ES2197111T3 - Procedimiento de fabricacion de un cable y dispositivo para la ejecucion de este proceso. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción de un cable que presenta por lo menos una capa de cubierta que consiste en una composición que comprende por lo menos un material polimérico y un relleno mineral en una cantidad mayor que 30% en peso en relación con el peso total de la composición, siendo producido dicho cable por medio de la utilización de una extrusionadora (23) que comprende un estuche cilíndrico, por lo menos un tornillo de extrusión de paso predeterminado situado dentro de dicho estuche y que presenta un eje de rotación paralelo al eje de dicho cilindro, una tolva de carga (25) situada en un primer extremo de dicho cilindro, una sección de filtrado situada cerca de la cabeza de dicho tornillo y situada perpendicular al eje de dicho tornillo, un ribete de conexión situado después de la sección de filtrado, y una cabeza de extrusión que comprende un elemento de transporte y una matriz que comunica con el exterior, para definir un segundo extremo de dicho estuche, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: - transportar por lo menos un elemento conductor (21) al interior de dicha extrusionadora (23); - alimentar el material polimérico y el relleno mineral, opcionalmente mezclados previamente con otros componentes de dicha composición, dentro de dicha extrusionadora (23) a través de dicha tolva de carga (25); - filtrar dicha composición transferida y plastificada por medio de dicho tornillo de extrusión; - depositar dicha composición sobre dicho por lo menos único elemento conductor (21); realizándose la operación de filtrado utilizando una placa de soporte de filtro (32) que define una pluralidad de sectores dentro de los cuales fluye la composición filtrada.

Description

Procedimiento de fabricación de un cable y dispositivo para la ejecución de este proceso.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de cables, en concreto cables para la distribución de energía eléctrica o cables para telecomunicaciones.

Más concretamente, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de cables que disponen de por lo menos una capa de cubierta que comprende una composición de base polimérica a la cual se añade un relleno mineral capaz de impartir una o más propiedades específicas a los cables antes mencionados.

La presente invención se refiere además a un dispositivo para el propósito de realizar el procedimiento de fabricación arriba mencionado.

En general, un cable eléctrico comprende por lo menos un elemento conductor, que consiste en un único hilo o una pluralidad de hilos trenzados juntos de forma adecuada, y una o más capas de cubierta del elemento conductor antes mencionado, que proporcionan aislamiento eléctrico y/o satisfacen una función de protección mecánica o química/física del cable contra factores externos.

Esta capa de cubierta o varias capas de cubierta se aplican sobre el elemento conductor por medio de una etapa de deposición, realizada generalmente por medio de una extrusionadora.

En general, una extrusionadora comprende: un estuche cilíndrico hueco; un tornillo de extrusión con un paso predeterminado situado dentro de dicho estuche y que presenta un eje de rotación paralelo al eje de dicho cilindro; una tolva de carga situada en un primer extremo de dicho estuche para la introducción de una composición predefinida basada por lo menos en un material polimérico, previamente mezclada opcionalmente con otros componentes en un dispositivo anterior, como por ejemplo una mezcladora Banbury; una sección de filtrado situada cerca de la cabeza de dicho tornillo, situada perpendicularmente al eje de este último y por tanto perpendicularmente respecto a la dirección de avance de dicha composición; un ribete de conexión situado a continuación de la sección de filtrado; una cabeza de extrusión que comprende un elemento de transporte y una matriz que comunica con el exterior, para definir el segundo extremo de dicho estuche, y cuya función es impartir una forma predefinida al material que emerge de la extrusionadora.

Más específicamente, según una forma de realización conocida en la técnica, la cabeza de extrusión dispone de un puerto de entrada a través del cual se introduce dentro de la extrusionadora el elemento conductor que se va a cubrir con la capa de cubierta antes mencionada.

Según una tecnología conocida en la técnica, el elemento conductor se introduce dentro de la cabeza de la extrusionadora perpendicularmente a la dirección de avance del material que se alimenta dentro de la extrusionadora a través de la tolva referida anteriormente.

En el caso en el que el procedimiento de producción del cable comprende la utilización de una operación de extrusión, dicho procedimiento comprende entonces las siguientes etapas:

- alimentar la extrusionadora con la composición que forma la capa de cubierta que se desea depositar sobre el elemento conductor;

- desenrollar un elemento conductor de un carrete de alimentación y transportarlo al interior de la cabeza de extrusión donde se realiza la deposición de dicha capa de cubierta sobre dicho elemento conductor;

- enfriar el cable obtenido de esta forma y bobinarlo sobre un carrete de recogida.

Dicho material polimérico y dichos otros componentes pueden mezclarse juntos previamente en un dispositivo anterior a la extrusionadora, creando una mezcla que se alimenta en la última a través de la tolva de carga referida anteriormente.

Además, previamente a dicha operación de enfriamiento, se puede realizar una operación de entrecruzado en el caso en que se utilizan polímeros de tipo entrecruzable.

Este tipo de procedimiento conocido en la técnica, comprende por lo menos los siguientes dispositivos para su implementación:

- por lo menos una tolva de carga para alimentar el material polimérico, opcionalmente mezclado previamente con otros componentes de dicha composición;

- por lo menos una extrusionadora que comprende un tornillo de extrusión y una cabeza de extrusión el interior de la cual contiene una matriz para el propósito de ajustar dicha capa de cubierta alrededor de por lo menos un elemento conductor de dicho cable;

- una o más unidades para enfriar el cable producido de esta forma;

- dispositivos para desenrollar el elemento conductor, y

- dispositivos para devanar el cable a continuación de la planta de producción.

Como se ha señalado antes, dicho dispositivo puede comprender también una o más unidades de entrecruzado si se utiliza un material polimérico de tipo entrecruzable.

También se conoce que la operación de extrusión puede tener lugar en varias etapas distintas, sobre todo en el caso en el cual se desea cubrir el elemento conductor con una pluralidad de capas de cubierta.

Por ejemplo, si se desea depositar un par de capas de cubierta sobre el elemento conductor, la operación de extrusión puede implicar, en una primera etapa, la extrusión de una capa de cubierta interna, en contacto directo con el elemento conductor, y a continuación, en una segunda etapa, la extrusión de una capa de cubierta externa, depositada sobre dicha capa de cubierta interna.

Este procedimiento de cubrimiento puede tener lugar también en una única etapa, por ejemplo por medio de una técnica en ``tándem'', en la cual se utilizan por lo menos dos extrusionadoras individuales situadas en serie, o por medio de extrusión conjunta con una única cabeza de extrusión.

En la presente descripción y en las reivindicaciones que siguen, el término ``capa de cubierta de un cable'' significa cualquier cubierta que comprende por lo menos un material polimérico depositado sobre el elemento conductor de dicho cable, donde dicho cubrimiento puede consistir en una o más capas, teniendo cada una, por ejemplo, propiedades aislantes o siendo capaz de proteger al cable de la acción de agentes externos.

Además, por simplicidad de la explicación, durante el curso de la presente descripción debe entenderse la expresión ``operación de extrusión de una capa de cubierta sobre el elemento conductor de un cable'' como una operación de extrusión realizada sobre el elemento conductor mismo, en el caso en el que se pretende fabricar un cable dotado de una única capa de cubierta, o como una operación de extrusión realizada sobre una capa de cubierta depositada previamente sobre el elemento conductor, en el caso en el que se pretende fabricar un cable dotado de una pluralidad de capas de cubierta.

