also published as: FR2242227A1; DE2441373B2; SE402371B; SE7410668L; CA1049719A; GB1479027A; FR2242227B1; IT1020251B; BR7407209D0

Description

Die Erfindung beirifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannten An.

Ein Verfahren und eine Anlage /um kontinuierlichen Vernetzen von Kunststoffmantel, ist aus der DEOS 08 086 bekannt. Das den Kreu/.kopfextruder verlassende ummantelte Kabel gelangt direkt in ein Vcrnet/ungsrohr, in dem als voneinander getrennte Ströme zur Einleitung und Durchführung der Vernetzung ein Heizmittel und anschließend zur Abkühlung des weitgehend auspolymcrisicrtcn heißen Kabelmantels ein Kühlmittel unter Druck umlaufen. Heizmittel und Kühlmittel bestehen aus ein und demselben flüssigen Wärmeträger, nämlich einem Polyglykol. das im Vernet/iingsrohr unter einem Überdruck von rund 3 bis 5 bar steht. Das kontinuierlich ummantelte Kabel tritt am linde der Kühlzone aus dem Vcrnet/ungsrohr aus. Das Kabel durchläuft am Austritt eine Abdichtungsvorrichtung, der eine Rückgewinnungsvorrichtung nachgeschaltet ist.

Ziel dieser Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Kabelummantelungen ist, diese Kabelummantelungen nicht nur möglichst rund im Querschnill. sondern vor allem auch blasenfrei her/iislellen. /u diesem /weck stehen die beiden Wärmeträgerströme unter Überdruck.

Es ist bekannt, daß die Blasenbildung in l'olyolefm-Kahclummantcliingcn. insbesondere Polyethylen- Kabelummantelungen, bei höheren Drücken besser und vollständig!'!' vermieden werden kotinen als bei /u niedrigen Drücken. Die bei der bekannten Vernetzungsanlage offensichtlich verwendeten gebräuchlichen Abstreifschleusen begrenzen den Arbeitsdruckbereich im bekannten Vernetzungsrohr jedoch auf Werte zwischen > rund 3 und 5 bar.

Diese Drücke reichen zur Herstellung halbwegs blasenfreier Kabelummantelungen jedoch nur dann aus, wenn die Geschwindigkeit, mit der das ummantelte Kabel durch das Vernetzungsrohr läuft, nicht allzu hoch

i" ist. Höhere Arbeitsdrücke im bekannten Vernetzungsrohr läßt jedoch die Austrittsabdichtung nicht zu, die bereits bei Überdrücken von rund 5 bar mit einer Leckagerückführung arbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Ii Verrichtung zum kontinuierlichen Vernetzen von Polyolefin-Kabelmänteln der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen und billigen Mitteln ein Arbeiten bei höheren Wärmeträgerdrücken u;;d mit erhöhter Zichgeschwindigkeit des ummantelten Kabels

-<> ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I genannten Merkmale.

Diese Vorrichtung kann im Vernetzungsrohr Drücke

-'' im Bereich von rund 5 bis 25 bar aufnehmen, ohne daß nennenswerte Leckverluste am Ausgang der Kühlzone des Vernetzungsrohrvs auftreten und ohne daß die Zichgeschwindigkeit des ummantelten Kabels herabgesetzt zu werden braucht.

"' In der Hei/zone des Vernetzungsrohres läuft der flüssige Wärmeträger, vorzugsweise ein vollständig entgastes und getrocknetes Siliconöl, mit einer kinematischen Viskosität von 5000 bis 100 000 mm-7s als Heizmittel unter Druck um. In der Kühlzone läuft

^;' ebenfalls unter Druck ein Kühlmittel um, das vorzugsweise derselbe flüssige Wärmeträger wie das Heizmittel ist. Im Vcrnetzungsrohr sind spüler näher beschriebene Maßnahmen getroffen, um den lleizmittelkreislauf vom Kühlmittelkreislauf zu trennen. Ir jedem dieser

'" voneinander unabhängigen Wärmeträgerkreise werden Druck, Temperatur und Umlaufgeschwindigkeit unabhängig voneinander geregelt.

