交聯或硫化伸長元件的方法和設備技術

本發明專利技術涉及交聯或硫化伸長元件的方法和設備。在所述方法中，在擠出步驟（4）中可交聯的合成材料層覆蓋導體元件，并且在擠出步驟（4）之后進行交聯反應。在擠出步驟之前的預熱步驟（3）中，通過在導體元件內部感應產生將加熱導體元件的渦電流而預熱導體元件。通過逐漸升高導體元件的溫度而實施預熱步驟（3），使得在預熱步驟結束時，導體元件的最靠外的區域（a）和導體元件的內層（b）之間的溫差（DT）保持低于預定水平。

【技術實現步驟摘要】
交聯伸長元件的方法和設備
本專利技術涉及一種交聯伸長元件的方法，在所述方法中，在擠出步驟中用可交聯的合成材料層覆蓋導體元件，并且在擠出步驟之后實施交聯反應，而且在所述方法中，在擠出步驟之前的預熱步驟中，通過在導體元件內部感應產生將加熱導體元件的渦電流來預熱導體元件。本專利技術還涉及一種用于交聯伸長元件的設備。
技術介紹
本專利技術涉及用于感應加熱用于制造電線和電纜的導電體的方法和設備。其針對提高制造電纜尤其是中高壓能量電纜的電纜生產線的生產率，所述電纜具有絕緣結構，所述絕緣結構具有至少一層交聯聚乙烯。用于中高壓的能量傳輸電纜的一種廣泛應用的結構由導電體(銅或鋁)構成，所述導電體由一層或若干層通常為聚乙烯的塑料材料絕緣。這種絕緣材料在本身已知的擠出處理中被施加到導體上。為了提供足夠的機械強度和電氣強度，對擠出的熱塑性聚合物材料進行交聯處理。現有技術中已知且廣泛應于本領域的一種交聯方法是過氧化物交聯處理。在這種眾所周知的處理中，將過氧化物添加到熱塑性材料中，這在溫度效應的作用下將最終觸發導致聚合物交聯的化學反應。硫化擠出生產線的原則性布置通常由放線設備(payoff)、計量絞盤(meteringcapstan)、導體預熱器、具有擠出頭的擠出機組(extrusiongroup)、后加熱器、硫化管、冷卻管、鏈軌或絞盤和收線設備(take-up)構成。這種擠出生產線的操作和其部件本身已知，并且不需要進一步討論。注意的是，在其它生產線設置中，預熱器可以放置在計量絞盤的上游。在上述制造處理中，必須在這樣的溫度條件下將絕緣材料擠出到導體上，所述溫度足夠低，以避免在擠出設備中發生過早交聯，因為這將導致絕緣材料產生缺陷。在擠出步驟之后，材料必須被加熱到這樣的溫度，所述溫度高到足以在盡可能最短的時間內開始并且完成化學反應。在硫化管(即，包圍位于擠出頭下游的擠出的電纜的管)中進行交聯反應，在所述硫化管內部，通過輻射和/或對流傳熱加熱電纜。然而，絕緣材料中的熱擴散較低，并且靠近導體元件的聚合物層將耗費最長的時間來升高溫度并且經受化學反應。用于改進這種加熱/交聯處理的現有技術已知的一種方法是在擠出步驟之前預熱導體。通過在導體元件內部感應產生將加熱導體元件的渦電流來獲得這種預熱。因此，熱量從電纜內部傳遞到絕緣結構中，并且在更短的時間內完成加熱/交聯處理。已知這種感應加熱元件并且其已投入使用較長時間。所述感應加熱元件在擠出頭上游用作預熱器，并且在擠出頭下游用作的后加熱器，并且沿著硫化管布置。以上討論的設備的示例能夠是CH專利No.644548。然而，因為以下原因，已知設備限制了生產率方面的有益效果和預熱量。在大多數能量電纜結構中，導體是股絞電線，所述股絞電線由多層金屬絲構成。用于預熱導體的預熱器使用7-20kHz范圍內的頻率。由所述預熱器產生的磁場的穿透到導體中的穿透深度受到限制。尤其在具有較大橫截面積的導體中，所使用的預熱器僅加熱導體的股絞電線的最靠外的層。由于所述事實，最靠外的層的溫度迅速升高，而導體芯部處的溫度升高有一定的延遲。在預熱器的出口處，最靠外的層和最靠內的層之間的溫度相差一定量DT。差值DT取決于渦電流的強度以及導體暴露于電場的持續時間，即，預熱器長度除以生產線速度。在預熱器的下游，根據導體的尺寸和溫差DT，導體的橫截面上的溫度能夠在一定時間內基本均化為平均溫度Tm。如果溫差DT變得足夠大，則最靠外的層和內層之間的不同的熱膨脹將導致層與層之間失去接觸并且最終導致導體散開。結果，不僅熱量不再被傳遞到導體的內層金屬絲，而且塑料材料可能會進入到最靠外的金屬絲之間。在極端情況下，熱膨脹可能會使導體卡在擠出頭的導線引導件中。
技術實現思路
