PL208104B1 - Sposób i instalacja do wprowadzania cieczy do roztopionej masy pod ciśnieniem - Google Patents

Abstract

Sposób i instalacja (1) do wprowadzania płynu do stopionej masy pod ciśnieniem, służące w szczególności, lecz nie wyłącznie, do formowania warstwy powlekającej (5, 6, 7) na elemencie kabla zawierającego co najmniej jeden przewodnik (4), przy czym warstwa (5, 6, 7) zawiera wytłaczany polimer termoplastyczny, który tworzy fazę ciągłą obejmującą płyn dielektryczny. Sposób i instalacja według wynalazku przydatne są także na przykład w przypadku produkcji kabla elektrycznego (3) do transportu i/lub dystrybucji energii elektrycznej. Sposób obejmuje etapy doprowadzenia płynu do określonego ciśnienia, które jest większe, niż ciśnienie stopionej masy; podawanie płynu do wielu zbiorników magazynowych (12); wtryskiwanie płynu do stopionej masy pod ciśnieniem równym wymienionemu określonemu ciśnieniu za pomocą wielu wtryskiwaczy (13), które są połączone z odpowiednimi zbiornikami magazynowymi (12). Umożliwia to zasadniczo ciągłość dostarczania płynu w sposób technologicznie prosty i tani, przy jednoczesnym zapewnieniu możliwie najbardziej równomiernej dyspersji płynu w stopionej masie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i instalacja do wprowadzania cieczy do roztopionej masy pod ciśnieniem.

Termin „ciecz, używany w niniejszym opisie i następujących po nim zastrzeżeniach patentowych, określa jednorodny lub niejednorodny produkt, zawierający przynajmniej jeden składnik płynny, taki jak np. niejednorodna mieszanina przynajmniej jednego składnika stałego, rozproszonego w przynajmniej jednym składniku płynnym, który to produkt ma zdolność do przepływu w obwodzie okrężnym, bez powodowania wytrąceń w ilości, która mogłaby zapychać obwód albo w jakikolwiek sposób narażała na niebezpieczeństwo jego działanie, w wyniku nadmiernego ograniczania wydatku przepływu produktu. Inaczej mówiąc, w przypadku niejednorodnej mieszaniny stało-płynnej, składnik stały występuje w takiej ilości, że w znaczący sposób nie zmienia własności płyno-dynamicznych składnika płynnego i że nie powoduje nadmiernego zjawiska wytrącania.

Przykładowo, warunki, gdy stopiona masa poddana jest ciśnieniu (typowo większemu przynajmniej od 1 MPa - 10 barów), występują na przykład, w procesie wytłaczania warstwy pokrywającej kable do dystrybucji i/lub przesyłania mocy elektrycznej w tak zwanych sieciach niskiego napięcia (gdzie termin „niskie napięcie odnosi się do napięć niższych od około 1 kV), średniego napięcia (termin „średnie napięcie odnosi się do napięć od około 1 kV, do około 30 kV) lub wysokiego napięcia (gdzie termin „wysokie napięcie określa napięcie wyższe od około 30 kV).

Przykładowo, wspomniana powyżej warstwa pokrywająca może być warstwą izolacyjną oraz/lub jedną lub obiema warstwami półprzewodnikowymi umieszczonymi promieniowo wewnętrznie i odpowiednio, zewnętrznie, w stosunku do warstwy izolacyjnej kabla elektrycznego.

W przypadku, gdy warstwa pokrywająca jest warstwą izolacyjną, nakładana jest ona na przewód lub na warstwę półprzewodnikową pokrywającą przewód, w pozycji promieniowo zewnętrznej, w stosunku do tego ostatniego. W przypadku warstwy izolacyjnej, może się ona składać , na przykład, albo z wytłoczonego termoplastycznego polimeru tworzącego ciągłą fazę zawierającą ciecz dielektryczną albo z wytłoczonego polimeru usieciowanego rodnikowo przez dodanie organicznego nadtlenku. W przypadku warstw półprzewodzących, mogą mieć one taki sam skład jak warstwa izolacyjna i zawierają dodatkowo odpowiedni przewodzący wypełniacz, nadający im oczekiwane własności półprzewodnikowe.

Kable elektryczne do transportowania i/lub dystrybucji mocy są znane i zawierają one przynajmniej jedną warstwę pokrywającą, wykonaną, na przykład, z materiału izolacyjnego, wytłoczoną typu nieusieciowanego, zawierającego polimer termoplastyczny oraz ciecz, tak jak na przykład ciecz dielektryczną, odpowiedni do nadania warstwie materiału izolacyjnego odpowiednich właściwości elektrycznych, w szczególności wytrzymałości dielektrycznej.

W przypadku, gdy powłoka jest typu izolacyjnego a ciecz jest cieczą dielektryczną, jednym z normalnych wymagań, które należy spełnić jest to, by ciecz dielektryczną jednorodnie rozprowadzić w całej grubości pokrycia izolacyjnego kabla elektrycznego do dystrybucji i/lub przesyłania mocy elektrycznej w sieciach średniego i/lub niskiego napięcia. Jeżeli ciecz dielektryczna nie jest rozprowadzona jednorodnie w masie polimeru, to w rezultacie kabel posiada strefy o niższym od planowanego potencjale, czyli strefy, w których wytrzymałość dielektryczna jest niższa od wymaganej, i takie strefy stają się potencjalnymi miejscami przebić wyładowań elektrycznych. Ponadto, niejednorodne rozprowadzenie cieczy dielektrycznej w masie polimeru pociąga za sobą także niejednorodne rozprowadzenie przeciwutleniaczy, zazwyczaj obecnych w cieczy dielektrycznej. W takim przypadku kabel jest bardziej podatny na proces starzenia się i nie jest w stanie utrzymać zasadniczo niezmiennego działania z upływem czasu, a zatem także i wymaganej niezawodności, w szczególności w wysokich temperaturach działania (typowo wyższych od 80-90°C).

Zgłoszenie patentowe WO 99/13477 ujawnia warstwę pokrywającą kabel, wykonaną z materiału izolacyjnego, składającą się z termoplastycznego polimeru stanowiącego ciągłą fazę zawierającą ciecz dielektryczną, która tworzy fazę nośnika wzajemnie przenikającą się ze stałą strukturą polimeru.

Stosunek wagi termoplastycznego polimeru i cieczy dielektrycznej wynosi pomiędzy 95:5 i 25:75. Materiał izolacyjny moż e być wytworzony sposobem obejmują cym etap mieszania na gorąco termoplastycznego polimeru i cieczy dielektrycznej w sposób ciągły lub nieciągły, na przykład przy zastosowaniu wytłaczarki. W szczególności, po etapie wymieszania na gorąco takiego polimeru z taką cieczą, powstała mieszanina zostaje ochłodzona, zgranulowana i wprowadzona do wytłaczarki. Warstwa materiału izolacyjnego, powstająca poprzez wytłaczanie, zostaje ułożona radialnie na zewnątrz,

PL 208 104 B1 w stosunku do warstwy półprzewodnikowej, położonej promieniowo wewnętrznie. Warstwa materiału izolacyjnego zostaje następnie pokryta zewnętrzną, promieniową warstwą półprzewodzącą, ekranem metalowym oraz zewnętrzną powłoką wykańczającą kabel elektryczny.

Materiał, z którego składa się masa polimerowa może być stosowany zarówno w formie termoplastycznej jak i usieciowanej. Spośród polimerów termoplastycznych wskazano polimery: poliolefiny, polimery octanowe, polimery celulozowe, poliestry, poliketony, poliakrylany, poliamidy, poliaminy. W szczególności zaleca się stosowanie polimerów o niskim stopniu krystaliczności. Korzystną cieczą dielektryczną są syntetyczne lub mineralne oleje, o niskiej lub wysokiej lepkości, zwłaszcza olej poliizobutylenowy, naftalenowy, poliaromatyczny, alfa-olefinowy lub silikonowy.

Zgłoszenie patentowe WO 02/47092 ujawnia sposób wytwarzania kabla, z przynajmniej jedną polimerową warstwą pokrywającą, zawierającą ciecz dielektryczną. Taki kabel otrzymywany jest sposobem, który wykorzystuje wytłaczanie masy materiału termoplastycznego, zawierającego polimer termoplastyczny wymieszany z cieczą dielektryczną, oraz następującym po nim kolejnym przejściu termoplastycznego materiału z dodaną, w mieszaczu statycznym, cieczą dielektryczną.

W zgłoszeniu patentowym US 2002/0167103 ujawniony został sposób i instalacja do wprowadzania płynnego dodatku, takiego jak utwardzacz, barwnik, zmiękczacz, wypełniacz lub środek wzmacniający, do stopionej masy składającej się z ciekłego medium pod ciśnieniem, takiego jak na przykład stopiony materiał termoplastyczny. W szczególności, zgodnie z korzystnym przykładem realizacji wynalazku według tego zgłoszenia, ciecz doprowadzana jest do określonego ciśnienia, wyższego od ciśnienia stopionej masy termoplastycznej, i następnie wprowadzana do linii zasilania w ciecz, skąd jest przekazywana do zbiornika magazynującego, pod ciśnieniem, połączonego płynowo z linią zasilającą w ciecz. W końcu następuje wtryskiwanie cieczy do stopionej masy termoplastycznej, przy czym ciśnienie wtryskiwania jest równe wspomnianemu powyżej określonemu ciśnieniu. W szczególności, masa jest otrzymywana w wytłaczarce a ciecz jest wtryskiwana do niej poprzez zbiór wtryskiwaczy uruchamianych elektronicznie przez system elektronicznie sterowanego serwomechanizmu napędowego. Wprowadzenie cieczy do stopionej termoplastycznej masy pod ciśnieniem odbywa się przez wtryskiwanie i pozwala na nebulizację cieczy, czego skutkiem jest efektywne wymieszanie się cieczy i stopionej masy. Ponadto, w wyniku obecności zbiornika magazynującego, uzyskuje się oddzielenie źródła ciśnienia od wtryskiwania, czego skutkiem jest tłumienie oscylacji ciśnienia wtryskiwanej cieczy.

Pomimo osiągnięcia takich rezultatów, sposób i instalacja ujawnione w zgłoszeniu patentowym US 2002/0167103 obarczone są licznymi wadami, jak np. złożoność i kosztowność elektronicznie sterowanego systemu serwomechanizmu napędowego, który jest podstawowym warunkiem zapewnienia ciągłego dostarczania cieczy przez wtryskiwacze.

W celu wyeliminowania wad znanych rozwią zań przedstawionych powyż ej. Zgł aszają cy stwierdził potrzebę zastosowania sposobu i instalacji do wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, zapewniających zasadniczo ciągłe dostarczanie i wprowadzanie cieczy do stopionej masy, która jest metodą technologicznie prostą i tanią, a jednocześnie zapewniającą możliwie jednorodną dyspersję cieczy w stopionej masie pod ciśnieniem.

