NO135334B

NO135334B -

Info

Publication number: NO135334B
Application number: NO3082/73A
Authority: NO
Inventors: A Portinari; G Alimenti
Original assignee: Pirelli
Priority date: 1972-08-02
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1976-12-13
Also published as: GB1394629A; FR2195039B1; IT963653B; ZA735179B; DE2338894A1; AR197996A1; BR7305761D0; FR2195039A1; AU5871073A; CH569352A5; US3889455A; NO135334C; ES442722A1; SE380663B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstillingen av

en helt fylt elektrisk kabel omfattende føring av et flertrådet og individuelt isolert utstyr av ledere inn i et kar inneholdende et. elektrisk isolerende og vannugjennomtrengelig medium.

En type av helt fylte kabler omfatter en kabelstreng med flere ledende elementer isolert med plastmateriale, f.eks. polyetylen. Kabelstrengen er den bunt man får ved å bringe sammen enkelte ledere som er hensiktsmessig isolert, eller parvis, fire sammen, tre sammen osv. dannet ved tvinning av de enkeltvis isolerte tråder. I praksis kan være anordnet to typer kabelstrenger, hvorav den ene kalles "konsentrisk", fordi den er dannet av flere lag av ledende elementer anordnet konsentrisk på hverandre omkring kabelstrengens akse, mens den annen kalles "enhetstype"-kabelstreng, idet den er dannet ved tvinning av bunter av ledende elementer, hvilke bunter på sin side kan være dannet konsentrisk eller i grupper.

De mellomrom som foreligger inne i kabelstrengen

og mellom denne og mantelen, er fylt med et vannugjennomtrengelig medium, hovedsakelig beregnet på å hindre vanninntrengning langs kabelen inne i mantelen i tilfelle av brudd på denne. Fyllmediumet er slikt at ved normale temperaturer vil det ikke søke å vandre langs kabelen og samtidig tillates den nødvendige relative glide-bevegelse av lederne som skyldes bøyninger som finner sted under fremstillingen og installasjonen av kabelen.

I praksis består det nevnte fyllmateriale av stoffer som er halvfaste ved romtemperatur, og som på grunn av deres ikke homogene natur ikke har et smeltepunkt på en bestemt temperatur-verdi, men forandrer sin fysikalske tilstand innenfor et begrenset temperaturområde, vanligvis på omkring 15°, ved å gå. gradvis fra den halvfaste til den flytende tilstand. Som kjent refereres det for slike stoffer til det såkalte "dryppepunkt"/ hvilke an-tyder den temperatur, ved hvilken angjeldende stoff begynner å mykne under varmebehandlingen og gir foranledning til dråper. Det nevnte "dryppepunkt" bestemmes ved en prøve som betegnes ASTM D 566-42.

De stoffer som anvendes som fyllemedium, består av mikrokrystalinske petroleumsvokstyper, blandinger av disse voks-typer med olje, vanligvis betegnet "petroleumsgelé" eller av olefinpolymerisater med liten molekylarvekt.

Under prosessen med fremstillingen av helt fylte

kabler utgjør trinnet med fylling av kabelstrengen med fyllemediumet den mest kritiske fase, fordi det må sikres at det nevnte fyllemedium i størst mulig grad fyller alle de hule mellomrom som foreligger mellom de ledende elementer.

Forskjellige konvensjonelle fremgangsmåter og teknikker er anvendt for å utføre den nevnte operasjon. Disse omfatter fylleteknikker som utføres under tvinnefasen eller på den allerede formede kabelstreng. Den første er mest hensiktsmessig for fylling av kabelstrenger av den konsentriske type og baseres på det prinsipp at man injiserer fyllemediumet i flytende eller halvfast tilstand under trinnet med dannelsen av hvert konsentrisk lag av selve kabelstrengen.

De fylleteknikker som utføres på den allerede dannede kabelstreng, er derimot basert på prinsippet med injisering i denne streng av fyllemediumet i flytende tilstand ved påføring av trykk og/eller ved på forhånd å danne et vakuum.

