CN107464606A - 矿用耐弯曲拖拽电缆及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用耐弯曲拖拽电缆及制作方法,包括复合加强型外护套，在复合加强型外护套的内层设置有复合型无纺布；动力线芯包括有三根，每根各自由动力线芯导体、复合型无纺布、绝缘层、半导电层及金属纤维混合编织屏蔽层组合而成，动力线芯导体外设有一层复合型无纺布层，绝缘层挤包在复合型无纺布外，半导电层及金属纤维混合编织层依次设置于绝缘层外；控制线芯包括三根控制线芯导体和橡胶支架，每根控制线芯导体外设有一层绝缘层，三根控制线芯导体依次均匀放置于橡胶支架上，在橡胶支架的外层重叠绕包单层复合型无纺布，复合型无纺布外挤包橡胶护套料；在动力线芯和控制线芯排列形成的中心空隙位置设置有地线芯。

Description

矿用耐弯曲拖拽电缆及制作方法

技术领域

本发明涉及一种矿用耐弯曲拖拽电缆及制作方法。

背景技术

众所周知，矿用电缆广泛应用于煤炭开采行业中，其市场前景的好坏与煤炭行业的发展前景密切相关。

我国煤炭储量丰富，产储量居世界首位，随着国家对煤炭生产安全政策不断出台，今后煤矿用电缆产品制造工程项目作为煤炭开采行业中一种安全保障设备的矿用大型机电设备，将会广泛应用于煤炭开采行业，与之配套的各类矿用电缆将会有更广阔的市场前景，能获得良好的经济效益。

矿用橡套电缆不仅是工业企业与建设建筑当中必不可少的一部分，更是带动我国社会高速发展的主要物质之一。其种类众多，应用领域不仅涉及到电力行业，还涉及与建筑、通信、制造等等行业。近年来，我国矿用橡套电缆行业处于高速发展状态。尽管矿用橡套电缆行业只是一个配套行业，但却是我国仅次于汽车行业的第二大行业，占据着我国电工行业25％的产值，其产品市场占有率超过90％。相关专家指出：近年来，同类型的矿用橡套电缆厂家不断增多。统计数据显示，当前国内的矿用橡套电缆生产企业超过7000家，因此企业之间的竞争达到了白热化，许多企业为了获得更多的利益则在招投标环节便大动手脚。调查数据显示：矿用橡套电缆行业中有超过40％的企业遭遇过低于成本价中标、同行恶意压价竞标等不良竞争的经历。随着全球矿用橡套电缆市场发展的不断成熟，矿用橡套电缆制造业发展趋于缓慢，增长幅度比较小，需求下滑，线缆企业产能相对过剩，价格走低，企业间竞争激烈，再加上原材料大幅度上涨等因素，导致众多矿用橡套电缆企业发展举步维艰，一些中小型矿用橡套电缆企业或非专业性矿用橡套电缆厂纷纷退出市场。

我国新能源发电行业将得到“用武之地”，众多新能源发电行业企业迎来了发展的春天。其中，矿用橡套电缆更是得到了快速的发展，必将为我国矿用橡套电缆行业注入新的活力。

随着煤矿综合机械化采煤生产水平的不断提高，综合采煤设备向大功率高能力方向发展，采煤工作面的供电负荷大幅上升，标准的煤矿用采煤机软电缆弯曲性能差，抗耐磨性能差，控制线芯强度差，在使用过程中容易造成控制线芯断裂影响生产的正常进行。

目前为采煤机配套的采煤机橡套软电缆中控制线芯易断裂，使用寿命短的问题，是制约采煤机生产效率的关键因素，采煤机电缆中的控制线芯主要起到信号监控的作用，在电缆运行过程中因受到频繁的弯曲，拉伸等多种机械应力的作用，易导致控制线芯的断裂，控制线芯一旦断裂，将失去监控保护作用，并造成设备停止运转，严重影响了用户的使用，给用户造成很大损失。因此，采煤机电缆控制线芯易断裂，使用寿命短的问题一直是困扰煤炭行业和线缆企业的难题，虽然煤炭行业标准对控制线芯使用的材料做了专门的规定，但是没有从根本上解决问题，针对采煤机橡套软电缆中的控制线芯的质量问题，我们多次走访用户，并下到矿井实地观察采煤机橡套软电缆的使用环境和使用方法，发现在使用过程中采煤机橡套软电缆局部的弯曲半径远远小于标准中规定的电缆的弯曲半径，电缆长期频繁受到过度弯曲、拉伸等两种以上的应力的复合作用，再加上控制线芯导体远远小于电缆主线芯的导体截面，致使控制线芯易断芯。

