СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОДА
(51) 7 H01B13/06, H01B13/24
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 27.03.2008 - действует
(21) Заявка: 99123681/09
(22) Дата подачи заявки: 1999.11.12
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.11.12
(45) Опубликовано: 2001.01.10
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: БЕЛОРУСОВ Н.И. и др. Кабели и провода. т.3, - М.-Л.: Энергия, 1964, с.90-95. SU 888216 А, 07.12.1981. SU 686088 A, 20.09.1979. SU 1438501 A1, 10.01.1996. RU 2024974 C1, 15.12.1994. RU 2016426 С1, 15.07.1994. US 3690974 A, 12.09.1972. EP 0470824 A1, 12.02.1992. ХОЛОДНЫЙ С.Д. Технология термообработки изоляции кабелей и проводов. - М.: МЭИ, 1994, с.67.
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество Всероссийский научно- исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности
(72) Автор(ы): Смильгевич В.В.; Буренков А.Е.; Мерзляков Б.Л.; Деменев М.Т.; Ермаков В.К.; Холодный С.Д.; Свалов Г.Г.; Образцов Ю.В.
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество Всероссийский научно- исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности
Адрес для переписки: 111024, Москва, ш. Энтузиастов, д.5, ВНИИКП, патентный отдел
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОДА
Изобретение относится к электротехнике и касается изготовления изолированных проводов. Способ включает нанесение методом экструзии изоляции из полиэтилена на токопроводящую жилу с последующим охлаждением в воде под давлением 0,3 - 1,2 МПа, имеющей температуру на 5 - 15oC меньше нижней границы фазового перехода полиэтилена из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние, до достижения температуры токопроводящей жилы, соответствующей нижней границе указанного фазового перехода, а затем - в воде при комнатной температуре. Техническим результатом изобретения является получение провода с монолитной изоляцией и высокими эксплуатационными характеристиками. 1 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в кабельной промышленности при изготовлении изолированных проводов.
Известен способ изготовления провода путем наложения на жилу резиновой или пластмассовой изоляции, ее вулканизации в среде теплоносителя под давлением 0,3-2 МПа с последующим охлаждением: сначала при повышенном давлении, а затем атмосферном (см. С.Д. Холодный. Технологическая термообработка изоляции кабелей и проводов. М., Издательство МЭИ, 1994, с. 67).
Однако этот способ используется только в случае использования для изоляции вулканизуемого полимерного материала в целях снижения порообразования в нем газообразными продуктами разложения вулканизующих агентов.
Наиболее близким из числа известных к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления провода, заключающийся в том, что на токопроводящую жилу методом экструзии осуществляют наложение изоляции из термопластичного полиэтилена, после чего провод охлаждают в водяной ванне, в первой секции которой вода имеет температуру 80 - 95oC, во второй - 60oC и в третьей - 15 - 20oC (см. Кабели и провода. т.3, М., -Л-д, изд. "Энергия", 1964, с. 90-95).
Данный способ имеет ряд недостатков, заключающихся в следующем.
При охлаждении термопластичный полиэтилен переходит из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние. В области этого перехода происходит значительное уменьшение его объема (сжатие) и резкое увеличение модуля упругости. В процессе охлаждения в аморфно-кристаллическое состояние сначала переходит внешний слой полимерной изоляции с образованием твердой трубки. При дальнейшем охлаждении материал внутри образовавшейся твердой трубки сжимается, что приводит к возникновению в нем пор, а также появляется зазор между изоляцией и жилой, что в конечном результате отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках получаемого провода, вследствие его некачественной изоляции. Этот способ позволяет получить провод с небольшой толщиной изоляции, удовлетворяющий соотношению d2/d1<2, где d1 - диаметр жилы, d2 - диаметр по внешней поверхности полиэтиленовой изоляции. При необходимости большей толщины необходимо нанесение изоляции в несколько проходов.
Поставленная задача заключалась в разработке технологии изготовления провода с изоляцией из термопластичного полиэтилена, обеспечивающей монолитность изоляции и высокие эксплуатационные характеристики провода, с одновременным увеличением толщины изоляции за один технологический цикл.
Согласно изобретению в способе изготовления провода, включающем наложение на токопроводящую жилу методом экструзии изоляции из термопластичного полиэтилена с последующим охлаждением в водяной ванне, охлаждение проводят в воде, находящейся под давлением 0,3 - 1,2 МПа и имеющей температуру на 5 - 15oC меньше нижней границы фазового перехода полиэтилена из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние до достижения температуры жилы, соответствующей нижней границы указанного фазового перехода, а затем в воде при комнатной температуре.
В качестве материала изоляции провода в предлагаемом способе используют промышленные марки полиэтилена: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), получаемый полимеризацией этилена при высоком давлении, и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), получаемый полимеризацией этилена при низком давлении.
Область фазового перехода полиэтилена из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние находится в интервалах температур для ПЭНП - 100 - 115oC, а для ПЭВП - 125 145oC. В области этого перехода происходит значительное уменьшение объема полиэтилена (сжатие) и резкое увеличение модуля упругости, максимальное значение сжатия наблюдается при температурах 103 - 105oC для ПЭНП и 130 - 135oC для ПЭВП.
Изобретение иллюстрируется, но не ограничивается следующим примером.
Пример
Изготавливают изолированный провод для кабеля марки КПБП 3х16 с диаметром жилы d1 = 4,54 мм и наружным диаметром по изоляции d2 = 10,54 мм. Для изоляции используют ПЭВП марки 271-70 К.
Провод выходит из экструдера при 250oC и поступает в трубу с водой, находящейся под давлением 0,3 - 1,2 МПа. Повышенное давление позволяет поднять температуру охлаждающей воды в первой секции охлаждения до 120 - 150oC. Время охлаждения подбирают таким образом, чтобы температура жилы стала соответствующей нижней границе фазового перехода ПЭВП, т.е. 125oC.
При повышенном давлении внешний слой в виде затвердевшей трубки сжимается, что препятствует появлению пор внутри изоляции, раковин около жилы и отслоению изоляции от жилы. После этого провод охлаждают в воде при комнатной температуре.
Параллельно изготавливают аналогичный провод по известной технологии за два технологических цикла с толщиной изоляции в каждом 1,5 мм, для чего выходящий из экструдера провод поступает в водяную ванну, имеющую температуру воды в первой секции 85oC, во второй -60oC, в третьей - 20oC.
Полученные образцы проводов подвергают испытаниям, результаты которых приведены в таблице.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить провод с толщиной изоляции до 3 мм за одну операцию без дефектов изоляции, способной работать при высоком напряжении.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ изготовления провода, включающий наложение методом экструзии изоляции из полиэтилена на токопроводящую жилу с последующим охлаждением в воде, отличающийся тем, что охлаждение производят в воде, находящейся под давлением 0,3 - 1,2 МПа и имеющей температуру на 5 - 15oС меньше нижней границы фазового перехода полиэтилена из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние, до достижения температуры токопроводящей жилы, соответствующей нижней границе указанного фазового перехода, а затем - в воде при комнатной температуре.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
