DE2444952A1

DE2444952A1 - Thick walled sheaths on e.g. cables - by applying polymer, cooling, heat treating, cooling as cable moves upward then downwards

Info

Publication number: DE2444952A1
Application number: DE19742444952
Authority: DE
Inventors: Ottmar Dr Rer Nat Leuchs
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1976-04-08

Abstract

Thick walled sheaths are produced from crosslinkable thermoplasts or elastomers on filamenting matl., e.g. electric cables and conductors, esp. for use at high voltages, by (a) leading the filamentary matl. vertically upwards, and simultaneously applying the crosslinkable matl., e.g. polyethylene (b) immediately cooling to form a solid, bonded insulation, (c) reversing the motion of the filamentary matl. to a downwards direction, (d) heat treating the matl. to effect crosslinking of the sheath and (e) cooling the prod. Give uniform, relatively thick sheaths at low cost, and high prodn. rates.

Description

Verfahren zur Herstellung der aus vernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren bestehenden Umhüllung von strangförmigem Gut Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung der aus vernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren bestehenden, insbesondere dickwandigen Umhüllung von strangförmigem Gut, wie elektrische Kabel und Leitungen, vorzugsweise für solche höherer elektrischer Spannung. Process for the production of crosslinkable thermoplastics or Elastomeric coating of strand-like material The present invention deals with a process for the production of crosslinkable thermoplastics or elastomers, in particular thick-walled sheathing of strand-like Good, like electrical cables and wires, preferably for higher electrical ones Tension.

isolierungen für elektrische Kabel oder Leitungen aus Thermoplasten oder Elastomeren werden bekanntlich durch Extrusion auf den Leiter oder auf die Seele aufgebracht. Soll der Werkstoff zur Isolierung eines elektrischen Kabels z.B. in vernetzter Form vorliegen, weil die geforderten elektrischen und mechanischen Eigenschaften es notwendig machen, dann muß nach dem Aufbringen des Werkstoffes das Kabel einer anschließenden Warmbehandlung unterworfen werden. Handelt es sich bei diesen elektrischen Kabeln um solche, die für Hochspannung eingesetzt werden sollen und beträgt die Wandstärke der Isolierung zu diesem Zweck beispielsweise mehr als 10 mm, dann war es bisher nicht möglich, die Isolierung ohne Gefahr von Tropfenbildung und exzentrischer Verlagerung des Leiters in der Isolierung auf einen waagerecht durchlaufenden Leiter aufzubringen.insulation for electrical cables or lines made of thermoplastics or elastomers are known to be by extrusion on the conductor or on the Soul upset. If the material used to insulate an electrical cable is e.g. present in networked form, because the required electrical and mechanical Properties make it necessary, then must after the application of the material the cable is then subjected to a subsequent heat treatment. Is it In the case of these electrical cables, there are those that are used for high voltage should and is the wall thickness of the insulation for this purpose, for example more than 10 mm, then it was previously not possible to isolate without risk of Drop formation and eccentric displacement of the conductor in the insulation on one to apply horizontally continuous ladder.