发明内容

针对上述提出的问题，根据多次的实地考察和取样分析，本发明在保持采煤机橡套软电缆原有结构基本不变的情况下，增加采煤机电缆中的控制线芯的柔软性、强度和相对滑移性，可以在一定程度上改善采煤机电缆的质量，延长其使用寿命。

本发明目的之一提供矿用耐弯曲拖拽电缆，具有强度高，高耐磨，易弯曲，耐拖拽等突出优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿用耐弯曲拖拽电缆,包括复合加强型外护套，在所述的复合加强型外护套的内层设置有用于包裹控制线芯、动力线芯和地线芯的复合型无纺布；

所述的动力线芯包括有三根，每根各自由动力线芯导体、复合型无纺布、绝缘层、半导电层及金属纤维混合编织屏蔽层组合而成，所述的动力线芯导体外设有一层复合型无纺布层，所述的绝缘层挤包在复合型无纺布外，半导电层及金属纤维混合编织层依次设置于绝缘层外；

所述的控制线芯为一组，每组控制线芯包括三根控制线芯和一个橡胶支架，每根控制线芯导体外设有一层绝缘层，三根带有绝缘层的控制线芯依次均匀放置于橡胶支架上，在橡胶支架的外层重叠绕包单层复合型无纺布，复合型无纺布外挤包橡胶护套料；挤出时适当减小挤出压力，使控制线芯在凹槽内能自由滑动；

所述的三根动力线芯与控制线芯的横截面呈正方形排列，其外周面分别两两相切；且在三根动力线芯和控制线芯排列形成的中心空隙位置设置有地线芯。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆，所述的动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带。导体外绕包有复合型无纺布带。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆,所述的金属纤维编织层采用镀锡铜丝与高强度芳纶纱混合编织而成。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆，所述的橡胶支架为齿轮型橡胶支架，其由中心的芳纶丝及橡胶挤包而成，在齿轮型橡胶支架外圈间隔相等的三个位置分别留有凹型凹槽，三根带有绝缘层的控制线芯分别放置于凹槽内。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆，控制线芯由控制线芯绝缘层挤包在控制线芯导体上而成。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆，所述的控制线芯导体由中心加强芯及绞合在加强芯外围的镀锡铜导体而成；所述的中心加强芯采用芳纶纱。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆,所述的凹槽型橡胶支架放置控制线芯后重叠绕包单层复合型无纺布，并以适当的挤出压力挤包橡胶护套料，使控制线芯在凹槽内能自由滑动。

进一步的，上述矿用耐弯曲拖拽电缆,复合加强型外护套从内层到外层依次是内护套、纤维编织加强层及外护套。

本发明目的之二提供一种上述矿用耐弯曲拖拽电缆的制作方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的还提出了一种矿用耐弯曲拖拽电缆的制作方法，包括如下步骤：

a.制作动力线芯导体：每根动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带，以增加股线之间的滑动，导体外绕包复合型无纺布带；