W niniejszym opisie i w nastę pują cych po nim zastrzeż eniach patentowych, okreś lenie „zasadniczo ciągłe dostarczanie i wprowadzanie cieczy do stopionej masy będącej pod ciśnieniem używane jest w celu podkreślenia faktu, że cieczy jest dostarczany albo, odpowiednio, wprowadzany do stopionej masy bez znaczących przerw. Dla przykładu, czas upływający pomiędzy dwiema następującymi po sobie dostawami, realizowanymi przez ten sam wtryskiwacz, jest zasadniczo krótszy od kilku dziesiątych sekundy.

Zgłaszający zauważył, że możliwe jest wprowadzanie cieczy do stopionej masy, będącej pod ciśnieniem, zasadniczo od około 1 MPa (10 bar), do około 140 MPa (1400 bar), w zasadniczo ciągły sposób poprzez dostarczanie cieczy do zbioru zbiorników magazynujących, korzystnie, pod ciśnieniem, oraz poprzez wtryskiwanie cieczy, przy czym ciśnienie wtryskiwania jest większe od ciśnienia stopionej masy, korzystnie, gdy ciśnienie wtryskiwania ma wartość od około 3 MPa (30 bar) do około 150 MPa (1500 bar).

Inaczej mówiąc, Zgłaszający zauważył, że możliwe jest zapewnienie wprowadzania cieczy do stopionej masy będącej pod ciśnieniem, w zasadniczo ciągły sposób i bez potrzeby stosowania skomplikowanych i drogich środków napędowych, dzięki zastosowaniu, przynajmniej dwóch zbiorników magazynujących, będących pod ciśnieniem oraz przynajmniej takiej samej liczby wtryskiwaczy, czyli nie tylko poprzez uczynienie etapu wytworzenia ciśnienia w cieczy oraz etapu wtryskiwania cieczy,

PL 208 104 B1 niezależnymi od siebie (dla takiego efektu wystarczającym było by zastosowanie pojedynczego zbiornika magazynującego), ale także przez uniezależnienie przynajmniej dwóch wtryskiwaczy wzajemnie od siebie.

Sposób wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, w którym

a) doprowadza się ciecz do określonego ciśnienia, wyższego od ciśnienia stopionej masy, według wynalazku wyróżnia się tym, że

b) dostarcza się ciecz pod wspomnianym określonym ciśnieniem do zbioru zbiorników magazynujących oraz

c) wtryskuje się ciecz do masy, przy ciśnieniu wtryskiwania równym wspomnianemu określonemu ciśnieniu, przy użyciu zbioru wtryskiwaczy, połączonych płynowo odpowiednio z jednym ze zbioru zbiorników magazynujących.

Korzystnie stosunek wagowy cieczy do stopionej masy wynosi od 1:99 do 25:75, a ciecz jest cieczą dielektryczną. Stopiona masa korzystnie zawiera przynajmniej jeden polimer termoplastyczny, a polimer termoplastyczny korzystnie zawiera przynajmniej jedną poliolefinę.

Ciśnienie stopionej masy korzystnie wynosi od 1 MPa (10 bar) do 140 MPa (1400 bar).

Określone ciśnienie, któremu poddana jest ciecz i pod którym ciecz jest wtryskiwana, korzystnie zawiera się w zakresie 3 - 150 MPa (30-1500 bar).

W korzystnym rozwiązaniu doprowadza się ciecz do określonego ciś nienia za pomocą przynajmniej jednej pompy (10). Pompa jest korzystnie wyporową pompą tłokową, zawierającą zbiór modułów pompujących, korzystnie znajdujących się w łączności płynowej ze zbiorem zbiorników magazynujących, poprzez zbiór linii zasilających.

W etapie b) dostarczania cieczy korzystnie dostarcza się ciecz do każ dego zbiornika magazynującego ze zbioru zbiorników magazynujących przez przynajmniej jedną parę linii zasilających w ciecz.

Etap c) wtryskiwania cieczy korzystnie przeprowadza się mechanicznie.

Korzystnie przeprowadza się etap c) wtryskując ciecz do wytłaczarki, w której znajduje się stopiona masa.

Sposób dodatkowo korzystnie zawiera etap mieszania cieczy ze stopioną masą wewnątrz wytłaczarki.

Etap c) wtryskiwania cieczy korzystnie prowadzi się w zbiorze punktów wtryskiwania, rozmieszczonych w określonych odstępach kątowych w tej strefie wytłaczarki, gdzie masa jest w stanie stopionym.

W korzystnym rozwiązaniu prowadzi się etap c) wtryskiwania cieczy, w zbiorze punktów wtryskiwania, rozmieszczonych wzdłużnie, co określony odcinek, w tej strefie wytłaczarki gdzie masa jest w stanie stopionym. Sposób dodatkowo korzystnie zawiera wstę pny etap filtrowania cieczy.

W korzystnym rozwiązaniu sposób dodatkowo zawiera etap utrzymywania cieczy w okreś lonej temperaturze.

Instalacja do wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, zawierająca:

a) przynajmniej jedną pompę do doprowadzania cieczy do określonego ciśnienia, wyższego od ciśnienia stopionej masy, według wynalazku wyróżnia się tym, że ponadto zawiera

b) zbiór zbiorników magazynujących ciecz utrzymywaną pod określonym ciśnieniem, rozmieszczonych w kontakcie płynowym z przynajmniej jedną pompą i za nią;

c) zbiór wtryskiwaczy, połączonych płynowo z odpowiednim ze zbioru zbiorników magazynujących, do wtryskiwania cieczy do stopionej masy przy ciśnieniu wtryskiwania równym wspomnianemu określonemu ciśnieniu.

Pompa jest korzystnie wyporową pompą tłokową, zawierającą zbiór modułów pompujących, będących w łączności płynowej ze zbiorem zbiorników magazynujących, za pomocą odpowiedniego zbioru linii zasilających.

Linie zasilające są korzystnie rozmieszczone w zbiorze par, z których to par linii zasilających każda jest połączona płynowo z odpowiednią parą modułów pompujących oraz ze zbiornikiem spośród zbioru zbiorników magazynujących.

W korzystnym rozwiązaniu wtryskiwacze są typu mechanicznego, korzystnie zaopatrzone w sprężynę , skalibrowaną na wspomniane ciś nienie wtryskiwania.

Wtryskiwacze są korzystnie rozmieszczone w zbiorze punktów wtryskiwania, rozmieszczonych w okreś lonych odstępach kątowych, w tej strefie wytłaczarki gdzie masa jest w stanie stopionym.

PL 208 104 B1

W korzystnym rozwiązaniu instalacja zawiera trzy wtryskiwacze rozmieszczone kątowo co 120° względem siebie. W innym, korzystnym rozwiązaniu wtryskiwacze są rozmieszczone w zbiorze punktów wtryskiwania, ustawionych wzdłużnie, co określony odcinek, w tej strefie wytłaczarki, w której masa znajduje się w stanie stopionym.

Korzystnie, instalacja dodatkowo zawiera zbiornik do zasilania pompy, utrzymywany pod określonym ciśnieniem. W korzystnym rozwiązaniu określone ciśnienie zbiornika zasilającego mieści się w zakresie 0,1 - 0,5 MPa (1-5 bar).

Instalacja korzystnie dodatkowo zawiera filtr, umieszczony pomiędzy zbiornikiem zasilającym, a pompą. Instalacja korzystnie dodatkowo zawiera zbiornik wstępnego załadowania, będą cy w łączności płynowej ze zbiornikiem zasilania pompy.

W korzystnym rozwią zaniu instalacja dodatkowo zawiera filtr na wlocie do zbiornika wstę pnego załadowania.

Korzystnie, instalacja dodatkowo zawiera urządzenia podgrzewające, znajdujące się w układzie umożliwiającym wymianę ciepła z przynajmniej jedną pompą, zbiorem zbiorników magazynujących i zbiorem wtryskiwaczy.

Dzięki temu, że ciecz wtryskiwana do będącej pod ciśnieniem stopionej masy, jest przechowywana, przed etapem samego jej wtryskiwania, w zbiorze zbiorników magazynujących, to etap wytwarzania ciśnienia w cieczy, która ma być wprowadzona do stopionej masy oraz etap wtryskiwania cieczy do stopionej masy są niezależne, co korzystnie pozwala na wtryskiwanie cieczy do stopionej masy przy wysokim ciśnieniu, przykładowo rzędu 70 MPa (700 bar) lub wyższym, w zależności od wartości ciśnienia, jakiemu poddana jest stopiona masa.

Przy takich wartościach ciśnienia wtryskiwanej cieczy, jest ona korzystnie poddawana nebulizacji, tzn. drobnemu rozpraszaniu w formie małych kropelek, co korzystnie poprawia następujący później etap mieszania cieczy z roztopioną masą, etap mieszania, który przebiega zgodnie z korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku, co zostanie następnie szczegółowo opisane.

Co więcej, dzięki zastosowaniu zbioru zbiorników magazynujących, działających jako zasobniki pod ciśnieniem cieczy, która ma być wprowadzona do stopionej masy oraz temu, że odpowiadające im, liczne wtryskiwacze kontaktują się z nimi płynowo, jest korzystnie możliwe wprowadzanie cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem w zasadniczo ciągły i dobrze mierzalny sposób, bez potrzeby zastosowania wyrafinowanych środków napędowych takich jak urządzenie typu elektronicznego, użyte w instalacji ujawnionej w zgłoszeniu patentowym US 2002/0167103.

Sposób i instalacja, ujawnione w zgłoszeniu patentowym US 2002/0167103, w rzeczywistości mogą działać tylko przy zastosowaniu systemu napędowego typu elektronicznego. Gdyby zastąpić system napędowy typu elektronicznego przez mniej złożony system napędowy typu mechanicznego, oparty o prostą kalibrację określonego ciśnienia progowego, wtryskiwacze wyczuwałyby takie samo ciśnienie i, w konsekwencji, w określonym czasie wszystkie byłyby otwarte lub zamknięte, zależnie do tego czy wartość ciśnienia jest wyższa, lub odpowiednio niższa, od wartości określonego ciśnienia progowego, możliwe byłyby przerwy w dostawie cieczy do masy termoplastycznej, co powodowałoby, w nastę pstwie, niedostateczne i niejednorodne rozprowadzanie dodawanej cieczy w stopionej masie pod ciśnieniem. Sposób i instalacja według niniejszym wynalazku, dzięki występowaniu zbioru zbiorników magazynujących pod ciśnieniem, umożliwia w sposób korzystny, kierowanie wtryskiwaniem cieczy w prosty technologicznie sposób, na przykład mechanicznie, używając dla każdego z wtryskiwaczy, zgodnie z korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku, środków w postaci sprężyn skalibrowanych na wartość określonego ciśnienia progowego, większego od ciśnienia, któremu poddana jest stopiona masa. Ponadto, dzięki rozwiązaniu, że etap wtryskiwania cieczy następuje poprzez zbiór wzajemnie niezależnych wtryskiwaczy, sposób według wynalazku pozwala na to, by ciśnienie cieczy, w przynajmniej jednym zbiorniku magazynującym, spośród zbioru wspomnianych zbiorników magazynujących, było wyższe od określonego ciśnienia progowego, w zasadniczo nieprzerwany sposób. Dzięki temu, w praktycznie każdej chwili, przynajmniej jeden z wtryskiwaczy jest w warunkach działania i wtryskuje ciecz do stopionej masy.

