CN109859887A - 一种外包覆型磁致伸缩导线外皮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，属于导线外皮领域，一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，包括线芯，线芯上包覆有导热层，导热层与线芯之间连接有固态导热胶层，导热层上固定连接有多个均匀分布的软磁片，导热层上包覆有内绝缘层，内绝缘层与导热层之间连接有防水层，内绝缘层上包覆有铠装层，铠装层上包覆有外绝缘层，外绝缘层上包覆有抗拉尼龙线网层，其中本发明使用包覆机进行线芯的包覆，使用注塑机在导热层上注塑形成多个均匀分布的软磁片，使用真空机将导线的一端抽真空并在另一端注入液态导热胶和液态防水胶，本方案可以实现磁致伸缩导线不易因外力拉伸而变形，易于提升导线散热效率，使导线外皮不易快速老化。

Description

一种外包覆型磁致伸缩导线外皮

技术领域

本发明涉及导线外皮领域，更具体地说，涉及一种外包覆型磁致伸缩导线外皮。

背景技术

磁致伸缩效应，是指铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度将发生变化的现象。磁致伸缩效应引起的体积和长度变化虽是微小的，但其长度的变化比体积变化大得多，是人们研究应用的主要对象，又称之为线磁致伸缩。

磁致伸缩材料根据成分可分为金属磁致伸缩材料和铁氧体磁致伸缩材料。金属磁致伸缩材料电阻率低，饱和磁通密度高，磁致伸缩系数大，用于低频大功率换能器，可输出较大能量。铁氧体磁致伸缩材料电阻率高，适用于高频，但磁致伸缩系数和磁通密度均小于金属磁致伸缩材料。Ni-Zn-Co铁氧体磁致伸缩材料由于磁致伸缩系数λ的提高而得到普遍应用，磁致伸缩材料较多，主要有镍、铁、钴、铝类合金与镍铜钴铁氧陶瓷，其磁致伸缩系数为10-5量级。高磁致伸缩系数(≥10-3量级)的材料也被开发出了，如铽铁金属化合物—TbFe2、TbFe3和非晶体磁致伸缩材料——金属玻璃等。

导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗，叫做涡流损耗，磁滞损耗是铁磁体等在反复磁化过程中因磁滞现象而消耗的能量。磁滞指铁磁材料的磁性状态变化时，磁化强度滞后于磁场强度，它的磁通密度B与磁场强度H之间呈现磁滞回线关系。经一次循环，每单位体积铁芯中的磁滞损耗正比于磁滞回线的面积。这部分能量转化为热能，使设备升温，效率降低。

而温度对于磁致伸缩材料的伸缩系数影响较大(如温度升高会引起磁致伸缩材料的膨胀，磁致伸缩系数改变)，磁滞损耗和涡流损耗会导致磁致伸缩材料发热，使磁致伸缩材料温度上升，温度上升改变磁致伸缩材料的伸缩系数，从而使磁致伸缩材料的伸长量发生改变，磁致伸缩材料伸长量改变会导致磁致伸缩材料做功量改变，从而引起装置故障，而当磁致伸缩导线受到外力拉伸时，导线外皮容易断裂，而且导线在磁场中受到拉伸作用，磁致伸缩导线中会产生意外电流，从而使接入导线的装置发生故障，而且导线外皮长期受到高温作业也会快速老化失效从而失去保护导线的作用。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，它可以实现磁致伸缩导线不易因外力拉伸而变形，易于提升导线散热效率，使导线外皮不易快速老化。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

本发明涉及一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，包括线芯，所述线芯上包覆有导热层，所述导热层与线芯之间连接有固态导热胶层，所述导热层上固定连接有多个均匀分布的软磁片，所述导热层上包覆有内绝缘层，所述内绝缘层与导热层之间连接有防水层，所述内绝缘层上包覆有铠装层，所述铠装层上包覆有外绝缘层，所述外绝缘层上包覆有抗拉尼龙线网层，磁致伸缩导线不易因外力拉伸而变形，易于提升导线散热效率，使导线外皮不易快速老化。