Aus diesem Grunde war man bereits dazu übergegangen, die Fertigung von Ilochspannungskabeln, z.B. mit einer Polyäthylenisolierung, in einer Turmanlage durchzuführen. Bei einem solchen, z.B. 50 oder 60 m hohen Turm wird der zu umspritzende Leiter vom Erdboden aus nach oben geführt, dort umgelenkt und nach dem Umspritzen mit der Isolierung senkrecht nach unten abgezogen. Für die Vernetzung des Isolierwerkstoffes schließt sich an den Extruder eine sogenannte Vulkanisationsstrecke an, bis der umhüllte Leiter in ein mit Wasser gefälltes Bad einläuft und dort abgekühlt wird. Der Nachteil solcher bekannten Anlagen sind die hohen Anlagekosten sowie die geringe Fertigungsgeschwindigkeit. Die Höhe des Turmes ist durch die Aufgabe, die Kunststoffisolierung zu vernetzen und anschließend auf etwa 100 C abzukühlen, gegeben. So benötigt 2 man z.B. bei einer Ader von 300 mm für eine Betriebsspannung von 110 KV mit einer Isolierschichtdicke von 18 mm eine Turmhöhe von etwa 65 m, wenn der Dampf zur Vernetzung des Materials 2000C heiß ist und die Fertigungsgeschwindigkeit 0,9 m pro Minute betragen soll. Der zum Aufbringen des Isolierung erforderliche Extruder steht dann in 63 m Höhe, die senkrechte Dampfzone beträgt 37 m und die senkrechte Kühlzone 25 m. An das Umlenkrad schließt sich dann noch einmal eine horizontale Kühlzone in 1 m Höhe von etwa 25 m an. Abgesehen von den hierbei erzielbaren geringen Fertigungsgeschwindigkeiten sind vor allem die Anlagekosten extrem hoch.For this reason they had already started manufacturing of I-hole voltage cables, e.g. with polyethylene insulation, in a tower system perform. In the case of such a tower, e.g. 50 or 60 m high, the one to be overmolded will be Ladder led up from the ground, deflected there and after the injection molding with the insulation peeled off vertically downwards. For networking the insulating material the extruder is followed by a so-called vulcanization line until the covered ladder runs into a bath precipitated with water and is cooled there. The disadvantage of such known systems are the high investment costs and the low Manufacturing speed. The height of the tower is determined by the task of plastic insulation to crosslink and then to cool to about 100 C, given. So needed 2 for example with a wire of 300 mm for an operating voltage of 110 KV with a Insulation layer thickness of 18 mm, a tower height of about 65 m, if the steam for networking of the material is hot at 2000C and the production speed is 0.9 m per minute should be. The extruder required to apply the insulation is then in place at a height of 63 m, the vertical steam zone is 37 m and the vertical cooling zone 25 m. Another horizontal cooling zone is attached to the deflection wheel at a height of about 25 m. Apart from the low production speeds that can be achieved here In particular, the investment costs are extremely high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Umhüllungen für strangförmiges Gut, insbesondere auch Umhüllungen größerer Wandstärke für Kabel und Leitungen herzustellen, ohne daß Verlagerungen des Leiters oder ein Abtropfen der Isolierung befürchtet werden müssen und ohne auf die extrem hohen Turmanlagen mit den entsprechenden materiellen Aufwendungen angewiesen zu sein.The invention is based on the object of providing casings for strand-like Good, in particular, to produce sheaths of greater wall thickness for cables and lines, without fear of the conductor being displaced or the insulation dripping off must be and without the extremely high towers with the corresponding material Expenses to be dependent.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöste, daß die vernetzbaren Materialien auf das senkrecht nach oben abgezogene Gut aufgebracht und unmittelbar anschließend zur Bildung einer standfesten Isolierung abgekühlt werden, daß das Gut in Richtung nach unten umgelenkt und einer Warmbehandlung zur Vernetzung der Umhüllung unterworfen und schließlich abgekühlt wird. Dadurch, daß senkrecht nach oben extrudiert wird, bleibt die Zentrizität auch bei dickeren Querschnitten der Umhüllung erhalten. Es kann bei z.B. gleichen Turmhöhen wie bei den bekannten Einrichtungen mit höheren Fertigungsgeschwindigkeiten gefahren werden, da die gesamte Strecke von unten bis zur Turmspitze zur Kühlung und umgekehrt von der Turmspitze bis zum Erdboden zur Warmbehandlung zur Verfügung steht. Bei gleichen Fertigungsgeschwindigkeiten wird erheblich an Turmhöhe eingespart. Unabhängig davon, bedarf es, da die Extruder und das verwendete Material noch auf der Turmanlage angeordnet werden müssen, nur einer einfachen Umlenkung z.B.This object is achieved according to the invention in that the crosslinkable Materials applied to the goods pulled vertically upwards and immediately then be cooled to form a stable insulation that the Well deflected in the downward direction and a heat treatment to crosslink the Is subjected to wrapping and finally cooled. The fact that vertically after is extruded above, the centricity remains even with thicker cross-sections of the Received wrapping. It can be used, for example, with the same tower heights as in the known facilities be driven at higher production speeds, as the entire route from the bottom to the top of the tower for cooling and vice versa from the top of the tower to the Soil is available for heat treatment. At the same production speeds the tower height is saved considerably. Regardless, it takes as the extruder and the material used still has to be arranged on the tower system, only a simple diversion e.g.