Korzystnie, stosunek wagowy cieczy do wcześniej wspomnianej stopionej masy, wynosi od 1:99 do około 25:75, jeszcze korzystniej od około 2:98 do około 20:80 oraz, jeszcze bardziej korzystnie, od około 3:97 do około 15:85.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji sposobu według wynalazku, wcześniej wspomniana ciecz jest cieczą dielektryczną, która korzystnie nadaje masie, na przykład polimerowej, wymaganą wytrzymałość dielektryczną, która to właściwość jest szczególnie pożądana w przypadku, gdy z masy,

PL 208 104 B1 zawierającej dielektryk ma być uformowana warstwa pokrywająca kabel elektryczny. Ponadto, dzięki właściwościom fizyko-chemicznym cieczy dielektrycznej, wywiera on korzystny wpływ na działanie samosmarujące w obwodzie, przez który ciecz ta przepływa.

W zwią zku z tym, w szczególnoś ci, korzystny wariant realizacji wynalazku przewiduje wprowadzanie cieczy dielektrycznej do stopionej masy pod ciśnieniem, w celu wytworzenia warstwy pokrywającej kabla elektrycznego do przesyłania i/lub dystrybucji mocy elektrycznej niskiego, średniego lub wysokiego napięcia, przy czym wspomniana warstwa zawiera polimer, jeszcze korzystniej polimer termoplastyczny, tworząc ciągłą fazę, zawierającą ciecz dielektryczną.

Wyżej wymieniona warstwa pokrywająca może być zarówno warstwą izolacyjną kabla, albo, poprzez dodanie odpowiedniego przewodzącego dodatku, jedną z, lub obiema warstwami półprzewodnikowymi umieszczonymi promieniowo wewnętrznie i odpowiednio, w pozycji zewnętrznej w stosunku do warstwy izolacyjnej kabla elektrycznego.

Na przykład ciecz dielektryczna może być wybrana z grupy zawierającej: oleje mineralne, takie jak np. oleje alifatyczne (np. olej parafinowy), oleje naftenowe, oleje aromatyczne, oleje poliaromatyczne, mieszaniny olejów alifatycznych i olejów aromatycznych, które to oleje mineralne ewentualnie zawierają, co najmniej jeden, heteroatom wybrany spośród tlenu, azotu lub siarki; ciekłych parafin; olejów roślinnych, takich jak np. olej sojowy, lniany, rącznikowy; oligomerycznych aromatycznych poliolefin; wosków parafinowych, takich jak, np. woski polietylenowe, woski polipropylenowe; olejów syntetycznych, takich jak, np. oleje silikonowe, alkilobenzeny (np. dibenzylotoluen, dodecylobenzen, dioktylobenzylotoluen), estry alifatyczne (np. tetraestry pentaerytrytu, estry kwasu sebacynowego, estry kwasu ftalowego), oligomery olefinowe (np. ewentualnie uwodornione polibutyleny lub poliizobutyleny); albo ich mieszaniny.

Szczególnie preferowane są oleje aromatyczne, parafinowe i naftalenowe.

Korzystnie, cieczą dielektryczną, zastosowaną w wynalazku jest aromatyczny i/lub alifatyczny olej, korzystnie, gdy ma on stałą dielektryczną mniejszą lub równą 8 oraz, jeszcze korzystniej, mniejszą niż 3.5. Takie preferowane wartości stałej dielektrycznej odnoszą się do pomiarów stałej dielektrycznej przy 25°C zgodnie z normą lEC 247 (Wydanie 1978).

Korzystnie, ciecz dielektryczna wybrana jest z grupy zawierającej :

(i) węglowodór alkiloarylowy o co najmniej dwóch, a korzystnie trzech, nieskondensowanych pierścieniach aromatycznych, w których stosunek liczby arylowych atomów węgla do całkowitej liczby atomów węgla jest większy lub równy 0.6, korzystnie większy lub równy 0.7, jak opisano w europejskim zgłoszeniu patentowym EP 1 295 301, zgłoszonym przez niniejszego zgłaszającego;

(ii) eter difenylowy, niepodstawiony lub podstawiony co najmniej jednym prostym lub rozgałęzionym rodnikiem węglowodorowym o 1-30, korzystnie 1-24 atomów węgla, jak opisano w zgłoszeniu patentowym WO 02/27731, zgłoszonym przez niniejszego zgłaszającego.

(iii) mieszaninę (i) i (ii).

Jeszcze korzystniej, ciecz dielektryczna obejmuje co najmniej jeden węglowodór alkiloarylowy o co najmniej trzech nieskondensowanych pierścieniach aromatycznych, w ilości nie mniejszej niż 10% wagowych, w odniesieniu do całkowitego ciężaru cieczy dielektrycznej.

Przykładami węglowodorów alkiloarylowych, należących do klasy (i), które można stosować według wynalazku są: benzylotoluen, benzyloksylen, (metylobenzylo)toluen, (metylobenzylo)ksylen, dibenzylotoluen, dibenzyloksylen, di(metylobenzylo)toluen, di(metylobenzylo)ksylen itp. lub ich mieszaniny.

Przykładami eterów difenylowych, należących do grupy (ii), które można stosować według wynalazku są: eter fenylowo-toluilowy, eter 2,3'-ditoluilowy, eter 2,2'-ditoluilowy, eter 2,4'-ditoluilowy, eter 3,3'-ditoluilowy, eter 3,4'-ditoluilowy, eter 4,4'-ditoluilowy, eter oktadecylodifenylowy itp. lub ich mieszaniny.

Korzystnie, ciecz dielektryczna, wykorzystana przy realizacji sposobu według niniejszego wynalazku, ma określoną lepkość, taką, że unika się szybkiej dyfuzji cieczy na wylot przez stopioną masę pod ciśnieniem, a zatem wypływania z niej na zewnątrz, oraz jednocześnie taką, by zapewnione było łatwe wprowadzanie cieczy i mieszanie z materiałem polimerowym. Korzystnie, lepkość kinematyczna cieczy, mierzona w 20°C, według normy ISO 3104 (ISO 3104/AC1 z lipca 1997), wynosi od około 1 do około 500 mm³/s, jeszcze korzystniej od około 5 do około 100 mm³/s.

Zgodnie z dalszym, korzystnym przykładem realizacji wynalazku, ciecz dielektryczna ma właściwość absorbowania wodoru, mierząc według normy lEC 628 (12ta edycja z 1985), większą lub równą 5 mm³/min, jeszcze korzystniej, gdy większą lub równą 50 mm³/min.

PL 208 104 B1

Korzystnie, do cieczy dielektrycznej wykorzystywanej przy realizacji sposobu według niniejszego wynalazku, można dodawać żywicę epoksydową, korzystnie, gdy wagowo w ilości mniejszej lub równej 1% ciężaru cieczy, przy czym żywica ta wydaje się spełniać główną funkcję ograniczania prędkości migracji jonów w polu elektrycznym, a zatem utraty własności dielektrycznych materiału izolacyjnego.

W celu realizacji sposobu według wynalazku można, gdy masa zawiera materiał polimerowy, dodać do niej inne konwencjonalne składniki, takie jak np. przeciwutleniacze, służące do przeciwdziałania niepożądanym zjawiskom starzenia się masy, środki pomocnicze procesu, dodatki opóźniające powstawanie drzewiastych szczelin wodnych [w oryginale „water tree retardant] i temu podobne.

Konwencjonalnymi przeciwutleniaczami odpowiednimi do tego zastosowania są np. tiopropionian distearylu i tetrakis [3-(3,5-di-tert-butylo-4-hydroksyfenylo)propionian pentaerytrytu itp. lub ich mieszaniny.

Jako środki pomocnicze w przetwórstwie można dodawać do podstawy polimerowej, np. stearynian wapnia, stearynian cynku, kwas stearynowy, wosk parafinowy itp. lub ich mieszaniny.

W przypadku, gdy trzeba wykonać warstwę półprzewodzącą w materiale polimerowym zostaje rozproszony przewodzący wypełniacz, taki jak na przykład sadza, w takiej ilości, by nadać materiałowi polimerowemu właściwości półprzewodnikowe, to znaczy by uzyskał rezystywność niższą niż 5 Ωm [w oryginale Ohm-m] w temperaturze pokojowej. Korzystnie, ilość ta, wagowo, zawiera się pomiędzy 5% i 80%, jeszcze korzystniej, pomiędzy 10% i około 50% wagowo, w odniesieniu do całkowitego ciężaru mieszaniny.

Wykorzystywanie materiału polimerowego takiego samego rodzaju, zarówno na warstwę izolacyjną i na warstwy półprzewodnikowe, daje korzyści przy produkcji kabli dla napięć średnich i wysokich, gdyż użycie takiego samego rodzaju materiału polimerowego zapewnia optymalną przyczepność pomiędzy sąsiadującymi warstwami i w związku z tym lepsze właściwości elektryczne, szczególnie na styku warstwy izolacyjnej i wewnętrznej warstwy półprzewodnikowej, gdzie pole elektryczne jest większe i w związku z tym także wyższe ryzyko wystąpienia lokalnych wyładowań.

Mimo, że ten opis dotyczy głównie wytwarzania kabli do przesyłania i/lub dystrybucji mocy elektrycznej dla średnich i wysokich napięć, sposób według niniejszego wynalazku może być zastosowany do wytwarzania, generalnie pokryć izolacyjnych urządzeń elektrycznych. W szczególności, sposób ten może być zastosowany do wytwarzania różnych typów kabli, takich jak na przykład kable niskiego napięcia, kable telekomunikacyjne, łączone kable energetyczno/telekomunikacyjnych, albo do wytwarzania składników wyposażenia wykorzystywanego przy wytwarzaniu linii elektrycznych, takich jak na przykład elastyczne osłony dla terminali lub połączeń.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji sposobu według wynalazku, stopiona masa pod ciśnieniem zawiera przynajmniej jeden polimer, taki jak na przykład polimer termoplastyczny i, jeszcze korzystniej, taki polimer zawierający przynajmniej jedną poliolefinę w stanie stopionym i pod ciśnieniem.

