CN105225733B - 一种抗扭转卷筒电缆结构 - Google Patents

Abstract

一种抗扭转卷筒电缆结构，包括护套层，还包括柔性芯条、绝缘线芯及隔离层；绝缘线芯不少于三根，环绕柔性芯条均布，绞合成一股而将柔性芯条包围在内，隔离层采用间隙绕包的方式将所有绝缘线芯包围在内，护套层挤包在隔离层外。本发明的优点在于，隔离层采用间隙绕包的方式，使绝缘线芯与护套层可以形成粘连状态，且柔性芯条与绝缘线芯相互粘连，使电缆形成一个整体式结构。电缆处于抗扭转应力高的频繁绕线和退绕，拖拽状态及拉力消除后，不会发生外观及内部结构变形和导体断裂现象。有效减少护套层在频繁弯曲并承受较大外力时所产生的应力。

Description

一种抗扭转卷筒电缆结构

技术领域

本发明涉及一种电缆结构，特别是一种抗扭转卷筒电缆结构。

背景技术

重型移动设备用的卷筒电缆常处于频繁往返运动的状态，因此对其抗拉伸、抗扭转及抗疲劳性能要求较高。现有的卷筒电缆是由通用橡套软电缆衍变而来，通常的改进方案就是采用更柔软的导体结构，将护套层或绝缘层的非电气性能提高，而整体的结构并无改进，忽视卷筒电缆整体结构的紧凑性和稳定性，而这两项特性对卷筒电缆的使用寿命起决定性作用。

现有的卷筒电缆的结构如图2所示，包括缆芯、重叠绕包在缆芯外的隔离层5及包裹在隔离层5外的护套层6。缆芯由多根绝缘线芯8绞合而成。在隔离层5与缆芯之间空隙中填充有填料7。绝缘线芯8包括导体81、包裹在导体81外的隔温层82及包裹在隔温层82外的绝缘层83。

但该结构的卷筒电缆存在以下不足之处：

1、从成本、效率及工艺性能考虑，填料通常采用电缆麻绳、棉绳及纱，在卷筒电缆挤包护套层时，填料不能与绝缘线芯的绝缘层形成紧密结合的整体。因此，卷筒电缆承受的外力不能均匀分散到每根绝缘线芯上，在承受同样大小的外力情况下，截面较小或稍有缺陷的绝缘线芯容易发生断芯、起鼓等不良现象。

2、隔离层采用重叠绕包的方式将所有绝缘线芯包围在内，则绝缘线芯与护套层是完全隔离的状态，在护套层受到外力时，不能将外力均分给绝缘线芯，护套层要单独承受。

综上所述，现有的卷筒电缆在承受外力拉伸、扭转及频繁移动弯曲时，绝缘线芯、隔离层及护套层都是单独承受外力，不能形成一个整体型的结构一起承受外来机械破坏，容易产生导体断裂，绝缘层及护套层“蛇皮”及破裂现象，不能满足其在恶劣环境下的使用需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种抗扭转卷筒电缆结构。它结构紧凑，整体稳定性好，解决了现有的卷筒电缆抗拉伸、扭转及抗疲劳性能不理想的问题。

本发明的技术方案是：

一种抗扭转卷筒电缆结构，包括护套层，还包括柔性芯条、绝缘线芯及隔离层；绝缘线芯不少于三根，环绕柔性芯条均布，绞合成一股而将柔性芯条包围在内，隔离层采用间隙绕包的方式将所有绝缘线芯包围在内，护套层挤包在隔离层外。

本发明进一步的技术方案是:所述柔性芯条由碳纤维绳和包裹在碳纤维绳外的柔性粘连层组成。

本发明再进一步的技术方案是:所述绝缘线芯包括导体、包裹在导体外的隔温层及包裹在隔温层外的绝缘层。

本发明更进一步的技术方案是：隔离层采用间隙绕包的间隙率为20%～50%。

本发明更进一步的技术方案是：绝缘线芯的数量为四根。

本发明更进一步的技术方案是：绝缘线芯的导体由复数根退火软铜丝绞合而成，每股退火软铜丝的节径比为13～16倍。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、柔性芯条位于电缆的中心位置，并与绝缘线芯相互粘连，可使全部的绝缘线芯形成一个整体，保证了电缆的抗扭转、抗拉伸性能。可防止电缆在弯曲半径较小，收放线频率较低的情况下柔性芯条与绝缘线芯相对滑动。当电缆承受较大外力，收放线频繁的情况下，可保证绝缘线芯整体受力，避免因受力不均造成个别绝缘线芯断裂。

2、隔离层采用间隙绕包的方式，使绝缘线芯与护套层可以形成粘连状态，且柔性芯条与绝缘线芯相互粘连，使电缆形成一个整体式结构。电缆处于抗扭转应力高的频繁绕线和退绕，拖拽状态及拉力消除后，不会发生外观及内部结构变形和导体断裂现象。有效减少护套层在频繁弯曲并承受较大外力时所产生的应力。