in Form eines in bestimmter Höhe angeordneten Umlenkrades.in the form of a deflection wheel arranged at a certain height.

Das vorgeschlagene Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn bereits vorhandene Gebäude oder Anlagen verwendet werden können. So wäre es z.B. möglich, schon bei einer Gebäudehöhe von etwa 8 m und einem außen liegenden*#enkrad Kabel bis zu 30 mm Wandstärke und extrem dicken Querschnitten zu fertigen. Durch die besonderen Verfahrensschritte ist sichergestelt, daß auch bei diesen dicken Wandstärken eine exzentrische Verlagerung z.B. des Leiters eines Kabels der eines Rohres vermieden ist.The proposed method can be used advantageously, in particular, if already existing buildings or systems can be used. So it would be E.g. possible, even with a building height of about 8 m and an external * # enkrad Manufacture cables with a wall thickness of up to 30 mm and extremely thick cross-sections. By the special process steps ensure that even with these thick Wall thickness an eccentric displacement e.g. of the conductor of a cable or of a Rohres is avoided.

* Um Vorteilhaft ist es auch, wenn die Umlenkung des umhüllten Gutes außerhalb der sich an die Spritzvorrichtung für die Umhüllung anschließenden Kühlstrecke erfolgt. Die Umhüllung ist bis zur Umlenkung soweit abgekühlt, daß die Standfestigkeit der Isolierung eine fehlerfreie Umlenkung ermöglicht.* To it is also advantageous if the deflection of the enveloped goods outside the to the spray device for the Subsequent wrapping Cooling section takes place. The envelope has cooled down to the point of deflection that the The stability of the insulation enables fault-free deflection.

Die Abkühlung der gespritzten Umhüllung kann z.B. in einer Kühlflüssigkeit erfolgen, die zugleich einen gewissen Druck auf die Isolierung ausübt und durch das Abschrecken der äußeren Zone eine nachträgliche Deformation verhilldelt.The injection molded cover can be cooled, for example, in a cooling liquid take place, which at the same time exerts a certain pressure on the insulation and through quenching the outer zone obscures any subsequent deformation.

Ebenso vorteilhaft kann es aber auch oft sein. die Umh#i1-lung zur Abkühlung unmittelbar in Luft zu spritzen ote die Oberfläche z.B. durch verstäubtes Wasser geküili t welde.However, it can often be just as advantageous. the wrapper for Cooling immediately in air ote the surface e.g. by dusting Water cooled welde.

kann.can.

