NO159428B

NO159428B - DEVICE FOR AA HARDEN AN EXTRADED INSULATION LAYER FOR AN ELECTRIC CABLE, AND PROCEDURES THEREOF.

Info

Publication number: NO159428B
Application number: NO831055A
Authority: NO
Inventors: Christopher Larrive
Original assignee: Pirelli General Plc
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1988-09-12
Also published as: IT1161093B; NZ203688A; JPS58212015A; GB2118191B; DK102283A; DE3310731C2; NO159428C; SE8301779L; ES8403663A1; ES521594A0; DK160596B; DK160596C; IT8319763A0; ES8403662A1; SE8301779D0; AU1246583A; SE464546B; JPH039569B2; DK102283D0; NO831055L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for å herde et ektrudert isolasjonssjikt for en elektrisk kabel av den art som angitt i innledningen til krav 1, samt en fremgangsmåte for å herde et ekstrudert isolasjonssjikt for en elektrisk kabel av den art som angitt i innledningen til krav 6. The present invention relates to a device for hardening an extruded insulation layer for an electric cable of the kind stated in the introduction to claim 1, as well as a method for hardening an extruded insulation layer for an electric cable of the kind stated in the introduction to claim 6.

Bruken av en kjedelinjeformet herdeomhylling muliggjør The use of a catenary-shaped curing envelope makes it possible

som velkjent isolasjonen til kabelen når den blir herdet fra en relativt myk og plastisk tilstand når den går ut fra ekstruderhodet ved ene enden av kjedelinjen til en relativt fast og stiv tilstand ved den motsatte enden uten at der er noe krav til berøring av isolasjonen med understøttelse eller føringsinnretninger ved noen mellomliggende steder, idet kabelen ganske enkelt blir opphengt mellom med avstand anordnede steder for således å henge i en kjedelinje generelt koaksialt med den kjedelinjeformede herdeomhyllingen. Innretninger er generelt anordnet for å styre kjedelinjeposisjonen for kabelen innenfor herdeomhyllingen for å sikre at den frem-deles plastiske kabelisolasjonen ikke kommer i berøring med veggen til herdeomhyllingen og ikke blir ødelagt derved, idet slik innretning innbefatter f.eks. en kjedelinjeposisjons-sensor innenfor herdeomhyllingen forbundet med styringen av kjedelinjespenningen i kabelen ved å styre hastigheten til kabelavtrekningsinnretningen utenfor herdeomhyllingen. as is well known, the insulation of the cable when it is hardened from a relatively soft and plastic state as it exits the extruder head at one end of the catenary to a relatively firm and rigid state at the opposite end without any requirement for the insulation to touch with support or guide devices at some intermediate locations, the cable being simply suspended between spaced locations so as to hang in a chain line generally coaxial with the chain line-shaped curing sheath. Devices are generally arranged to control the chain line position of the cable within the curing sheath to ensure that the still plastic cable insulation does not come into contact with the wall of the curing sheath and is not destroyed thereby, as such device includes e.g. a catenary position sensor within the curing envelope associated with the control of the catenary tension in the cable by controlling the speed of the cable pulling device outside the curing envelope.

Ved drift av en slik anordning som anvender et fluidum, When operating such a device that uses a fluid,

væske eller gass i herdeomhyllingen som et medium for å tilføre den nødvendige varmen til isolasjonen oppstår en vanskelighet med hensyn til påvirkningen av det hydrostatiske trykket til herdefluidumet på kabelen som i kraft av trykk-forskjellen mellom innsiden og utsiden av herdeomhyllingen ved utløpsenden til kjedelinjerøret tenderer mot å ekstrudere kabelen gjennom utgangstetningen vanligvis anordnet ved ut-løpsenden til omhyllingen. Strekket påført kabelen utenfor liquid or gas in the curing sheath as a medium to supply the necessary heat to the insulation, a difficulty arises with regard to the influence of the hydrostatic pressure of the curing fluid on the cable which, by virtue of the pressure difference between the inside and the outside of the curing sheath at the outlet end of the catenary pipe, tends towards extruding the cable through the outlet seal usually provided at the outlet end of the sheath. The stretch applied to the cable outside