b.制作动力线芯的绝缘层，动力线芯绝缘层由高强度乙丙橡胶挤包而成；

c.制作动力线芯屏蔽层，动力线芯屏蔽层由半导电尼龙带绕包及镀锡铜丝与芳纶丝混合编织组成；

d.制作控制线芯导体：控制线芯导体采用第6类软镀锡铜导体，并采用复绞结构，复绞中心增加一股芳纶丝加强芯；

e.控制线芯绝缘层形成：控制线芯采用高强度乙丙橡胶绝缘料挤出包覆形成绝缘，并且挤出后进行连续硫化；

f.凹型橡胶支架形成：中心采用芳纶丝作为加强承载中心，采用特殊模具将橡胶料挤包在芳纶丝外，在均匀间隔为120°的三个位置分别形成可以放置控制线芯的凹槽。

g.控制线芯组形成：三根控制线芯放置于橡胶支架的凹槽内，并绕包复合型无纺布，绕包后以适当压力挤包高强度包覆层；包覆层经连续硫化；

h.成缆：动力线芯、地线芯及控制线芯组形成缆芯，地线芯置于缆芯中央，动力线芯及控制线芯组以横截面呈正方形排列，其外周面分别两两相切；

i.复合加强型外护套形成：内护套及外护套之间采用高强度芳纶丝编织加强，内护套及外护套采用同种橡胶材料。

本发明的有益效果：

1.每根动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带，此种结构将动力线芯导体分割为相等的120°扇形股线，每股外绕包耐高温滑移带，减小了电缆弯曲时导体之间的摩擦，股线之间可以自由滑动，提高了导体的耐弯曲性。

2.动力线芯导体外绕包复合型无纺布，复合型无纺布由聚酯带与轻型无纺布复合而成，挤包绝缘后可使复合型无纺布分层，聚酯带仍缠绕于导体上，轻型无纺布粘于绝缘内层，以此使绝缘层与导体分层，使导体可以在绝缘内自由滑动。提高了绝缘线芯的耐弯曲性。

3.采用芳纶丝与镀锡铜丝混合编织结构，不仅保证编织屏蔽的耐腐蚀性及电性能，同时提高了编织层的抗拉强度。

4.控制线芯导体中心增加芳纶丝加强芯，使导体弯曲时的受力集中在中心的芳纶丝上，外围导体的受力大大减小，提高了控制线芯导体的抗拉强度。

5.控制线芯放置于橡胶支架的凹型槽内，橡胶支架外绕包复合型无纺布，并以适当压力挤包高强度橡胶层，挤包时进行连续硫化使复合型无纺布分层，使无纺布粘于橡胶层内侧，聚酯带置于支架外围，弯曲时橡胶层与橡胶支架可以充分的滑动。同时较小的挤出压力可以保证控制线芯在凹槽内自由滑动，并且由于有包覆层的存在，可以使控制线芯在凹槽内接受不到任何的挤压与摩擦，大大提高了控制线芯的耐弯曲性和抗挤压性。橡胶支架中心为高强度芳纶丝，电缆弯曲时可以将受力集中在中心的芳纶丝上，减小了外围控制线芯的拉力，提高了控制线芯组的抗拉和抗拖拽能力。

6.电缆护套采用双层加强型结构，内外护套之间采用高强度芳纶丝编织加强，内外护套采用同种橡胶材料，宜使内外护套能紧密贴合，使芳纶丝能够起到加强抗拉强度的作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明选定实施例的结构示意图。

其中：1-橡胶支架，2-橡胶支架加强芯，3-控制线芯导体，4-控制线芯绝缘，5-复合型无纺布，6-橡胶支架包覆层，7-外护套，8-内护套，9-复合型无纺布，10-半导电层，11-地线芯导体，12-半导电带，13-金属纤维编织层，14-半导电带，15-复合型无纺布，16-动力线芯导体，17-耐高温滑移带，18-动力线芯绝缘层，19-纤维编织加强层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术部分所述，在电缆运行过程中因受到频繁的弯曲，拉伸等多种机械应力的作用，易导致控制线芯的断裂，控制线芯一旦断裂，将失去监控保护作用，并造成设备停止运转，严重影响了用户的使用，给用户造成很大损失，因此，本发明针对采煤机橡套软电缆中的控制线芯的质量问题，通过下到矿井实地观察采煤机橡套软电缆的使用环境和使用方法，发现在使用过程中采煤机橡套软电缆局部的弯曲半径远远小于标准中规定的电缆的弯曲半径，电缆长期频繁受到过度弯曲、拉伸等两种以上的应力的复合作用，再加上控制线芯导体远远小于电缆主线芯的导体截面，致使控制线芯易断芯；根据多次的实地考察和取样分析，申请人认为在保持采煤机橡套软电缆原有结构基本不变的情况下，增加采煤机电缆中的控制线芯的柔软性、强度和相对滑移性，可以在一定程度上改善采煤机电缆的质量，延长其使用寿命。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种矿用耐弯曲拖拽电缆，包括动力线芯、地线芯和控制线芯；