Korzystnie, taka poliolefina ma współczynnik sprężystości przy zginaniu, mierzony zgodnie z normą ASTM D790-91 w temperaturze pokojowej, wynoszący od około 30 do około 1400 MPa, jeszcze korzystniej od około 60 do około 1000 MPa.

Korzystnie, dla wymienionej powyżej poliolefiny wskaźnik płynięcia MFI (Melt Flow Index), mierzony przy 230°C i obciążeniu 21.6 N zgodnie z normą ASTM D1238-90b (z grudnia 1990), wynosi od około 0.05 do około 10.0 dg/min, jeszcze korzystniej, gdy od około 0.5 do około 5.0 dg/min.

Poliolefiny odpowiednie do tego celu można korzystnie wybrać z grupy zawierającej:

(a) polietylen o dużej gęstości (HDPE), mający gęstość ogólnie zawierającą się między około 0.93 g/cm³ i około 0.96 g/cm³;

(b) homopolimer propylenowy lub kopolimer propylenowy, zawierający co najmniej jeden homonomer olefinowy wybrany z grupy obejmującej etylen i α-olefinę inną niż propylen, przy czym powyższy homopolimer lub kopolimer ma temperaturę topnienia wyższą od lub równą 140°C, korzystnie zawartą pomiędzy około 145°C i około 170°C, oraz entalpię topnienia od około 30 do około 100 J/g, korzystnie od około 30 do około 85 J/g.

W przypadku zastosowania kopolimeru propylenowego z olefinowym komonomerem, ten ostatni korzystnie obecny jest w ilości mniejszej niż lub równej około 15% molowych, bardziej korzystnie mniej lub równej około 10% molowych i monomer olefinowy korzystnie jest albo etylenem albo α-olefiną o wzorze CH₂=CHR, gdzie R oznacza alkil, prosty lub rozgałęziony o 2-10 atomach węgla wybrany, np., z grupy obejmującej: 1-buten, 1-penten, 4-metylo-1-penten, 1-heksen [1-esene],

PL 208 104 B1

1-okten, 1-decen, 1-dodecen itp. lub ich kombinacje. Szczególnie korzystne są kopolimery propylen/etylen.

Zgodnie ze szczególnie korzystnym wariantem realizacji sposobu według wynalazku, termoplastyczny polimerem jest poliolefiną wybraną z grupy obejmującej:

(1) homopolimer propylenowy lub kopolimer propylenowy, zawierający co najmniej jeden komonomer olefinowy wybrany z grupy obejmującej etylen i α-olefinę inną niż propylen, posiadający moduł sprężystości korzystnie zawarty w granicach od około 30 do około 900 MPa, a szczególnie korzystnie w granicach 50-400 MPa;

(2) heterogeniczny kopolimer zawierający fazę termoplastyczną opartą na propylenie i zkopolimeryzowaną fazę elastomeryczną opartą na etylenie z α-olefiną, korzystnie z propylenem, gdzie faza elastomeryczna stanowi około 45% wagowych w odniesieniu do całkowitego ciężaru polimeru heterogenicznego.

Homopolimery lub kopolimery należące do klasy (1) wykazują jednofazową strukturę pod mikroskopem, to jest zasadniczo bez wtrętów faz heterogenicznych rozproszonych w domenach molekularnych o rozmiarach większych od jednego mikrometra. Takie materiały, w istocie nie ulegają zjawiskom optycznym typowym dla heterogenicznych materiałów polimerycznych, a zwłaszcza takie materiały charakteryzują się wyższą przezroczystością i obniżonym stopniem zbielenia naprężeniowego wywołanego zlokalizowanymi naprężeniami mechanicznymi.

Spośród należących do klasy (1), szczególnie korzystnym jest komopolimer propylenowy lub kopolimer propylenowy zawierający przynajmniej jeden, komonomer olefinowy, wybrany spośród etylenu i α-olefiny innej niż propylen, przy czym ten homopolimer lub kopolimer charakteryzuje się:

- temperaturą topnienia od około 140°C do około 165°C;

- entalpią topnienia od około 30 J/g do około 80 J/g;

- frakcją rozpuszczalną we wrzącym eterze dietylowym w ilości mniejszej lub równej, wagowo, około 12%, korzystnie jeśli z zakresu pomiędzy około 1% i około 10% wagowo, mającym entalpię topnienia niższą, lub równą, od około 4 J/g, korzystnie jeśli niższą, lub równą, około 2 J/g.

- zawieraniem frakcji rozpuszczalnej we wrzącym n-heptanie w ilości z zakresu od około 5% do około 60%, wagowo korzystnie jeśli z zakresu pomiędzy około 20% i około 50% wagowo, mającym entalpię topnienia z zakresu, od około 10 J/g do około 40 J/g, korzystnie jeśli od około 15 J/g do około 30J/g; oraz

- zawieraniem frakcji rozpuszczalnej we wrzącym n-heptanie w ilości z zakresu od około 40% do około 85%, wagowo korzystnie pomiędzy około 50% i około 80% wagowo, mającym entalpię topnienia większą lub równą około 45 J/g, korzystnie jeśli od około 50 J/g do około 95 J/g.

Dalsze szczegóły, dotyczące tych materiałów i ich zastosowania do pokryć kabli zostały przedstawione, przez tego samego Zgłaszającego, w europejskim zgłoszeniu patentowym EP 1 230 647.

Heterogeniczne kopolimery należące do klasy (2) stanowią termoplastyczne elastomery wytwarzane na drodze kopolimeryzacji blokowej z: (i) propylenu, ewentualnie zawierającego mniejsze ilości co najmniej jednego komonomeru olefinowego, wybranego spośród etylenu i α-olefiny innej niż propylen i następnie z: (ii) mieszanki etylenu z α-olefiną, zwłaszcza z propylenem i ewentualnie z mniejszymi udziałami dienu. Ta klasa produktów znana jest też potocznie pod nazwą „reaktywne termoplastyczne elastomery.

W zakresie klasy (2), szczególnie korzystnym jest: heterogeniczny polimer, w którym faza elastomeryczna składa się z elastomerycznego kopolimeru etylenu i propylenu, zawierającego, od około 15% do około 50% wagowych etylenu i od około 50% do około 85% wagowych propylenu, w odniesieniu do ciężaru fazy elastomerowej. Dalsze szczegóły dotyczące tych materiałów i ich zastosowania do pokryć kabli zostały przedstawione, przez tego samego Zgłaszającego, w zgłoszeniu patentowym WO 00/41187.

Produkty z klasy (1) są dostępne w handlu, na przykład pod nazwą firmową Rexflex®, producent Huntsman Polymer Corp.

Produkty z klasy (2) są dostępne w handlu, na przykład pod nazwą firmową Hifax®, producent Montell.

Podstawowy polimer termoplastyczny, opisany uprzednio, można zastosować po mechanicznym wymieszaniu z polimerem mającym niską krystaliczność, z reguły o entalpii topienia niższej od 30J/g, który spełnia główną funkcję podwyższenia elastyczności materiału. Korzystnie, ilość polimeru mającego niską krystaliczność jest niższa od około 70%, wagowo, jeszcze korzystniej, jeśli zawarta

PL 208 104 B1 jest w przedziale od około 20% do około 60% wagowo, w odniesieniu do sumarycznego ciężaru materiału termoplastycznego.

Korzystnie, polimer o niskim stopniu krystaliczności stanowi kopolimer etylenu z α-olefiną o 3-12 atomach węgla i ewentualnie z dienem. Korzystnie α-olefina wybrana jest z grupy obejmującej: propylen, 1-heksen i okten. W przypadku, gdy obecny jest komonomer dienowy, ma on na ogół 4-20 atomów węgla i korzystnie wybrany jest z grupy obejmującej: liniowe diolefiny o układach sprzężonych lub niesprzężonych, takie jak np. 1,3-butadien, 1,4-heksadien lub 1,6-oktadien itp. lub ich mieszaniny; monocykliczne lub policykliczne dieny, takie jak, np. 1,4-cykloheksadien, 5-etylideno-2-norbornen, 5-metyleno-2-norbornen, 5-winylo-2-norbornen itp. lub ich mieszaniny.

Jako szczególnie korzystne kopolimery etylenu można wymienić:

(i) kopolimery o następującym składzie monomerowym: 35-90% molowych etylenu; 10-65% molowych α-olefiny, korzystnie propylenu; 0-10% molowych dienu, korzystnie 1,4-heksadienu lub 5-etylideno-2-norbornenu (do tej klasy należą kauczuki EPR i EPDM);

(ii) kopolimery o następującym składzie monomerowym: 75-97% molowych, korzystnie 90-95% molowych, etylenu; 3-25% molowych, korzystnie 5-10% molowych, α-olefiny; 0-5% molowych, korzystnie 0-2% molowych, dienu (takiego jak np. kopolimery etylen/okten, takie jak np. produkty Engage® produkcji Dow-DuPont Elastomers).

Zgodnie z alternatywną postacią realizacji sposobu według wynalazku, ciecz stanowi nadtlenek organiczny (taki jak np. nadtlenek kumylu) dodawany w celu rodnikowego usieciowania wytłaczanego polimeru.

W taki to sposób, możliwe staje się produkowanie, w sposób korzystny, warstw pokrywających kable elektryczne do transportowania i/lub dystrybucji mocy elektrycznej przy niskich, średnich i wysokich napięciach, w zasadniczo ciągły sposób, przy czym taka warstwa pokrywająca składa się z wytłoczonego polimeru zawierającego organiczny nadtlenek do późniejszego usieciowania rodnikowego polimeru. W przypadku gdy etap usieciowania, następuje po etapie wytłoczenia, usieciowany materiał polimeryczny oparty jest korzystnie na poliolefinach, a zwłaszcza stanowi usieciowany polietylen (XLPE) lub elastomeryczne kopolimery etylen/propylen (EPR) lub etylen/propylen/dien (EPDM), które są także usieciowane.

W wyniku działania pompy, po pewnej liczbie jej obrotów, i/lub po zastosowaniu urządzenia przyspieszającego, pozwalającego modyfikować ilość cieczy wprowadzanej do modułów pompujących, możliwe jest korzystne użycie sposobu według wynalazku, w szerokim wachlarzu zastosowań, zależnie od własności i lepkości cieczy, wprowadzanej do polimeru.

