Способ непрерывного изготовления ГТР-слоя электропроводника из потока металла на ПМК-головке литьевой машины

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 5, 2014, www.kabel-news.ru

58

Производство

ÏÀÒÅÍÒ

Т

ехнология скрутки гибких повивов электро-
проводника из отдельных проволок до на-
стоящего времени является определяющей 
для всех кабельных предприятий РФ и дру-

гих стран, несмотря на высокую сложность и трудо-
ёмкость.

Предлагаемый способ непрерывного изготовле-

ния гибкого трубчатого слоя электропроводника из 
потока металла на проходной многоканальной го-
ловке (ПМК) индукционной машины непрерывного 
литья электротехнического металла (меди, алюми-
ния и др.) позволяет производить однослойный элек-
тропроводник требуемого класса гибкости с запол-
ненным или без заполнения центральной части его 
гибкого трубчатого слоя. На линии из конструктивно 
идентичных литьевых машин может быть получен 
многослойный электропроводник, каждый гибкий 
трубчатый слой которого последовательно накла-
дывают один на другой до получения суммарной ве-
личины нормальных сечений из элементов, равной 
заданному сечению электропроводника по току, в 
совмёщенном непрерывном автоматизированном 
техпроцессе формования и наложения изоляции.

Технология изготовления гибкого трубчатого 

слоя из потока расплавленного металла исключает 
все сложнейшие процессы изготовления проволоки, 
трудоёмкую и малопроизводительную циклическую 
технологию скрутки и обеспечивает заданные пара-
метры электропроводника и соответственно кабе-
лей и проводов.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. 

Название изобретения.

 Способ непрерывного 

изготовления гибкого трубчатого слоя (ГТР-слой) то-
копроводящей жилы (электропроводник) из потока 
металла, осуществляемый на проходной многока-
нальной головке (ПМК-головка), установленной на 

*  Заявка на изобретение: 2006143690/02, 11.12.2006. 

Дата публикации заявки: 20.06.2008. Бюл. № 17.

Способ непрерывного изготовления 
ГТР-слоя электропроводника из 
потока металла на ПМК-головке 
литьевой машины

*

Альберт ЛИСТРАТЕНКОВ, Александр КОБЕЛИВКЕР,

ветераны кабельной промышленности

вибрационном кристаллизаторе индукционной маши-
ны непрерывного литья (литьевая машина) электро-
технического металла (например, меди и алюминия, 
а также полу- и сверхпроводящих сплавов).

2. 

Область техники.

 Предлагаемое изобретение 

предназначено для использования в кабельной про-
мышленности, где изготавливаются одно- и много-
жильные кабели и провода любого номинального 
напряжения с изолированными электропроводника-
ми, в том числе неизолированными (именуемыми го-
лыми), для передачи постоянного или переменного 
электрического тока любой частоты, с уровнем гиб-
кости кл. 1—6. При этом гибкие электропроводники 
кл. 2—6 имеют многопроволочное конструктивное 
исполнение: центральная часть состоит из одной или 
нескольких продольно уложенных или скрученных в 
пучок проволок, на которую последовательно накла-
дывают заданное число гибких повивов из опреде-
лённого числа отдельных проволок в виде винтовых 
спиралей заданного направления и шага.

3. 

Уровень техники.

 Ближайшим аналогом пред-

лагаемого является действующий на всех кабель-
ных предприятиях (см. книгу А.И. Листратенкова 
«Теоретические основы конструирования силовых 
кабелей и проводов», 2006 г.) способ циклического 
изготовления гибкого повива из отдельных прово-
лок с использованием фонаря (диска) крутильной 
машины (например, типов КФА и МКД), эквивалент-
ного класса гибкости и сечения по току ГТР-слоя из 
потока металла, осуществляемого на ПМК-головке 
литьевой машины (например, фирмы Indutherm или 
др.) электропроводника одного и того же кабеля 
(провода), за счёт выполнения следующих предва-
рительных технологических процессов:
•   изготовление  катанки  из  электротехнического 

металла методом литья или прокатки;

•   травление катанки (из меди) в кислотных ваннах;
•   изготовление  из  катанки  проволоки  заданно-