De i det foregående antydede fremgangsmåter som er til-fredsstillende ut fra mange synsvinkler, har imidlertid noen ulemper. De som anvendes for å fylle kabelstrengen i tvinnefasen, krever vanligvis et komplisert apparat omfattende forskjellige injeksjonsinnretninger uavhengig av hverandre, i et antall tilsvarende antallet lag i kabelstrengen, og dessuten er de uegnet for kabelstrenger som dannes i grupper.

Fremgangsmåtene for fylling av den allerede formede kabelstreng kan anvendes på strenger av enhver type uansett deres dannelse, forutsatt av at de består av et forholdsvis lite antall elementer for å gjøre det mulig for fyllemediumet fullstendig å fylle strengen. Dessuten anvendes denne teknikk bare når det stoff som er valgt som fyllemedium, kan påføres ved en slik temperatur at det ikke stivner når det først er kommet i kontakt med strengen og følgelig ikke gir foranledning til uregelmessig fylling av det innvendige av strengen, idet denne temperatur i alle tilfelle må være slik at den ikke bevirker skader på strengens elementer.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å skaffe tilveie en fullstendig fylling av strengen for en kabel av den ovenfor beskrevne type med fyllemediumet, uansett hvilken konstruksjon strengen kan ha, uten å gi foranledning til de ovennevnte ulemper og uten å anvende spesielt komplisert utstyr eller fremgangsmåtetrinn.

I samsvar hermed er formålet med foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte ved fremstilling av helt fylte elektriske kabler, og fremgangsmåten er kjennetegnet ved at nevnte medium i nevnte kar bibeholdes på en temperatur som er minst 5°C høyere enn dets dryppepunkt, og at utstyret av individuelt isolerte ledere blir fullstendig tvunnet sammen, mens det er neddykket i nevnte medium i nevnte kar, idet de tvundne ledere går direkte fra karet til en kjølestasjon, hvor nevnte medium som fyller mellomrommene mellom de tvundne . ledere, avkjøles til minst 5°C under nevnte dryppepunkt.

Grunntanken for oppfinnelsen ligger i det faktum at lederne som skal tvinnes sammen, dykkes ned i det flytende fyllemedium før, under og etter tvinnefasen, slik at der oppnås en fullkommen impregnering.

Lederne kan komme frem til tvinnestasjonen allerede impregnert (i et analogt foregående trinn eller ifølge en annen impregneringsmetode) eller ikke impregnert. I siste tilfelle er det tilrådelig at lederne omfatter et forholdsvis lite antall ledere slik at neddykkingen forut for deres tvinning skal være tilstrekkelig til å impregnere dem.

Uansett ledernes struktur utføres deres tvinning

mens de er neddykket i fyllemedium, ved hjelp av et roterende avtreknings- eller oppsamlingssystem i samsvar med de allerede kjente prinsipper.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er

å skaffe tilveie en anordning som kan utføre den ovenfor beskrevne fremgangsmåte.

Denne anordning omfatter:

a) minst en varmeregulert tank som inneholder et fyllemedium ved en temperatur som er minst 5°C høyere enn dets dryppepunkt hvilken tank er forsynt i det minste ved en av sine vegger og under nivået for fyllemedium med en plate som, hvis nødvendig, kan rotere om sin egen akse og har gjennomgående huller anordnet omkring nevnte akse, idet hvert av disse huller er beregnet for gjennomgang av en leder, og den nevnte tank likeledes . er ved den motsatte vegg forsynt med et hull med en diameter tilnærmet tilsvarende den av det utstyr som dannes ved hjelp av nevnte ledere tvunnet i nevnte tank, b) minst en dyse for sammenføring av nevnte ledere og anbragt inne i nevnte tank og fullstendig neddykket i fyllemedium, idet

dysen også er stedet for tvinning av de nevnte ledere,

c) et rør forbundet ved den ene ende med hullet i veggen av nevnte tank og forsynt med konvensjonelle organer for å bli holdt

på en temperatur minst 5° lavere enn dryppepunktet for nevnte fyllemedium, idet den annen ende av dette rør er fri og røret har en diameter som overstiger med maksimalt 2 mm diameteren av det tvunne utstyr som går gjennom røret, og på denne måte danner organet for utjevning og etterbehandling av laget av fyllemedium som impregnerer nevnte utstyr.