Zgodnie z korzystnym wariantem przykład realizacji sposobu według wynalazku, etap rozmieszczenia wymienionych uprzednio modułów pompujących może być zrealizowany tak, że ciecz pompowana jest przez różne moduły pompujące w oddzielnych chwilach, w zależności od wymagań wynikających z danego zastosowania.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji sposobu według wynalazku, wymieniony wcześniej etap b) dostarczenia cieczy prowadzony jest tak, że ciecz dostarczana jest do każdego ze zbioru zbiorników magazynujących, będących pod ciśnieniem, przez przynajmniej jedną parę linii zasilających w ciecz. Inaczej mówiąc, korzystnie, linie zasilające są pogrupowane w pary i każda z par linii zasilających jest skojarzona z odpowiednim zbiornikiem magazynującym. A zatem każdy ze zbiorników magazynujących, wyposażony jest, co jest korzystne, w dwa wloty kontaktujące się płynowo z odpowiadającymi im dwiema liniami zasilającymi oraz, z przynajmniej jednym ujściem, kontaktując się płynowo z, przynajmniej jednym, wtryskiwaczem. Tym sposobem, możliwe staje się korzystne pogrupowanie w pary modułów pompujących pompy, co pozwala na to, że dwa tłoki należące do pogrupowanych modułów pompujących, działając w tym samym czasie, zasilają zbiorniki magazynujące nawet, gdy ciśnienie cieczy spada. W rezultacie, w zbiornikach magazynujących zawsze jest dostateczna ilość cieczy dla następnego wtryskiwania, co pozwala na zasadniczo ciągłe dostarczanie i zasadniczo ciągłe wprowadzanie cieczy do stopionej masy.

Etap c) wtryskiwania cieczy do masy, jest korzystnie prowadzony przy ciśnieniu wtryskiwania o wartości pomiędzy około 3 MPa (30 bar) i około 150 MPa (1500 bar), gdy stopiona masa poddawana jest ciśnieniu z zakresu od około 1 MPa (10 bar) do około 140 MPa (1400 bar), przy ciśnieniach wtryskiwania zawierających się pomiędzy około 40 MPa (400 bar) i około 100 MPa (1000 bar), gdy stopiona masa poddawana jest ciśnieniu pomiędzy około 30 MPa (300 bar) i około 90 MPa (900 bar), oraz przy ciśnieniach wtryskiwania zawierających się pomiędzy około 50 MPa (500 bar) i około

PL 208 104 B1

MPa (750 bar), gdy stopiona masa poddawana jest ciśnieniu z zakresu około 40 MPa (400 bar) i okoł o 65 MPa (650 bar).

Dzięki takiemu rozwiązaniu, otwieranie każdego wtryskiwacza następuje w korzystny sposób prosty i tani, tak, że ciecz, wprowadzana jest do stopionej masy pod ciśnieniem, gdy ciśnienie cieczy w danym zbiorniku magazynującym przewyższa określone ciśnienie progowe, wyższe od ciśnienia, któremu poddana jest stopiona masa, i korzystnie takie, przy którym możliwa jest nebulizacja cieczy.

Zgodnie z alternatywnym wariantem realizacji sposobu według wynalazku, wymieniony uprzednio etap c) wtryskiwania cieczy prowadzony jest elektronicznie, na przykład, poprzez zastosowanie zbioru elektrozaworów, uruchamianych przez elektroniczny układ sterowania, odpowiedni do sterowania elektrozaworami, w szczególności ustalania momentu i czasu ich otwarcia, dla każdego ze zbiorników magazynujących.

Korzystnie, jeśli realizacja sposobu według wynalazku, zawiera etap mieszania cieczy ze stopioną masą pod ciśnieniem.

Korzystnie, ciecz wprowadzana do polimerowej masy pod ciśnieniem oraz etap wtryskiwania cieczy, dokonywane są w wytłaczarce, w której otrzymuje się stopioną masę pod ciśnieniem. Zgodnie z takim korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku, ciecz wprowadzana jest do polimerowej masy poprzez wtryskiwanie do wytłaczarki, do strefy w wytłaczarce, w której masa polimerowa znajduje się w stanie stopionym, czyli jest już uplastyczniona.

Korzystnie, gdy wtryskiwanie cieczy odbywa się w końcowej strefie wytłaczarki, patrząc wzdłuż drogi, jaką przebywa masa polimerowa wzdłuż wytłaczarki. Takie rozwiązanie pozwala zarówno na wymieszanie się cieczy ze stopioną masą, do której ciecz ta jest wprowadzana, co następuje w etapie wytłaczania, oraz na precyzyjne dozowanie cieczy i uzyskanie optymalnego rozprowadzenia tej ostatniej, wewnątrz polimeru, w wyniku faktu, że masa znajduje się w stanie całkowitego stopienia, w strefie końcowej wytłaczarki.

Jednocześnie, dodawanie cieczy do uplastycznionego już polimeru korzystnie nie wpływa na stabilność procesu wytłaczania. W przeciwnym przypadku, czyli gdy wprowadzanie cieczy następuje w pierwszych etapach wytł aczania, gdy polimer jeszcze się nie stopił , moż liwe był oby wystą pienie nieregularności ruchu materiału wewnątrz wytłaczarki, wywołane efektem smarowania, wywołanym przez ciecz.

Alternatywnie lub łącznie z uprzednio przedstawionym rozwiązaniem kątowego rozstawienia punktów wtryskiwania, wcześniej wspomniany etap c) wtryskiwania cieczy prowadzony jest w zbiorze punktów wtryskiwania rozmieszczonych wzdłużnie, co określony odcinek, w tej strefie wytłaczarki gdzie masa jest w stanie stopionym.

Inaczej mówiąc, wspomniane wzdłużne rozmieszczenie punktów wtryskiwania może należeć do tej samej tworzącej powierzchni cylindrycznej, definiującej korpus wytłaczarki albo do innych tworzących powierzchni cylindrycznej opisującej korpus wytłaczarki.

W ten sposób staje się korzystnie moż liwe wprowadzanie cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, przynajmniej w dwóch odmiennych punktach masy, stosownie rozdzielonych od siebie, przez co ułatwione jest rozprowadzenie cieczy w stopionej masie.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji, sposób według wynalazku zawiera dodatkowo etap wstępny filtrowania cieczy, mający na celu wyłapanie potencjalnych zewnętrznych składników zanieczyszczających, występujących w cieczy, które mogą, przykładowo, powodować tworzenie się osadów, mogących uszkodzić urządzenie pompujące albo/lub zatkać obwód krążenia cieczy.

Korzystnie, gdy sposób ponadto zawiera etap utrzymywania cieczy w określonej temperaturze, korzystnie, jeśli w zakresie pomiędzy około 70°C i około 80°C.

Ten korzystny zakres temperatur, jest w szczególności - jeśli nawet nie wyłącznie - odpowiedni dla przypadku, w którym ciecz jest cieczą dielektryczną. W warunkach normalnych, ciecz dielektryczna zawiera olej mineralny, do którego dodawane są substancje przeciwutleniające albo inne dodatki, które, w temperaturze pokojowej, mają formę sproszkowanego ciała stałego. By umożliwić stopienie się sproszkowanym przeciwutleniaczom i by uniknąć niepożądanego, następującego później, ich wytrącania się, korzystne jest, gdy ciecz zostaje wstępnie podgrzana i następnie utrzymywana w temperaturze wyższej od temperatury wytrącania się proszku przeciwutleniacza, korzystnie, jeśli jest to temperatura z wcześniej wspomnianego, korzystnego zakresu temperatur 70-80°C.

W przypadku, gdy ciecz jest nadtlenkiem, dodatkowo, oprócz dodawania substancji przeciwutleniających lub w każdym przypadku substancji występujących w stanie stałym w temperaturze pokojowej, sam nadtlenek jest w stanie stałym w temperaturze pokojowej. Także w takim przypadku, koPL 208 104 B1 rzystne jest podwyższenie temperatury by utrzymać w stanie ciekłym zarówno nadtlenek jak i potencjalne dodatki. Bez względu na rodzaj cieczy, jaka ma być wprowadzona do stopionej masy, etap podgrzewania cieczy pozwala korzystnie obniżyć lepkość cieczy, co poprawia jej własności przepływu.

Dla przykładu, pompa może zawierać sześć modułów pompujących połączonych płynowo, poprzez tak samo liczne linie zasilające, korzystnie, jeśli połączone parami, z trzema niezależnymi zbiornikami magazynującymi, będącymi pod ciśnieniem, połączonymi odpowiednio, płynowo, z trzema wtryskiwaczami.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji, każdy z wtryskiwaczy zawiera, przynajmniej jedną, dyszę podającą. Gdy przynajmniej jeden wtryskiwacz posiada zbiór dysz podających, to liczba punktów podawania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem zostaje korzystnie zwiększona.

Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji instalacji według wynalazku, dzięki zastosowaniu zbioru zbiorników magazynujących pod ciśnieniem, wtryskiwacze, co jest korzystne, mogą być typu mechanicznego. Dzięki takiej właściwości, instalacja według wynalazku, zdolna do wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, może być prosta technologicznie i korzystna pod względem ekonomicznym.

Korzystnie, jeśli wtryskiwacze są uruchamiane przez sprężynę skalibrowaną na określone ciśnienie, równe wymaganemu ciśnieniu wtryskiwania, korzystnie, jeśli zawiera się ono pomiędzy około 3 MPa (30 bar) i około 150 MPa (1500 bar). Dzięki takiej właściwości, wtryskiwacze otwierają się by wprowadzić ciecz do stopionej masy pod ciśnieniem, gdy ciśnienie ciecz przewyższa, wcześniej wspomniane określone ciśnienie, wyższe od ciśnienia, któremu poddana jest stopiona masa.

Zgodnie z alternatywnym, korzystnym wariantem realizacji instalacji według wynalazku, wspomniane powyżej wtryskiwacze są typu elektronicznego, na przykład w postaci elektrozaworów. Gdy wtryskiwacze są typu elektronicznego, to korzystnie, jeśli są one uruchamiane przez elektroniczny układ sterowania.

Korzystnie, jeśli wspomniany powyżej zbiór wtryskiwaczy jest połączony z wytłaczarką w takiej jej strefie, gdzie masa jest w stopionym stanie, czyli jest już plastyczna, korzystnie, jeśli jest to końcowa strefa wytłaczarki, patrząc na drogę, którą przebywa polimer wzdłuż wytłaczarki.

Korzystnie, gdy instalacja według wynalazku, zawiera zbiór wtryskiwaczy rozmieszczonych w odstę pach ką towych wzglę dem siebie. Dzięki temu ciecz moż e być wprowadzana do stopionej masy w różnych punktach.