го диаметра, как правило, методом волочения с 
одновременной намоткой проволоки заданной 


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 5, 2014, www.kabel-news.ru

59

Производство

ÏÀÒÅÍÒ

длины на катушки (барабаны) или укладкой её в 
бухту или контейнер;

•  проведение отжига проволоки на катушках (бара-

банах), в бухтах, контейнерах под вакуумом или 
в среде инертного газа при температуре 500—
600

о

С и последующего охлаждения до 20

о

С, что 

сопровождается операциями загрузки, разгруз-
ки, транспортировки, зарядки фонарей (дисков) 
вручную, контроля диаметров, удельного элек-
трического сопротивления на образцах проволо-
ки и каждой катушки (барабана) и соответствую-
щей отбраковкой, в том числе из-за повреждений 
наружных слоев.
В процессе осуществления действующего спосо-

ба изготовления гибкого повива из отдельных про-
волок каждая из них испытывает деформацию рас-
тяжения и кручения, что увеличивает её жесткость, 
а это за счёт увеличения упругости приводит к са-
мораскручиванию и распушению повива, к росту его 
периметра и, как следствие, к увеличению расхода 
изоляционного материала и всех остальных матери-
алов кабеля (провода), а также его электрического 
сопротивления.

Совпадающими признаками предлагаемого и су-

ществующего способов являются:
•   использование катанки на начальной стадии про-

цесса;

•   возможность совмещения с процессами изме-

нения геометрической формы и соответственно 
ГТР-слоя при его калибровании, а также с про-
цессом наложения изоляции.
Вспомогательным объектом, предназначенным 

для осуществления предлагаемого способа, явля-
ется ПМК-головка, на которой изготавливают ГТР-
слой электропроводника из потока металла.

По функциональному назначению аналогом пред-

лагаемой ПМК-головки является фонарь (диск) су-
ществующих крутильных машин, так как на нём из-
готавливают гибкий повив электропроводника из 
отдельных проволок, который характеризуется теми 
же параметрами, что и ГТР-слой электропроводника.

По конструктивному исполнению ближайшим 

аналогом предлагаемой ПМК-головки является го-
ловка экструдера для переработки пластмасс, кото-
рая имеет совпадающие по наименованию элемен-
ты: дорнодержатель, дорн и матрицу, что позволяет 
изготавливать из потока пластмассы (например, по-
ливинилхлоридного компаунда или полиэтилена) 
сплошное трубчатое изделие: шланг, оболочку ка-
беля, в том числе гибкое за счёт гофрирования, но 
головка экструдера не может быть использована для 
изготовления ГТР-слоя электропроводника из пото-
ка металла предлагаемым способом, так как кон-
структивное исполнение элементов совпадающего 
наименования в предложенных вариантах их взаи-
модействия в ПМК-головке принципиально другое.

СУЩНОСТЬ 

ПРЕДЛАГАЕМОГО СПОСОБА

Предлагаемый способ (рис. 1) предусматривает 

плавление катанки из электротехнического металла, 
которую автоматически непрерывно вводят в тигель 
соответствующего объёма и нагревают до температу-
ры плавления при помощи электроиндуктора, а поток 
металла направляют через вибрационный кристалли-
затор в ПМК-головку, установленную под заданным 
углом к его оси. Поток металла преобразуют в ГТР-
слой (рис. 2) заданного наружного диаметра, величи-
ну и профиль которого обеспечивает калибрующее 
устройство с управляемым приводом, установленное 
в вакуумируемом отсеке камеры охлаждения. Здесь 
ГТР-слой охлаждают за счёт циркуляции хладоагента 
до заданной температуры, при этом его внутренний 
канал не заполняют или заполняют центральной ча-
стью, состоящей из одной круглой проволоки опре-
делённого диаметра или нескольких продольно уло-
женных проволок заданной формы, изготовленных 
на существующей одно- или многоручьевой маши-

Рис. 1. Блок-схема индукционной машины 

непрерывного литья в разрезе, раскрывающем 

её принципиальное конструктивное исполнение

1 — канал для ввода катанки; 2 — тигель; 3 — электро-

индуктор; 4 — вибрационный кристаллизатор; 5 — блок 

ПМК-головки.