Además de las etapas arriba mencionadas, en general el procedimiento de producción de un cable comprende, anteriormente a la etapa de deposición de la capa de cubierta sobre el elemento conductor, la inclusión de una etapa de filtrado con el propósito de eliminar las impurezas presentes en los componentes que forman la composición arriba mencionada.

Esto se debe a que estas impurezas pueden estar contenidas en el interior de dichos componentes, por ejemplo si éstos se alimentan en la extrusionadora en forma de gránulos o perdigones, en cuyo caso las impurezas se encuentran empotradas en el interior de los gránulos o perdigones; o dichas impurezas se introducen junto con dichos componentes como resultado de la interacción de éstos con el ambiente exterior durante las operaciones usuales de manipulación, transporte o almacenamiento a las que se someten dichos componentes.

Además, no solamente la cantidad de impurezas presentes en la capa de cubierta, sino también las dimensiones de dichas impurezas, son de una importancia fundamental.

Este aspecto es particularmente crítico, por ejemplo, en el caso en el que debe producirse la capa de cubierta de un cable para utilizar a alta tensión, por ejemplo 150 kV, un caso en el que es necesario confinar las dimensiones de la impurezas hasta por debajo de un valor crítico, por ejemplo menos que 300 \mum, más preferiblemente menos que 150 \mum.

En tipos de aplicación concretos, por ejemplo cuando se desea producir un cable del tipo con autoextinción, la capa externa de cubierta del elemento conductor se dota con un alto porcentaje de relleno mineral, que imparte las propiedades deseadas de resistencia al fuego.

La presencia del relleno mineral convierte al material en muy viscoso y empeora considerablemente su facilidad de procesado. En concreto, la etapa de filtrado del procedimiento de extrusión de un material que contiene rellenos minerales resistentes al fuego es particularmente crítica, aunque para este tipo de material las impurezas de dimensiones relativamente grandes son toleradas y por tanto es necesaria una operación de filtrado menos exigente que la que se requiere para cables de alta tensión.

La etapa de filtración comprendida en el procedimiento de extrusión, además de eliminar las impurezas anteriormente referidas, tiene el propósito de eliminar cualquier grumo de material formado como resultado de una mezcla y plastificación imperfecta durante la extrusión de los componentes de la composición inicial.

Si no existiera una operación de filtrado a continuación de la extrusionadora, dichos grumos darían como resultado la aparición de defectos en la capa de cubierta del cable terminado, afectando de forma adversa a las propiedades de este último.

Sin embargo, se conoce que la introducción de una etapa de filtrado en un procedimiento de producción de tipo continuo, como por ejemplo el procedimiento de producción de un cable, implica la aparición de pérdidas de presión dentro de la unidad de producción debido al paso del material a filtrar a través de dicha sección de filtrado.

La patente US-5.182.066 intenta resolver el problema de las pérdidas de presión por medio de la inserción de una bomba dentro del procedimiento de producción, a continuación de la sección de filtrado.

Más específicamente, US-5.182.066 describe un procedimiento de producción de cable que comprende una extrusionadora, una tolva para alimentar dentro de la extrusionadora los componentes de la capa de cubierta que se desea depositar sobre el elemento conductor de dicho cable, un elemento de filtrado para la eliminación de las impurezas presentes en dicha capa de cubierta, una bomba para el propósito de proporcionar una presión adecuada al material que emerge de la sección de filtrado, una mezcladora para mezclar el material filtrado con un agente de entrecruzado, otra extrusionadora en la cual se alimenta en su interior el elemento conductor sobre el cual, finalmente, se deposita la capa de cubierta.

La patente US-5.182.066 referida anteriormente intenta reducir la cantidad y dimensiones de las impurezas contenidas en la capa de cubierta, aplicada a un cable eléctrico por medio de una operación de extrusión, manteniendo dentro de límites aceptables las presiones de funcionamiento a las cuales funcionan los dispositivos, incluyendo la extrusionadora, que constituyen la unidad de producción.

La solución propuesta en ese documento implica por tanto la utilización de un dispositivo, como por ejemplo una bomba, el cual, situado a continuación de la sección de filtrado, es capaz de impartir energía al material filtrado y empujarlo hacia la cabeza de extrusión.

La provisión de dicho dispositivo haría posible por tanto solucionar el problema de las pérdidas de presión debidas a la interposición de una sección de filtrado.

Esta solución sería aplicable también si se desea utilizar una extrusionadora diseñada para funcionar a valores de presión limitados.

Sin embargo, la solución propuesta en la patente US-5.182.066 implica inevitablemente una mayor complicación tanto en lo que respecta al diseño de la planta de extrusión, necesitando ésta otro dispositivo para mover el material, como en lo que respecta a los costes del proceso de producción en conjunto.

La patente de Estados Unidos 5.716.574 se refiere a un procedimiento para la extrusión conjunta de una capa externa, una capa intermedia y una capa interna, comprendiendo cada capa una resina termoplástica, alrededor de un medio conductor en tres extrusionadoras, una extrusionadora para cada capa, conectadas por una cabeza de cruce triple. Cada una de dichas extrusionadoras presenta una zona de extrusión que comprende una placa de matriz y, a continuación de la misma, una matriz. A continuación de cada zona de extrusión, se proporciona una zona de entrecruzado.

Según dicho documento, un conjunto de tamiz se instala preferiblemente justo antes de la placa de matriz para eliminar impurezas tan grandes como aproximadamente 50 micras o más contenidas en el interior de la resina.

La patente de Estados Unidos 2.593.136 se refiere a un dispositivo para extrusionar y tender compuestos orgánicos, en concreto compuestos elastómeros, cuando se extrusionan en forma de artículo terminado.

Según dicho documento, dicho dispositivo comprende un cilindro de extrusión que presenta una perforación, un tornillo de abastecimiento que gira en la perforación para forzar al material plástico a través de la perforación y una cabeza de extrusión que dispone de una abertura en comunicación con la perforación para formar un paso con la misma. El dispositivo dispone de un medio para cribar material que comprende un tamiz situado en el paso, y una placa trasera en forma de araña situada en el paso para sostener el tamiz.

El solicitante ha encontrado que un procedimiento para la producción de cables, en concreto cables para la distribución de energía eléctrica o cables para telecomunicaciones, se puede realizar bajo condiciones de funcionamiento menos severas que las de los procedimientos de producción de la técnica conocida por medio de llevar a cabo un aumento de la eficiencia de filtrado, para un área de filtrado utilizada igual.

El solicitante ha notado que las pérdidas de presión presentes en una sección de filtrado se deben a la suma de dos contribuciones distintas: las pérdidas de presión debidas a la presencia de los tamices de filtro y las pérdidas de presión generadas por la presencia de una placa de soporte del tamiz capaz de sostener dichos tamices de filtro.

Por tanto el solicitante ha encontrado que, para un área de filtrado utilizada igual, este aumento de la eficiencia de filtrado se puede obtener utilizando una placa de soporte de filtro del tipo sectorizado que se describe más adelante en detalle durante el curso de la presente descripción.

El solicitante ha encontrado además que este aumento de la eficiencia de filtrado es ventajosa particularmente en procedimientos para la producción de cables cuya capa de cubierta comprende, junto con la composición polimérica de base, un relleno mineral adecuado capaz de impartir una o más propiedades específicas a los cables antes mencionados.