Fremgangsmåtetrinnene for fremstilling av et sammentvunnet utstyr og for samtidig å forsyne dette med fyllemediumet for å oppnå en telekommunikasjonskabel av den helt fylte type 1 samsvar med foreliggende oppfinnelse og den respektive anordning vil forstås bedre ut fra følgende detaljerte beskrivelse av et rent eksempel og under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et perspektivriss av en anordning ifølge oppfinnelsen med visse deler fjernet for bedre oversikt og beregnet f.eks. for å danne en kabelstreng av enhetstypen, hvor hver gruppe er av den konsentriske type eller på sin side delt opp i grupper, fig. 2 viser et perspektivriss av en anordning i samsvar med oppfinnelsen spesielt beregnet for å danne en sammentvunnet streng av den konsentriske type som samtidig forsynes fullstendig med fyllemedium,

og fig. 3 viser i perspektiv en anordning som i samsvar med oppfinnelsen er istand til å danne en tvunnet kabelstreng av enhetstypen, hvor hver gruppe er av konsentrisk art og omfatter et stort antall ledere, og impregnerer samtidig nevnte streng med fyllemediumet.

Den på fig. 1 viste anordning avgrenser en bane A-A'

som er hovedsakelig rettlinjet og beregnet for kontinuerlig gjennomgang av lederne,spesielt av kabelgruppene i deres egen lengderetning.

Nærmere bestemt er der vist en tank 1 som inneholder fyllemedium 2. Dette, som allerede adskilt er oppvarmet til en temperatur minst 5°C over dets dryppepunkt, innføres derfor kontinuer lig i flytende tilstand gjennom en tilførselsledning 3 og tømmes ut på styrt måte gjennom en avløpsledning 4, slik at nivået for fyllemedium i tanken forblir konstant.

Et foretrukket fyllemedium er en petroleumsgelé som vanligvis oppvarmes til en temperatur på omkring 90°C, idet dens dryppepunkt ligger ved 85°C.

I tankens vegg 5 er der anordnet en sirkulær plate 6

med gjennomgående huller 7, som foreligger i et antall svarende til antallet grupper som skal føres inn i tanken. En slik gruppe 8 går gjennom hvert hull. Gruppene kommer fra normale tilsvarende munnstykker som befinner seg på oppstrømsiden av tanken og ikke er vist på tegningen. Som antydet i det foregående, omfatter hver av de nevnte grupper et redusert antall ledere for å sikre fullstendig gjennomtrengning av fyllemedium i deres indre.

Nivået av fyllemedium i tanken er slik at platen 6

er fullstendig under dette nivå. Inne i tanken og fullstendig neddykket i fyllmedium er en dyse 9, hvori gruppene 8 bringes sammen og tvinnes til form av en enhetstype. Hvis deres tvinning utføres ved hjelp av et roterende utløpssystem, vil platen 6

dreie seg om sin egen akse ved hjelp av en roterende aksel forbundet med denne og utenfor tanken.

Den tvunne kabelstreng 10 dannet av nevnte grupper fortsetter sin bevegelse i det flytende fyllemedium,

trenger gjennom åpningen 11 i veggen 12 i tanken inn i et rør 13 som holdes på en tertperatur 5° under fyllemediumets dryppepunkt, idet røret f.eks. befinner seg i beholderen 14,.hvori en væske sirkx lerer ved denne temperatur. Røret 13 har en fri ende 15 som munner ut utenfor beholderen.

En beholder 16 for oppsamling av det fyllemedium som strømmer ut gjennom hullene 7 i platen, er forbundet med tankens vegg 5, idet denne beholder er forsynt med en avløpskanal 17

for tømming av overskytende fyllemedium, og beholderen holdes i likhet med tanken oppvarmet, slik at fyllemediumet kan forbli i flytende tilstand.

