METHOD AND DEVICE FOR COOLING A CABLE JACKET

Abstract: The invention relates to a method and device for cooling an extruded plastic cable jacket, by use of a lubricant. The cooling water, to which the lubricant has been added, is supplied via a reservoir, an intermediate cooler, and a filter device in the circuit. If required, an auxiliary circuit originating from the reservoir is connected which is used for separation of the lubricant in a separator which is held at a temperature above the inversion temperature of the lubricant/water mixture.

Description: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Kühlen eines mit einem Mantel aus vernetzbarem Kunststoffmaterial versehenen Kabels, wobei der Mantel bei seiner Extrusion durch eine Düse mit langem Fliessweg geführt und mittels eines zwischen Mantel und Innenfläche der Düse befindlichen, wasserlösliches Polyoxyalkylen enthaltenden Schmiermittelfilmes nachverformt wird, wonach das Kabel in eine Kühlzone eintritt, wo der Mantel mit unter Druck stehendem Wasser abgekühlt wird. Einzelheiten eines solchen Verfahrens zum Extrudieren und Kühlen eines Kabelmantels lassen sich der DE-AS 21 64 560 entnehmen. Dabei wurde bisher so vorgegangen, dass man das Kühlwasser unter dem zur Formstabilisierung des Kabelmantels erwünschten Druck zwischen 5 und etwa 30 kg/cm2 in die Kühlzone einbrachte, wo es sich mit dem auf dem Kabelmantel befindlichen Schmiermittelbzw. Formhilfsmittel-Schicht anreicherte, wonach man das so angereicherte Kühlwasser in aller Regel direkt in den Abwasserkanal weiterführte. Ein solches Verfahren erscheint im Hinblick auf bestimmte Fertigungsstandorte ebenso wie im Hinblick auf die erwünschte Verfahrensökonomie unbefriedigend. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Stand der Technik im Hinblick auf ökologische und ökonomische Anforderungen zu verbessern und womöglich die eingesetzten Komponenten besser zu nutzen. Diese Aufgabe wurde bei einem Verfahren der eingangsgenannten Art nunmehr dadurch gelöst, dass das für die Kühlzone benötigte Wasser im wesentlichen im Kreislauf geführt wird, mit einer Möglichkeit der Zwischenkühlung und Zwischenreinigung, und dass parallel dazu ein Anteil des Wassers in einen Nebenkreislauf abzweigbar ist, wo das Wasser einen Separator durchläuft, in dem es oberhalb der Inversionstemperatur der Schmiermittel-/Wasser Lösung unter dem Einfluss der Schwerkraft von dem in ihm enthaltenen-Schmiermittel befreit und danach in den Kühl kreislauf rückgeführt wird. Bisher scheiterte die Wiederverwendung bzw. Rückführung des Kühlwassers an der Frage der kostengünstigenAbtren- nung des darin gelösten Schmiermittels, das sich im Laufe der Kabelmantelextrusion zunehmend anreichert. Über- raschenderweise wurde nun im Zuge der umfangreichen Versuche zur Auffindung der erfinderischen Lösung festgestellt, dass sich Schmier- bzw. Formmittel aus der Gruppe der wasserlöslichen Polyoxyalkylene, insbesondere Lthy- lenoxid-Propylenoxid-Copolymere mit einem Molekulargewicht von mehr als 120 leicht durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb der sogenannten Inversionstemperatur abtrennen lassen, da oberhalb dieser Temperatur die Lösungsfähigkeit des Wassers für diese Zusätze schlagartig abnimmt, d.h. die entsprechenden Zusätze scheiden sich aus und trennen sich unter Einwirkung der natürlichen Schwerkraft von dem in der Regel leichteren Wasser. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Kühlwasser im Separator auf eine Temperatur zwischen 60 und 120 OC, vorzugsweise zwischen 80 und 95 OC gebracht, was für zahlreiche Mitglieder der Gruppe der Polyalkylenglykole gilt. Die Inversionstemperatur kann je nach der Natur des Schmiermittels variieren, so dass nach der Anweisung zu verfahren ist, das Kühlwasser im Separator auf jeden Fall oberhalb der betreffenden Inversionstemperatur zu halten. Der Nebenkreislauf, wie er zur Abtrennung des Schmierbzw. Formmittels dient, sollte in der Regel in Betrieb gesetzt werden, sobald die Menge an Zusatz im Kühlwasser Hauptkreislauf ca. 5 bis 10 Gew.