FI85779B - Signaltransmissionskabel. - Google Patents

Description

1 85779

Signaalin välityskaapeli

Keksintö liittyy signaalin välityskaapeliin, jossa on optisten ja/tai sähköisten johtimien muodostama kaape-5 lisydän ympäröitynä kaasutiiviillä ja nestetiiviillä kaa-pelivaipalla, joka käsittää metallia, joka voi olla alumiinia, olevan folion, joka on limittäin kääritty ja jossa ainakin kaapelin sydämestä poispäin olevalla pinnalla on kerros metalliin kiinnittynyttä polyeteeniä.

10 Esimerkki signaalin välityskaapelista on puhelin kaapeli tai ohjausvirtakaapeli.

Tällainen kaapeli, jossa on sähköiset johtimet, tunnetaan DE-hakemusjulkaisusta 2 237 095. Mainitun hakemus julkaisun mukaisesti niin sanottu "Bespinnung" (punos) 15 on sovitettu sydämen ympärille, mutta sitä ei ole kuvattu yksityiskohtaisesti. Tämä on ympäröity ohuella metalliker-roksella, erityisesti alumiinikalvolla, joka on varustettu synteettisellä hartsilla. Tämän päälle on sovitettu vaahdotettu synteettinen hartsikerros polyeteenistä tai poly-20 uretaanista. Vaahdotettu synteettinen hartsikerros on päällystetty vaahdottamattoman, mekaanisesti lujan synteettisen hartsin kerroksella, erityisesti pienpainepoly-eteenin, polypropyleenin, polyuretaanin tai nailontyyppi-sen polyamidin kerroksella. Käyttämällä kovaa synteettistä 25 hartsia oleva päälikerrosta alemman, pehmeän, joustavan, vaahdotettua synteettistä hartsia olevan kerroksen päällä aikaansaadaan parempi kestävyys vaurioita vastaan, esimerkiksi parempi kestävyys esimerkiksi naulojen aiheuttamia vaurioita vastaan.

30 Esillä olevan keksinnön kohteena on aikaansaada signaalin välityskaapeli, joka kestää sekä orgaanisia aineita, esimerkiksi öljyjä ja orgaanisia liuottimia ja epäorgaanisia aineita, kuten happojen vesiliuoksia, emäksiä ja suoloja. Edelleen kaapelilla täytyy olla suuri mekaani-35 nen lujuus. Keksinnön mukainen kaapeli on tarkoitettu eri- 2 85779 tyisesti teollisuussovellutuksiin. Kaapelia täytyy voida käyttää yksittäisenä yksikkönä ja sovittaa se maahan ilman yllä mainittujen aineiden aiheuttamaa vaaran mahdollisuutta ja ilman vaurioita. Kaapelia täytyy voida säilyttää 5 maassa vuosia ilman laadun heikkenemistä. Kaapelilla täytyy myös olla tietty joustavuus erityisesti kelauksen yhteydessä, joka on tarpeen varastointia ja kuljetusta varten.

Tähän asti on käytetty lyijyvaipparakennetta täl-10 laisissa signaalin välityskaapeleissa. Oheisten piirustusten kuvio 1 esittää tunnetun kaapelin, jossa on lyijyvaip-parakenne. Lyijykaapelin käyttö sen lisäksi että se on kallista, tekee kaapelista hyvin raskaan. Lyijyvaippa on aikaansaatu pursottamalla korkeassa lämpötilassa. Kaape-15 lisydämen suojaamista varten suhteellisen vahvan poly-vinyylikloridikerroksen muodossa oleva lämpösulku täytyy sijoittaa sydämen ja lyijyvaipan väliin. Lyijyllä on alhainen lujuus, joten lyijyvaipan täytyy olla vahva. Lujittamista varten metallipanssarointi on sovitettu vaipan 20 ympärille. Suhteellisen vahva synteettisen hartsin suoja-vaippa on tarpeen lyijyvaipan ja panssaroinnin välissä. Kaikki tämä merkitsee, että lyijyvaippaisen kaapelin halkaisija on suuri. Keksinnön mukainen kaapeli aikaansaa erinomaisen vaihtoehdon lyijyvaippaiselle kaapelille ja 25 sen erityisinä etuina ovat alhaisempi paino, pienempi halkaisija, yksinkertaisempi valmistusprosessi ja alhaisempi hinta.

Edeltävissä kappaleissa esitetyt kohteet saavutetaan johdantokappaleessa mainitun tyyppisen kaapelin avul-30 la, jossa foliona käytetään alumiinia tai kuparia olevaa metallinauhaa, joka on limittäen kääritty ja jonka minimi-vahvuus on 100 μπι ja että polyeteenikerros on suuritiheys-polyeteeniä ja sen ulkopinnalle on sovitettu kerros poly-amidia-11 tai -12.