Fra avløpskanalen kan det overskytende fyllemedium transporteres og slippes tilbake igjen i tanken gjennom rørledninger 3 på denne ved hjelp av konvensjonelle kopleorganer som ikke er vist på tegningen.

For enkelhets skyld viser tegningen ikke en varmeutveksler som er istand til å holde fyllemediumet i tanken på den på forhånd opprettede temperatur, varmeorganer anordnet på samlebeholderen og varmeutveksler som er istand til å holde røret 13 på den ønskede temperatur.

Tanken 1 har forholdsvis små dimensjoner. For å utføre fyllingen av gruppene med fyllemedium som allerede beskrevet, er det i virkeligheten tilstrekkelig at tanken har en lengde i størrelsesordenen 50 cm og en høyde i størrelsesordenen 20 cm. Disse dimensjoner er imidlertid hovedsakelig avhengige av den geometriske utformning av kabelen og dens hastighet.

Hver gruppe som føres inn i tanken 1 gjennom de tilsvarende hull i den sirkulære plate 6, blir separat ført til kontakt med fyllemediumet som foreligger i flytende tilstand i tanken, slik at en samlet impregnering av hver gruppe fås samtidig før de bringes sammen og tvinnes i dysen 9 som befinner seg inne i tanken. Ut fra denne dyse forblir den resulterende kabelstreng 10 fortsatt i kontakt med fyllemediumet langs den sone som strekker seg fra dysen til tankens vegg forsynt med avløpshullet.

Selvom det ikke er strengt nødvendig at denne sone

er bred, fordi den fullstendige utvendige dekning av strengen kan oppnås med en minimal bevegelse av sistnevnte i kontakt med det flytende fyllemedium, er det foretrukket at denne bevegelsesbane svarer til omkring en halvdel av tankens lengde for å sikre i størst mulig utstrekning tilstedeværelsen av fyllemedium utenpå den streng som er dannet. Derfor er dysen vanligvis anbragt på midten av tanken.

Kabelstrengen i kontakt med det flytende fyllemedium beveger seg langs den resterende del av tanken og kommer ut fra denne gjennom hullet 11 i veggen for å tre inn i røret 13.

Hullet 11 er koaksialt med dysens avløpsåpning og har en diameter tilnærmet lik diameteren av strengen, i praksis høyst 2 mm større enn sistnevnte diameter.

Analogt har røret 13 en diameter med nevnte dimensjoner..

Passeringen av strengen i røret praktisk talt i kontakt med rørveggen som holdes på en temperatur som er 15° C lavere enn fyllemediumets dryppepunkt, fører følgelig til at sistnevnte får en redusert temperatur med en etterfølgende hurtig overgang fra den flytende til den halvfaste tilstand. Lengden av røret tilsvarer tilnærmet tankens lengde, slik at strengen ved sin utgang fra røret gjennom den frie ende 15 er fylt med et fullstendig halvfast medium uten noen lekkasje av fyllemediumet fra strengen. Under denne gjennomgang er strengen dessuten jevnt dekket på ethvert punkt med fyllemedium, slik at ved sin utgang er det ytre lag av fyllemedium fullstendig glattet og etterbehandlet og omgir helt strengens ytre overflate.

Med den beskrevne fremgangsmåte blir strengen fullstendig impregnert med fyllemedium både innvendig og utvendig og er klar for den etterfølgende behandling ved fremstillingen av telekommunikasjonskabel.

Den på fig. 2 viste anordning er særlig beregnet på å danne en streng av den konsentriske type og samtidig forsyne denne med fyllemedium.

I likhet med den ovenfor beskrevne anordning bestemmer også denne anordning en hovedsakelig rettlinjet bane B-B' for kontinuerlig gjennomgang av lederne i sin egen lengderetning,

og anordningen omfatter en varmeregulert tank 18 som inneholder fyllemediumet ved en temperatur som er minst 5°C over mediumets dryppepunkt. Denne tank er forsynt med en sirkulær plate 19 i en av sine vegger og med to sirkulære plater 20 og 21 i sitt indre. Alle platene befinner seg under nivået av fyllemedium. Inne i tanken er der tre dyser 22, 23 og 24, hvorav de to første befinner seg i platene 20 henholdsvis 21 mens den tredje befinner seg på nedstrømssiden av platen 21.