进一步的，所述内绝缘层和外绝缘层均采用聚烯烃绝缘阻燃材料制成，其厚度为0.3-0.5mm，使导线外皮不易着火。

进一步的，所述固态导热胶层为液态导热胶凝固而成，所述导热胶采用聚氨酯导热导电胶。

进一步的，所述防水层为液态防水胶凝固而成，所述防水胶采用聚氨酯胶。

进一步的，所述铠装层采用0.6-0.8mm的紫铜丝编制构成，紫铜丝电阻小，材料纯度高，易于减少涡流损耗和磁滞损耗。

进一步的，所述线芯的两端分别连接有接入端口和输出端口，所述接入端口和输出端口与外绝缘层之间均固定连接有橡胶密封圈，易于提高导线密封性。

进一步的，所述外绝缘层上开凿有多条均匀分布的散热槽，使与空气的换热面积增大，易于提升散热效率。

进一步的，所述导热层和内绝缘层均为软磁铁氧体材料制成，所述导热层的厚度为0.4-0.7mm。

本发明还涉及一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其制作方法为，包括以下步骤：

步骤一、使用裁切装置裁切线芯；

步骤二、使用包覆机在线芯上包覆导热层，使用注塑机在导热层上注塑形成多个均匀分布的软磁片；

步骤三、使用真空机将上一步成型的导线一端抽真空，使用加热装置将导热胶加热至120℃使其保持为液体状态，在导线的另一端吸入液态导热胶，液态导热胶填充线芯与导热层之间的空隙，然后使用水冷装置将导线降温至常温，使液态导热胶冷却形成固态导热胶层；

步骤四、使用包覆机在导热层上包覆内绝缘层；

步骤五、使用真空机将上一步成型的导线一端抽真空，使用加热装置将防水胶加热至140℃使其保持为液体状态，在导线的另一端吸入液态防水胶，液态防水胶填充导热层与内绝缘层之间的空隙，然后使用水冷装置将导线降温至常温，液态防水胶冷却后形成固态的防水层；

步骤六、使用包覆机在内绝缘层上依次包覆铠装层、外绝缘层和抗拉尼龙线网层；

步骤七、在导线的两端安装输入端口和输出端口。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明通过抽真空向导线内注入导热胶和防水胶，使导线内部密封，从而使导线内不易进入空气，使线芯不易被氧化，而通过固态导热胶层和导热层以及软磁片的作用，使线芯的换热面积增大，从而使线芯发热时产生的热量可以及时传出导线，使导线的散热速率增强。