1

2

3

4

5

Камера охлаждения

КОНТЕЙНЕР С Г

ОЛОВК

ОЙ

Отсек 

вакуумирования

Отсек 

вакууми-

рования


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 5, 2014, www.kabel-news.ru

60

Производство

ÏÀÒÅÍÒ

не непрерывного литья 
(аналогичного типа). 
Машина установлена со 
стороны вакуумируемой 
камеры ПМК-головки, 
куда и вводят централь-
ную часть, наличие или 
отсутствие которой опре-
деляет выбор профилей 
элементов ГТР-слоя. До-
пускается использова-
ние центральной части 
специального назначе-
ния (например, стально-
го тросика, контрольного 
провода и пр.).

Возможно конструк-

тивное исполнение 
ПМК-головки двух ти-
пов — с вращающимся 
вокруг оси дорнодержа-
телем или стационарно 

установленным дорнодержателем (рис. 3). 

Предлагаемая конструкция ПМК-головки позво-

ляет на линии из конструктивно идентичных лить-
евых машин (рис. 4) изготавливать многослойный 

электропроводник, каждый гибкий трубчатый слой 
которого последовательно накладывают один на 
другой до получения суммарной величины нормаль-
ных сечений их элементов, равной заданному сече-
нию электропроводника по току. 

Способ обеспечивает возможность изготовле-

ния жил кабелей (проводов) в совмещённом непре-
рывном автоматизированном техпроцессе формо-
вания и наложения изоляции на электропроводник 
без ограничения длины, заданного класса гибкости, 
меньшего электрического сопротивления и периме-
тра любой его формы и является заменой техноло-
гии скрутки гибких электропроводников из отдель-
ных проволок на крутильных машинах.

Рис. 4. Вариант структуры производственной 

линии по изготовлению одножильного 

гибкого кабеля

1— ёмкость кристаллизации; 2 — фланец крепления ПМК-головки к машине непрерывного литья; 3 — центрующий болт 
матрицы; 4 — матрица; 4.1 — неподвижная часть матрицы; 4.2 — вращающаяся часть матрицы с профилированными 
каналами; 5 — тороидальный носик дорна; 6 — система вращающихся калибров; 7 — отсек вакуумирования камеры 
охлаждения; 8 — камера охлаждения; 9 — входной и 9.1 — выходной вакуумируемые сальники; 10 и 10.1 — управляе-
мые приводы; 11 — блок регулирования системы дорн-матрица, 12 — дорнодержатель; 12.1 — тороидальный выступ 
на дорнодержателе; 13 — дорн; 14 — матрицедержатель; 15 — корпус ПМК-головки; 16 — система теплоотведения; 
17 — отсек вакуумирования внутреннего канала ПМК-головки.

Рис. 3. Разрез ПМК-головки с неподвижным дорном и вращающейся матрицей

Рис. 2. Варианты 

профилей элементов ГТР-

слоя электропроводника

1 — сегмент кольцевой; 2 — 

сегмент кольцевой стреловид-

ный; 3 — сегмент кольцевой 

замковый; 4 — сегмент кольце-

вой Z-образный; 5 — сегмент 

кольцевой трапецеидальный; 

6 — эллипс.

1

2

3

4

5

6

Тяговое 

устройство

Приёмное 

устройство

Литьевая машина 1

Литьевая машина 3

Литьевая машина 4

Литьевая машина 2

Формующее 

устройство

Ванна

охлаждения

эк

стру

дер

9

17

16

15

10

10.1

13

11

4.1

4.2

9.1

3

5

6

7

8

2

1

12

12.1

Отсек 

вакуумирования

Камера 

охлаждения

Отсек 

вакууми-

рования


Оригинал статьи: Способ непрерывного изготовления ГТР-слоя электропроводника из потока металла на ПМК-головке литьевой машины

Читать онлайн

Технология скрутки гибких повивов электропроводника из отдельных проволок до настоящего времени является определяющей для всех кабельных предприятий РФ и других стран, несмотря на высокую сложность и трудоёмкость.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»