Das mit dem Polyolefin durch Extrudieren ummantelte Kabel durchläuft im Vernel/ungsrohr zunächst die

'' Heiz/one, dann die Kühl/one und tritt am Finde der Kühlzone aus dem Vernel/ungsrohr aus. Dieser Ausgang isl durch eine Schleuse oder dynamische Dichtung verschlossen, ohne das Durchlaufen des ummantelten Kabels mit hoher Geschwindigkeit zu

'" beeinträchtigen. Diese Schleuse isl ein direkt hinter der Kühlzone des Vernet/ungsrohres angeordneter Abschliiß/ylinder, der koaxial /um Vernct'iingsrohr angeordnet ist.

Zwischen der Innenwand dieses Zylinders und der

" Außenwand des Kabelmantels ist ein Kingraum mit einer Spallbreite von ca. 2 mm bis ca. ^r> mm ausgebildet. Dieser Ringraum steht direkt mit der Kühl/one ties Vernel/ungsrohres in Verbindung und isl mit dem Kühlmittel ausgeiüllt. Der Zylinder isl mit einer

'' llochleisliingskühlvorrichtung umgeben, die das im Ringraum befindliche Kühlmittel tiefkühlt. Durch die dadurch eintretende Erhöhung der Viskosität des Kühlmittels wird eine dynamische Druckdichtung des Hohlraumes oder Ringraumes /wischen der äußeren

" !-"lache der beschichteten Kabelseele uric! der Innen wandfläche des Zylinders erhallen. Bei Verwenduni; von Siliconöl wird dieses in der Schleuse auf eine Temperatur /wischen —20 und —40 ( ahnekühlt. Die

2441

-J I

Viskosität des Kühlmitiels wird dabei so weit erhöht, daß sich das Kühlmittel bereits verfestigt.

Hinter dem Ausgang der Schleuse ist eine Abstreifmanschette angeordnet Der Kabelmantel kann durch eine solche Abstreifdichtung auch von Resten anhaftender Fremdsubstanz befreit werden.

Bei Verwendung von Siliconöl als Wärmeträger kann unter diesen Betriebsbedingungen im Vernetzungsrohr ohne weiteres ein Überdruck im Bereich von rund 5 bis 25 bar eingestellt und aufrechterhalten werden.

Das aus der Schleuse kontinuierlich abgezogene ummantelte Kabel kann dann direkt auf eine Vorratsspule aufgewickelt werden.

Auf diese Weise werden bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten absolut blasenfreie Polyolefin-Kabelmäntel erhalten.

Um die an der Ausgangsschleuse erzielten Vorteile nicht im Innern des Vernetzungsrohres an der Trennstelle zwischen der Heizzonc und der Kühlzone wieder einzubüßen, kann auch die dort gebräuchlicherweise vorgegebene Trennwand oder Trennmanschelle mit der Durchlauföffnung für das Kabel durch eine an dieser Stelle des Vernetzungsrohres außen umgebende Kühlvorrichtung ersetzt werden. Diese Kühlvorrichtung kühlt den Wärmeträger in ihrem Wirkungsbereich so weit ab, daß er ein Vermischen des in der Heizzone als Heizmittel umlaufenden Anteils mit dem in der Kühl/.one als Kühlmittel umlaufenden Anteil verhindert, ohne den Durchlauf des Kabels zu beeinträchtigen.

Kin Ausiührungsbeispiel der Krfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Ks zeigt

I·'i g. I in schcmatischcr Darstellung ein erstes Ausfülirungsbeispicl der Erfindung und

I·" i g. 2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der Krfindung.