35 Kekeinnon mukaisen kaapelin rakenteen lähtökohtana 3 85779 on, että ulkovaipan kullakin kerroksella on oma erityinen tehtävänsä.

Lujitusvaijereiden tai -nauhojen panssarointi aikaansaa mekaanisen lujuuden ja vauriokestoisuuden. Panssa-5 rointi suojaa erityisesti sen alla olevaa polyamidi-11 tai 12 kerrosta. Synteettistä hartsia oleva ulkovaippa suojaa panssarointia korroosiolta.

Polyamidi-11 tai 12 oleva kerros varmistaa kestoisuuden orgaanisia aineita vastaan, erityisesti öljyjä ja 10 orgaanisia liuottimia vastaan. Polyamidi-11 tai 12 oleva kerros on aikaansaatu pursotusprosessin avulla. Kerroksen vahvuus ei ole oleellinen. Sopiva kerrosvahvuus on esimerkiksi 0,3-1 mm esimerkiksi 0,5 mm. Polyamidilla-11 tai 12 on edelleen riittävä kestoisuus epäorgaanisia aineita vas-15 taan ja edelleen alhainen 1 % veden absorptio 65 % suhteellisella kosteudella. Polyamidit-11 ja 12 ovat sinänsä tunnettuja aineita, jotka on konstruoitu rakenneyksiköstä [NH - (CH2)x - CO], 20 jossa x:llä on arvo 10 tai 11.

On huomattava, että on sinänsä tunnettua käyttää kaapelirakenteessa nailontyyppisen polyamidin kerrosta lujituskerroksena, joka antaa kaapelille halutun mekaani-25 sen lujuuden. Tällaiseen käyttötarkoitukseen käytetään hyvin tunnettua polyamidi-6:tta (nailon-6), jolla on korkein vetolujuus. Tämä aine ei kuitenkaan ole sovelias kemialliseksi sulkukerrokseksi korkean noin 10 % kosteusab-sorptionsa ja riittämättömän epäorgaanisten aineiden kes-30 toisuutensa johdosta.

Keksinnön mukaisessa kaapelin vaipassa käytetty polyeteenikerros tekee kaapelin kestäväksi epäorgaanisten aineiden, kuten happojen, emästen ja suolojen suhteen. On oleellista, että polyeteenikerros liittyy metallinauhaan, 35 joka käsittää synteettistä hartsia olevan kerroksen, koska 4 85779 muutoin kosteus voi yhä kondensoitua muodostuneisiin onteloihin.

Edullisessa suoritusmuodossa polyeteeni on suuri-tiheyspolyeteeniä. Suuritiheyspolyeteeni on sinänsä tun-5 nettu tuote. Polyeteeni on asennettu pursotusprosessin avulla. Kerroksen vahvuus ei ole rajoitettu ahtaisiin rajoihin ja on esimerkiksi 0,5-2 mm.

Suuritiheyspolyeteenillä on parempi öljynkestoisuus verrattuna pientiheyspolyeteeniin.

10 Keksinnön mukaisessa kaapelin vaipassa käytetyllä metallinauhalla on kosteussulun tehtävä. Lisäksi läpäise-mättömyytensä johdosta metallinauhalla on kannatusvaikutus muiden kaapelin vaipan kerrosten suhteen. Metallinauha on edullisesti valmistettu alumiinista ja sen vahvuus on 100-15 300 μιη. Metallinauhan limittyvät reunat voidaan liittää yhteen käyttämällä liimaa. Myös synteettistä hartsia, kuten polyeteeniakrylaattikopolymeeria, oleva kerros voidaan pursottaa metallinauhan limittyvien reunojen väliin, jolla kerroksella on liimaustehtävä. Reunat on edullisesti sau-20 mattu käyttämällä lämpöenergiaa. Tässä tapauksessa liima-kerros on muodostettu metallinauhalla olevan synteettisen hartsin kerroksella. Synteettiset hartsit, jotka liittyvät hyvin metallinauhaan ovat riittävän tunnettuja. Edullisesti käytetään polyeteenin ja vähintään yhden polaarisemman 25 synteettisen hartsin esimerkiksi akrylaatin kopolymeeria, joka sitoutuu hyvin metallipintaan. Metallinauhalla voi olla synteettisen hartsin kerros joko toisella tai molemmilla puolillaan.

