Патент на изобретение №2161833
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОДА
(57) Реферат: 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. 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
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
