DE3003156C2

DE3003156C2 -

Info

Publication number: DE3003156C2
Application number: DE19803003156
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(Grad.) 3000 Hannover De Fliehs
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1990-08-02
Also published as: DE3003156A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vernetzung von mit Vernetzungsmitteln gepropften Polymeren in Form von langgestrecktem Wickelgut.

Bekannt ist bereits ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von durch Aufpfropfen einer Silanverbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit vernetzbaren Thermoplasten für Umhüllungen von langgestrecktem Gut, wie elektrische Kabel, Rohre und dergl., bei dem beispielsweise in einem ersten Extruder das Basispolymer mit den Silanverbindungen sowie sonstigen Zusätzen gemischt, homogenisiert sowie gepfropft und in einem anschließenden zweiten Extruder zum Endprodukt aufgeformt wird (DE-A₁-19 63 571). Der beispielsweise mit einer elektrischen Isolierung umhüllte Leiter eines Hochspannungskabels wird dann einer Lagerung in Wasser oder einer feuchten Atmosphäre zum Zwecke der Vernetzung unterworfen (DE-A₁-24 58 776). Bekannt ist es aber auch für den gleichen Zweck, die Polymere sowie die Zusätze im Gehäuse bzw. Zylinder des geichen Extruders, der das langgestreckte Gut formt, zu mischen und zu homogenisieren. Auch hierbei besteht die Notwendigkeit, Feuchtigkeit zum Zwecke der Vernetzung an das hergestellte Produkt heranzubringen (DE-A₁-25 54 525).

Bei der Vernetzung von Isolierungen für Adern elektrischer Kabel hat sich nun gezeigt, daß zur Vernetzung eine bestimmte Verweilzeit in einer Wasserdampfatmosphäre erforderlich ist, die u. a. auch davon abhängt, in welcher Form das zu vernetzende Gut in der Wasserdampfatmosphäre lagert, z. B. ob die dem Wasserdampf ausgesetzten Fertigungslängen auf Trommeln oder Spulen aufgewickelt und damit als Coils der Feuchtigkeitseinwirkung unterliegen. Die Vernetzungsdauer, d. h. die Lagerung des Coils in einer Dampfatmosphäre, dadurch abzukürzen, daß die Temperatur erhöht wird, bringt nicht den gewünschten Erfolg, da eine Temperaturerhöhung etwa auf mindestens 100°C zu Verdrückungen an der Isolierung insbesondere dann führt, wenn größere Leiterquerschnitte bei Adern, vor allen aus Kupfer, verlangt werden.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, ohne Gefahr von Verdrückungen an dem zu vernetzenden Wickelgut für eine Verkürzung der Vernetzungszeit von auf Trommeln oder Spulen aufgewickeltem Gut zu sorgen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Ver fahren nach Patentanspruch 1 gelöst.

Die auch aus dem Trommel- oder Spuleninneren abgesaugte Luft wird in einem ständigen Kreislauf in den abgeschlossenen Raum zurückgeführt, sie sättigt sich dort wieder mit Wasserdampf, und der Vorgang wiederholt sich. Der Sättigungsdruck begrenzt die Wasserdampfaufnahme. Der Wasserdampf kann damit zur Dampfreglung und die Sättigungstemperatur zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Luftgehaltes als Regelgröße herangezogen werden. Die erfindungsgemäßen Schritte führen zu einer beschleunigten Durchwärmung und Durchdringung der einzelnen Lagen des Wickelgutes, die Vernetzungstemperatur kann auf einen für das Wickelgut unschädlichen Wert beschränkt bleiben, die Vernetzungsdauer wird erheblich verkürzt.

Wird, wie in Durchführung der Erfindung weiterhin vorgesehen, das Luft-/Wasserdampfgemisch mit einer Temperatur von 70 bis 90°C, vorzugsweise 75 bis 85°C, bei einem Druck von 1,0133 bar zugeführt, dann ergeben sich optimale Vernetzungszeiten für das Wickelgut auch dann, wenn z. B. im Falle elektrischer Kabel Adern mit größerer Isolierwanddicke, beispielsweise von über 12 mm, vernetzt werden sollen.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Tabelle sowie der in den Fig. 1 und 2 als Ausführungsbeispiel dargestellten Trommeln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Gegenübergestellt sind in der Tabelle in einem Temperaturbereich von 70-85°C Dichte und Enthalpie von trockener und gesättigter Luft