Bei der in 1'i g. I gezeigten Vorrichtung wird die Kabelseele I in den querslehendcn Kopf 3 eines Kxtruders 2 geführt und dort mit einem Halbleitermaterial beschichtet. Die beschichtete Kabelseele durchläuft anschließend den ebenfalls querstchenden Kopf 5 eines Zweischichlenexlruders 4, 6 zur Beschichtung mit Isoliermaterial und Halbleitermaterial. Die so mit dem Kabelmantel beschichtete Kabelseele wird dann kontinuierlich durch ein Vernetzungsrohr geführt, das in eine I lei/zone IO und eine Kühlzonc 16 un; :rleill ist. die mit einem Wärmeträger 9 gefüllt sind. Die Heizzone und die Kühlzone sind durch das durchlaufende ummantelte Kabel umschließende Dichtungsmanschette 14 voneinander getrennt. Bei Verwendung von Siliconöl als Wärmeträger besieht die Manschette 14 vorzugsweise aus geschäumtem Siliconkautschuk.

Der Wärmeträger 9 unterliegt sowohl in der Heizzone 10 als auch in der Kühlzone 16 einem Zwangsumlauf. Der Zwangsumlauf erfolgt in der Heizzone 10 unter Beaufschlagung durch eine Pumpe 8 in der in I i g. I durch Pfeile angedeuteten Weise im Gleichstrom. Der Wärmeträger 9 wird dabei im Krhitzcr 7 aufgeheizt. In der Kühlzone 16 erfolgt der Zwangsumlauf des Wärmeträgers als Kühlmittel 15 linier Beaufschlagung durch eine Pumpe 17 in der in K ι g. I durch Pfeile angedeuteten Weise im Gcgenstrom. Die Kühlung des Wärmetragers erfolgt im Kulilaggrcgat 18.

Der Wärmeträger steht sowohl in der Heizzone 10 als auch in der Kühlzone i6 unter einem Druck im Bereich von iii. ^r) bis 25 bar. Die Pruckbeaufschlagung wird für beide Zonen durch einen einzigen Regler 11, 12, H, 2Λ, 24 bewirkt, der die Zonen nahe ihres Trennbereiches, hier also in der Nähe dsr Manschette 14, beaufschlagt. Im einzelnen besteht der Regler aus einem Steuerventil 11, Sicherheitsventilen 12, einem Vorratstank 13 für den Wärmeträger 9, einer Druckpumpe 23 und einer Vakuumpumpe 24 zum Entgasen des Wärmeträgers.

Das mit dem Kabelmantel 22 versehene Kabel durchläuft im Vernetzungsrohr zunächst die Heizzone 10, tritt dann durch die Manschette 14, durchläuft dann die Kühlzone 16 und tritt am Ende der Kühlzone 16 durch eine Schleuse 19,20,21 aus dem Vernetzungsrohr aus. Die Schleuse besteht aus einem fluchtend mit dem Vernetzungsrohr angeordneten rohrförmigen Abschlußzylinder 20, einer diesen umschließenden Hochleistungskühlvorrichtung 19 und einer ausgangsseitig am Abschlußzylinder 20 angeordneten elastischen, den Kabelmantel 22 eng umgebenden Dichtungs- und Abstreifmanschette 21. Der innendurchmesser des Abschlußz.ylinders 20 ist so gewählt, daß er den Kabelmantel 22 unter Bildung eines ".ingraumes mit einer S^ültbreUe von ca 2 bis 5 ϊτϊή umgibt. Der Ringraum zwischen der Außenfläche des Kabelmantels 22 und der Innenfläche des Abschluß/.ylinders 20 ist zur Kühlz.one 16 offen und mit dem als Kühlmittel 15 dienenden Wärmeträger 9 gefüllt. Durch die Hochleistungskünlvorrichtung 19 ist der Wärmeträger im Ringraum so weit abgekühlt, daß er sich verfestigt. Bei Verwendung von Siliconöl als Wärmeträger wird dieses auf eine Temperatur im Bereich von c;·. —20 bis ca. — 40" C abgekühlt. Dadurch wird eine praktisch leckdichte !!rückdichtung für die Heizzone 16 geschaffen, die der Laufgeschwindigkeit i:es ummantelten Kabels praktisch keine Grenzen setz) Die am Ausgang des Abschlußz.ylinders 20 zusätzlich vorgesehene Manschette 21 dient unter diesen Bedingungen primär als Abstreifmanschettc und hat nur noch in zweiter Linie Kesldichtfunktionen zu erfüllen.