Alternatywnie lub łącznie z rozwiązaniem kątowego rozstawienia wtryskiwaczy, wtryskiwacze mogą być rozmieszczone wzdłużnie, co określony odcinek, zależnie od wzdłużnego rozmiaru wytłaczarki, w szczególności zaś będącego funkcją wzdłużnego wydłużenia tej części wytłaczarki, w której masa znajduje się w stanie stopionym.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji, instalacja według wynalazku, zawiera ponadto, „przed pompą, zbiornik do zasilania pompy, utrzymywany pod określonym ciśnieniem, korzystnie, jeśli jest ono równe 0,1-0,5 MPa (1-5 bar), za pomocą odpowiedniego urządzenia ciśnieniowego, tak, by korzystnie zagwarantować odpowiednie minimalne ciśnienie zasilania pompy w instalacji według wynalazku.

Używane w niniejszym opisie i następujących po nim zastrzeżeniach patentowych terminy „przed [w oryginale „upstream] i „za [w oryginale „downstream] oznaczają te części instalacji, według wynalazku, które są pierwszymi, przez które przejdą, i odpowiednio ostatnimi, przez które przeszły, składniki, użyte w instalacji według wynalazku, czyli przez stopioną masę lub przez ciecz, wprowadzaną do niej, co może mieć miejsce w danym przypadku.

Korzystnie, instalacja według wynalazku, dodatkowo zawiera filtr, umieszczony pomiędzy zbiornikiem zasilającym, a pompą, tak, że zapewnia regularne funkcjonowanie pompy chroniąc ją przed niepożądanym zjawiskiem zatykania, powodowanym przez proszki dodawane do cieczy, które mogą się wytrącać, w wyniku niedostatecznego podgrzania cieczy albo w wyniku zewnętrznych czynników, które mogą być obecne w zbiorniku zasilającym.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji, instalacja według wynalazku, dodatkowo zawiera, „przed zbiornikiem zasilającym pompy, zbiornik wstępnego załadowania, wyposażony w urządzenie ciśnieniowe, połączony płynowo ze wcześniej wspomnianym zbiornikiem zasilania pompy.

W ten sposób, poprzez odpowiednią procedurę napełniania zbiornika cieczą do zasilania pompy, możliwe jest korzystne utrzymywanie zbiornika zasilania pompy ciągle pod ciśnieniem i w ten sposób zapewnienie prawidłowego zasilania pompy. Korzystnie, taka procedura napełniania cieczą zbiornika zawiera etap wprowadzania cieczy do zbiornika wstępnego załadowania, zamknięcia tego zbior12

PL 208 104 B1 nika, poddania go określonemu ciśnieniu, na przykład zawierającego się pomiędzy 0,2 i 0,25 MPa (2 i 2.5 bar), za pomocą urządzenia ciśnieniowego, połączenia zbiornika wstępnego załadowania płynowo ze zbiornikiem zasilającym pompę, przekazania zawartości zbiornika wstępnego załadowania do zbiornika zasilania pompy, przerwania połączenia płynowego pomiędzy dwoma zbiornikami, obniżenia ciśnienia zbiornika wstępnego załadowania i poddania zbiornika zasilającego pompę ciśnieniu, na przykład pomiędzy około 0,2 MPa i około 0,25 MPa.

Alternatywą do zastosowania, zamiast wyżej wymienionych dwóch zbiorników pod ciśnieniem, „przed pompą, jest możliwość użycia pompy wstępnej „przed pompą, która, może zapewnić ciągłe i efektywne zasilanie pompy w ciecz. Korzyś cią z zastosowania pompy wstę pnej, jako rozwi ą zania alternatywnego dla dwóch zbiorników, pod ciśnieniem, „przed pompą, jest to, że można stosować zbiorniki, przy ciśnieniu atmosferycznym, które są tańsze.

By uniknąć występowania niepożądanych, zewnętrznych czynników zanieczyszczających, w cieczy wprowadzanej do zbiornika wstę pnego zał adowania, albo, zgodnie z ostatnim alternatywnym przykładem realizacji wynalazku, podawanej do pompy wstępnej, korzystne jest, gdy instalacja dodatkowo zawiera filtr na wlocie do zbiornika wstępnego załadowania lub, odpowiednio, do pompy wstępnej.

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji, instalacja dodatkowo zawiera urządzenia podgrzewające, powiązane wymianą ciepła z przynajmniej jedną pompą, zbiór linii zasilających, zbiór zbiorników magazynujących i zbiór wtryskiwaczy oraz, jeżeli występuje, także zbiornik wstępnego załadowania i zbiornik zasilania pompy.

Przykładowo, zbiornik zasilania pompy oraz zbiornik wstępnego załadowania mogą zawierać stosowne osłony, w których są ulokowane wężownice grzewcze, dzięki czemu możliwe jest rozmieszczenie pompy, modułów pompujących, linii obwodu oraz wtryskiwaczy w środowisku termostatowanym.

Dodatkowe cechy i zalety wynalazku staną się bardziej widoczne po przedstawieniu kilku korzystnych przykładów realizacji sposobu wtryskiwania cieczy do stopionej masy według wynalazku, z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym, w celu zilustrowania, ale nie ograniczając, pokazana zostanie instalacja do realizacji wspomnianego sposobu.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, został bliżej objaśniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia instalację do wtryskiwania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, według wynalazku, w widoku perspektywicznym, częściowo w przekroju, natomiast fig. 2 przedstawia kabel do przesyłania i/lub dystrybucji mocy elektrycznej, zawierający warstwę pokrywającą wytworzoną w instalacji z fig. 1, w widoku perspektywicznym.

Nawiązując do schematu z fig. 1, instalacja do wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem według wynalazku jest ogólnie oznaczona jako 1. Dla celów poglądowych, instalacja 1, odpowiednio skojarzona z wytłaczarką 2, co zostanie później lepiej opisane, jest przeznaczona do ukształtowania warstwy pokrywającej kabel elektryczny do transportowania i/lub dystrybucji mocy elektrycznej.

Fig. 2 przedstawia taki kabel elektryczny, oznaczony ogólnie jako 3, odpowiedni, zwłaszcza, do napięć średnich i wysokich. Przedstawiony na rysunku kabel 3 zawiera, zaczynając promieniowo, od najbardziej wewnętrznej pozycji do pozycji promieniowo skrajnej zewnętrznej, przewód 4, promieniowo wewnętrzną warstwę półprzewodnikową 5, warstwę izolacyjną 6, promieniowo zewnętrzną warstwę półprzewodnikową 7, ekran metalowy 8 i zewnętrzną powłokę ochronną 9.

Przewód 4, pokazany na fig. 2, składa się ze zwartego elementu metalowego (pręt) korzystnie wykonanego z miedzi lub aluminium. Ewentualnie, przewód 4 może składać się z przynajmniej dwóch metalowych drutów, korzystnie, wykonanych z miedzi lub aluminium, razem splecionych według tradycyjnych technologii. Powierzchnia przekroju przewodu 4 zależy od natężenia prądu elektrycznego, który ma być przesyłany przy danym napięciu. Korzystnie, jeśli dla kabla do transportowania i/lub dystrybucji mocy przy średnim lub wysokim napięciu, powierzchnia ta jest zawarta pomiędzy 16 mm² a 1000 mm².

Przynajmniej jedna z warstw pokrywających, wybranych spośród: warstwy izolacyjnej 9, promieniowo wewnętrznej warstwy półprzewodnikowej 5 i promieniowo zewnętrznej warstwy półprzewodnikowej 7, zawiera wytłoczony termoplastyczny polimer, tworząc ciągłą fazę zawierającą ciecz dielektryczną. Zgodnie z przykładem realizacji kabla 3, pokazanym na fig. 2, wszystkie trzy warstwy 5, 6 i 7, zasadniczo składają się z termoplastycznego materiału polimerowego, korzystnie polipropylenu, zawierającego rozproszoną w nim ciecz dielektryczną, którą może być na przykład dibenzylotoluen.

PL 208 104 B1

Oprócz polipropylenu i dibenzylotoluenu, półprzewodnikowe warstwy promieniowa wewnętrzna 5 i promieniowa zewnętrzna 7, zawierają dodatkowo przewodzący wypełniacz, taki jak na przykład sadza, w takiej ilości, że nadaje wymienionym warstwom własności półprzewodnikowe.

Ekran 8 składa się z materiału przewodzącego prąd elektryczny, który umieszczony jest na pozycji promieniowo zewnętrznej, w stosunku do promieniowo zewnętrznej warstwy półprzewodnikowej 7 oraz, zgodnie z korzystnym przykładem realizacji pokazanym na fig. 2, korzystnie, gdy składa się z ciągłego, metalowego arkusza, korzystnie, jeśli wykonanego z aluminium albo, ewentualnie z miedzi, ukształtowanego w formie rury, którego obwodowe końce zostały razem zespawane lub sklejone, tak, by zapewnić niezbędną gazoszczelność samego kabla. Ewentualnie, ekran metalowy może składać się z licznych przewodów metalowych lub taśm metalowych, spiralnie nawiniętych w pozycji promieniowo zewnętrznej w stosunku do zewnętrznej półprzewodnikowej warstwy 7.

Ekran 8 jest przykryty zewnętrzną powłoką ochronną 9, korzystnie, składającą się z materiału termoplastycznego, takiego jak na przykład nieusieciowany polietylen (PE). Kabel 3 może być także wyposażony w strukturę ochronną (nie pokazaną na fig. 2) umieszczoną w pozycji promieniowo zewnętrznej, w stosunku do zewnętrznej powłoki ochronnej 9, której główną funkcją jest mechaniczne ochranianie kabla 3 przed uderzeniami i/lub naciskami. Taka struktura ochronna może być, na przykład, metalowym pancerzem lub warstwą spienionego materiału polimerowego, zgodnie z opisem w zgłoszeniu patentowym WO 98/52197.

Wyłącznie w celach poglądowych, zostanie teraz przedstawiony opis, odnoszący się do instalacji 1 do wtryskiwania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, dotyczący wtryskiwania cieczy dielektrycznej, takiej jak na przykład dibenzylotoluen, do stopionej masy pod ciśnieniem, takiej jak dla przykładu polipropylen, mającej uformować warstwę izolacyjną 6 kabla elektrycznego 3, pokazanego na fig. 2.

Według wynalazku, instalacja 1 zawiera pompę, przedstawioną schematycznie i oznaczoną 10, do doprowadzania cieczy do określonego ciśnienia, wyższego od ciśnienia stopionej masy. Gdy stopiona masa poddana jest ciśnieniu zawierającemu się pomiędzy około 10 MPa (100 bar) i około 60 MPa (600 bar), korzystnie, gdy ciecz doprowadzana jest do ciśnienia z zakresu, od około 20 MPa (200 bar) do około 70 MPa (700 bar).