Kaapelin vaipassa käytetty polyeteenikerros liittyy 30 metallinauhan synteettistä hartsia olevaan päällysteeseen. Polyeteenillä on erinomaiset liitosominaisuudet ja se sulaa yhteen yllä mainitun polyeteeniakrylaattikopolymeeria olevan pinnoitteen kanssa.

Kuten jo on mainittu, synteettistä hartsia oleva 35 ulkovaippa aikaansaa lujitusvaijereiden tai -nauhojen kor- 5 85779 roosiosuojauksen. Nämä vaijerit tai nauhat on valmistettu esimerkiksi teräksestä tai sinkkipinnoitetusta teräksestä. Ulkovaippa voi koostua PVCsstä (polyvinyylikloridi), jolloin aikaansaadaan se etu, että kaapeli on tulenkestoinen 5 tai tulta hidastava. Ulkovaippa on edullisesti valmistettu polyeteenistä ja erityisesti suuritiheyspolyeteenistä, jossa tulta hidastavat aineet voidaan lisätä polyeteeniin. Esimerkkejä tulta hidastavista aineista ovat Sb203, bromii-niyhdisteet ja vastaavat. Täten aikaansaadaan ylimääräinen 10 suojaus kemiallisia hyökkäyksiä vastaan kaapelin ulkopuolelta.

Keksinnön mukaisen signaalin välityskaapelin kaapelin sydän käsittää optisia ja/tai sähköisiä johtimia. Optiset johtimet ovat lasikuitua, jotka on pinnoitettu syn-15 teettisen hartsin kerroksella, niin sanotulla primaaripin-noitteella. Esimerkin vuoksi kukin lasikuitu voi olla koteloitu väljään synteettistä hartsia olevaan putkeen, niin sanottuun sekundaaripinnoitteeseen. Sähköiset johtimet ovat esimerkiksi kuparijohtimia, jotka on eristetty syn-20 teettisellä hartsilla. Optisista ja/tai sähköisistä johtamista muodostettu kaapelin sydän voi käsittää synteettistä hartsia olevan sisävaipan, joka niputtaa johtimet.

Keksinnön mukaisen kaapelin edullisessa suoritusmuodossa yksi tai useampia kaapelin ympäri käärittyjä kal-25 voja on sovitettu kaapelin sydämen ja metallinauhan vä liin. Sopivia kalvoja ovat synteettistä hartsia olevat kalvot, esimerkiksi polyesterikalvot.

Keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten piirustuksiin, joissa 30 kuvio 1 on poikkileikkauskuva tunnetun lyijy-vaip- paisen kaapelin osasta (sektorista), ja kuvio 2 on poikkileikkauskuva keksinnön mukaisen kaapelin sektorista.

Viitenumero 1 kuviossa 1 merkitsee kaapelin sydän-35 tä, joka on koottu 24 parista kerrottuja eristettyjä kupa- 6 85779 rijohtimia, joita ei ole esitetty kuviossa. Sydämen halkaisija on 16,5 mm. Polyesterikalvo 2, jonka vahvuus on 0,023 mm, alumiinikalvo 3, joka käsittää toisella pinnallaan synteettistä hartsia olevan kerroksen ja jonka vah-5 vuus on 0,024 mm ja polyesterikalvo 4, jonka vahvuus on 0,023 mm on kääritty sydämen ympärille. Polyvinyyliklori-dia oleva kerros 5 on sovitettu viimeksi mainitun kalvon 4 ympärille pursotusprosessin avulla. Kerros 5 on peitetty pursotetulla lyijyvaipalla 6, jonka vahvuus on 1,35 mm, 10 joka puolestaan on ympäröity 1,6 mm vahvalla polyvinyyli-kloridia olevalla suojavaipalla 7. Sinkkipinnoitettujen teräsvaijereiden 8 muodostama panssarointi on sovitettu vaipan 7 ympärille. Teräsvaijereiden halkaisija on 1,6 mm. Ulkopuolelta kaapeli on suojattu 2,1 mm vahvalla polyvi-15 nyylikloridia olevalla ulkovaipalla 9. Kuviossa 1 esitetyn kaapelin halkaisija on 34,1 mm. Sen paino on 2700 kg kilometriä kohti. Kuviossa 1 esitetyllä kaapelilla on hyvät mekaaniset ominaisuudet erityisesti hyvä vetolujuus ja lisäksi se on kosteustiivis ja kaasutiivis. Haittana on, 20 että kaapelilla on suhteellisen suuri halkaisija, se on painava ja hankala valmistaa ja kallis.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen kaapelin. Viitenumero 10 kuviossa esittää kaapelin sydämen, joka on identtinen kuvion 1 sydämen suhteen. Siten sydämen hal-25 kaisija on 16,5 mm. Kaksi polyesterikalvoa 11, 12, joiden molempien vahvuus on 0,023 mm on kierretty sydämen ympärille. Mainittujen kahden polyesterikalvon ulkokalvon sijasta alumiinikalvo, jossa on synteettistä hartsia oleva kerros ulkopinnallaan ja jonka kokonaisvahvuus on 0,024 mm 30 voidaan taittaa sydämen ympärille. Tämä kalvo toimii maa-doitussuojana. Haluttaessa maadoitusjohdin, esimerkiksi kuparijohdin, voidaan sovittaa alumiinikalvon ja polyesterikalvon väliin kierrettynä suoraan sydämen ympärille. Täten aikaansaadaan, että vauriotapauksessa esimerkiksi, 35 kun kalvossa on hiushalkeamia, sähköinen suojausvaikutus 7 85779 säilytetään. Maadoitusjohdinta voidaan myös käyttää maadoitus liitosten tekemiseen. Alumiininauha 13 on taitettu polyesterikalvon 12 ympärille limityksellä. Alumiininauhan leveys on 60 mm. Sen vahvuus on 0,23 mm. Limitys on 5 mm.