Durante el resto de la presente descripción y en las reivindicaciones siguientes, ``área útil de filtrado'' (A_{u}) significa el área de filtrado que resulta encontrarse disponible efectivamente para el paso del material a filtrar, después de excluir el área de obstrucción de las mallas de cada tamiz de filtro, donde este área puede de hecho variar de caso en caso dependiendo del número de tamices de filtro utilizados y del diámetro de los hilos que forman cada malla. Más concretamente, con las siguientes definiciones:

a) A_{0}: área total de la sección transversal del conducto en el que se encuentra situada la sección de filtro, y

b) A_{s}: área de la sección transversal del conducto ocupada por la placa de soporte de filtro que sostiene los tamices de filtro en la posición correcta de funcionamiento, donde el área útil de filtrado viene dada por: A_{u} = A_{0} - A_{s}.

Además, definamos la ``eficiencia de filtrado'' (E) como la relación entre el área útil de filtrado arriba mencionada y el área total de la sección transversal del conducto.

Por tanto: E = (A_{u}/A_{0}) = (A_{0} - A_{s}) / A_{0}

donde la eficiencia de filtrado, como se ha afirmado antes, no tiene en cuenta la obstrucción debida a los tamices de filtro. En otras palabras, para la misma geometría y localización de los tamices de filtro, la eficiencia de filtrado depende de la obstrucción debida a la placa de soporte de filtro.

De acuerdo con lo anterior, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de un cable que presenta por lo menos una capa de cubierta que consiste en una composición que comprende por lo menos un material polimérico y un relleno mineral en una cantidad mayor que 30% en peso en relación con el peso total de la composición, siendo producido dicho cable utilizando una extrusionadora que comprende un estuche cilíndrico, por lo menos un tornillo de extrusión de paso predeterminado situado en el interior de dicho estuche y que presenta un eje de rotación paralelo al eje de dicho cilindro, una tolva de carga situada en un primer extremo de dicho estuche, una sección de filtrado situada cerca de la cabeza de dicho tornillo, y situada perpendicular al eje de dicho tornillo, un ribete de conexión situado a continuación de la sección de filtrado, y una cabeza de extrusión que comprende un elemento de transporte y una matriz que comunica con el exterior, para definir un segundo extremo de dicho estuche, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- transportar por lo menos un elemento conductor en el interior de dicha extrusionadora;

- alimentar el material polimérico y el relleno mineral, opcionalmente mezclado previamente con otros componentes de dicha composición, en el interior de dicha extrusionadora a través de dicha tolva de carga;

- filtrar dicha composición transferida y plastificada por medio de dicho tornillo de extrusión;

- depositar dicha composición sobre dicho por lo menos único elemento conductor,

realizándose la operación de filtrado utilizando una placa de soporte de filtro que define una pluralidad de sectores dentro de los cuales fluye la composición filtrada.

Preferiblemente, dicha placa de soporte de filtro de tipo sectorizado se sitúa a continuación de dicho tornillo de extrusión.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo para la producción de cable que presenta por lo menos una capa de cubierta que consiste en una composición que comprende por lo menos un material polimérico y un relleno mineral en una cantidad mayor que 30% en peso en relación con el peso total de la composición, comprendiendo dicho dispositivo:

- por lo menos una tolva de carga para alimentar el material polimérico y dicho relleno mineral, opcionalmente mezclados previamente juntos o con otros componentes de dicha composición;

- por lo menos una extrusionadora que comprende un tornillo de extrusión y una cabeza de extrusión en el interior de la cual se encuentra contenida una matriz para el propósito de ajustar dicha capa de cubierta alrededor de por lo menos un elemento conductor de dicho cable;

- por lo menos un dispositivo para desenrollar dicho elemento conductor, y

- por lo menos un dispositivo para devanar dicho cable,

teniendo la sección de filtrado de dicha extrusionadora una placa de soporte de filtro que define una pluralidad de sectores dentro de los cuales fluye la composición filtrada.

Otras características y ventajas se apreciarán más claramente gracias a la siguiente descripción de una realización preferida de la presente invención.

Esta descripción, que se reproduce a continuación, se refiere a las figuras adjuntas, que se proporcionan solamente por motivos explicativos y sin intención limitativa, en las cuales:

- la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una placa de soporte de filtro conocida en la técnica;

- las figuras 2a y 2b representan respectivamente una vista lateral y una vista parcial en planta de una línea de procesado según la presente invención;

- las figuras 3a y 3b representan respectivamente una vista lateral y una vista en perspectiva de una placa de soporte de filtro utilizada en un procedimiento de extrusión según la presente invención;

- la figura 4 representa una vista en sección transversal de un cable producido de acuerdo con un procedimiento según la presente invención.

Una sección de filtrado conocida en la técnica y utilizada tradicionalmente en procesos de producción, como por ejemplo un proceso de extrusión, consiste generalmente en una placa de soporte de filtro del tipo perforado sobre la cual se sitúan uno o más tamices de filtro.

Por ejemplo, la figura 1 muestra una vista en perspectiva desde arriba de una placa de soporte de filtro 10 de tipo perforado que pertenece al estado de la técnica.

Dicha placa 10 consiste principalmente en una estructura periférica 11 de tipo cilíndrico que satisface la función de conexión entre la sección de filtrado y el conducto de extrusión situado a continuación de dicha sección, fijándose rígidamente a la estructura periférica 11 un soporte plano 12, de sección circular, que forma una única unidad con dicha estructura.

El soporte plano 12 dispone de una pluralidad de agujeros 13 cortados en el grosor del soporte mismo y de un tamaño y separación apropiados de forma que el material, una vez que ha pasado a través de los tamices de filtro (que no se muestran), sigue su propia ruta hacia delante distribuyéndose en el interior de los mencionados agujeros 13.

Por tanto los tamices de filtro se presionan contra el soporte plano 12 y se mantienen en su jugar por medio de la estructura periférica 11 con la que se encuentran en contacto a lo largo del perfil de perímetro circular que poseen dichos tamices de filtro.

Si no se incluyera ningún soporte perforado 12, durante el funcionamiento los tamices de filtro en primer lugar se doblarían y a continuación serían arrastrados por el flujo de material que se somete a filtrado.

Al utilizarse, la placa de soporte de filtro 10 se sitúa de forma que el soporte plano 12 se encuentra en una posición perpendicular respecto a la dirección del filtrado.

En el caso de la placa perforada 10 que se muestra en la figura 1, el área de filtrado útil consiste por tanto en la porción del área de la superficie del soporte plano 12 dejada libre para el paso del material a filtrar.

Esto significa por tanto que dicha área efectiva de filtrado es aproximadamente igual a la suma de las áreas de los agujeros individuales implicados en el paso de dicho material y, consiguientemente, sobre la base de la definición dada anteriormente, la eficiencia de filtrado, siendo directamente proporcional al área útil de filtrado mencionada anteriormente, se ve particularmente afectada de forma adversa.

En las figuras 2a y 2b, se muestran esquemáticamente las etapas principales de una línea de procesado para producir cables de acuerdo con la presente invención, comprendiendo este procedimiento:

- una etapa de desenrollado de un conductor eléctrico desde un carrete de alimentación y transporte de dicho conductor en el interior de la cabeza de extrusión de una extrusionadora dada;

- una etapa de alimentación en dicha extrusionadora de la composición que forma la capa de cubierta de dicho cable;

- una etapa de plastificación de los componentes de dicha composición en el interior de la extrusionadora, seguida por una etapa de filtrado y de transporte del material plastificado y filtrado a la cabeza de extrusión donde la capa de cubierta obtenida de esta forma se deposita alrededor del elemento conductor anteriormente mencionado;

- una etapa para enfriar el cable así producido, y

- una fase de recolección del cable terminado sobre un carrete.

En el caso en el que el material polimérico que se utiliza es de un tipo entrecruzable, se proporciona una operación de entrecruzado anterior a la etapa de enfriamiento.

