Способ изготовления электрического провода и вакуумируемая экструзионная головка для наложения оболочки на электрический провод

 

Союз Советскнк

Соцмалмстмчеснне республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)888216 (6l ) Дополннтельное к авт. санд-ву(22) Заявлено 290180 (21) 2878223/24-07 с присоединением заявки РЙ (51) М. Кл.

Н 01 В 13/06

Н 01 В 13/22

1екфдаретееккме кемктет

ИьР ва алием кзебретеккк к етерыт«1 (23) Прнорнтет

Опубликовано 07.128 1. Бюллетень № 45

Вата опубликования опнсання 07,1281 (53) УДК 621 ° 315 (088.8) (72) Авторы нзобретення

М,A.Áoåâ, P Ï.Áðàãèíñêèé, М.А

А.В.Настенко, А.К.Рудакова, Н нов, .ЯляхТер (71) Заявнтель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОВОДА

И ВАКУУМИРУЕМАЯ ЭКСТРУЗИОННАЯ ГОЛОВКА

ДЛЯ НАЛОЖЕНИЯ ОБОЛОЧКИ НЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОВОД

Изобретение относится к техноло:гии изготовления электрических проводов с нагревостойкой изоляцией и защитной оболочкой.

Нагревостойкость изоляции может быть обеспечена как выбором материаS ла изоляции, так и армированием этого материала, например., стекловолокном. Для армирования изоляции стекловолокном могут использоваться раз1О личные технические решения. Так, известен способ изготовления электрического провода (11, при котором между изоляцией из поликарбоната или окиси полиолефина и оболочкой из поливи1S нилиденфторида накладывается промежуточный слой из пропитанного стекловолокна. Недостатками такого способа является сложность процесса изготовления кабеля так как требуются дополни1

26 тельные технологические операции наложения и пропитки стекловолокна.

Можно получить армированное покрытие, вводя в экструдируемую оболочку стеклонити путем подачи их в зону между дорном и матрицей головки экструдера (2) . Но такое покрытие можно накладывать только в том случае, когда экструдирование осуществляется либо без вытяжки, либо с вытяжкой в пределах упругости нитей стекловолокна (до 1,54)

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу изготовления провода с нагревостойкой изоляцией является способ, при котором на токопроводящую жилу последовательно накладывают экструзией с вытяжкой изоляцию из пориолефина низкой плотности с температурой плавления

108-120 С и экструзией с вытяжкой не менее 4004 оболочку из поливинилиденфторида с температурой плавления.

171-180 С T3), Этот способ весьма технологичен, производителен, но провода, изготовленные этим способом, имеют недостаточно высокие механи" ческие .характеристики при температу888216 ре, близкой к температуре плавления материала изоляции, и, в частности, недостаточную стойкость изоляции к продавливанию. Увеличить стойкость изоляции этих проводов к продавливанию можно одним из известных, укаэанных выше, способов. Однако эти техни" ческие решения либо весьма трудоемки, либо не обеспечивают требуемых толщин изоляции. о

Целью данного способа изготовления провода является повышение механических характеристик провода, и, в частности, стойкости изоляции к продавли,ванию, при температурах, близких к температуре плавления изоляции.

Цель достигается тем, что в процессе наложения оболочки под последней поверх изоляции параллельно токопроводящей жиле распологают стеклонити и после наложения оболочки производят термообработку полученной заготовки до температуры выше плавления материала изоляции, но ниже плавления материала оболочки, при этом заготовку в процессе термообработки подвергают вращательным колебаниям вокруг продольной оси, кроме того термообработку осуществляют в индукторе, при этом до подачи заготовки в индуктор ее закручивают, а раскрутку осуществляют в индукторе.

Объектом изобретения является также вакуумируемая экструзионная головка для наложения оболочки на электрический провод по предложенному зз способу.

Известна вакуумируемая экструэионная головка f2) содержащая дорн, матрицу и распределительную розетку с направляющими для армирующих ни4О тей, в которой направляющие для армирующих нитей выполнены в виде отверстий в корпусе головки, по которым стеклонити поступают в полость между дорном и матрицей. Такая головка позволяет накладывать оболочку, армированную стеклонитями. Однако, как это было указано выше, она не может использоваться для реализации предложенного способа, поскольку не до- $0 пускается наложение оболочки с вытяжкой.

Предложенная головка отличается тем, что распределительная розетка выполнена в виде, зафиксированной $S в канале дорна съемной трубы с наружным диаметром на переднем участке, соответствующим внутреннему диа4 метру дорна на этом участке, при этом направляющие выполнены в виде продольных канавок на наружной поверхности укаэаннаго участка, а канал дорна на переднем участке выполнен ступенчатым, причем торец ступени сопряжен с торцом трубы.