Co więcej, według wynalazku, instalacja 1 dodatkowo zawiera zbiór zbiorników magazynujących ciecz 12 - wspomniane zbiorniki znajdują się pod ciśnieniem i połączone są płynowo z pompą 10 - oraz zbiór wtryskiwaczy 13, odpowiednio połączonych płynowo ze zbiorem zbiorników magazynujących 12, do wtryskiwania cieczy do stopionej masy, przy ciśnieniu wtryskiwania równym wcześniej wspomnianemu określonemu ciśnieniu, czyli równemu, na przykład, około 20-70 MPa (200-700 bar).

Ciecz może być wtryskiwana korzystnie przy takich wartościach ciśnienia lub przy wartościach wyższych - w każdym razie wyższych od ciśnienia, jakiemu poddawana jest stopiona masa - dzięki zastosowaniu zbiorników magazynujących 12 pod ciśnieniem, które korzystnie tworzą rezerwuar cieczy pod ciśnieniem.

Według korzystnego przykładu realizacji, przedstawionego na fig. 1, pompa 10 jest tłokową pompą wyporową, zawierającą zbiór modułów pompujących 14, w zilustrowanym przykładzie realizacji w liczbie sześciu, rozmieszczone w trzech parach, które są połączone płynowo, poprzez sześć linii zasilających 11 odpowiednio ustawionych w trzy pary, z trzema zbiornikami magazynującymi 12 podłączonymi do trzech odpowiadających im wtryskiwaczy 13. Każdy z modułów pompujących 14 zawiera, zgodnie z rozwiązaniem konwencjonalnym a) tłok, nie pokazany, którego przemieszczenie jest zależne od krzywki należącej do wału pompy 10; b) port zasysania, nie pokazany, którego wielkość jest odpowiednio regulowana; oraz c) port dostarczania, nie pokazany, określonej wielkości.

Pompa 10 posiada zdolność pompowania cieczy do określonego ciśnienia, na przykład z zakresu pomiędzy około 20 MPa (200 bar) i około 70 MPa (700 bar), i o wydatku zawierającym się pomiędzy 0.5 kg/godz. i około 100 kg/godz.

Według korzystnego przykładu realizacji z fig. 1, wtryskiwacze 13 są typu mechanicznego. Każdy wtryskiwacz 13 zawiera przynajmniej jedną dyszę podającą 15, do wtryskiwania cieczy dielektrycznej do stopionej masy pod ciśnieniem.

Korzystnie, wtryskiwacze 13 uruchamiane są przez sprężynę - konwencjonalną i jako taka nie pokazaną - skalibrowaną na określone ciśnienie, równe wspomnianemu wcześniej ciśnieniu wtryskiwania, tak by uruchamiać otwarcie wtryskiwaczy 13 wtedy, gdy takie określone ciśnienie zostanie przekroczone.

PL 208 104 B1

Jak pokazano na fig. 1, w celu wytworzenia warstwy izolacyjnej 6 kabla elektrycznego 3 z fig. 2, trzy wtryskiwacze 13 rozmieszczono tak, by wtryskiwały ciecz do wytłaczarki 2 w takiej jej strefie, w której masa polimerowa jest w stanie stopionym, czyli jest już plastyczna. W tym celu, co schematycznie przedstawiona na fig. 1, trzy wtryskiwacze 13 rozmieszczone zostały w końcowej strefie wytłaczarki 2, w odniesieniu do drogi, jaką przebywa stopiona masa wzdłuż wytłaczarki 2, korzystnie, gdy rozmieszczone są kątowo, co 120° względem siebie.

Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji instalacji 1, pokazanym na rysunku, ta ostatnia zawiera dodatkowo, „przed pompą 10, zbiornik 16 do zasilania pompy 10, utrzymujący określone ciśnienie, na przykład równe około 0,1-0,5 MPa (1-5 bar), za pomocą odpowiedniego urządzenia ciśnieniowego (takiego jak na przykład konwencjonalny cylinder z azotem) będącego w łączności płynowej z pompą 10 poprzez linię 17 zasilania cieczą.

Ponadto, korzystnie, jeśli instalacja 1 zawiera dodatkowo filtr, konwencjonalny i jako taki nie pokazany, umieszczony pomiędzy zbiornikiem zasilania 16, a pompą 10.

Instalacja 1, w przykładzie realizacji z fig. 1, ponadto zawiera, „przed zbiornikiem zasilania 16, zbiornik wstępnego załadowania 18, będący w łączności płynowej ze zbiornikiem zasilającym 16 poprzez linie łączące 19 wyposażone w zawór 23.

By uniknąć przedostawania się niepożądanych substancji, na przykład zewnętrznych czynników zanieczyszczających, do wlotu zbiornika wstępnego załadowania 18, stosuje się tradycyjny filtr, którego nie pokazano.

Korzystnie, każdy z wymienionych uprzednio elementów składowych instalacji 1 według wynalazku, znajduje się w układzie umożliwiającym wymianę ciepła z odpowiednimi urządzeniami grzewczymi, konwencjonalnymi i jako takie nie pokazanymi, przeznaczonymi do ogrzewania cieczy w obwodzie instalacji 1, w celu niedopuszczenia do niepożądanych wytrąceń przeciwutleniaczy, dodawanych zwykle do cieczy dielektrycznej, które mogłyby zatkać zbiornik wstępnego załadowania 18 i/lub zbiornik 16 zasilający pompę 10 i/lub pompę 10 i/lub linie zasilające 11 i/lub wtryskiwacze 13.

Przykładowo, zbiornik 16 zasilania pompy 10 oraz zbiornik wstępnego załadowania 18 mogą posiadać stosowne osłony, w których są ulokowane wężownice grzewcze, nie pokazane, dzięki czemu jest możliwe umieszczenie pompy 10, modułów pompujących 14, linii obwodu 11 oraz wtryskiwaczy 13 w termostatowanej komorze, konwencjonalnej i, jako takiej, nie pokazanej na rysunku.

Konwencjonalną wytłaczarkę 2, pokazano w uproszczeniu i częściowo w przekroju, by schematycznie zaprezentować wytłaczany materiał, oznaczony ogólnie jako 30, otrzymany w części wytłaczarki 2 „przed wtryskiwaczami 13, tak jak i materiał już wytłoczony, poddawany wtryskiwaniu cieczy dielektrycznej, ogólnie oznaczony jako 40, który to materiał uzyskano w części wytłaczarki „za wtryskiwaczami 13.

W szczególności, wytłaczarka 2 zawiera zasadniczo cylindryczny korpus 20, w którym, przez zastosowanie odpowiedniego rozwiązania silnikowego 21 śruba, nie pokazana, jest obracana, powodując przetworzenie i uplastycznienie masy polimerowej, poddanej ciśnieniu, na przykład z zakresu pomiędzy około 10 MPa (100 bar) i około 60 MPa (600 bar).

Wytłaczarka 2 zawiera także lej, także nie pokazany, do zasilania samej wytłaczarki 2 materiałem polimerowym, oraz głowicę wytłaczarki 22, na wyjściu z której, zgodnie z pokazanym przykładem realizacji, otrzymuje się warstwę izolacyjną 6 kabla elektrycznego 3. Na zilustrowanym, korzystnym przykładzie realizacji wynalazku, głowica wytłaczarki 22, wyposażona jest w kanał 25, służący do odbioru przewodu 4, pokrytego przez wewnętrzną warstwę półprzewodnikową 5. Wspomniany kanał 25 ustawiony jest w kierunku zasadniczo prostopadłym do wzdłużnego kierunku wytłaczarki 2, czyli prostopadle do kierunku transportowania masy w wytłaczarce 2.

W odniesieniu do instalacji opisanej powyżej, pierwszy przykład realizacji sposobu według wynalazku do wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem wymaga następujących etapów.

W celu uniknięcia przedostawania się niepożądanych, zewnętrznych czynników zanieczyszczających, korzystnie, ciecz jest wstępnie filtrowana, na wlocie do zbiornika wstępnego załadowania 18, gdzie, w celu umożliwienia stopienia możliwych stałych dodatków, na przykład posiadających właściwości przeciwutleniające, dodanych do cieczy oraz w celu uniknięcia niepożądanego ich wytrącania się, ciecz ta jest, korzystnie, utrzymywana w określonej temperaturze, na przykład pomiędzy około 70°C i około 80°C, przez środki w postaci wymienionej wcześniej wężownicy grzewczej, umieszczonej w osłonach zbiornika 16 zasilającego pompę 10 oraz zbiornik wstępnego załadowania 18, oraz dzięki środkom (w postaci) wymienionej wcześniej termostatowanej komory mieszczącej pompę 10, moduły pompujące 14, linie obwodu 11 oraz wtryskiwacze 13.

PL 208 104 B1

Korzystnie, jeśli realizowana jest następująca procedura ładowania cieczy do instalacji 1,która to procedura poprzedza etapy realizacji sposobu według wynalazku, celem tej procedury jest zapewnienie odpowiedniego, minimalnego ciśnienia zasilania na wlocie do pompy 10. Po wprowadzeniu cieczy do zbiornika wstępnego załadowania 18, jest on zamykany i poddawany określonemu ciśnieniu, na przykład pomiędzy około 2 i około 0,25 MPa (2.5) bar. Potem następuje połączenie płynowe zbiornika wstępnego załadowania 18 ze zbiornikiem 16 zasilania pompy 10 przez otwarcie zaworu 23. Zawartość zbiornika wstępnego załadowania 18 jest przekazywana do zbiornika 16 zasilania pompy 10, połączenie płynowe obu zbiorników 18 i 16 zostaje przerwane poprzez zamknięcie zaworu 23, ciśnienie w zbiorniku wstępnego załadowania 18 zostaje zredukowane i zbiornik 16 zasilania pompy 10 jest poddany ciśnieniu, na przykład z zakresu pomiędzy około 0,2 i 0,25 MPa (2 i 2.5 bar).

W pierwszym etapie sposobu według wynalazku, ciecz jest doprowadzana do określonego ciśnienia, na przykład pomiędzy około 20 MPa (200 bar) i około 70 MPa (700 bar), przez środki (w postaci) pompy 10 oraz w szczególności przez środki (w postaci) modułów pompujących 14.

W drugim etapie sposobu według wynalazku, ciecz jest wprowadzana do trzech zbiorników magazynujących 12 pod ciśnieniem, przez sześć linii zasilających 11.

W szczególności zgodnie z korzystnym przykładem realizacji, przedstawionym na fig 1. ciecz jest wprowadzana do każdego ze zbiorników magazynujących 12 pod ciśnieniem przez parę linii zasilających 11. Ciecz wprowadzona do zbiorników magazynujących 12 jest w nich przechowywana.