Más específicamente, la figura 2a representa una vista lateral esquemática de la línea de procesado 20 referida anteriormente, y la figura 2b representa un vista parcial en planta de dicha línea 20, en la cual se muestran las primeras etapas de dicho proceso.

Con referencia a las figuras mencionadas, un conductor eléctrico 21, por ejemplo un conductor fabricado con cobre, se desenrolla desde un carrete de alimentación 22 según cualquier técnica conocida y se transporta hacia la cabeza de extrusión de una extrusionadora 23, por ejemplo una extrusionadora del tipo con tornillo accionado por un motor de tipo convencional (que no se muestra).

En la figura 2b, se muestra un segundo carrete de alimentación 22', en situación de no funcionamiento, que sustituye al primer carrete 22 una vez que se completa la operación de desenrollado del conductor 21 de dicho primer carrete.

En la figura 2a se muestra también un sistema 24 que consiste en una pluralidad de poleas y engranajes cuyo propósito es asegurar una alimentación regular y continua de conductor 21 a la extrusionadora 23, especialmente en la etapa en la que se termina el carrete 22, y también un empuje constante sobre el conductor 21, a una velocidad predeterminada, para asegurar una extrusión uniforme de la capa de cubierta sobre el elemento conductor 21.

En general la velocidad de avance del elemento conductor se encuentra entre 600 y 1500 m/min.

Simultáneamente a desenrollar el elemento conductor 21 del carrete de alimentación 22, la composición referida anteriormente (el material polimérico que opcionalmente se mezcla previamente con los otros componentes en un dispositivo anterior al proceso de extrusión, por ejemplo una mezcladora Banbury) que se utiliza para construir la capa de cubierta del cable se alimenta en la entrada de la extrusionadora 23 de forma conocida, por ejemplo por medio de una tolva 25.

Dicha composición se suministra generalmente a la extrusionadora en forma de gránulos y se carga dentro de la tolva 25 por medio de boquillas de succión que extraen el material directamente de contenedores de empaquetado.

En el interior de la extrusionadora 23, dicha composición se mezcla de forma homogénea y se lleva a la plastificación, o sea al estado fundido, por el trabajo realizado por el tornillo que empuja el material de la capa de cubierta, impartiéndole, además, la presión necesaria para superar las pérdidas de presión debidas a la presencia de los distintos componentes que forman la línea de extrusión.

Este material se somete a continuación a una etapa de filtrado, que se describe en detalle más adelante en la presente descripción, y en el tramo final de la extrusionadora 23 se deposita sobre el elemento conductor 21 para obtener la capa de cubierta deseada.

En la realización que se muestra, este cable se somete a continuación a un ciclo de enfriamiento adecuado realizado por medio de mover al cable dentro de un canal de enfriamiento 26 que contiene un fluido adecuado, generalmente agua a temperatura ambiente.

Además, en la figura 2a se muestra un sistema 27 para el paso múltiple del cable por el canal de enfriamiento 26, consistiendo este sistema, por ejemplo, en una unidad de almacenamiento para la línea de procesado capaz de garantizar una acumulación de cable en una escala suficiente para asegurar una velocidad de desplazamiento del cable constante e igual al valor predeterminado.

Este sistema 27 puede satisfacer también la función de hacer que el cable obtenido de esta forma siga una ruta más larga dentro del canal de enfriamiento para garantizar un ciclo de enfriamiento más eficiente del cable mismo.

Finalmente, a continuación de esta etapa de enfriamiento, el cable se seca por medio de sopladores de aire (que no se muestran) y a continuación de devana sobre un carrete de recogida 28 y se envía a una zona de almacenamiento.

La operación filtrado del material de cubierta, plastificado y vuelto homogéneo por dicho tornillo, se realiza por medio del posicionamiento de un conjunto de filtro a continuación de dicho tornillo, en la entrada a un conducto de conexión que une la cabeza de extrusión con un alojamiento dentro del cual se mueve el tornillo de extrusión.

El conjunto de filtro consiste en uno o más tamices de filtro situados en serie, generalmente tres o incluso más tamices de filtro, que se sostienen sobre una placa de soporte de filtro 32 que se ilustra en detalle en las figuras 3a y 3b.

Debería señalarse que la elección del número y tipo de tamices de filtro a utilizar en la sección de filtrado de un procedimiento de fabricación se ve marcadamente influenciada por las características químicas y físicas del material que se somete a filtrado.

En referencia a las figuras 3a y 3b, donde la figura 3a es una vista parcial en sección a lo largo de la línea A-A de la placa de soporte de filtro 32 que se muestra en vista en perspectiva en la figura 3b, dicha placa 32 utilizada en el proceso de extrusión según la presente invención es una placa del tipo sectorizado, que se define de este modo porque presenta una pluralidad de sectores dentro de los cuales fluye el material filtrado como se ilustra en mayor detalle más adelante en la presente invención.

Esta placa 32 consiste generalmente en una estructura cilíndrica 33 que, en su propia zona central, se encuentra perforada de forma que define una sección de paso 34 para el material filtrado que se dirige a lo largo de la flecha B de la figura 3b.

En conjunto, por tanto, esta estructura 33 presenta una estructura esencialmente anular, variando las dimensiones geométricas de la misma dependiendo del tipo de planta de extrusión en cuestión, en otras palabras sobre la base de las tasas de flujo que se desea obtener.

Para ayudar en el transporte de dicho material filtrado hacia la sección de paso 34, la superficie interna de esta estructura 33, que es la superficie del tramo anular que mira hacia la sección de paso 34, presenta una primera cara inclinada 35 seguida por una segunda superficie 36 que se extiende a lo largo de la dirección B del material filtrado.

Por tanto esta estructura 33 posee una primera forma cónica truncada, disminuyendo en sección transversal a lo largo de la dirección B, generada por medio de dicha primera superficie inclinada 35, seguida por una segunda forma de tipo cilíndrico derivada de dicha segunda superficie 36.

Esto significa por tanto que, en la entrada a la placa 32, dicha estructura 33 tiene un diámetro mayor que el diámetro a la salida de la misma placa debido a la presencia de dicha primera superficie inclinada 35.

Esta configuración ayuda al movimiento del material filtrado que se dirige así hacia la sección de salida de la placa y hacia el conducto de conexión subsiguiente que conecta la sección de filtrado a la cabeza de extrusión.

Dicha estructura 33 presenta, además, una pluralidad de elementos delgados o aletas 37 que se proyectan desde la superficie anular interna de dicha estructura 33 en una dirección radial hacia el centro de la sección de paso 34 que se divide así en la pluralidad de sectores referidos anteriormente.

Más concretamente, la geometría de dichos elementos 37 es tal que se sitúan apoyándose sobre la forma cónica truncada anteriormente mencionada a través de una pieza inclinada 39 paralela a la dirección B del material.

Además, estos elementos 37 presentan un par de piezas de base, en concreto una pieza más grande 40 cercana a la sección de entrada y una pieza menor 41 cercana a la sección de salida de la placa 32, y también una pieza de conexión 42 entre dicha parte mayor 40 anteriormente mencionada y la pieza menor 41 de dicho par, siendo dicha pieza de conexión 42 paralela a la dirección B del material y estando situada en la sección central de paso 34.

Dichos elementos 37, que se extienden radialmente hacia el interior de la sección de paso 34, se encuentran equiespaciados sobre la circunferencia de la sección de entrada a la placa y son, en general, de número variable dependiendo de las dimensiones geométricas pertinentes y los valores de presión planificados para el interior de la extrusionadora.