herdeomhyllingen, dvs. strekket påført avtrekningsinnretningen f.eks. er således ikke den samme som strekket oppnådd av kabelen i herdeomhyllingen og under visse driftsbetingelser, f.eks. hvor kabelen har en lettvektsleder hhv. ledere og et stort isolasjonslegeme og herdefluidumet er relativt tett kan situasjonen oppstå at ekstruderingskraften utviklet på kabelen ved utløpsenden til herdeomhyllingen overskrider den normalt nødvendige ytre strekket som fører til at man mister kontrollen over kabelkjedelinjeposisjonen innenfor herdeomhyllingen med økede risiko for ødeleggelse av kabelisolasjonen. the hardening envelope, i.e. the stretch applied to the pull-off device, e.g. is thus not the same as the tension achieved by the cable in the hard sheath and under certain operating conditions, e.g. where the cable has a lightweight conductor or conductors and a large insulating body and the curing fluid is relatively dense, the situation may arise that the extrusion force developed on the cable at the outlet end of the curing sheath exceeds the normally necessary outer stretch, which leads to a loss of control over the cable chain line position within the curing sheath with an increased risk of destroying the cable insulation.

Fra de norske patentene nr. 149122 og 153237 er det kjent anordninger hvor herdingen av kabelisolasjonen finner sted i et kjedelinjerør. Ingen av disse patentene omtaler problemet som oppstår ved det faktumet at varmefluidum tilført under trykk til herderøret setter opp det hydrostatiske trykket som virker på en måte som har en tendens til å ekstrudere kabelen gjennom utløpsenden til herderøret. From the Norwegian patents no. 149122 and 153237 devices are known where the hardening of the cable insulation takes place in a catenary pipe. None of these patents address the problem arising from the fact that heating fluid supplied under pressure to the curing tube sets up the hydrostatic pressure which acts in a manner that tends to extrude the cable through the discharge end of the curing tube.

Britisk patent nr. 1421109 og US-patent nr. 3868436 beskriver at en strekkraft tilføres en kabel på hvilke det påføres en ekstrudert isolasjon. Ved hvert av disse tilfellene er imidler-tid basisanordningen av en helt annen teknisk kategori, ved hvilken isolasjonen påføres i en horisontal form- og herde-anordning ved hvilken kabelen må bli holdt i strekk gjennom hele prosessen. For å tilveiebringe dette formålet er kabelen underlagt strekk oppstrøms av ekstruderingskrysshodet. British Patent No. 1421109 and US Patent No. 3868436 describe applying a tensile force to a cable onto which an extruded insulation is applied. In each of these cases, however, the basic device is of a completely different technical category, in which the insulation is applied in a horizontal forming and curing device in which the cable must be kept in tension throughout the process. To provide this purpose, the cable is subjected to tension upstream of the extrusion crosshead.

For å unngå eller i det minste i det vesentlige å redusere risikoene forbundet med ovenfornevnte problemer er det ved foreliggende oppfinnelse tilveiebrakt en anordning av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved anordningen fremgår av under-kravene 2 til 5. Foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte for å herde det ekstruderte isolsjonsjiktet for en elektrisk kabel av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 6. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten fremgår av krav 7. In order to avoid or at least substantially reduce the risks associated with the above-mentioned problems, the present invention provides a device of the type mentioned at the outset, the characteristic features of which appear in claim 1. Further features of the device appear in sub-claims 2 to 5. The present invention also relates to a method for curing the extruded insulation layer for an electric cable of the kind mentioned at the outset, the characteristic features of which appear in claim 6. Further features of the method appear in claim 7.