Aus der Tabelle ist ersichtlich, wie hoch der Luftanteil bei den angegebenen Temperaturen ist bzw. welchen geringen Anteil die Luft am Wärmetransport hat. Ist der in den abgeschlossenen Raum eingebrachte Wasserdampf kondensiert, bleibt die Luft zurück, sie konzentriert sich in den Wickellagen, z. B. eines auf der Trommel befindlichen Leiters sowie auf der Isolieroberfläche und verhindert wegen ihrer isolierenden Wirkung eine weitere Kondensation des Wasserdampfes. Die zur rationellen Vernetzung benötigten Temperaturerhöhung kann daher nur sehr langsam erfolgen. So wurde im Falle eines 1 kV-Sek torenleiters, der in mehreren Lagen auf eine Trommel aufgewickelt in den abgeschlossenen Raum eingebracht wurde, bei ruhender Beziehung, d. h. Eindringen eines Dampf-Luftgemisches in den Behälter noch nach ca. 5 Stunden Lagerzeit keine wesentliche Temperaturerhöhung des Wickelgutes in Kernnähe erreicht.

Geht man dagegen im Sinne der Erfindung so vor, daß für dem gleichen Fall die Beheizung des abgeschlossenen Raumes und damit des dort befindlichen Wickelgutes durch Absaugen, Mischen und wieder Einführen im kontinuierlichen Kreislauf erfolgt, d. h. daß das Wickelgut durchströmt wird, dann konnte bereits nach ca. 2 Stunden eine Temperaturerhöhung der Wickellagen in Kernnähe, also an der ungüstigsten Stelle von 90°C erreicht werden. Die Erfindung beruht nähmlich auf der Erkenntnis, daß die Wärmeübertragung auf das Wickelgut praktisch nur durch den Wasserdampf des Dampf-Luft gemisches erfolgt, andererseits aber (vergl. die Tabelle) zur Einhaltung einer bestimmten Temperatur während des Vernetzungsvorganges beispielsweise auf 80°C ein ganz bestimmter Luftanteil, hier in der Größenordnung von 52%, in Frage kommt. Die aus dem abgeschlossenen Raum abgesaugte Luft muß also wieder in diesen zurückgeführt werden. Sie sättigen sich dort wieder mit Wasserdampf, dieser kondensiert am Wickelgut, Wärme wird diesem zugeführt, Luft bleibt zurück, wird wieder abgesaugt etc. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig so lange, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Dann wird durch Einhaltung des Dampf-Luft-Gemisches die eingestellte Temperatur aufrechterhalten.

Als für die Durchführung der Erfindung besonders geeignet hat sich die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Trommel zur Aufnahme des Wickelgutes erwiesen.

Wie aus der Fig. 1 in einer Draufsicht zu entnehmen, sind die Durchbrüche 1 zu Lochflächen 2 auf dem Kern 3, der von den Flanschen 4 begrenzt wird, zusammengefaßt. Solche Lochflächen oder -felder reichen, z. B. über 120°C am Umfang des Kerns 3 verteilt angeordnet, aus, um für eine gute Entlüftung der Wickellagen mit anschließendem Durchsaugen des Luft-/Wasserdampfgemisches zu sorgen.

Wie in der Fig. 2 in einem Querschnitt durch die gleiche Trommel angedeutet, sind unterhalb der Lochflächen oder -felder 2 Klammern 5 angeordnet, und zwar innerhalb des Wickelkerns 3 , die mit Rohr- und Schlauchanschlüssen 6 ausgestattet sind. Die im Ausführungsbeispiel angenommenen Anschlüsse der drei Kammern 5 enden in dem Hauptrohr oder -schlauch 7, der oder über das Innere des Kerns nach draußen geführt ist. In der das Luft-/Wasser dampfgemisch enthaltenden Kammer erfolgt hier der Anschluß nach draußen, d. h. an eine Absaugvorrichtung, so daß das für die Vernetzung des Gutes benötigte Luft-/Wasser dampfgemisch zwangsläufig das gesammte auf dem Kern befindliche Wickelgut durchdringen muß.

Claims

1. Verfahren zur Vernetzung von mit Vernetzungshilfsmitteln gepfropften Polymeren in Form von langgestrecktem Wickelgut , gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Einbringen des Wickelguts auf Trommel oder Spulen in einen abgeschlossenen Raum
- Erwärmen des Wickelguts durch Zuführen eines niedertemperierten Luft-/ Wasserdampfgemisches bis zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur, wobei die Lagen des Wickelgutes vom Luft-/ Wasserdampfgemisch kontinuierlich durchströmt werden und das Zuführen des Luft-/Wasserdampfgemisches über die gesammte Vernetzdauer aufrechterhalten wird.
- Entnahme des vernetzten Wickelguts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im abgeschlossenen Raum befindliche Luft-/ Wasserdampfgemisch abgesaugt und durch Zumischen von hochtemperiertem Sattdampf als niedertemperiertes Luft-/Dampfgemisch in den Raum zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft-/Wasserdampfgemisch mit einer Temperatur von 70 bis 90°C bei einem Druck von 1,0133 bar zugeführt wird.