Der Abschlußzylinder 20 ist am Vernetzungsroh^r 10. 16 lösbar befestigt, so daß er leicht austauschbar ist. Die Vorrichtung kann dadurch mit wenigen Handgriffen auf ande-e Kabeldurchmesser umgestellt werden.

In der K i g. 2 ist eine Variante der in Cig. 1 dargestellten Vernci/.uiigsvorrichtung gezeigt Statt der Manschette 14 (I-ig. I) ist an der Trenns.elle 26 zwischen der Heizzone 10 und der Küh'.zone It, des Vernetzungsrohres ein Kühlwassermantel 25 angeordnet. Die an dieser Stelle durch die Kühlung bewirkte Viskositätserhöhung des Wärnieträgers bewirkt eine völlig ausreichende Trennung des in der Heizzone 10 im Gleichstrom zwangsumgewälzten Wärmeträger· und des in der Kühlzone <6 im Gegenstrom zwangsuMigewälzlen Wärmeträgers. Der Kühlmantel 25 ist dabei so ausgebildet, daß an der l'rennslelle emc Puiier on·.· höherer Viskosität mit einer Länge von ca. 0,5 bis i.n m erhalten wird. Die Kühlung wird so eingestellt., dal' dor Wärmeträger an der Trennslelie zwar eine eriiohie Viskosität aufweist, aber noch in der flüssigen Phase vorliegt. Unter diesen Bedingungen brainht die Druckbeaufschlagnr·; des W;jr Meeagers rikil· π -t.hr wie in der Vorrichtung ge'ii:n> i · g. i ni^rci^i:.i . , ..ier Heizzone iÖ und in der r- ulii/.m■■: \b zn '■.;< ·;:-. .■;-. sondern kann an einer ein/: e:i 'kv.i.tsi. t.^i-.-uiii/sMelie für beide Zonen gemeinsam erfi ι.*.·< :;■

Bei der Trennung der Heiz/one 10 um der K'ihl/one 16 in der m I·' i g. 2 gez- :<»tcn ^ ere kann eine wesentlich höhere Laufgeschwindigkeit des Kabels erziel! weiden, ohne daß die Gefahr einer Verletzung des an der Trennstelle 26 noch weichen K. ilv. ■· ■■■■ -¹· h""rh'

ierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Vernetzen von Polyolefin-Kabelmänteln bestehend aus einem Vernetzungsrohr, das in eine Heuzone und eine Kühlzone unterteilt ist, in denen jeweils voneinander getrennt Ströme eines flüssigen Wärmeträgers (Heizmittel, Kühlmittel) unter Druck umlaufen und aus einer den Ausgang des Vernetzungsrohres abschließenden Schleuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (19, 20, 21) ein direkt hinter der Kühlzone (16) des Vernetzungsrohres fluchtend angeordneter rohrförmigen Abschlußzylinder (20) ist, der den Kabelmantel (22) unier Bildung eines mit dem Kühlmittel (15) gefüllten Ringraumes mit einer Spaltbreite von ca. 2 mm bis ca. 5 mm umgibt, daß um den Abschlußzylinder (20) eine Hochleistungskühlvorrichtung (19) angeordnet ist und daß der Abschlußzylinder (20) ausgangsscitig mit einer eJ.i^tischen, den Kabelmantel (22) eng umgebenden Dichtungs- und Abstreifmanschette (21) verschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger (9, 15) ein vollständig entgastes und getrocknetes Siliconöl mit einer kinematischen Viskosität von 5000 bis 100 000mm²/sist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennstelle /wischen der Heiz/one (10) und der Kühlzone (16) des Vernetzungsrohres ein Kühlwassermantel (25) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach ei:icm de Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. c!jß das Kühlmittel (15) im Abschliißzylinder(20)auf —20 bis -40"C abgekühlt ist.