На фиг. 1 изображена технологическая цепочка изготовления провода по предложенному способу на фиг. 2 изображен вариант. осуществления способа вращательных колебаний заготовки вокруг продольной оси с использованием петлевого индуктора для термообработки заготовки на фиг. 3 показана вакуумируемая экструзионная головка для продольного наложения армирующих изоляцию стеклонитей и одновременного наложения оболочки.

Как показано на фиг. 1, технологический процесс изготовления прово да включает следующие операции: изготовление токопроводящей жилы, наложение изоляции; предварительное облучение изоляции; продольное наложение стеклонитей; экструзирование оболочки; облучение заготовки; вращательные колебания заготовки, термообработку.

Изготовление токопроводящей жилы и наложение полиолефиновой изоляции на токопроводящую жилу осуществляют по обычной технологии.

Изолированную заготовку подвергают предварительному облучению потоком быстрых электронов при ускоряющем напряжении 0,7 ИэВ и токе пучка 10 мА до обеспечения поглощенной дозы, равной 50 Мрад, что составляет примерно 503 от оптимальной дозы поглощения для данного материала.

На полученную заготовку, поверх изоляции из облученного полиолефина, накладывают нити стекловолокна, в частности, при изготовлении провода сечением токопроводящей жилы О, 35 мм накладывают 32 нити марки БС6-6,8х .Х.1х2(100), а при изготовлении провода сечением токопроводящей жилы

0,5 мм с изоляцией из сополимера этилена с пропиленом накладывают 37 нитей той же марки. В обоих случаях нити накладывают продольно (параллельно токопроводящей жилы). Оболочку из поливинилиденфторида толщиной

0,13 мм накладывают поверх стеклонитей методом экструзии с вытяжкой 800- 10003 с вакуумированием дорна.

Таблица 1

Изменение стойкости йроводов сечением 0,35 мм к продавливанию при 150 С в зависимости от сдавливающей силы

Сдавливающее усилие, Н

Провода, изготовленные по предложенному способу без термообработки

Провода, изготовленные по способу-прототипу

Провода, изготовленные по предложенному способу с термообработкой не выдерживают выдержи вают выдерживают выдерживают

7,5 не выдерживают выдерживают

10,0 не выдерживают

S 8882!

Продольное наложение стеклонитей совмещают с наложением оболочки иэ полифинилиденфторида, причем лимитирующей производительность является операция наложения оболочки. 5

Затем полученную заготовку облучают, как это указано выше, но при энергии 0,9 ИэВ и токе пучка 10 мА до обеспечения общей поглощенной дозы в изоляции 100 Ирад, а в обо- iy лочке 25 Ирад.

После облучения заготовку подвергают термообработке, нагревая ее до температуры 150-170 С, и выдерживают при этой температуре до образова- 1у ния армированного слоя изоляции.

Качество армирования изоляции может быть улучшено, если заготовку до и в процессе термообработки подвергать вращательным колебаниям вокруг продольной оси. На фиг. 2 йзображейо. устройство, реализующее- такой способ;

Крутильные колебания в заготовке 1 создают путем вращения роликов 2 относительно двух скрещивающихся 33 осей 3 и 4. При этом вращение роликов вызывает- последовательно зукрутку и раскрутку заготовки., акРутка заготовки перед термообработкой вызывает более равномерное распределение стеклонитей по поверхности изоляции за счет крутящих и растягивающих сил, а термообработка в процессе раскрутки, осуществляемая в индукторе 5, ° снимает напряжение элементов заготовки. Заготовка может подаваться в индуктор в предварительно нагретом состоянии, а в индукторе в этом случае осуществляется окончательный нагрев, завершающий термообработку изоляции °

Скорость вращения крутильного приспособления относительно невысока, что, по существу, не вызывает ощутимых центробежных усилий и позволяет пропускать через один индуктор одновременно несколько параллельных заготовок.

Предложенный способ позволяет получать провода, изоляция которых имеет высокие механические свойства,и, в частности, стойкость к продавливанию при высоких температурах.

Сводные данные по стойкости проводов к продавливанию в сравнении с известными проводами приведены в табл. и 2. В табл. 1 приведены данные об изменении стойкости изоляции проводов к продавливанию при температуре 150 С в зависимости от сдавливающей силы. В табл. 2 приведены данные об изменении стойкости изоляции проводов к продавливанию при сдавливающем усилии 10,0 Н в зависимости от температуры испытаний.

888216

Таблица 2

Изменение стойкости проводов сечением 0,35 мм к продавливанию при сдавливающем усилии 19,0 Н в зависимости от температуры испытаний

Провода, изготовленные по предложенному спосооу с термообработкой

Провода, изготовленные по предложенному способу беэ термообработки

105 выдерживают выдерживают

r выдерживают

«If»

)20 не выдерживают

130 не выдерживаютl I»

140

«н

l1»

«I I»

150

«tl»

Температура Провода,. изготовлениспытаний, ные по способу-проо0 тотипу

Испытания на продавливание проводили, создавая сдавливающее усилие с помощью цилиндров диаметром 4 мм.