% erreicht hat. Unterhalb 5 Gew.% ist der Betrieb des Nebenkreislaufes weder notwendig noch lohnend. Oberhalb 10 Gew.% nimmt der Wirkungsgrad des Kühlwassers schon merklich ab. Die Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ist gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruches 4. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 5 bis 12 gekennzeichnet. Durch die Erfindung ist es möglich geworden, mit einfachen Mitteln ohne grösseren Investitionsaufwand Betriebsmittel einzusparen, insbesondere das stetige Anfallen grosser Mengen an verunreinigten Abwässern fast auf Null zu reduzieren. Das bei der Trennung anfallende Schmiermittel kann entweder der Entsorgung zugeführt oder in bestimmten Fällen auch wieder in einem speziellen Verfahren, das nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, gereinigt und neu eingesetzt werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispieles näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale und Vorteile entnehmen lassen. Die zugehörige Figur zeigt - teilweise im Schnitt, teilweise mehr schematisch - einen Teil des Kabelextruders mit der zugehörigen erfindungsgemässen Kühlund Trennanlage. Im oberen Teil der Figur sieht man im Schnitt den Extrusionsvorgang des Kabels. Mit 10 ist der elektrische Leiter bezeichnet, mit 12 der Kabelmantel aus vernetzbarem Kunststoffmaterial, insbesondere etwa Polyäthylen, wobei die Masse um einen im Bild nicht näher bezeichneten Dorn in an sich bekannter Weise aufgebracht wird und sich in der Düse 18 mit langem Fliessweg unter weiterer Vernetzung allmählich festigt. Das hierbei zwischen dem Kabelmantel 12 und der Innenfläche 14 der Düse einzubringende Schmiermittel hat seinen Zulauf an der mit 16 bezeichneten Stelle. Im rechten Teil der Extrusionsanlage befindet sich die Kühlzone 20, in welcher das extrudierte Kabel das Kühlwasser 22 durchläuft, wonach das Kabel ins Freie austritt. Der eigentliche Kühlkreislauf bzw. Hauptkreislauf beginnt mit der Abflussleitung 24, in der das Kühlwasser freifallend aus der Kühlzone 20, in den Vorratsbehälter 26 überführt wird. Dieser hat einen Abgang 28, der in den Kühler 30 mündet, bei dem es sich beispielsweise um einen Rohrschlangenkühler handelt, der im Gegenstrom mit Werks-Kühlwasser beschickt wird. Aus diesem Kühler 30 wird das Kühlwasser mittels einer Pumpe 32 nach oben in die Filtereinrichtung 34 befördert. Bei dieser kann es sich insbesondere um einen Feststoff Filter, etwa ein Kerzenfilter oder kombinierte Filter und Reinigungssysteme handeln. Über die Zuführung 36 gelangt dann das gekühlte und gereinigte Wasser wiederum in die Kühlzone 20. Soweit der Hauptkreislauf. Der Nebenkreislauf nimmt seinen Ausgang vom Vorratsbehälter 26, von dem über die Nebenleitung 40 und eine darin angeordnete Nebenpumpe 42 Wasser in den Separator 44 abzweigbar ist. Der Separator 44 weist elektrische Heizelemente 46 auf, die thermostatisch regelbar sind. Weiterhin besitzt der Separator 44 mindestens zwei Messeinrichtungen 48, z.B. Leitfähigkeitsmesszellen, die in Verbindung mit einer Stelleinrichtung Stellimpulse an das AuslaBventil 50 geben können. Entsprechend weist auch der Vorratsbehälter 26 eine solche Messeinrichtung 47 auf, welche die Nebenpumpe 42 regelt. Im einzelnen ist zur Funktion folgendes auszuführen: Ist die Kühlanlage entleert, was etwa durch das Kühlwasser-Auslassventil 52 geschehen kann und wird mit der Extrusion eines Kabelmantels begonnen, so ist zunächst in den Vorratsbehälter 