Este número, de hecho, aumenta por ejemplo con un aumento de la presión en el interior de la extrusionadora puesto que cuanto más alto es este valor de presión, mayor debe ser el área de apoyo, y por tanto el número de dichos elementos, que se proporcionan para sostener el conjunto de filtro y evitar que el último se dañe o sea arrastrado por el flujo del material que se somete a filtrado.

La estructura 33 presenta, además, una proyección 43 dentro de cuyo grosor se aloja el conjunto de filtro en una posición perpendicular a la dirección B del material.

El soporte del conjunto de filtro se garantiza así por medio de dicha pluralidad de elementos 37, y más específicamente por medio del grosor de la pieza de base mayor 40 que sostiene y se encuentra en contacto con el conjunto de filtro en toda su longitud, desde la circunferencia de la sección de entrada a la placa 32 hasta la proximidad del eje C-C' de la sección de paso 34.

Finalmente, esta placa 32 comprende una placa opuesta 44 unida a la estructura 33 que inmoviliza el conjunto de filtro en la posición de utilización correcta.

Esta inmovilización se hace posible, por ejemplo, por medio de proporcionar una placa opuesta 44 con una protuberancia 45 con una forma complementaria a la extensión 43 referida anteriormente, de forma que, como se muestra en la figura 3a, el último tamiz de filtro del conjunto de filtro se puede situar entre dicha protuberancia 45 y dicha extensión 43.

Por tanto este sistema permite que el último tamiz de filtro del conjunto de filtro se puede reforzar adecuadamente, especialmente a lo largo de su propio perfil de perímetro, siendo dicho último tamiz de filtro el único que se inmoviliza mecánicamente por medio del sistema de protuberancia/extensión arriba referido, manteniéndose el resto de tamices de filtro en la posición de funcionamiento por medio de la compresión de los mismos que realiza dicho último tamiz de filtro.

Según otra realización (que no se muestra), la totalidad del conjunto de filtro se mantiene mecánicamente en posición por medio de la presión de la extensión 45, que posee la placa opuesta 44, sobre una superficie adecuada de encaje de la estructura 33.

De esta forma, sin embargo, la zona en la que se efectúa la compresión del conjunto de filtro completo representa inevitablemente una zona de estancamiento del material filtrado, que permanece atrapado entre los tamices de filtro y la extensión y protuberancia respectivas de la estructura 33 y de la placa opuesta 44.

Sin embargo, esta desventaja no tiene lugar en la solución que se muestra en la figura 3a, donde solamente el último tamiz de filtro del conjunto de filtro se encuentra inmovilizado mecánicamente y por tanto no se crean las zonas de estancamiento del material filtrado.

Como se ha mencionado anteriormente, la introducción de una etapa de filtrado en el interior del proceso de producción representa inevitablemente un obstáculo para el flujo del material y por tanto causa pérdidas de presión de ninguna manera despreciables, que deben tomarse en consideración en la etapa de diseño.

Como ya se ha demostrado, las pérdidas de presión totales en una sección de filtrado son debidas a la presencia tanto del conjunto de filtrado como a la placa de soporte de filtro proporcionada para sostener al mismo.

Por tanto, para el mismo número y tipo de tamices de filtrado utilizados, las pérdidas de presión en una sección de filtrado aumentan en paralelo con las pérdidas de presión atribuibles a la placa de soporte de filtro utilizada.

En el caso específico de la etapa de filtrado asociada con un procedimiento de extrusión, como por ejemplo la utilizada para la producción de un cable, el filtrado tiene por tanto una influencia significativa sobre los parámetros de funcionamiento de la extrusionadora a la cual se une esta etapa de filtrado.

Esto significa que, para la misma cantidad de material extrusionado y la misma velocidad de rotación del tornillo de extrusión, cuanto mayores son las pérdidas de presión debidas a la sección de filtrado, situada en la extrusionadora en una posición entre el extremo del tornillo de extrusión y la cabeza de extrusión, mayor es la presión que la extrusionadora debe ser capaz de mantener durante su utilización. Esta presión no debe exceder sin embargo el límite tecnológico de diseño para el que se diseñó la extrusionadora en cuestión.

Este aspecto se ve todavía agravado en el caso en el que la composición que forma la capa de cubierta, y que se desea depositar sobre un elemento conductor, presenta un valor de viscosidad particularmente alto, por ejemplo posee un valor de índice de flujo de fusión menor que 15g/10min (medido según el estándar ASTM 1238, con diámetro capilar de 2 mm, utilizando un peso de 21 kg y calentando la composición a una temperatura de 240ºC).

Esto es porque en este caso, debido a la alta viscosidad que posee el material que se va a someter a filtrado, la presión que se debe proporcionar por medio del tornillo de extrusión para mover dicho material es decisivamente mayor que en el caso en el que se debe mover un material de baja viscosidad.

Puesto que, para el mismo material sometido a extrusión, cuanto mayores son las pérdidas de presión en la sección de filtrado, mayor es la presión de trabajo a la que se fuerza a funcionar la extrusionadora, en el caso en el que se debe procesar un material especialmente viscoso, el resultado es que las condiciones de funcionamiento de la extrusionadora se vuelven todavía más severas.

Similarmente, se produce también un deterioro de las condiciones de funcionamiento de la extrusionadora, por lo que respecta al parámetro de presión, si como capa de cubierta se utiliza un material cuya composición de base comprende un porcentaje sustancial de relleno mineral, por ejemplo una cantidad de relleno mineral mayor que 30% en peso, más preferiblemente entre 50% y 80% en peso, en relación con el peso total de la composición.

Dichos rellenos minerales se añaden a menudo a la composición de base de la capa de cubierta para impartir al cable producido propiedades específicas deseables en relación a los requerimientos de utilización del último.

Por ejemplo, en el caso de cables de potencia de media tensión, este relleno mineral consiste generalmente en compuestos como caolín, talco, carbonato de calcio o alúmina que cumplen la función, por ejemplo, de reforzar las características mecánicas de la capa de cubierta o, en ciertos casos (por ejemplo si se utiliza EPR en la mezcla), de reducir la capacidad adhesiva del material polimérico.

Otros rellenos minerales que se utilizan comúnmente en la producción de un cable son, por ejemplo, los rellenos retardadores de llama que imparten propiedades de autoextinción a la capa de cubierta depositada sobre un cable, comprendiendo dichos rellenos generalmente óxidos inorgánicos, preferiblemente en forma hidratada o como hidróxidos, en concreto hidróxido de magnesio o hidróxido de aluminio.

Dichos rellenos minerales, si se encuentran presentes en cantidades no despreciables, contribuyen de hecho a aumentar la viscosidad del material, empeorando considerablemente, como ya se ha mencionado, las condiciones de filtrado en lo que se refiere a un aumento de las pérdidas de presión en el interior de la extrusionadora.

La sección de filtrado, además de influenciar sobre dichas pérdidas de presión en el interior de la extrusionadora, también afecta directamente al parámetro de temperatura.

Esto se debe a que, al pasar a través de la sección de filtrado, el material conducido por el tornillo de extrusión sufre un incremento de temperatura la magnitud del cual puede ser tal que cause una degradación del material que se somete a filtrado.

Además, este parámetro es particularmente sensible en el caso en el que el material de la capa de cubierta es un material de tipo entrecruzable, por ejemplo un material utilizado en la producción de cables para utilizar a alta o media tensión.