动力线芯由扇形导体股线16、耐高温滑移带17、复合性无纺布15、三元乙丙橡胶绝缘18、半导电层14、金属纤维混合编织层13组成，

每根动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线16绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带17，以增加股线之间的滑动，动力线芯导体外绕包复合型无纺布带15，三元乙丙橡胶绝缘18挤包在复合型无纺布外，半导电层14及金属纤维混合编织层13依次设置于绝缘外形成动力线芯。

控制线芯由控制线芯导体3、控制线芯绝缘层4组成。

橡胶支架由中心加强芯2、挤包橡胶料1、复合型无纺布5、橡胶包覆层6组成。

地线芯由地线芯导体11、半导电带12、半导电挤包层10组成。

动力线芯、地线芯及控制线芯组绞合成缆，地线芯置于缆芯中央，缆芯外依次设置复合型无纺布9，内护套8，纤维编织加强层19，外护套7。

本实施例中，橡胶支架1为橡胶支架加强芯2及橡胶支架包覆层6组成。

本实施例中，控制线芯导体3由芳纶丝加强芯及镀锡铜导体组合而成，三根控制线芯依次均匀放置于由芳纶丝及橡胶挤包而成的齿轮型橡胶支架上；齿轮型橡胶支架，其由中心的芳纶丝及橡胶挤包而成，在齿轮型橡胶支架外圈间隔相等的三个位置分别留有凹型凹槽，三根带有绝缘层的控制线芯分别放置于凹槽内。放置控制线芯后在橡胶支架上重叠绕包单层复合型无纺布，复合型无纺布外挤包橡胶护套料，挤出时适当减小挤出压力，使控制线芯在凹槽内能自由滑动。

控制线芯放置于橡胶支架的凹型槽内，橡胶支架外绕包复合型无纺布，并以适当压力挤包高强度橡胶层，挤包时进行连续硫化使复合型无纺布分层，使无纺布粘于橡胶层内侧，聚酯带置于支架外围，弯曲时橡胶层与橡胶支架可以充分的滑动。同时较小的挤出压力可以保证控制线芯在凹槽内自由滑动，并且由于有包覆层的存在，可以使控制线芯在凹槽内接受不到任何的挤压与摩擦，大大提高了控制线芯的耐弯曲性和抗挤压性。橡胶支架中心为高强度芳纶丝，电缆弯曲时可以将受力集中在中心的芳纶丝上，减小了外围控制线芯的拉力，提高了控制线芯组的抗拉和抗拖拽能力。

本实施例中，金属纤维编织屏蔽层13采用镀锡铜丝与高强度芳纶纱混编而成。

本实施例中，纤维编织加强层19由芳纶丝编织而成。

本实施例中，复合型加强护套由依次设置的内护套8、纤维编织加强层19及外护套7组成。电缆护套采用双层加强型结构，内外护套之间采用高强度芳纶丝编织加强，内外护套采用同种橡胶材料，宜使内外护套能紧密贴合，使芳纶丝能够起到加强抗拉强度的作用。

本实施例中，地线芯由地线芯导体11，半导电带12，半导电挤包层10组成。

本实施例中，控制线芯绝缘层4及动力线芯绝缘层18为三元乙丙橡胶绝缘料。

此外，本发明还提供了一种矿用耐弯曲拖拽电缆的制作方法，包括如下步骤：

a.制作动力线芯导体：每根动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带，以增加股线之间的滑动，导体外绕包复合型无纺布带。

b.制作动力线芯绝缘层，动力线芯绝缘层由高强度乙丙橡胶挤包而成。

c.制作动力线芯屏蔽层，动力线芯屏蔽层由半导电尼龙带绕包及镀锡铜丝与芳纶丝混合编织组成。

d.控制线芯导体绞合：控制线芯导体采用第6类软镀锡铜导体，并采用复绞结构，复绞中心增加一股芳纶丝加强芯。

e.控制线芯绝缘层形成：控制线芯采用高强度乙丙橡胶绝缘料挤出包覆形成绝缘，并且挤出后进行连续硫化。

f.凹型橡胶支架形成：中心采用芳纶丝作为加强承载中心，采用特殊模具将橡胶料挤包在芳纶丝外，在均匀间隔为120°的三个位置分别形成可以放置控制线芯的凹槽。

g.控制线芯组形成：三根控制线芯放置于橡胶支架的凹槽内，并绕包复合型无纺布，绕包后以适当压力挤包高强度包覆层。包覆层经连续硫化。

h.成缆：动力线芯、地线芯及控制线芯组形成缆芯，地线芯置于缆芯中央，动力线芯及控制线芯组以横截面呈正方形排列，其外周面分别两两相切。

i.复合加强型外护套形成：内护套及外护套之间采用高强度芳纶丝编织加强，内护套及外护套采用同种橡胶材料。

最后应说明的是：以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，包括复合加强型外护套，在所述的复合加强型外护套的内层设置有用于包裹控制线芯、动力线芯和地线芯的复合型无纺布；