26 in ausreichender Menge über die Frischwasserzuleitung 38 Kühlwasser zuzuführen. Dieses Kühlwasser gelangt in der beschriebenen Weise über Kühler 30, Pumpe 32, Filtereinrichtung 34 und Rohrleitung 36 in die Kühlzone 20 des Extrusionsbereiches. Dort reichert sich das Kühlwasser 22 mit dem Schmier- bzw. Formmittel an, das in ihm löslich ist. Demgemäss steigt im Laufe der Produktion die Konzentration an Schmiersittel im Vorratsbehälter 26man. Dies wird durch die Messeinrichtung 47 erfasst. Bei Uberschreiten einer vorgegebenen Konzentration an Schmiermittel, vorzugsweise etwa 5 Gew.%, löst die Messeinrichtung 47 einen Stellimpuls aus, der die Nebenpumpe 42 in Betrieb setzt. Das schmiermittelhaltige Kühlwasser beginnt nun den Separator 44 zu füllen. Da dieser beheizt ist derart, dass die Inversionstemperatur überschritten wird, erfolgt im Separator q4 eine Trennung in das schwerere Schmiermittel, das sich im Fussbereich des Separators absetzt mit einem Restwasser gehalt von z.B. 50 Gew.%, und das etwas leichtere fast schmiermittelfreie Wasser, das die höhere Schicht im Separator 44 bildet. Die beiden Messzellen 48 im Separator 44 sind beispielsweise ebenfalls Leitfähigkeitsmesszellen, die auf die Leitfähigkeit des konzentrierten Schmiermittels eingestellt sind. Erreicht nun im Laufe des Betreibens des Nebenkreislaufes das abgesetzte Schmiermittel das Niveau der oberen Messzelle 48, so gibt diese einen Stellimpuls an das Auslassventil 50, wonach dasselbe sich öffnet und das Schmiermittel abgelassen wird in einen Entsorgungsbehälter oder dgl. Sinkt das Niveau des Schmiermittels dann bis auf die Höhe der unteren Messzelle 48, so löst diese einen Stellimpuls aus zur Schliessung des Auslassventils 50. Auf diese Weise wird durch eine an sich bekannte Minima-/Maxima-Niveauregelung vermieden, dass weitgehend schmiermittelfreies Kühlwasser über das Auslassventil 50 verlorengeht. Im übrigen läuft das überschüssige schmiermittelarme Kühlwasser über die Ver bindungsleitung 54 kontinuierlich zurück in den Vorratsbehälter 26. Der Nebenkreislauf wird am einfachsten durch automatische Abschaltung der Nebenpumpe 42 wieder abgeschaltet, sobald die Schmiermittelmenge im Kühlwasser unter dem vorgegebenen Wert von z.B. 5 Gew.% Schmiermittel abgesunken ist. BEZUGSZEICHENLISTE 10 Elektrischer Leiter 12 Kabelmantel 14 Innenfläche der Extrusionsdüse 16 Zulauf für das Schmier- bzw. Formmittel 18 Langdüse 20 Kühlzone 22 Kühlwasser 24 Abflussleitung 26 Vorratsbehälter 28 Kühlwasserabgang 30 Kühler 32 Pumpe (im Hauptkreislauf) 34 Filtereinrichtung 36 Zuführung des Kühlwassers in die Kühlzone 38 Frischwasserzuleitung (in den Vorratsbehälter) 40 Nebenleitung 42 Pumpe (im Nebenkreislauf) 44 Separator 46 Heizelement 47 Messeinrichtung im Vorratsbehälter 48 Messeinrichtung im Separator 50 Auslassventil (am Separator) 52 Auslassventil (am Kühler) 54 Verbindungsleitung (zwischen Separator und Vorratsbehälter)

Claims: Method of cooling a cable (10), provided with a sheath (12) of crosslinkable plastic material, in which the sheath (12) is passed in its extrusion through a die (18) with long flow path or long manifold and is subsequently shaped by means of a water-soluble lubricant film, containing polyoxyalkylene or derivatives thereof, between sheath and inner surface of the die, the cable (10) subsequently enters a cooling zone (20), where the sheath (12) is cooled with pressurized water (22), the water (22) required for the cooling zone (20) is essentially circulated, with a possibility of intermediate cooling and intermediate cleaning, parallel to this circuit, a proportion of the water (22) can be branched off into a secondary circuit, where the water (22) passes through a separator (44), in which, above the inversion temperature of the lubricant/water solution, it is freed under the effect of gravity of the lubricant contained in it and is subsequently returned to the cooling circuit. Cooling method according to Claim 1, characterized in that the cooling water in the separator is kept at a temperature between 60 and 120°C, preferably between 80 and 95°C, but in any case above the inversion temperature. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the secondary circuit is set in operation as soon as the amount of lubricant in the cooling water main circuit has reached about 5 to 10% by weight. Apparatus for carrying out the method according to one of Claims 1 to 3, having at least (a) a reservoir (26) for receiving the cooling water (22) flowing out from the cable cooling zone (20); (b) a cooler (30), adjoining the reservoir (26), for the water conducted in the cooling circuit; (c) a filter cleaning device (34) or the like for cleaning the water conducted in the cooling circuit; (d) a pump (32), connected upstream of the filter device (34); (e) pipelines (24, 36, etc.) for connecting the abovementioned components as well as a fresh water supply line (38); (f) a separator (44), which is connected to the reservoir (26) in the secondary circuit and is provided with an outlet (50) for the lubricant. Apparatus according to Claim 4, characterized in that the reservoir (26) is arranged underneath the cable cooling zone (20), has a volume of at least 4000 litres and receives the cooling water from the cable cooling zone (20) in free fall through at least one downward-leading branch line (24). Apparatus according to Claim 4 or 5, characterized in that the cooler (30) is arranged underneath the reservoir (26) and is preferably designed as a spiral tube cooler. Apparatus according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the pump (32) is arranged between cooler (30) and filter device (34) and impinges the latter on the delivery side. Apparatus according to one of Claims 4 to 7, characterized in that a fresh water supply line (38) opens out into the reservoir (26). Apparatus according to one of Claims 4 to 8, characterized in that a secondary line (40), which takes cooling water from the low-lying reservoir (26) by means of a pump (42) in the secondary circuit, opens out into the top region of the separator (44), in that furthermore there is in the bottom region of the separator (44) an outlet (50), provided with valve, for the lubricant and, approximately in the middle region, a connecting line (54) leaves, for returning the substantially lubricant-free cooling water into the reservoir (26). Apparatus according to one of Claims 4 to 9, characterized in that the separator (44) is equipped with electric heating elements (46) which are thermostatically controllable. Apparatus according to one of Claims 4 to 10, characterized in that, when a certain measured value is exceeded, preferably a measured value corresponding to a proportion of dissolved lubricant of 5% by weight, a measuring device (47) in the reservoir (26) triggers an actuating pulse for the automatic switching-on of the pump (42) in the secondary circuit, which pump delivers cooling water into the separator (44). Apparatus according to one of Claims 4 to 11, characterized in that two measuring devices (48) are fitted in the separator (44), one near the bottom, one approximately underneath the connecting line (54), which have the effect of automatic setting of the lubricant filling level, in the sense of a minima/maxima level control, by means of actuating pulses to the outlet valve (50).

Inventors: FLATZ, JOSEF, DR., KOETZ, WALTER, SCHMITZ, DIETER, Kötz, Walter
Applicants: ABB KABEL UND DRAHT GMBH
Application year: 1984
Main classification: H01B13
IPC codes: H01B13