由于以上事實，限制了能夠施加到導體的預熱速率，并且由此限制了所獲得的導體溫度。以上討論的問題是現有技術中所存在的問題。本專利技術的目的是獲得一種方法和一種設備，通過所述方法和設備能夠解決現有技術中所存在的問題。這將利用本專利技術來獲得。本專利技術的方法的特征在于，通過逐漸升高導體元件的溫度來實施預熱步驟，使得在預熱步驟結束時，導體元件的最靠外的區域和導體元件的內層之間的溫差保持低于預定水平。本專利技術的設備的特征在于，實施預熱的裝置布置成逐漸升高導體元件的溫度，使得在實施預熱的裝置的出口處，導體元件的最靠外的區域和導體元件的內層之間的溫差保持低于預定水平。本專利技術的優點在于，本專利技術解決了現有技術中所存在的上述問題。換言之，本專利技術提供一種方法和一種設備，與原先能夠達到的溫度水平相比，通過所述方法和設備能夠在擠出步驟之前將導體溫度升高到更高的水平，以提升擠出生產線的生產速度。附圖說明下面，將參照附圖中示出的實施例更加詳細地描述本專利技術，其中：圖1示出了硫化擠出生產線的原理性布置；圖2示出了導體元件的示意性橫截面；圖3示出了導體元件的沿著典型的現有技術預熱器的示意性溫度曲線；圖4示出了導體元件的沿著本專利技術的預熱器的實施例并且與典型的現有技術的解決方案相比的示意性溫度曲線；圖5示出了導體元件的沿著本專利技術的預熱器的另一個實施例的溫度曲線。具體實施方式圖1示出了硫化擠出生產線的原理性布置。硫化擠出生產線包括放線設備1、計量絞盤或計量鏈軌2、用于導體元件的預熱器3、具有擠出頭4的擠出機組、后加熱器5、硫化管6、冷卻管7、鏈軌或絞盤8和收線設備9。如先前所述，本領域中的技術人員熟知上述擠出生產線的操作，因此在此不再詳細描述擠出生產線的操作和/或構造。圖2示意性示出了由股絞電線10構成的典型的導體元件。如圖2所示，導體元件包括多層金屬絲10。在圖2中，附圖標記a表示導體元件的最靠外的區域或層，并且附圖標記b表示導體元件的內層，即導體元件的芯部層。如先前所述，長期以來人們已知通過使用擠出機將絕緣層施加到導體元件上。例如由熱塑性聚合物材料構成的所述絕緣層被施加到導體上并且被交聯。通過使用過氧化物交聯處理實施所述交聯，在所述過氧化物交聯處理中，溫度效應觸發導致聚合物交聯的化學反應。在硫化管6中進行交聯反應。然而，絕緣層中的熱擴散較低，并且因此，當與絕緣層的聚合物材料的最靠外的層相比較時，靠近導體元件的聚合物材料需要耗費相當長的時間來升高溫度并且經受化學反應。為了改進這種狀況，本領域中已知的是通過在擠出步驟之前預熱導體元件來改進交聯處理。通過感應的方式實施所述預熱，即通過在導體元件內部產生加熱導體元件的渦電流來實施預熱。在實踐中，這意味著熱量也從內部傳遞到擠出的絕緣層中，并且因此，加快了所述交聯處理。圖3示出了導體元件的沿著典型的現有技術預熱器的示意性溫度曲線。如圖3所示，最靠外的層a的溫度快速升高。與最靠外的層a的溫度相比，內層b中的溫度明顯較為緩慢地升高。在預熱器的出口處，最靠外的層和內層之間的溫度相差圖3中的附圖標記DT表示的量。如以上討論的那樣，差值DT取決于渦電流強度和導體元件暴露于電場的持續時間。在預熱器的下游，根據導體元件的尺寸和溫差DT，導體元件橫截面上的溫度在一定時間內基本均化為平均溫度Tm。在此必須指出的是，如果溫差DT變得足夠大，則最靠外的層和內層之間的不同熱膨脹將易于導致所述層與層之間失去接觸，并且最終導致導體元件的金屬絲散開。結果，不僅熱量不再被傳遞到導體元件的內層金屬絲，而且塑料材料也可能會進入到最靠外的層的金本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種交聯或硫化伸長元件的方法，在所述方法中，在擠出步驟（4）中用能夠交聯的合成材料層覆蓋導體元件，并且在所述擠出步驟（4）之后進行交聯反應，而且在所述方法中，在所述擠出步驟之前的預熱步驟（3）中，通過在所述導體元件內部感應產生加熱所述導體元件的渦電流來預熱所述導體元件，其特征在于，通過逐漸升高所述導體元件的溫度實施所述預熱步驟（3），使得在所述預熱步驟結束時，所述導體元件的最靠外的區域（a）和所述導體元件的內層（b）之間的溫差（DT）保持低于預定水平。

【技術特征摘要】
2011.09.30 FI 201159601.一種交聯伸長元件的方法，在所述方法中，在擠出步驟(4)中用能夠交聯的合成材料層覆蓋包括多層金屬絲(10)的導體元件，并且在所述擠出步驟(4)之后進行交聯反應，而且在所述方法中，在所述擠出步驟之前的預熱步驟(3)中，通過在所述導體元件內部感應產生加熱所述導體元件的渦電流來預熱所述導體元件，其特征在于，利用至少兩個接連的步驟通過逐漸升高所述導體元件的溫度實施所述預熱步驟(3)，使得在所述預熱步驟結束時，所述導體元件的所述多層金屬絲的最靠外的區域(a)和所述導體元件的所述金屬絲的內層(b)之間的溫差(DT)保持低于預定水平。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩個接連的步驟之間相距一距離，并且所述距離確定為使得在一個步驟之后，在實施另一個步驟之前，溫度橫穿所述導體元件變得一致。3.一種用于交聯伸長元件的設備，在所述設備中，通過使用擠出頭(4)用能夠交聯的合成材料層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E·卡爾沃龍，
申請(專利權)人：梅勒菲爾股份有限公司，
類型：發明
國別省市：