Forskjellige innretninger for påføring av en slik motstand mot kabelen er-mulig, spesielt med hensyn til det faktum at i området av utløpsenden til kjedelinjerøcet vil kabelisolasjonen virkelig bli herdet og være mye mindre følsom mot ødeleggelse. Tilbakeholdelsesinnretningen kan således f.eks. innbefatte bremsede belter som virker på kabelen, bremseruller eller bremsehjul eller andre friksjonsanordninger. Ideell tilbakeholdelsesinnretning vil være justerbar for tilpasning til forskjellige eller varierende kabelstørrelser og vil kunne drives ikke bare for å gjøre virkningen av de hydrostatiske kreftene utviklet ved kabelen til null, men også Various devices for applying such a resistance to the cable are possible, especially in view of the fact that in the area of the outlet end of the catenary pipe, the cable insulation will really be hardened and be much less susceptible to destruction. The retention device can thus e.g. include braked belts acting on the cable, brake rollers or brake wheels or other friction devices. Ideal restraint would be adjustable to accommodate different or varying cable sizes and would be operable not only to nullify the effect of the hydrostatic forces developed by the cable but also

for å tilveiebringe en ekstra tilbakeholdelseskraft mot hvilken kabelstrekkstyreinnretningen kan operere. to provide an additional restraining force against which the cable tension control device can operate.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempel-utførelse og med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et anlegg for å ekstrudere isolasjonen på en kabelkjerne og for å herde ekstrudert materiale i et. kjedelinjerør. Fig. 2 viser et delsnitt av fastholdelsesinnretningen The invention will now be described in more detail by means of an exemplary embodiment and with reference to the drawings, where: Fig. 1 schematically shows a plant for extruding the insulation on a cable core and for curing extruded material in a. catenary pipe. Fig. 2 shows a partial section of the retaining device

ifølge foreliggende oppfinnelse. according to the present invention.

Fig. 3 viser fastholdelsesinnretningen på fig. 2 anordnet Fig. 3 shows the retaining device in fig. 2 arranged

nær utløpsenden til kjedelinjerøret. near the outlet end of the catenary pipe.

Fig. 4A til 4D viser operasjonsfrekvensene ved kjedelinje-herderøret inneholdende en tilbakeholdelsesinnretning som på fig. 2. Fig. 5 viser et styresystem for justering av f astholdelses-innretningen på fig. 2 i samsvar med variasjoner i uttakningstrekket. Fig. 1 viser en kabelkjerne 1 tilført ved en målebelteanord-ning 2 gjennom krysshodet 3 til en ekstruder hvor et sjikt med elastomerisk isolasjon blir ekstrudert kontinuerlig på kabelkjernen 1. Utløpet til ekstruderen fører direkte inn i innløpsenden til et kjedelinjeformet herderør 4 som ved drift inneholder varm fluidum under et forutbestemt trykk. Som vist følger kabelen en kjedelinjebane gjennom kjedelinjerør-et 4, idet dets posisjon i kjedelinjerøret blir styrt gjennom en detektor 5 som bestemmer operasjonshastigheten til av-trekksbeltet 6 for å bestemme strekket i kabelen. Utløpsenden til kjedelinjerøret 4 er tettet ved hjelp av en tetteanord-ning 7. Figs. 4A to 4D show the operating frequencies at the catenary curing tube containing a retention device as shown in Figs. 2. Fig. 5 shows a control system for adjusting the retention device in fig. 2 in accordance with variations in the drawdown. Fig. 1 shows a cable core 1 supplied by a measuring belt device 2 through the crosshead 3 to an extruder where a layer of elastomeric insulation is continuously extruded onto the cable core 1. The outlet of the extruder leads directly into the inlet end of a chain-shaped curing tube 4 which during operation contains hot fluid under a predetermined pressure. As shown, the cable follows a catenary path through the catenary pipe 4, its position in the catenary pipe being controlled through a detector 5 which determines the operating speed of the pull-off belt 6 to determine the tension in the cable. The outlet end of the catenary pipe 4 is sealed by means of a sealing device 7.