Esto se debe a que, en presencia de un aumento de temperatura por encima de un valor crítico para el material en cuestión, este último puede sufrir un entrecruzado prematuro con la formación de grumos entrecruzados prematuramente que permanecen atrapados en el interior de la capa de cubierta del cable.

Este aumento de temperatura se observa por ejemplo en el caso en el que el material no fluye de forma regular y uniforme en la sección de filtrado.

Como se ha afirmado antes, esto ocurre por ejemplo en el caso de las placas perforadas de la técnica conocida donde el material se estanca dentro de los espacios que existen entre los agujeros y la alta temperatura causa una descomposición de la carga si el material es termoplástico, o causa un entrecruzado prematuro si el material es del tipo entrecruzable.

El solicitante ha encontrado por tanto que, utilizando la misma área de filtrado, es posible superar los problemas de procesado de la técnica conocida por medio de aumentar la eficiencia de filtrado tal como se ha definido anteriormente, puesto que el procedimiento de extrusión según la presente invención presenta una eficiencia de filtrado marcadamente mayor en la sección de filtrado que la que se obtiene en el procedimiento de la técnica conocida donde la sección de filtrado disponía de una placa de soporte de filtro por ejemplo del tipo perforado.

La eficiencia de filtrado de una placa del tipo sectorizado es generalmente mayor que 0,8, más preferiblemente mayor que 0,9, mientras que la eficiencia de una placa perforada es considerablemente menor, encontrándose generalmente entre 0,4 y 0,5.

Esto se debe a que una placa perforada, como se ha mencionado ya anteriormente, permite el paso del material que se va a someter a filtrado solamente a través de agujeros existentes sobre la placa misma.

Por consiguiente, una vez que ha pasado a través de las mallas de los tamices de filtro, el material se fuerza a desplazarse donde se encuentran los agujeros, y se estanca, o en cualquier caso reduce su velocidad, generando bloqueos en los tramos de la placa donde dichos agujeros no se encuentran presentes.

Por otro lado, la placa sectorizada que se utiliza en el procedimiento de extrusión según la presente invención hace posible dejar disponible un área útil de filtrado considerablemente mayor puesto que la sección de paso disponible para el material a filtrar es mayor.

La obstrucción de la placa sectorizada, de hecho, en relación con el área útil de filtrado, viene representada únicamente por el área de cada elemento 37 en su parte de base principal 40, el área sobre la que se sostiene el conjunto de filtro.

Con la utilización de la misma área de filtrado, en otras palabras con el mismo número de tamices de filtro y dimensiones iguales de los mismos, disponer de un área útil de filtrado marcadamente superior significa reducir considerablemente las pérdidas de presión en la sección de filtrado debidas a la placa de soporte de filtro.

Tener pérdidas de presión limitadas en la sección de filtrado significa entonces que la extrusionadora puede funcionar, o se puede diseñar para funcionar, bajo condiciones menos severas, en concreto a una presión más baja.

De esta forma, sin aumentar el área de filtrado, la cual en cualquier caso no puede aumentarse demasiado puesto que normalmente no excede el diámetro de la extrusionadora para evitar riesgos de estancamiento, poder disponer de un área útil de filtrado mayor hace posible realizar un filtrado dado sin tener que aumentar excesivamente la presión en el interior de la extrusionadora.

Con la misma área de filtrado y en presencia de altas pérdidas de presión en la zona de filtrado, debido al tipo de placa de soporte de filtro utilizada, para poder realizar un filtrado dado es necesario inevitablemente aumentar el valor de la presión en el interior de la extrusionadora.

Este aumento se encuentra sin embargo ligado al límite tecnológico de diseño de la extrusionadora y presenta también un efecto adverso sobre el tiempo de vida medio del filtro, que se somete a una carga mayor, sobre todo en el caso en el que el material que se filtra presenta un porcentaje alto de relleno mineral como se ha mencionado antes.

La razón de esto es que, cuanto mayor es la cantidad de relleno mineral presente, mayor es la capacidad del material que se somete a filtrado de erosionar las tramas de los tamices de filtro y de dar lugar a fenómenos de obstrucción.

De acuerdo con el procedimiento según la presente invención, la placa sectorizada descrita, al ser capaz de proporcionar una área de obstrucción reducida y por consiguiente una alta área de filtrado útil, hace posible funcionar a presiones más bajas y también ejerce una influencia favorable sobre la temperatura y los parámetros de erosión de los tamices de pantalla, puesto que, como se ha mencionado antes, al pasar a través de la sección de filtrado, el material sufre un calentamiento, el cual, si es de gran magnitud, puede causar una degradación irreversible del material filtrado.

Este aumento de temperatura, presente por ejemplo en el caso en el que se utiliza una placa de soporte de filtro del tipo perforado, no existe cuando se utiliza una placa sectorizada gracias al hecho de que la última es capaz de garantizar un área útil de filtrado mayor.

De hecho, este aumento del área de filtrado útil tiene otra consecuencia en el hecho de que el material filtrado, al no estar sujeto al estancamiento y/o desaceleración que se producen generalmente entre los agujeros de una placa perforada, puede desplazarse directamente dentro del conducto de conexión y no se ve forzado a sufrir cualquier fenómeno de calentamiento.

Como se ha mencionado, la placa sectorizada hace además posible prolongar el tiempo de vida medio de los tamices de filtro, puesto que se someten a menos fenómenos de abrasión, mientras que los fenómenos de obstrucción se reducen marcadamente y se retardan en el tiempo, y garantiza una limpieza más sencilla y rápida de la placa de soporte de filtro en comparación con una placa perforada. De hecho, en el caso de una placa sectorizada, esta limpieza se refiere solamente a los elementos de soporte de tamiz de filtro, siendo dichos elementos más fácilmente accesibles e inspeccionables que los agujeros de una placa perforada de la técnica conocida.

Como se ha mencionado antes, la presente invención es ventajosa en particular en el caso en el que se desea producir un cable cuya capa de cubierta contiene un porcentaje alto de relleno mineral.

En particular, la presente invención se refiere a la producción de un cable con propiedades de resistencia al fuego, siendo por ejemplo dicho cable del tipo que se representa de forma esquemática en la figura 4.

La figura 4, de hecho, muestra la sección transversal de un cable eléctrico de baja tensión autoextinguible de tipo unipolar, queriendo significar ``baja tensión'' en general un voltaje menor que 1 kv.

Dicho cable comprende un conductor 1, una capa interna de cubierta 2 que tiene la función de aislamiento eléctrico y una capa externa de cubierta 3 con función de funda protectora con propiedades de resistencia al fuego.

La capa interna de cubierta 2 puede consistir en una composición polimérica, entrecruzada o no entrecruzada, con propiedades de aislamiento eléctrico conocidas en la técnica, seleccionada entre, por ejemplo: poliolefinas (homopolímeros o copolímeros de diferentes olefinas), copolímeros de olefinas y ésteres insaturados en etileno, poliésteres, poliéteres, copolímeros de poliésteres y poliéteres, y mezclas de los mismos. Ejemplos de dichos polímeros son: polietileno (PE), en concreto polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polipropileno (PP), copolímeros termoplásticos de propileno/etileno, gomas de etileno-propileno (EPR) o etileno-propileno-dieno (EPDM), gomas naturales, gomas de butilo, copolímeros de etileno/acetato de vinilo (EVA), copolímeros de etileno/acrilato de metilo (EMA), copolímeros de etileno/acrilato de etilo (EEA), copolímeros de etileno/acrilato de butilo (EBA), copolímeros de etileno/alfa-olefina, y similares.