Dzięki temu, że ciśnienie generowane przez pompę 10 utrzymywane jest przez zbiór ciśnieniowych zbiorników magazynujących 12, to etap wytwarzania ciśnienia cieczy oraz etap wtryskiwania cieczy są niezależne, co jest korzystne. Dzięki niezależności etapu wytwarzania ciśnienia cieczy od etapu wtryskiwania cieczy, zarówno oscylacje ciśnienia wynikające z pompowania pompy 10, oraz oscylacje pochodzące od otwierania wtryskiwaczy 13 są korzystnie tłumione, co pozwala, zgodnie z dalszym szczegółowym opisem, na wtryskiwanie cieczy pod wysokim ciśnieniem.

W dalszym etapie sposobu według wynalazku, ciecz jest wtryskiwana do stopionej masy pod ciśnieniem, z ciśnieniem wtryskiwania wyższym od ciśnienia masy, oraz w szczególności przy ciśnieniu wtryskiwania, korzystnie, jeśli zawierającym się w pomiędzy około 20 MPa (200 bar) i około 70 MPa (700 bar), realizowanym przez zbiór wtryskiwaczy 13 i dzięki wcześniej wspomnianej sprężynie, skalibrowanej na ciśnienie z tego zakresu korzystnych wartości ciśnienia.

Dzięki zastosowaniu zbioru zbiorników magazynujących 12 i zastosowaniu zbioru odpowiadających im wtryskiwaczy 13, wtryskiwacze 13 są korzystnie od siebie wzajemnie niezależne, co pozwala zapewnić zasadniczo ciągłe dostarczanie cieczy do przynajmniej jednego wtryskiwacza 13 oraz zasadniczo ciągłe dozowanie cieczy w stopionej masy, utrzymując jednocześnie wspomniane poprzednio wysokie wartości ciśnienia, bez potrzeby wykorzystywania skomplikowanych i drogich elektronicznych urządzeń uruchamiających.

Po powyżej wspomnianym etapie wtryskiwania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, dzięki obecności śruby w wytłaczarce 2, następuje mieszanie cieczy ze stopioną masą oraz masa zawierająca wymieszaną tutaj ciecz jest wytłaczana na półprzewodnikową warstwę 5, a dotychczas wytworzony kabel - zawierający przewód 4 i wewnętrzną warstwę półprzewodnikową 5 - jest wstępnie transportowany wzdłuż kanału 25 głowicy wytłaczarki 22.

Zgodnie z pokazanym na rysunku przykładem realizacji, sposób według wynalazku pozwala zatem uformować, w zasadniczo ciągły sposób, warstwę izolacyjną 6 na promieniowo wewnętrznej warstwie półprzewodzącej 5 kabla elektrycznego 2.

Następnie, sposób według wynalazku pozwala także na uformowanie promieniowo zewnętrznej warstwy półprzewodnikowej 7 na warstwie izolacyjnej 6 dotychczas otrzymanego kabla elektrycznego 3.

Kabel elektryczny 3 z fig. 2 jest następnie wykańczany poprzez nałożenie metalowego ekranu 8 i zewnętrznej powłoki ochronnej 9, co jest realizowane metodami tradycyjnymi, które w związku z tym nie będą tu opisywane.

Dla przykładu, zgodnie z wyżej opisanym sposobem według wynalazku, wytworzono w zasadniczo ciągły sposób, warstwę izolacyjną z polipropylenu (w szczególności z HIFAX 7320 XEP dostarczony przez Basell S.p.A.) zawierającą 6% dibenzylotoluenu. Kabel zawierał element prze₂ wodzący wykonany z miedzi, mający pole przekroju równe około 150 mm² oraz promieniowo wewnętrzną warstwę półprzewodnikową wykonaną na bazie materiału polipropylenowego, o grubości równej około 0.5 mm.

Wymieniona powyżej warstwa izolacyjna została wytworzona z szybkością około 3 m/min przy wtryskiwaniu dibenzylotoluenu do wytłaczarki, w której uzyskano stopioną masę polipropylenu o ci16

PL 208 104 B1 śnieniu 20 MPa (200 bar), przy użyciu trzech wtryskiwaczy o wydatku około 60 g/min i przy ciśnieniu wtryskiwania około 30 MPa (300 bar). By uzyskać takie wartości wydatku i ciśnienia wtryskiwania cieczy dielektrycznej, użyto 90 cm³ tłokowej pompy wyporowej, mającej 6 modułów pompujących, ustawionej na 340 obrotów na minutę.

Wytłaczarka użyta do wykonania warstwy izolacyjnej miała średnicę cylindra równą 45 mm oraz stosunek L/D (długość/średnica) równy 20. Liczba obrotów śruby wytłaczarki była równa 44.4 (obrotów na minutę).

Claims (31)

1. Sposób wprowadzania cieczy do roztopionej masy pod ciśnieniem, w którym

a) doprowadza się ciecz do określonego ciśnienia, wyższego od ciśnienia stopionej masy, znamienny tym, że

b) dostarcza się ciecz pod wspomnianym określonym ciśnieniem do zbioru zbiorników magazynujących (2) oraz

c) wtryskuje się ciecz do masy przy ciśnieniu wtryskiwania równym wspomnianemu określonemu ciśnieniu, przy użyciu zbioru wtryskiwaczy (13), połączonych płynowo odpowiednio z jednym ze zbioru zbiorników magazynujących (12).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek wagowy cieczy do stopionej masy wynosi od 1:99 do 25:75.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciecz jest cieczą dielektryczną.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stopiona masa zawiera przynajmniej jeden polimer termoplastyczny.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że polimer termoplastyczny zawiera przynajmniej jedną poliolefinę.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie stopionej masy wynosi od 1 MPa (10 bar) do 140 MPa (1400 bar).

7. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że określone ciśnienie, któremu poddana jest ciecz i pod którym ciecz jest wtryskiwana, zawiera się w zakresie 3 - 150 MPa (30 - 1500 bar).

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się ciecz do określonego ciśnienia za pomocą przynajmniej jednej pompy (10).

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że pompa (10) jest wyporową pompą tłokową, zawierającą zbiór modułów pompujących (14), znajdujących się w łączności płynowej ze zbiorem zbiorników magazynujących (12), poprzez zbiór linii zasilających (11).

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie b) dostarczania cieczy dostarcza się ciecz do każdego zbiornika magazynującego (12) spośród zbioru zbiorników magazynujących (12) przez przynajmniej jedną parę linii zasilających w ciecz (11).

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap c) wtryskiwania cieczy przeprowadza się mechanicznie.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeprowadza się etap c) wtryskując ciecz do wytłaczarki (2), w której znajduje się stopiona masa.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że dodatkowo zawiera etap mieszania cieczy ze stopioną masą wewnątrz wytłaczarki (2).

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że prowadzi się etap c) wtryskiwania cieczy w zbiorze punktów wtryskiwania, rozmieszczonych w określonych odstępach kątowych w tej strefie wytłaczarki (2), gdzie masa jest w stanie stopionym.

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że prowadzi się etap c) wtryskiwania cieczy, w zbiorze punktów wtryskiwania, rozmieszczonych wzdłużnie, co określony odcinek, w tej strefie wytłaczarki (2) gdzie masa jest w stanie stopionym.

16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera wstępny etap filtrowania cieczy.

17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera etap utrzymywania cieczy w określonej temperaturze.

PL 208 104 B1

18. Instalacja (1) do wprowadzania cieczy do stopionej masy pod ciśnieniem, zawierająca:

a) przynajmniej jedną pompę (10) do doprowadzania cieczy do określonego ciśnienia, wyższego od ciśnienia stopionej masy, znamienna tym, że ponadto zawiera

b) zbiór zbiorników magazynujących (12) ciecz utrzymywaną pod określonym ciśnieniem, rozmieszczonych w kontakcie płynowym z przynajmniej jedną pompą (10) i za nią;

c) zbiór wtryskiwaczy (13), połączonych płynowo z odpowiednim ze zbioru zbiorników magazynujących (12), do wtryskiwania cieczy do stopionej masy przy ciśnieniu wtryskiwania równym wspomnianemu określonemu ciśnieniu.

19. Instalacja (1) według zastrz. 18, znamienna tym, że pompa (10) jest wyporową pompą tłokową, zawierającą zbiór modułów pompujących (14), będących w łączności płynowej ze zbiorem zbiorników magazynujących (12), za pomocą odpowiedniego zbioru linii zasilających (11).

20. Instalacja (1) według zastrz. 19, znamienna tym, że linie zasilające (11) są rozmieszczone w zbiorze par, z których to par linii zasilających (11) każda jest połączona płynowo z odpowiednią parą modułów pompujących (14) oraz ze zbiornikiem (12) spośród zbioru zbiorników magazynujących (12).

21. Instalacja (1) według zastrz. 18, znamienna tym, że wtryskiwacze (13) są typu mechanicznego.

22. Instalacja (1) według zastrz. 21, znamienna tym, że wtryskiwacze (13) są zaopatrzone w sprężynę, skalibrowaną na wspomniane ciśnienie wtryskiwania.

23. Instalacja (1 według zastrz. 24, znamienna tym, że wtryskiwacze (13) są rozmieszczone w zbiorze punktów wtryskiwania, rozmieszczonych w określonych odstępach kątowych, w tej strefie wytłaczarki (2) gdzie masa jest w stanie stopionym.

24. Instalacja (1) według zastrz. 23, znamienna tym, że zawiera trzy wtryskiwacze (13) rozmieszczone kątowo co 120° względem siebie.

25. Instalacja (1 według zastrz. 23, znamienna tym, że wtryskiwacze (13) są rozmieszczone w zbiorze punktów wtryskiwania, ustawionych wzdłużnie, co określony odcinek, w tej strefie wytłaczarki (2), w której masa znajduje się w stanie stopionym.

26. Instalacja (1) według zastrz. 18, znamienna tym, że dodatkowo zawiera zbiornik (16) do zasilania pompy (10), utrzymywany pod określonym ciśnieniem.

27. Instalacja (1) według zastrz. 26, znamienna tym, że określone ciśnienie zbiornika zasilającego (16) mieści się w zakresie 0,1 - 0,5 MPa (1 - 5 bar).

28. Instalacja (1 według zastrz. 26, znamienna tym, że dodatkowo zawiera filtr, umieszczony pomiędzy zbiornikiem zasilającym (16), a pompą (10).

29. Instalacja (1) według zastrz. 26, znamienna tym, że dodatkowo zawiera zbiornik wstępnego załadowania (18), będący w łączności płynowej ze zbiornikiem (16) zasilania pompy (10).

30. Instalacja (1) według zastrz. 29, znamienna tym, że dodatkowo zawiera filtr na wlocie do zbiornika wstępnego załadowania (18).

31. Instalacja (1) według zastrz. 18, znamienna tym, że dodatkowo zawiera urządzenia podgrzewające, znajdujące się w układzie umożliwiającym wymianę ciepła z przynajmniej jedną pompą (10), zbiorem zbiorników magazynujących (12) i zbiorem wtryskiwaczy (13).