An die Umlenkung nach unten schließt sich die Warmbehaiidlungszone an, in der der für die Umhüllung verwendete Werkstoff, z.B. ein Polyäthylen, vernetzt wird. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Warmbehandlung zur Vernetzung unter Druck erfolgt. Statt das mit der Umhüllung versehene Gut senkrecht nach unten laufen zu lassen, kann es oft vorteilhaft sein, an die Umlenkvorrichtung für das Gut eine kettenlinienförmig ausgebildete sogenannte CV-Anlage anzuschließen, in der die Umhüllung vernetzt wird. Unabhängig davon ist es aber auch möglich, und oft besonders vorteilhaft, das mit der Umhüllung versehene Gut senkrecht nach unten zu führen und noch in der Warmbehandlungszone eine Umlenkung des umhüllten Gutes in die Waagerechte vorzunehmen. Die Umlenkung kann z.B. in einem an sich bekannten Umlenkbehälter erfolgen, der ebenso wie die als Warmbehandlungszone verwendete Anordnung mit Heißdampf gefüllt ist.The heat treatment zone is connected to the downward deflection in which the material used for the coating, e.g. a polyethylene, is crosslinked will. It is advantageous here if the heat treatment for crosslinking under pressure he follows. Instead of the goods provided with the covering run vertically downwards leave, it can often be advantageous to attach a To connect so-called CV system in the form of a chain line, in which the casing is networked. Regardless of this, it is also possible, and often particularly advantageous, to lead the goods provided with the envelope vertically downwards and still in the Heat treatment zone to deflect the wrapped goods horizontally. The deflection can take place, for example, in a deflection container known per se, the just like the arrangement used as the heat treatment zone, filled with superheated steam is.

Die während der Umlenkung möglicherweise erfolgende Verdrückung der Umhüllung insbesondere bei dickeren Wandstärken ist elastisch, nach der Umlenkung erholt sich die Umhüllung wieder so weit, daß bei der sich nunmehr anschließenden endgültigen Abkühlung des Gutes auf Raumtemperatur Verdrückungen nicht mehr feststellbar sind.The displacement of the possibly occurring during the deflection Sheath, especially with thicker walls, is elastic after the deflection the envelope recovers to such an extent that the now adjoining final cooling of the goods to room temperature, indentations no longer detectable are.

Werden nach dem Verfahren nach der Erfindung Kabel und Leitungen hergestellt, dann ist es erforderlich, daß insbesondere bei Kabeln mittlerer und höherer Spannung auf die Isolierung eine äußere Leitschicht aufgebracht wird. Dies kann in Durchführung der Erfindung in der Weise geschehen, daß in Durchlaufrichtung gesehen hinter dem Um]£nkr.d ein kleiner Extruder vorgesehen ist, der auf das bereits gekühlte und in die Warmbehandlungszone einlaufende Gut eine Schicht aus einem leitfähigen Material als äußere Leitschicht aufbringt.If cables and lines are manufactured according to the method according to the invention, then it is necessary that especially with cables of medium and higher voltage an outer conductive layer is applied to the insulation. This can be done in the invention done in such a way that seen in the direction of flow behind the To] £ nkr.d a small extruder is provided, which on the already cooled and a layer of a conductive material entering the heat treatment zone Applies material as an outer conductive layer.

Die Erfindung sei anhand der in der Figur als Ausführungsbeispiel dargestellten Anlage für die Herstellung eines elektrischen Hochspannungskabels näher erläutert.The invention is based on the in the figure as an embodiment shown plant for the production of an electrical high-voltage cable explained in more detail.