Alternativamente, un cable autoextinguible, que se puede producir según la presente invención, puede consistir en un conductor cubierto directamente con la composición resistente al fuego, sin la interposición de otras capas de cubierta. De esta forma, la cubierta resistente al fuego realiza también la función de aislante eléctrico.

Externamente se puede añadir una capa delgada de cubierta polimérica con una función antiabrasiva, opcionalmente con la adición de un pigmento adecuado para producir una coloración por motivos de identificación.

A continuación se describirá la presente invención con más detalle por medio de los ejemplos siguientes, en los cuales se produjo un cable con propiedades de resistencia al fuego utilizando una de las composiciones resistentes al fuego que se describen en la patente WO98/40895.

Ejemplo 1

En referencia a un procedimiento de extrusión del tipo que se muestra en las figuras 2a y 2b, se produjo un cable con propiedades de autoextinción de acuerdo con los procedimientos que se han ilustrado anteriormente en la presente descripción.

El cable producido es un cable de potencia de baja tensión, que consiste en un elemento conductor flexible de cobre, de 2,5 mm^{2} de sección transversal, consistiendo dicho conductor en cuarenta hilos de cobre, cada uno de diámetro 0,16 mm y trenzados juntos para formar el conductor arriba mencionado.

La capa de cubierta de este cable se obtuvo por extrusión de una mezcla de la siguiente formulación:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Engage®  8003 \+ 85\cr  Moplen®  EP1X35HF \+ 15\cr  Hydrofy®  G
1.5S \+ 210\cr  Peroximon®  DC40 \+ 0,4\cr  Silquest® 
A-172 \+ 1,8\cr  Irganox®  1010 \+ 0,8\cr  Irganox® 
MD1024 \+ 0,3\cr  Ácido esteárico \+
1,5\cr}

Estos valores se expresan en phr, o sea partes en peso por 100 partes de matriz polimérica, y los componentes individuales se definen como sigue:

Engage® 8003 - copolímero de etileno/l-octano obtenido por catálisis de metaloceno (Du Pont-Dow Elastomers);

Moplen® EP1X35HF - copolímero cristalino aleatorio de propileno/etileno (Montell);

Hydrofy® G 1.5S - hidróxido de magnesio natural, obtenido por molido de brucita, con tratamiento de superficie con ácido esteárico (SIMA Co.) de área específica: 10,4 m^{2}/g;

Silquest® A-172 - agente de acople: vinilo-tri(2-metoxietóxido)silano (VTMOEO);

Peroximon® DC40 - iniciador de peróxido: dicumilo peróxido;

Irganox® 1010 - antioxidante: pentaeritrilo-tetra[3-(3,5-di-ter-butilo-4- hidroxifenilo)propinato] (Ciba-Geigy);

Irganox® MD1024 - desactivador de metal: 1,2-bi(3,5-di-ter-butilo-4-hidroxi- hidrocina-amoyl)hidracina (Ciba-Geigy).

Esta mezcla presenta un valor de índice de flujo de fusión de 3g/10min (medido según el estándar ASTM 1238, con un diámetro capilar de 2 mm, utilizando un peso de 21 kg y calentando la composición polimérica a una temperatura de 240ºC).

El conductor de cobre se desenrollaba del carrete de alimentación a una velocidad constante de 900 m/min.

La extrusionadora utilizada era una extrusionadora de tornillo único, con un diámetro de 120 mm y una longitud igual a 25 diámetros, y la velocidad del tornillo se estableció en 50 revoluciones/minuto.

En el interior de la extrusionadora, se localizaron 5 zonas termostáticas (Z_{1}-Z_{5}), equidistantes una de la otra en la dirección longitudinal de la extrusionadora. Cada una de dichas zonas se encontraba por tanto separada aproximadamente 25 mm de la siguiente zona.

Esta condición termostática se logró, en cada zona, por medio de la utilización de una o más resistencias eléctricas, y también por enfriamiento por aire por medio de ventilación forzada.

Las temperaturas aplicadas a las zonas termostáticas fueron las siguientes:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Z _{1}  = \+ 135ºC\cr  Z _{2}  = \+ 140ºC\cr  Z _{3}  = \+ 160ºC\cr
 Z _{4}  = \+ 160ºC\cr  Z _{5}  = \+
165ºC\cr}

La tasa de flujo del material era 400 l/hora.

La cabeza de extrusión se estabilizó en temperatura a 200ºC.

Al emerger de la extrusionadora, el cable producido se enfriaba utilizando agua a temperatura ambiente y a continuación se secaba con sopladores de aire antes de bobinarlo sobre el carrete de recogida.

En la sección de filtrado se utilizaron tres tamices de filtro de acero inoxidable, respectivamente de tipo 50, 35 y 12 NIT (número de mallas contenidas en 50 mm lineales), realizadas con hilo de diámetro 0,4 mm, 0,4 mm y 1 mm respectivamente).

Dichos tamices de filtro se dispusieron de forma que en la entrada a la sección de filtrado se situó en primer lugar el tamiz de filtro con la trama más fina, mientras que el tamiz de filtro con la malla más grande se utilizó como último tamiz de filtro, de forma que este último, al tener un hilo de diámetro mayor, era más adecuado para sostener el conjunto de filtro ante la alta presión de extrusión implicada y el área de soporte limitada proporcionada por los componentes de la placa sectorizada.

El conjunto de filtro constituido de esta forma presentaba una abertura de paso libre mínima de aproximadamente 600 \mum de tamaño.

La placa de soporte de filtro del tipo sectorizado utilizada era de acero templado y estirado capaz de resistir la corrosión y el calor (acero X 30 Cr 13 UNI 6900- 71).

La estructura con aletas de esta placa sectorizada presentaba un diámetro máximo de 120 mm, coincidiendo a grandes rasgos con el diámetro del conjunto de filtro utilizado, mientras que el diámetro máximo de la placa opuesta era 150 mm. El grosor del conjunto de filtro era 4,3 mm.

Los elementos o aletas de esta estructura eran 8 en número, de grosor máximo 5 mm y anchura 20,7 mm, estando representada dicha anchura por la parte de conexión 42 anteriormente mencionada.

Se definió un grosor máximo de la aleta puesto que el perfil de esta última, en la dirección radial, no es uniforme y tiende a ser más estrecho hacia el centro de la sección de paso 34, formando los bordes de dicho perfil juntos un ángulo de aproximadamente 5º.

El área útil de filtrado obtenida con esta placa sectorizada, y evaluada en la sección frontal de las aletas en el borde principal de las últimas, o sea el área plana definida por las dimensiones geométricas de la parte 40 de cada aleta 37, era 95% del área de filtrado total, logrando de esta forma una eficiencia de filtrado de 0,95. El área de obstrucción de las aletas, definida como la suma de las áreas planas de cada aleta en la parte 40, era, de hecho, 5% del área de filtrado total.

Manteniendo la tasa de flujo constante, se midió el valor de presión en la zona que precede inmediatamente a la sección de filtrado, obteniendo un valor máximo de 550 bar. Este valor de presión representa la pérdida de presión presente en la extrusionadora y resulta de las contribuciones debidas a las pérdidas de presión de los elementos de la planta situados a continuación de la extrusionadora, como el conjunto de filtro, la placa de soporte de filtro, el conducto de conexión y la cabeza de extrusión.

Se calculó que la contribución a la pérdida de presión derivada de la placa de soporte de filtro de tipo sectorizado era de aproximadamente 5 bar.

Por medio de un termopar de superficie, se midió también la temperatura del material al abandonar el tornillo de extrusión, o sea cerca de la sección de filtrado, obteniéndose un valor máximo de 245ºC.