В качестве показателя стойкости принимали отсутствие пробоя испытательным напряжением 1,5 кВ переменного тока частотой 5 0 Гц в течение 1 мин.

Фактические значения электрической прочности проводов, выдержавщих исны- sS тания, составляют 2-7 кВ.

Как видно из табл. 1 и 2, провода, изготовленные по предложенному способу, имеют большую нагревостойкость, чем провода, изготовленные по способу- аа прототипу, и могут быть отнесены к более высокому классу нагревостойкости. Такие провода могут быть использованы в условиях повышенных механических нагрузок при высоких темпера- 4 турах ° Аналогичные результаты получены в проводах с изоляцией из сополимера этилена с пропиленом и с оболочкой иэ фторопласта 40-QE

Как показано на фиг. 3, вакуумируемая экструзионная головка 6 для наложения оболочки, выполненная согласно изобретению, снабжена приспособлением 7 для вакуумирования полости между дорном 8 и матрицей 9 и содержит распределительную розетку с направляющими для армирующих нитей, выполненную в виде зафиксированной в канале 10 дорна 8 съемной трубы 11 с продольными канавками 12 на наружной поверхности. Канал 10 имеет ступени13 и 14. Наружный диаметр(Д) трубы 11 на переднем участке соответствует диаметру ступени 13 канала 10.

Торец 15 трубы 11 сопряжен с торцом ступени 14 дорна 8.

Перед заправкой стеклонитей трубу, с пропущенной сквозь нее изолированной жилой, вытаскивают из канала 10 дорна 8 и в канавки 12 вставляют стеклонити, а их концы, выходящие эа пределы трубы 11, закрепляют на изолированной жиле, например, с помощью бандажа. Трубу со стеклонитями вставляют в дорн и проталкивают ее вперед до упора в ступень 14, под" держивая при этом стеклонити в натянутом состоянии путем вытягивания их с изолированной жилой из дорна 8 по мере перемещения трубы в его канале 10. При этом, поскольку диаметр Д трубы 11 соответствует диаметру ступени 13, в процессе заправки стеклонити не выпадают из канавок 12. Процесс заправки упрощается, если дополнительно закрепить стеклонити временным бандажом непосредственно на задней части трубы 11. Канавки 12 на наружной поверхности трубы могут быть выполнены одинаковой конфигурации, но могут и отличаться друг от друга по форме и размерам °

888216

Следует отметить, что близость точки наложения стеклонити на изоляцию к точке наложения оболочки, обеспеченная в результате своеобразного совмещения дорна с розеткой, значительно улучшает равномерность наложения стеклонити на изоляцию. формула изобретения

1. Способ изготовления электрического провода, при котором на токопроводяющую жилу последовательно накладывают экструзией с вытяжкой изоляцию из полиолефина и экструзией с вытяж-. кой не менее 4003 оболочку из термопластичного материала с температурой плавления выше температуры плавления материала изоляции, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения механических .характеристик провода путем армирования изоляции, в процессе наложения оболочки под последней поверх изоляции параллельно токопроводящей жиле располагают стеклонити и .после наложения оболочки производят термообработку полученной заготовки до температуры выше плавления материала изоляции, но ниже плавления материала оболочки.

2. Способ по п.l о т л и ч а юшийся тем, что заготовку до и в процессе термообработки подвергают вращательным колебаниям вокруг продольной оси.

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю— шийся тем, что термообработку

I осуществляют в индукторе, при этом до подачи заготовки в индуктор ее закручивают, а раскрутку осуществляют в индукторе.

4. Вакуумируемая экструзионная головка для наложения оболочки на электрический провод, содержащая дорн, матрицу и распределительную розетку с направляющими для армирую" щих нитей, отличающаяся тем, что распределительная розетка выполнена в виде зафиксированной в канале дорна съемной трубы с наружным диаметром на переднем участке, соответствующим внутреннему диаметру .дорна на этом участке, при этом направляющие выполнены в виде продольных канавок на наружной поверхности указанного участка.

5. Головка по и. 4, о т л и ч а ющ а я с я тем, что канал дорна на переднем участке выполнен ступенчатым, при этЮ торец ступени сопряжвн с торцом трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиае

1. Патент Франции И 1599645, кл. Н 01 В, опублик., 1970 °

2. Патент ФРГ И 2344577, кл. Н 01 В 7/00, опублик., 1976.

3; Боев M.À., Привезенцев В.А.

Современные конструкции отечественных и зарубежных низковольтных про водов, применяемых в тяжелых услови- . ях эксплуатации. - "Электротехническая промышленность. Серия кабельная техника", 1977, вып.5 (147), с.20.