Lederne 25 som føres inn i tanken, består av enkelte ledere eller av par, firere eller tredobbelte og kommer i dette tilfelle fra utløpstromler som ikke er vist på tegningen, anordnet på oppstrømsiden av tanken. De nevnte ledere passerer gjennom de tilsvarende huller i den sirkulære plate 19 og føres sammen og slås i etterfølgende trinn i dysene ved hjelp av roterende samlesystem som befinner seg på nedstrømsiden av hele anordningen og ikke er vist på tegningen.

Nærmere bestemt blir noen av de i tanken innførte ledere bragt sammen i dysen 22 for i det.etterfølgende å danne det sentrale lag i strengen. I mellomtiden går -de øvrige ledere derimot direkte fra hullene i platen 19 gjennom tilsvarende huller i platen 20, og noen av dem blir i tur og orden deretter bragt sammen i dysen 2 3 for å danne et lag som befinner seg utenpå det sentrale lag, mens de resterende ledere går direkte fra hullene i

platen 20 til huller i platen 21 og blir deretter bragt sammen i dysen 24 for å danne det siste lag i strengen.- Derfor har strengen 3 konsentriske lag av nevnte ledere som er fullstendig fylt med fyllemedium.

Også når det gjelder tanken 18 er dennes dimensjoner avhengig av den geometriske form av produksjonslinjen og dennes hastighet.

På tilsvarende måte som er beskrevet i det foregående

i forbindelse med fig. 1, vil den således formede streng fortsette sin lengdebevegelse og kommer ut fra tanken 18 gjennom hul-

let i tankveggen 26 og trer inn i røret 27, hvis diameter overstiger strengens diameter med høyst 2 mm, og som holdes på en temperatur som er minst 5°C lavere enn dryppepunktet for fyllemediumet, som befinner seg f.eks. i beholderen 28, hvor en væske sirkulerer med den nevnte temperatur.

Også i dette tilfelle er strengen under sin gjennomgang gjennom røret jevnt dekket med fyllemedium nå i halvfast til^ stand, slik at ved utgangen 29 fra røret har nevnte streng et ytre lag av fyllemedium som er fullkomment glatt og etterbehandlet og er fullstendig fylt innvendig.

Med tanken 18 er forbundet en oppvarmet beholder 30

for oppsamling av det fyllemedium som strømmer ut fra hullene i platen 19. Denne beholder 30 har en avløpskanal 31 for tømming av overskytende fyllemedium.Sistnevnte kan slippes inn i tanken 18 igjen som tidligere nevnt i forbindelse med fig. 1. Fig. 2 viser ikke varmeutveksleren som kan holde nevnte temperatur på fyllemediumet i tanken 18, de varmeorganer som er anordnet på samlebeholderen 30 og varmeutveksleren som holder røret 27 på ønsket temperatur.

Endelig viser fig. 3 et apparat som i samsvar med foreliggende oppfinnelse er istand til å danne en streng av enhetstypen, hvor hver gruppe er av den konsentriske type og omfatter et stort antall tråder og disse impregneres samtidig med utformningen av strengen.

Anordningen omfatter tre varmeregulerte tanker 32, 33 og 34 anordnet parallelle, idet hver av dem er identisk med den ovenfor beskrevne tank.18. Lederne som trenger inn i hver tank gjennom huller i de respektive sirkulære plater anbragt i tankveggen, blir slått eller tvunnet i tanken for å danne en konsentrisk gruppe. Disse ledere, som består av enkeltvis isolerte ledere eller par, firere eller tredobbelte av disse ledere, kommer fra utløpstromler som befinner seg på oppstrømsiden av hver tank og ikke er vist på figuren. De trer inn i den respektive tank og bringes sammen og slås eller tvinnes i etterfølgende faser i tre dyser som er helt neddykket i det flytende fyllemedium, slik at ved hvert avløp 35, 36 og 37 fra de respektive tanker gjennom kjølerør forbundet med tankene, er der en gruppe som består av en sentral kjerne og to konsentriske lag av ledere som er fullstendig fylt med fyllemedium i halvfast tilstand,