Además, con esta placa sectorizada, la cantidad máxima de material filtrado, antes de realizar una sustitución completa del conjunto de filtro, fue de aproximadamente 40 toneladas.

Ejemplo 2 (comparativo)

Se siguió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1, con la única diferencia de que se utilizó una placa de soporte de filtro de tipo perforado, utilizada generalmente en los procedimientos de extrusión de la técnica conocida.

Esta placa perforada presentaba un diámetro máximo de aproximadamente 120 mm, o sea igual al diámetro máximo de la primera estructura de la placa sectorizada del ejemplo 1.

La placa perforada tenía 337 agujeros, de diámetro 4 mm y longitud de agujero de 22 mm.

El área total de filtrado era aproximadamente 11.000 mm^{2}, mientras que el área de filtrado útil, definida como el producto del área de un único agujero por el número de agujeros presentes sobre la placa, era aproximadamente 4.250 mm^{2}.

Por consiguiente se calculó que el área de filtrado útil era aproximadamente 40% del área de filtrado total, alcanzando de esta forma una eficiencia de filtrado de 0,4.

Manteniendo la tasa de flujo constante e igual a la del ejemplo 1, se midió el valor de pérdida de presión cerca de la sección de filtrado, dando un valor máximo de 585 bar.

Se calculó que la contribución a la pérdida de presión derivada de la placa perforada era aproximadamente 40 bar.

Además, se midió la temperatura del material cerca de la sección de filtrado, obteniéndose un valor máximo de 250ºC.

Además, con esta placa sectorizada, la cantidad máxima de material filtrado, antes de realizar una sustitución completa del conjunto de filtrado, fue de aproximadamente 20 toneladas.

Por tanto, comparando los resultados obtenidos en los ejemplos arriba descritos, es posible demostrar cómo la utilización en un procedimiento de extrusión de una placa sectorizada, gracias a que la placa sectorizada posee una eficiencia de filtrado marcadamente más alta que una placa perforada, hace posible efectuar el procedimiento de extrusión bajo condiciones menos severas que con la tecnología conocida.

Comparando los valores de presión antes de la sección de filtrado obtenidos en los ejemplos 1 y 2, se puede observar que una placa perforada estándar causa una pérdida de presión en la extrusionadora de aproximadamente 40 bar, mientras que este valor desciende a 5 bar en el caso en el que se utiliza una placa sectorizada.

Las ventajas que se pueden obtener por tanto en términos de condiciones de funcionamiento menos severas para la extrusionadora y el conjunto de filtro, y también la posibilidad de disponer de un procedimiento menos complejo, no existiendo la necesidad de disponer de dispositivos de tratamiento suplementario para proporcionar al material filtrado la presión necesaria en el interior de la cabeza de extrusión, se han descrito en detalle anteriormente en la presente descripción.

Por medio de comparar los valores del parámetro temperatura, se puede observar que la utilización de una placa perforada tiene como resultado un aumento de la temperatura de aproximadamente 5ºC respecto al caso de una placa sectorizada.

Este aumento, aunque de una magnitud limitada, puede ser una desventaja en particular cuando el material que se extrusiona presenta una temperatura de descomposición cercana a la temperatura de procesado. Este aspecto es incluso más crítico cuando el material de la capa de cubierta del cable que se desea producir es del tipo entrecruzable como se ha mencionado anteriormente.

Finalmente, al comparar las cantidades de material filtrado antes de la sustitución del conjunto de filtro, se puede observar que, en relación con los fenómenos de abrasión y desgaste de los tamices de filtro, la utilización de una placa sectorizada hace posible doblar el tiempo de vida media del conjunto de filtro en comparación con el caso en el que se utiliza una placa perforada.

Claims (15)

1. Procedimiento para la producción de un cable que presenta por lo menos una capa de cubierta que consiste en una composición que comprende por lo menos un material polimérico y un relleno mineral en una cantidad mayor que 30% en peso en relación con el peso total de la composición, siendo producido dicho cable por medio de la utilización de una extrusionadora (23) que comprende un estuche cilíndrico, por lo menos un tornillo de extrusión de paso predeterminado situado dentro de dicho estuche y que presenta un eje de rotación paralelo al eje de dicho cilindro, una tolva de carga (25) situada en un primer extremo de dicho cilindro, una sección de filtrado situada cerca de la cabeza de dicho tornillo y situada perpendicular al eje de dicho tornillo, un ribete de conexión situado después de la sección de filtrado, y una cabeza de extrusión que comprende un elemento de transporte y una matriz que comunica con el exterior, para definir un segundo extremo de dicho estuche, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- transportar por lo menos un elemento conductor (21) al interior de dicha extrusionadora (23);

- alimentar el material polimérico y el relleno mineral, opcionalmente mezclados previamente con otros componentes de dicha composición, dentro de dicha extrusionadora (23) a través de dicha tolva de carga (25);

- filtrar dicha composición transferida y plastificada por medio de dicho tornillo de extrusión;

- depositar dicha composición sobre dicho por lo menos único elemento conductor (21);

realizándose la operación de filtrado utilizando una placa de soporte de filtro (32) que define una pluralidad de sectores dentro de los cuales fluye la composición filtrada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha placa de soporte de filtro (32) se sitúa después de dicho tornillo de extrusión.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la eficiencia de filtrado (E) es mayor que 0,8.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha eficiencia de filtrado (E) es mayor que 0,9.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha composición presenta un índice de flujo de fusión menor que 15g/10min (medido según el estándar ASTM 1238, con un diámetro capilar de 2 mm, utilizando un peso de 21 kg y calentando la composición a una temperatura de 240ºC).

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha cantidad de relleno mineral se encuentra entre 50% y 80% en peso en relación con el peso total de la composición.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho relleno mineral es un relleno resistente al fuego.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el cable obtenido a la salida de dicha extrusionadora (23) se transporta a por lo menos una unidad de enfriamiento (26).

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el cable obtenido a la salida de dicha extrusionadora (23) se transporta a por lo menos una unidad de entrecruzado.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho por lo menos único elemento conductor (21) se somete a un empuje constante por medio de un sistema de poleas y/o engranajes (24).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que la velocidad de dicho empuje se encuentra entre 600 y 1500 m/min.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que después de dicha por lo menos única unidad de enfriamiento (26) dicho cable se somete a una etapa de secado.

13. Dispositivo para la producción de un cable que presenta por lo menos una capa de cubierta que consiste en una composición que comprende por lo menos un material polimérico y un relleno mineral en una cantidad mayor que 30% en peso en relación con el peso total de la composición, comprendiendo dicho dispositivo:

- por lo menos una tolva de carga (25) para alimentar el material polimérico y dicho relleno mineral, opcionalmente mezclados previamente juntos o con otros componentes de dicha composición;

- por lo menos una extrusionadora (23) que comprende un tornillo de extrusión y una cabeza de extrusión dentro de la cual se contiene una matriz con el propósito de ajustar dicha capa de cubierta alrededor de por lo menos un elemento conductor (21) de dicho cable;

- por lo menos un dispositivo para desenrollar dicho elemento conductor (22, 22'); y

- por lo menos un dispositivo para devanar (28) dicho cable,

disponiendo dicha sección de filtrado de dicha extrusionadora (23) de una placa de soporte de filtro (32) que define una pluralidad de sectores dentro de los cuales fluye la composición filtrada.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que comprende una o más unidades para el enfriamiento (26) de dicho cable.

15. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que comprende una o más unidades de entrecruzado antes de dichas una o más unidades de enfriamiento (26).