Fig. 2 viser et delriss av fastholdelsesinnretningen 8 ifølge oppfinnelsen anordnet i boringen til et kjedelinjeherderør slik som det betegnet med henvisningstallet 4 på fig. 1. Tilbakeholdelsesinnretningen 8 innbefatter et sett med av-kortede kjegleelementer 9 satt inn i hverandre eller stablet sammen som vist og definert med deres på linje anordnede åpne spisser en gjennomgående passasje på kabelen 10. Elementene 9 er dannet av gummi, naturgummi eller syntetisk, avhengig av temperaturene som de skal bli utsatt for og valgt for å være i en størrelse nominelt for å passe kabelens 10 størrel-se. Elementene 9 er sikret med klemming til veggen 11 til kjedelinjerøret 4 og anordne for å bli underlagt virkningen av et par trykkringer eller kraver 12, 13, idet førstnevnte 12 er fastgjort til kjedelinjerøret og sistnevnte 13 er bevegelig aksialt i forhold til kjedelinjerøret. Det skal bemerkes at bevegelse av trykkraven 13 mot venstre (som vist på fig. 2) vil bevirke en deformasjon av elementene 9 Fig. 2 shows a partial view of the retaining device 8 according to the invention arranged in the bore of a chain line hardening pipe as designated by the reference number 4 in fig. 1. The retention device 8 includes a set of truncated cone elements 9 inserted into each other or stacked together as shown and defining with their aligned open tips a through passage of the cable 10. The elements 9 are formed of rubber, natural rubber or synthetic, depending of the temperatures to which they are to be exposed and chosen to be of a size nominal to suit the cable 10 size. The elements 9 are secured by clamping to the wall 11 of the catenary pipe 4 and arranged to be subjected to the action of a pair of pressure rings or collars 12, 13, the former 12 being fixed to the catenary pipe and the latter 13 being movable axially in relation to the catenary pipe. It should be noted that movement of the pressure collar 13 to the left (as shown in Fig. 2) will cause a deformation of the elements 9

for således å bevirke dem til å gripe kraftigere om kabelen 10 mens derimot motsatt bevegelse vil redusere fastholdelses-virkningen av elementene 9. to thus cause them to grip the cable 10 more strongly, while on the other hand the opposite movement will reduce the retention effect of the elements 9.

Fig. 3 er et eksempel som viser fastholdelsesinnretningen 8 Fig. 3 is an example showing the retaining device 8

på fig. 2 anordnet tilliggende utløpsenden til et kjedelinje-herderør 4. Et trykkforbiløp 14 er anordnet rundt fastholdel-seselementet 8 og der er også anordnet nedstrøms av fastholdel-seselementet 8 en pneumatisk tetning 15 og en hurtig fri-gjøringskabeltetning 16. Fig. 4A til 4D viser operasjons- on fig. 2 arranged adjacent to the outlet end of a chain line curing pipe 4. A pressure bypass 14 is arranged around the retaining element 8 and there is also arranged downstream of the retaining element 8 a pneumatic seal 15 and a quick release cable seal 16. Figs. 4A to 4D show operational