3、隔离带采用间隙绕包的方式，使护套层与绝缘线芯部分粘连，粘连状态可有效防止护套层的“蛇皮”现象，且部分粘连便于两者相互剥离，防止护套层剥离时绝缘层损伤的问题。

以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为现有的卷筒电缆的结构示意图。

(注明：为了使结构显示更清晰，部分截面未加剖面线)。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种抗扭转卷筒电缆结构，包括柔性芯条1、绝缘线芯2、隔离层3及护套层4。绝缘线芯2有四根，环绕柔性芯条1均布，绞合成一股而将柔性芯条1包围在内，隔离层3采用间隙绕包的方式将所有绝缘线芯2包围在内，护套层4挤包在隔离层3外。

所述柔性芯条1由碳纤维绳11和包裹在碳纤维绳11外的柔性粘连层12组成。柔性粘连层12的材质为硅橡胶。

所述绝缘线芯2包括导体21、包裹在导体21外的隔温层22及包裹在隔温层22外的绝缘层23。所述导体21由复数根退火软铜丝绞合而成，每股退火软铜丝的节径比为13～16倍。

隔离层3由隔离带组成，其间隙绕包的间隙率为20%～50%。

实施例2：

本实施例与实施例1相比，区别在于，护套层4的材料配方如下：氯化聚乙烯橡胶100份，乙烯-丁烯共聚物15份，乙烯-醋酸乙烯脂橡胶EVA3份，氧化镁10份，钙锌稳定剂3份，防老剂2份，硬脂酸0.8份，三氧化二锑9份，半精炼石蜡2.5份，色素炭黑18份，沉淀法白炭黑30份，活性纳米高岭土50份，阻燃剂18份，滑石粉19份，癸二酸二辛酯DOS21份，助交联剂6份，过氧化物交联剂5份。

防老剂包括防老剂RD1.0份和防老剂MB1.0份。

该配方带来的有益效果如下：在炼制过程中，将氯化聚乙烯橡胶、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯脂橡胶EVA一起加入密炼机混炼，使三者充分和混合。乙烯-丁烯共聚物分散到氯化聚乙烯橡胶里面，降低了氯化聚乙烯橡胶的玻璃化温度，改善了材料的低温性能。

配方中采用的乙烯-丁烯共聚物是作为氯化聚乙烯橡胶的低温改善材料，由于乙烯-丁烯共聚物分子量分布较宽，杂链较少，玻璃化温度为-70℃，其改善氯化聚乙烯橡胶的低温性能的效果更好，可有效提高成品电缆的低温拉伸性能和低温曲挠性能。

配方中采用的增塑剂是癸二酸二辛酯DOS，其熔点温度为-55℃，故在-50℃时仍具有良好的流动特性，低挥发的性能使氯化聚乙烯橡胶具有较低的硬度，成品电缆具有优良的低温柔韧性能和良好的物理机械性能。

本发明技术效果的说明：

本发明与现有卷筒电缆在同一规格的条件下，进行电缆拉伸试验及电缆曲挠拖曳试验对比，结果如表1、2所示。

成品电缆拉伸试验，按标准的要求是指电缆绝缘材料及护套材料的物理机械性能，而不是电缆结构上考核的拉伸试验，表1是根据本发明抗扭转卷筒电缆运行的特点，经客户使用后反复验证而制定。

表1：电缆拉伸试验

表2的试验是根据卷筒电缆的弯曲半径要求及承受外力负荷的条件，对其进行反复曲挠拖曳往返的过程。

表2：电缆曲挠拖曳试验

结合表1表2可以看出，本发明中的抗扭转卷筒电缆具有良好的抗拉伸、扭转及抗疲劳性能。

Claims (1)

1.一种抗扭转卷筒电缆结构，包括护套层，其特征是：还包括柔性芯条、绝缘线芯及隔离层；绝缘线芯为四根，环绕柔性芯条均布，绞合成一股而将柔性芯条包围在内；隔离层采用间隙绕包的方式将所有绝缘线芯包围在内，间隙率为20%～50%；护套层挤包在隔离层外；所述柔性芯条由碳纤维绳和包裹在碳纤维绳外的柔性粘连层组成；所述绝缘线芯包括导体、包裹在导体外的隔温层及包裹在隔温层外的绝缘层；绝缘线芯的导体由复数根退火软铜丝绞合而成，每股退火软铜丝的节径比为13～16倍；护套层的材料配方如下：氯化聚乙烯橡胶100份，乙烯-丁烯共聚物15份，乙烯-醋酸乙烯脂橡胶EVA3份，氧化镁10份，钙锌稳定剂3份，防老剂RD1.0份，防老剂MB1.0份，硬脂酸0.8份，三氧化二锑9份，半精炼石蜡2.5份，色素炭黑18份，沉淀法白炭黑30份，活性纳米高岭土50份，阻燃剂18份，滑石粉19份，癸二酸二辛酯DOS21份，助交联剂6份，过氧化物交联剂5份。