5 Nauha käsittää molemmilla sivuillaan etyleeni-akrylaatti-kopolymeeria olevan pinnoitteen, jota ei ole esitetty kuviossa, molempien pinnoitteiden ollessa noin 0,005 mm vahvoja. Limitys on saumattu käyttämällä lämpöenergiaa. Suu-ritiheyspolyeteeniä oleva kerros 14 on sovitettu alumiini-10 nauhan 13 päälle pursottamalla polyeteenikerroksen sulaessa yhteen alumiininauhan pinnoitteen kanssa siten, että kerros 14 liimautuu alumiininauhaan 13. Kerroksen 14 vahvuus on 1,2 mm. 0,5 mm vahva kerros polyamidia-12 on pur-sotettu kerrokselle 14.

15 Sinkkipinnoitettu jen teräs vai jereiden 16 muodostama panssarointi, joiden vaijereiden kunkin halkaisija on 1,0 mm, on sovitettu kerroksen 15 päälle. Panssarointi on päällystetty tulta hidastavaa suuritiheyspolyeteeniä olevalla ulkovaipalla 17. Ulkovaipan vahvuus on 1,9 mm. Ku-20 viossa 2 esitetyn kaapelin kokonaishalkaisija on 26,4 mm. Kuvion 2 kaapelilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet vetolujuuden ollessa esimerkiksi 7000 N. Kuvion 2 kaapelin minimikaarevuussäde on 15 kertaa ulkohalkaisija. Paino on 1,075 kg/km.

25 Kuvion 2 kaapeli on kosteustiivis ja kaasutiivis ja se kestää öljyjä, liuottimia, esimerkiksi tolueenia, bent-seeniä, ksyleeniä ja kemikaaleja, kuten happoja ja emäksiä.

Claims (4)

8 85779

1. Signaalin välityskaapeli, jossa on optisten ja/tai sähköisten johtimien muodostama kaapelisydän ympä-5 röitynä kaasutiiviillä ja nestetiiviillä kaapelivaipalla, joka käsittää metallia, joka voi olla alumiinia, olevan folion, joka on limittäin kääritty ja jossa ainakin kaapelin sydämestä poispäin olevalla pinnalla on kerros metalliin kiinnittynyttä polyeteeniä, tunnettu siilo tä, että foliona käytetään alumiinia tai kuparia olevaa metallinauhaa (13), joka on limittäen kääritty ja jonka minimi vahvuus on 100 μιη ja että polyeteenikerros on suu-ritiheyspolyeteeniä (14) ja sen ulkopinnalle on sovitettu kerros polyamidia-11 tai -12.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen signaalin väli- tyskaapeli, tunnettu siitä, että polyamidia-11 tai -12 olevan kerroksen ympärille on sovitettu lujitusvaije-reita (16) tai lujitusnauhoja, jotka on katettu yhteisellä ulkovaipalla (17).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen signaalin väli- tyskaapeli, tunnettu siitä, että ulkovaippa (17) on suuritiheyspolyeteeniä, jossa on tulta hidastavia aineosia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen signaalin väli-25 tyskaapeli, tunnettu siitä, että yksi tai useampia synteettistä hartsia olevia kalvoja (11, 12), jotka on kääritty kaapelin sydämen ympärille, on sovitettu kaape-lisydämen ja käärityn metallinauhan väliin. I! 9 85779