frekvenser involvert ved oppstillingen av en kjedelinjevul-kaniseringslinje slik som den på fig. 3. På fig. 4A blir kabelens begynnelsesende 20 trukket gjennom kjedelinjerøret 4 med en trosse 21 med liten diameter som gir opphav til kun en svært liten hydrostatisk kraft som virker på hurtig frigjøringstetningen 16. Ved disse betingelsene er det av-følte uttrekningsstrekket relativt høyt og dette bevirker at trykkraven 13 (fig. 2) til fastholdelsesinnretningen 8 blir justert mot høyre for således å gjøre virkningen av fastholdelsesinnretningen 8 til et minimum og tillate en relativt fri passasje av kabelens begynnelse 20. Fig. 4B viser hvorledes kabelens begynnelse 20 samvirker med fastholdelsesinnretningen 8, men ellers er betingelsene som for fig. 4A siden fastholdelsesinnretningen 8 blir forbi-ført ved hjelp av forbiføringslinjen 14. Når, som vist på fig. 4C, kabelbegynnelsen 20 går inn i tetningen 15 reduseres trykket mellom tetningen 15 og trossetetningen 16 (kabeltetningen) mot atmosfæretrykket og den hydrostatiske kraften utviklet av kabelen i kraft av trykket på herdemedi-umet øker drastisk. Uttrekningsspenningen i kabelen faller tilsvarende og som følge av dette fallet blir fastholdelsesinnretningen 8 påvirket ved tilsvarende venstrevirkende bevegelse av trykkraven 13. På fig. 4D er trossetetningen 16 åpnet forberedende for kabelens begynnelse 20 gående ut fra kjedelinjerøret bg fastholdelsesanordningen 8 tilpasset en normal operasjonsbetingelse hvor i avhengighet av varierende uttrekningsstrekk den tilført til kabelen en variabel tilbakeholdelsesvirkning. frequencies involved in setting up a chain line vulcanization line such as the one in fig. 3. In fig. 4A, the initial end 20 of the cable is pulled through the catenary pipe 4 with a small diameter rope 21 which gives rise to only a very small hydrostatic force acting on the quick release seal 16. Under these conditions, the sensed pull-out stretch is relatively high and this causes the pressure collar 13 (Fig. 2) until the retaining device 8 is adjusted to the right so as to make the effect of the retaining device 8 to a minimum and allow a relatively free passage of the beginning of the cable 20. Fig. 4B shows how the beginning of the cable 20 cooperates with the retaining device 8, but otherwise is the conditions as for fig. 4A since the retaining device 8 is passed by means of the passing line 14. When, as shown in fig. 4C, the cable beginning 20 enters the seal 15, the pressure between the seal 15 and the rope seal 16 (the cable seal) is reduced against the atmospheric pressure and the hydrostatic force developed by the cable due to the pressure on the curing medium increases drastically. The pull-out tension in the cable drops correspondingly and as a result of this drop, the retaining device 8 is affected by a corresponding leftward movement of the pressure collar 13. In fig. 4D, the rope seal 16 is opened preparatory to the beginning of the cable 20 going out from the catenary tube bg the retention device 8 adapted to a normal operating condition where, depending on the varying pull-out tension, it adds to the cable a variable retention effect.

Fig. 5 viser et styresystem for justering av fastholdelsés-innretffingen 8 på fig. 2 i samsvar med variasjoner i det avfølte uttrekningsstrekket. Gummikjeglene 9 til fastholdelsesinnretningen 8 blir komprimert for å tilveiebringe nødvendig bremsekraft ved hjelp av et par hydrauliske sylindre 30, 31. Graden av kompresjonen og følgelig stør-relsen på bremsekraften blir bestemt av forskyvningen til disse sylindrene. Forskyvningen blir bestemt ved hjelp av en hydraulisk treposisjonsventil 32 som tilveiebringer en klemming, en nøytral og en frigjøringsmodus. Denne ventilen blir styrt automatisk ved hjelp av et elektrisk logikksystem 3 3 matet ved hjelp av et signal fra en lastecelle som over-våker uttrekningsstrekket via omdreiningshjulet (fig. 1). Fig. 5 shows a control system for adjusting the retaining device 8 in fig. 2 in accordance with variations in the sensed pull-out line. The rubber cones 9 of the retaining device 8 are compressed to provide the necessary braking force by means of a pair of hydraulic cylinders 30, 31. The degree of compression and consequently the magnitude of the braking force is determined by the displacement of these cylinders. The displacement is determined by means of a hydraulic three-position valve 32 which provides a clamping, a neutral and a release mode. This valve is controlled automatically by means of an electrical logic system 3 3 fed by means of a signal from a load cell which monitors the extraction distance via the revolving wheel (fig. 1).