og som på sin ytre overflate bærer et fullstendig glatt og jevnt etterbehandlet lag av nevnte medium. Disse grupper blir i _ sin tur ført til og bragt til å passere en varmeregulert tank 38 identisk med den ovenfor beskrevne tank 1, som er anordnet i serie med hensyn til tankene 32, 33 og 34. Her blir de konsentriske grupper mens de er neddykket i det flytende fyllemedium bragt sammen og slått i en dyse 39 til en enhetstype-form. Den resulterende streng går deretter inn i kjølerøret 40 og kommer ut av dette ved den frie ende 41 av røret fullstendig fylt med fyllemedium i halvfast tilstand og bærer på sin ytre overflate et fullkomment jevnt, glatt og etterbehandlet lag av fyllemedium.

Den ovenfor beskrevne anordning blir gjort fullstendig foruten med ovenfor antydede organer for utløp av lederne,

også med roterende samleorganer som befinner seg på nedstrømsiden av hele anordningen, og som gir tvinn både til gruppene og til strengen.

Claims

Fremgangsmåte ved fremstilling av en helt fylt elek-

trisk kabel omfattende føring av et flertrådet og individuelt isolert utstyr av ledere inn i et kar inneholdende et elektrisk isolerende og vannugjennomtrengelig medium, karakterisert ved at nevnte medium i nevnte kar bibeholdes på en temperatur som er minst 5°C høyere enn dets dryppepunkt, og at utstyret av individuelt isolerte ledere blir fullstendig tvunnet sammen, mens det er neddykket i nevnte medium i nevnte kar, idet de tvundne ledere går direkte fra karet til en kjølestasjon, hvor nevnte medium som fyller mellomrommene mellom de tvundne ledere, avkjøles til minst 5°C under nevnte dryppepunkt.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at lederne tvinnes ved hjelp av et roterende avtreknings-eller samlesystem, på en i. og for seg kjent måte.
3. Anordning til utførelse av fremgangsmåten for fremstilling av en helt fylt elektrisk kabel ifølge Jcrav 1 og 2, karakte-r i s e r t ved at den omfatter minst en varmeregulert tank (1) som inneholder fyllemedium(2) ved en temperatur minst 5°C høyere enn dets dryppepunkt, hvilken tank er forsynt i det minste ved en av sine vegger (5) og under nivået for fyllemedium (2) med en plate (6) som hvis nødvendig kan rotere om sin egen akse, og som har gjennomgående huller (7) anordnet omkring nevnte akse, idet hvert av disse huller er beregnet for gjennomgang av en leder (8) og også ved den motsatte vegg (12) er forsynt med et hull (11) som har en diameter tilnærmet tilsvarende den for det i tanken tvundne utstyr (10), minst en dyse (9) for å føre sammen de nevnte ledere, anbragt inne i tanken og helt neddykket i fyllemedium, hvilken dyse samtidig er stedet for tvinning av lederne, et rør (13) forbundet ved den ene ende med hullet (11) i veggen (12) av tanken (1) og forsynt med konvensjonelle organer for å holdes på en temperatur som er minst 5° lavere enn fyllemediumets dryppepunkt, idet den annen ende (15) av røret (13) er fri og røret har en diameter som er høyst 2mm større enn diameteren av det tvundne utstyr (10) som går gjennom røret, og røret på denne måte utgjør organene for glatting og etterbehandling av laget av fyllemedium som impregnerer det nevnte utstyr.
4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at den i forbindelse med hver tank omfatter en beholder (30) for oppsamling av fyllemedium som strømmer ut gjennom hullene i platen (19) i tankveggen, .idet beholderen oppvarmes og er forsynt med en anordning (31) for avløp av overskytende fyllemedium, hvilke avløpsorganer hvis nødvendig er forbundet med organer for tilførsel til tanken (18).