Brevet FR2565887A1 — publié le 19851220

La présente invention est relative aux lignes de vulcanisation pour cableries et se rapporte plus particulièrement à des perfectionnements apportés à ces lignes en vue d'améliorer leur productivité, Les lignes de vulcanisation de cableries, destinées å la réalisation par extrusion des couches en matière synthétique (PRC, Elastomères ou autres) sont des unités de cuisson ou de vulcanisation en continu de matières isolantes sur une âme métallique en cuivre ou en aluminium, de section variable. La notion de vitesse de passage, liée à une longueur de cuisson dans un tube d'acier, généralement en forme de chainette et liée à une longueur de refroidissement venant à la suite de la cuisson, définit un niveau de cuisson (dont résulte un taux de réticulation) et une température de réception du cable, qui sont fonction de l'épaisseur de l'isolant à traiter. La performance d'une ligne de vulcanisation dépend donc des deux conditions suivantes: - un temps de séjour suffisamment important pour assurer une bonne qualité du produit, - une température acceptable à la réception pour éviter les collages à l'enroulement, Il y a environ une dizaine d'années, les performances des extrudeuses qui débitaient de l'ordre de 200 kg à l'heure avait conduit à installer des lignes d'une centaine de mètres de longueur. Les lignes de ce type comprennent des extrudeuses monovis classiques sur lesquelles il est difficile de maitriser les facteurs suivants: - Débit élevé - Basse température - Pression élevée. Dans ces installations, à une vitesse affichée correspondent toujours un débit et une température pour une pression donnée. Plus récemment la Demanderesse a développé une machine très performante comprenant une extrudeuse double vis et une autre monovis. Cette technique a fait l'objet de deux brevets n' 217364 et n- 2 212 229. Elle permet de doubler les débits et de les porter à 400 à 600 kg/h selon les mélanges tout en réduisant la consommation d'énergie. L'utilisation d'une installation de ce type assure une conjugaison harmonieuse des trois facteurs précités. On obtient en effet: - dans une première phase un mélange et un malaxage par friction contra-rotative, avec un débit élevé et à basse température; - dans une seconde phase, le dégazage, l'extrusion et la filtration à pression élevée. Ce procédé est applicable à la réalisation de cables basses tensions en polyéthylène réticulé chimiquement (PRC), éthylène propylène diène monomère (EPDM), élastomères, etc ... de cables moyennes tensions en PRC, EPDM, éthylène propylène rubber (EPR), polyéthyléne (PE) etc,... de câbles hautes et très hautes tensions en PRC, PE, aux mélanges d'halogènes etc.; - possibilité pour les câbles très hautes tensions d'assurer une filtration continue à basse température, avec ou sans injection de peroxyde. Or, l'installation d'une extrudeuse de ce type exige une augmentation importante de la longueur des tubes de vulcanisation pour obtenir des temps de ;jour et des températures de réception convenables. Bien entendu l'augmentation de la longueur de 1 installation entraine un accroissement de son prix de revient. L'invention vise à remédier aux inconvénients des installations de la technique antérieure en créant une installation de vulcanisation continue notamment pour la réalisation de l'isolation de câbles électriques, qui tout en présentant une longueur moindre que les installations classiques permette d'assurer les opérations de revêtement moyennant un temps de séjour et avec une température réception convenables. Elle a donc pour objet une installation de vulcanisation notamment pour le revêtement de câbles électriques comprenant des moyens d alimentation de l'installation en matière destinée à former l'isolation, des moyens d'extrusion de ladite matière autour de l'âme d'un câble à revêtir et un tube de vulcanisation du revêtement du câble obtenu par extrusion, caractérisée en ce que lesdits moyens d'extrusion comportent un étage d'extrusion à double vis de plastification de ladite matière à température controlée, un étage d'extrusion à simple vis de mise en pression de ladite matière plastifiée et une tête d'extrusion traversée par l'âme dudit câble à revêtir et en ce qu'elle comporte en outre des moyens de préchauffage de l'âme du câble disposes en amont de la tête d'extrusion sur le trajet de ladite ame et un automate de conduite, de commande, de surveillance et de régula- tion de'l'alimentation desdits moyens de préchauffage, de la vitesse de déplacement du câble, du débit des étages d'extrusion et de leur alimentation en matière d'isolation L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels:: - la Fig.1 est une vue schématique d'une installation de vulcanisation suivant l'invention appliquée à la fabrication d'un câble basse tension, une couche d'isolant; - la Fig.2 est une vue schématique d'une installation de vulcanisation suivant l'invention appliquée à la fabrication d'un câble haute tension à trois couches d'isolant et de matériau semi-conducteur. L'installation représenté sur la Fig.1 comporte une trémie 1 destinée à recevoir un matériau granuleux ou pulvérulent en vue de l'acheminement vers une extrudeuse ayant un étage d'extrusion à double vis 2 destiné à assurer la plastification à température contrôlée du matériau précité. La sortie de l'étage d'extrusion à double vis est reliée à l'entrée d'un étage d'extrusion à vis simple 3 de mise sous pression du produit plastifié par l'étage d'extrusion à double-vis. Dans la pratique, les étages 2 et 3 font partie d'une seule et même machine commercialisée sous. le nom BDV {boudineuse double vis) faisant l'objet des deux brevets précités. A la sortie de l'étage 3 est disposée une tête d'extrusion 4 placée à l'entrée d'un tube de vulcanisation comprenant une zone de cuisson 5 suivie d'une zone de refroidissement 6. La tête ~4, et le tube de vulcanisation 5,6 sont traversés par un cable 7 déroulé d'une bobine 8 débitrice de câble nu et enroulé sur une bobine 9 de réception de câble isolé entrainé par un cabestan non représenté. En amont de la tête d'extrusion 4, sur la trajectoire du câble 7 l'installation comprend une inductance 10 de chauffage du câble dont le circuit d'alimentation 11 est connecté à un circuit 12 de conduite, de commande, de surveillance et de régulation de l'intensité du courant d'alimentation de l'inducteur 10 du cabestan entrainant la bobine réceptrice 9 du câble, du débit des étages d'extrusion 2 et 3 et du débit de matière d'isolation fournie aux étages 2 et 3, dont la mesure est obtenue à l'aide d'un détecteur de débit 13. Dans l'installation de la Fig.1, la tête d'extrusion 4 est constituée par une tête dite "simple couche" alimentée par l extrudeuse double-vis-vis simple. L'installation représentée sur la Fig.2 est destinée à réaliser une isolation de câble à moyenne et haute tension, formée d'une couche de matière semiconductrice entourant l'âme métallique du câble, d'une couche de matière isolante et d'une couche de matière semi-conductrice externe. Comme l'installation de la Fig.1, l instal- lation de la Fig.2 comporte une trémie 15 de réception du matériau destiné à constituer la couche isolante. La trémie 15 alimente une extrudeuse 16 à débit élevé ayant un étage double vis 17 et un étage à vis simple 18 disposés en cascade. Pour les couches interne et externe de matière semi-conductrice, l'installation comporte en outre deux extrudeuses monovis 19 et 20 dont les caractéristiques de débit sont suffisantes pour assurer cette fonction. Les extrudeuses 16,19 et 20 sont reliées à une tête d'extrusion 21 qui est une tête "trois cou ches" capable de déposer en une seule passe, les trois revêtements de l'âme du câble. Comme l'installation décrite précédemment, l'installation de la Fig.2 comporte une inductance de préchauffage 22 dont le circuit d'alimentation 23 est connecté à un automate 24 de conduite, de commande, de surveillance et de régulation analogue au circuit 12 de l installation de la Fig.1. Bien entendu, cet automate commande également le fonctionnement des extrudeuses monovis 19 et 20. La tête d'extrusion trois couches 21 est, comme dans le mode de réalisation de la Fig.1, traversée par un câble 25 qui se-déroule d'une bobine débitrice 26 et qui, passe dans un tube de vulcanisation comportant une zone de cuisson 27 et une zone de refroidissement 28 pour être enroulé sur une bobine réceptrice 29. Un tel agencement permet d'améliorer le rendement des lignes neuves mais il peut également être utilisé avec succès sur des installations existantes. Par exemple un câble de 20 KV à âme en alu 2 minium ayant une section de 150 mm2 est fabriqué, en utilisant un dispositif de préchauffage de 50 KW, à une vitesse de 20 m/mn alors que sans préchauffage un tel câble n'est débité qu'à 12 m/mn. La puissance de préchauffage de l'âme est déterminée par chaque application. Les automates de commande 12 de la Fig.1 et 24 de la Fig.2 peuvent avantageusement être constitués par des ordinateurs convenablement programmés, qui sont utilisés pour assurer une conduite optimale de chaque fabrication sur la ligne, en fonction de paramètres tels que le temps de séjour dans la zone de cuisson dont résulte un taux de réticulation et la température de réception à l'enroulement du produit fini. REVENDICATIONS 1. Installation de vulcanisation notamment pour le revêtement de câbles électriques comprenant des moyens (1;15) d'alimentation de l'installation en matière destinée à former l'isolation, des moyens (2,3,4;17 à 21) d'extrusion de ladite matière autour de l'âme (7;25) d'un câble à revêtir et un tube (5,6; 27,28) de vulcanisation du revêtement du câble obtenu par extrusion, caractérisée en ce que lesdits moyens d'extrusion comportent un étage d'extrusion à double vis (2;17) de plastification de ladite matière à température contrôlée, un étage d'extrusion à simple vis (3;18) de mise en pression de ladite matière plastifiée et une tète d'extrusion (4;21) traversée par l'âme (7;25) dudit câble à revêtir et en ce qu'elle comporte en outre des moyens (10;22) de préchauffage de l'âme du câble disposés en amont de la tête d'extrusion sur le trajet de ladite âme et un automate (12;;24) de conduite, de commande, de surveillance et de régulation de l'alimentation desdits moyens de préchauffage, de la vitesse de déplacement du câble, du débit des étages d'extrusion et de leur alimentation en matière d'isolation. 2. Installation suivant la revendication 1, destiné à la réalisation d'un câble revêtu d'un isolement formé d'une couche interne de matériau semiconducteur, d'une couche intermédiaire de matériau isolant et d'une couche externe de matériau semi-conducteur, caractérisé en ce que lesdits moyens d'extrusion comprennent une extrudeuse (16) pour le matériau isolant ayant un étage à double vis (17) et un étage (18) à vis simple disposés en cascade, une extrudeuse (19) à vis simple pour la couche interne de matériau semi-conducteur et une extrudeuse (20-) à vis simple pour la couche externe de matériau semi-conducteur. lesdites extrudeuses (16,19,20) étant reliées à une tête d'extrusion à trois couches (21) capable d'extruder simultanément lesdites couches interne et externe de matériau semi-conducteur et ladite couche intermédiaire de matériau isolant. 3. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de préchauffage de l'âme du câble sont constitués par une inductance (10;22) dont l'alimentation (11;23) est connectée audit circuit (12;24) de conduite, de commande, de surveillance et de régulation. 4. Installation suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit circuit de commande (12;24) de conduite, de commande, de surveillance et de régulation est un ordinateur convenablement programmé.