所述的动力线芯包括有三根，每根各自由动力线芯导体、复合型无纺布、绝缘层、半导电层及金属纤维混合编织屏蔽层组合而成，所述的动力线芯导体外设有一层复合型无纺布层，所述的绝缘层挤包在复合型无纺布外，半导电层及金属纤维混合编织层依次设置于绝缘层外；

所述的控制线芯为一组，每组控制线芯包括三根控制线芯和一个橡胶支架，每根控制线芯导体外设有一层绝缘层，三根带有绝缘层的控制线芯依次均匀放置于橡胶支架上，在橡胶支架的外层重叠绕包单层复合型无纺布，复合型无纺布外挤包橡胶护套料，挤出时适当减小挤出压力，使控制线芯在凹槽内能自由滑动；

所述的三根动力线芯与控制线芯的横截面呈正方形排列，其外周面分别两两相切；且在三根动力线芯和控制线芯排列形成的中心空隙位置设置有地线芯。

2.如权利要求1所述的一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，所述的动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带；动力线芯导体外绕包复合型无纺布带。

3.如权利要求1所述的一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，所述的金属纤维编织层采用镀锡铜丝与高强度芳纶纱混合编织而成。

4.如权利要求1所述的一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，所述的橡胶支架为齿轮型橡胶支架，其由中心的芳纶丝及橡胶挤包而成，在齿轮型橡胶支架外圈间隔相等的三个位置分别留有凹型凹槽，三根带有绝缘层的控制线芯分别放置于凹槽内。

5.如权利要求1所述的一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，所述的控制线芯的绝缘层挤包在控制线芯导体上而成。

6.如权利要求1所述的一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，所述的控制线芯导体由中心加强芯及绞合在加强芯外围的镀锡铜导体而成；所述的中心加强芯采用芳纶纱。

7.如权利要求1所述的一种矿用耐弯曲拖拽电缆,其特征在于，所述的复合加强型外护套从内层到外层依次是内护套、纤维编织加强层及外护套。

8.一种矿用耐弯曲拖拽电缆的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.制作动力线芯导体：每根动力线芯导体由三股分别成120°的扇形股线绞合而成，每根股线外绕包有耐高温滑移带，以增加股线之间的滑动，导体外绕包复合型无纺布带；

b.制作动力线芯的绝缘层，动力线芯绝缘层由高强度乙丙橡胶挤包而成；

c.制作动力线芯屏蔽层，动力线芯屏蔽层由半导电尼龙带绕包及镀锡铜丝与芳纶丝混合编织组成；

d.制作控制线芯导体：控制线芯导体采用第6类软镀锡铜导体，并采用复绞结构，复绞中心增加一股芳纶丝加强芯；

e.控制线芯绝缘层形成：控制线芯采用高强度乙丙橡胶绝缘料挤出包覆形成绝缘，并且挤出后进行连续硫化；

f.凹型橡胶支架形成：中心采用芳纶丝作为加强承载中心，采用特殊模具将橡胶料挤包在芳纶丝外，在均匀间隔为120°的三个位置分别形成可以放置控制线芯的凹槽。

g.控制线芯组形成：三根控制线芯放置于橡胶支架的凹槽内，并绕包复合型无纺布，绕包后以适当压力挤包高强度包覆层；包覆层经连续硫化；

h.成缆：动力线芯、地线芯及控制线芯组形成缆芯，地线芯置于缆芯中央，动力线芯及控制线芯组以横截面呈正方形排列，其外周面分别两两相切；

i.复合加强型外护套形成：内护套及外护套之间采用高强度芳纶丝编织加强，内护套及外护套采用同种橡胶材料。