Der Leiter 1 des Hochspannungskabels, der aus miteinander verseilten Einzeldrähten besteht, wird von der Vorratstrommel 2 abgezogen und dem Extruder 3 zum Aufbringen des Leiterschirmes (Leiterglättung) zugeführt. Mittels des Extruders 4 wird dann die z.B. für Hochspannung geeignete Isolierung aus z.B. Polyäthylen aufgebracht, die in der sich anschließenden Kühlstrecke 5 erstarrt. In der Kühlstrecke 5 kann sich Kühlwasser befinden, das z.B. im unteren Bereich 0 eine Temperatur von 80 C und im oberen Bereich eine Tempe-0 ratur von 20 C aufweist. Ebenso können aber auch andere geeignete Kühlmittel verwendet werden, z.B. kann eine Luft-Gasfüllung zur Abkühlung dienen oder auch eine Vorrichtung, mittels der Kühlwasser auf das durchlaufende Kabel aufgesprüht wird. Die Umlenkung des mit einer festen Umhüllung versehenen Gutes erfolgt durch das Umlenkrad 6, wodurch anschließend das Gut der Wrmbehandlungszone 7 inform eines sogenannten CV-Rohres zugeführt wird. Die Warmbehandlungs zone 7 ist mit Heißdampf gefüllt; an der Stelle 8 ist ein sogenaniiter Umlenkbehälter angeordnet, mit dessen Hilfe die Umlenkung des Gutes in die anschließende Waagerechte erfolgt.The conductor 1 of the high voltage cable, which consists of stranded together Consists of individual wires, is withdrawn from the supply drum 2 and the extruder 3 for applying the conductor screen (conductor smoothing). By means of the extruder 4 is then the insulation, e.g. suitable for high voltage, made of e.g. polyethylene applied, which solidifies in the subsequent cooling section 5. In the cooling section 5 there may be cooling water which, for example, has a temperature of 0 in the lower area 80 C and a temperature of 20 C in the upper area. But also can other suitable coolants can also be used, e.g. an air-gas filling serve for cooling or a device by means of the cooling water on the continuous cable is sprayed on. The deflection of the with a solid envelope provided good takes place through the deflection wheel 6, which then the good of the Heat treatment zone 7 is supplied in the form of a so-called CV tube. The heat treatment zone 7 is filled with superheated steam; at position 8 is a so-called Arranged deflection container, with the help of which the deflection of the goods in the subsequent Horizontal takes place.

Die Umlenkung erfolgt unter Dampf im noch weichen, ungekühlten Zustand des Materials, weil sich die durch die Umlenkung erfolgende Verformung dank der Elastizität des vernetzten Materials nach Verlassen der Umlenkung sofort vollständig erholt. Das Kabel kann dann mit wieder runder Umhüllung die Dampf-Kühlwassergrenze 9 durchlaufen und in der sich anschlieisenden Kühlstrecke 10 auf Haumtemperatur abgekühlt werden. Mittels einer solchen Anlage können extrem dicke Wandstärken bei entsprechend hohen Temperaturen gefahren werden, ohne daß die Umhüllung sich oval oder birnenförmig verformt. Eine Verlagerung des Leiters aus dem Zentrum der Umhüllung heraus ist vermieden.The deflection takes place under steam in the still soft, uncooled state of the material, because the deformation caused by the deflection thanks to the Elasticity of the crosslinked material immediately after leaving the deflection recovered. The cable can then reach the steam / cooling water boundary with a round sheathing again 9 run through and in the subsequent cooling section 10 to room temperature be cooled down. With such a system, extremely thick walls can be achieved correspondingly high temperatures are driven without the envelope becoming oval or deformed pear-shaped. A displacement of the conductor from the center of the envelope out is avoided.

Claims

r 1. Process for the production of crosslinkable thermoplastics or elastomers, in particular thick-walled sheathing of strand-like Good, like electrical cables and wires, preferably for higher electrical ones Voltage, characterized in that the crosslinkable materials on the perpendicular Applied upwards pulled off and immediately afterwards to form a stable insulation are cooled that the material is deflected downwards and subjected to a heat treatment for crosslinking the casing and si permeable is cooled.

2. The method according to claim 1, characterized in that the deflection of the wrapped goods outside of the spray device for the wrapping subsequent cooling section takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that inder Heat treatment zone a deflection of the wrapped goods in the horizontal or in a chain line takes place.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Wrapped goods after being diverted from the cooling section into the heat treatment zone in a Chain line is guided.

5. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in, that the cooling of the envelope following application in a water path he follows.

6. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in, that the casing is cooled under pressure after the application.

7. The method according to one or more of claims 1 to 6 for the Manufacture of electrical cables or lines, characterized in that before Entry of the covered conductor or the core into the heat treatment zone is the outer Conductive layer is applied.

8. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in, that the heat treatment takes place under pressure.

9. Arrangement for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 8, characterized by one located vertically above the extruder Cooling section and a heat treatment zone adjoining a deflection, see above that the goods brought upwards are cooled and the goods coming down from above are networked will.