To sett punkter er valgt, et lavt og et høyt. Dersom uttrekningsstrekket er under det lave nivået blir bremsen 8 anbrakt til å klemme inntil tidspunktet hvor forskyvningen er tilstrekkelig for å frembringe nok bremsekraft for å øke uttrekningsstrekket til det lave nivået hvor den så vil endre til nøytral drift, dvs. ingen ytterligere forskyvning vil finne sted. Skulle kabelstørrelsen økes for en gitt forskyvning vil bremsekraften øke og følgelig også avtrek-ningstrekket. Dersom strekket øker over den høye grensen vil bremsen frigjøres på lignende måte. Styresystemet er totalt uavhengig av kjedelinjestillingsdetektoren 5 som sty-rer hastigheten til uttrekningsanordningen 6. Two sets of points are selected, one low and one high. If the pull-out distance is below the low level, the brake 8 is applied to clamp until the time when the displacement is sufficient to produce enough braking force to increase the pull-out distance to the low level where it will then change to neutral operation, i.e. no further displacement will take place . Should the cable size be increased for a given displacement, the braking force will increase and consequently also the pulling force. If the stretch increases above the high limit, the brake will be released in a similar way. The control system is completely independent of the chain line position detector 5 which controls the speed of the extraction device 6.

Claims

1. Apparatus for curing an extruded layer of insulation for an electric cable, comprising a curing tube for the continuous passage of the insulated cable, the tube being formed at least in part as a catenary, and means for filling the tube with a heated fluid to effect curing of the cable insulation layer in the curing tube, characterized in that a cable retention device (8) is placed at or adjacent the outlet end of the curing tube (4) to cancel the effect of the hydrostatic pressure on the heated fluid which tends to extrude the cable through the outlet end, said cable retention device (8 ) is provided with one or more flexible elements (9) in a sliding, frictional interaction with the cable, and an adjustable pressure element (13) to press the element or elements (9) against the cable in order to adjust the retaining frictional force on the cable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the flexible elements (9) are cone-shaped elements which are connected together and arranged coaxially in the curing tube (4) which is open at their tip to allow the cable to pass through, and that the adjustable pressure element (13 ) is a pressure collar or pressure ring.

3. Device according to claim 1, characterized in that a strain sensor for sensing the cable length is arranged at a point downstream of the curing pipe (4), the sensor being operatively connected to the pressure element (3) to effect adjustment thereof for stabilization of the cable length.

4. Device according to claim 3, characterized in that the strain sensor is arranged to place the cable retention device (8) in an intermediate restraint application state when the dropped strain is between predetermined low and high levels into a high restraint application state when the sensed strain is below the low level and into a low hold apply state when the sensed stretch is above the high level.

5. Device according to claim 1, 3 or 4, characterized by a detector (5) for sensing the position of the cable chain line in the curing pipe (4) and corresponding control of the speed of the extraction device (6) for the cable in order to thus stabilize the position of the cable chain line.

6. Method of curing an extruded insulation layer for an electric cable, comprising passing the insulated cable through a curing tube, the tube being formed at least in part as a chain line and filling the tube with a heated fluid to effect hardening of the cable insulation layer in the curing tube, characterized in that a cable retention device (8) is placed at or adjacent the outlet end of the curing tube (4) to cancel the effect of the hydrostatic pressure on the heated fluid which tends to extrude the cable through the outlet end, said cable retention device (8) is provided with one or more flexible elements (9) in a sliding, frictional interaction with the cable, and that an adjustable pressure element (13) presses elements or the elements (9) against the cable in order to adjust the retaining frictional force on the cable.

7. Method according to claim 6, characterized by sensing the tension in the cable at a point downstream of the curing tube and corresponding adjustment of the retention in order to stabilize the tension.