(2)本发明通过包覆机和注塑机在导线内设置导热层、铠装层和软磁片，使导线的磁滞损耗和涡流损耗减少，从而使导线不易发热，也减少了导线中的能量损失。

(3)本发明通过铠装层和抗拉尼龙线网层的作用，使导线的抗拉伸能力提高，使导线受到外力挤压或拉伸时不易发生变形，从而使导线不易因磁致拉伸现象而产生意外电流。

附图说明

图1为本发明的截面图；

图2为本发明的侧面剖视图。

图中标号说明：

1线芯、2导热层、3固态导热胶层、4内绝缘层、5铠装层、6软磁片、7外绝缘层、8抗拉尼龙线网层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，包括线芯1线芯1上包覆有导热层2，导热层2与线芯1之间连接有固态导热胶层3，固态导热胶层3为液态导热胶凝固而成，导热胶采用聚氨酯导热导电胶，导热层2上固定连接有多个均匀分布的软磁片6，软磁片6设置为六行，六行软磁片6以线芯1为圆心以圆周分布在导热层2上，相邻两个软磁片6之间的间距为0.4-0.7mm，使导线的折弯角度不易过大，当导线折弯角度过大时易于导线外皮容易发生破损和失效从而使线芯1露出，导线折弯时相邻两个软磁片6相抵，以此实现导线折弯角度的限位，使导线不易因折弯而使线芯1损坏，而反复折弯导线也会加快覆盖在线芯1上的其他保护层的老化速率，使其他保护层的寿命减短，多个软磁片6堆叠相抵限位也易于保护导线的保护层，导热层2和内绝缘层4均为软磁铁氧体材料制成，导热层2的厚度为0.4-0.7mm，导热层2上包覆有内绝缘层4，内绝缘层4与导热层2之间连接有防水层，防水层为液态防水胶凝固而成，防水胶采用聚氨酯胶，内绝缘层4上包覆有铠装层5，铠装层5采用0.6-0.8mm的紫铜丝编制构成构成，紫铜丝电阻小，材料纯度高，易于减少涡流损耗和磁滞损耗，铠装层5上包覆有外绝缘层7，外绝缘层7上开凿有多条均匀分布的散热槽，通过开凿多个散热槽使外绝缘层7的表面积增大，从而使外绝缘层7与空气的接触面增大，从而提升外绝缘层7的与空气进行换热的效率，加快导线的散热速度，内绝缘层4和外绝缘层7均采用聚烯烃绝缘阻燃材料制成，其厚度为0.3-0.5mm，线芯1的两端分别连接有接入端口和输出端口，接入端口和输出端口与外绝缘层7之间均固定连接有橡胶密封圈，外绝缘层7上包覆有抗拉尼龙线网层8，抗拉尼龙线网层8由多根尼龙线编制制成，抗拉尼龙线网层8中尼龙线的间距为0.2-0.4mm，抗拉尼龙线网层8起到抗拉伸作用和保护外绝缘层7不易磨损的作用。

外包覆型磁致伸缩导线，其制作方法为，包括以下步骤：

步骤一、使用裁切装置裁切线芯1；

步骤二、使用包覆机在线芯1上包覆导热层2，使用注塑机在导热层2上注塑形成多个均匀分布的软磁片6；

步骤三、使用真空机将上一步成型的导线一端抽真空，使用加热装置将导热胶加热至120℃使其保持为液体状态，在导线的另一端吸入液态导热胶，由于气压作用，液态导热胶从导线的一端流相导线的另一端，液态导热胶填充线芯1与导热层2之间的空隙，然后使用水冷装置将导线降温至常温，使液态导热胶冷却形成固态导热胶层3；

步骤四、使用包覆机在导热层2上包覆内绝缘层4；

步骤五、使用真空机将上一步成型的导线一端抽真空，使用加热装置将防水胶加热至140℃使其保持为液体状态，在导线的另一端吸入液态防水胶，由于气压作用，液态防水胶从导线的一端流相导线的另一端，液态防水胶填充导热层2与内绝缘层4之间的空隙，然后使用水冷装置将导线降温至常温，液态防水胶冷却后形成固态的防水层；

步骤六、使用包覆机在内绝缘层4上依次包覆铠装层5、外绝缘层7和抗拉尼龙线网层8；

步骤七、在导线的两端安装输入端口和输出端口。

相比现有的装置，本发明通过抽真空向导线内注入导热胶和防水胶，使导线内部密封，从而使导线内不易进入空气，使线芯1不易被氧化，而通过固态导热胶层3和导热层2以及软磁片6的作用，使线芯1的换热面积增大，从而使线芯1发热时产生的热量可以及时传出导线，使导线的散热速率增强，多个软磁片6还可起到折弯限位的作用，使导线外皮不易因折弯而破损以及老化，使导线不易破损，使导线的使用寿命延长，导热层2、铠装层5和软磁片6，使导线的磁滞损耗和涡流损耗减少，从而使导线不易发热，通过铠装层5和抗拉尼龙线网层8的作用，使导线的抗拉伸能力提高，使导线受到外力挤压或拉伸时不易发生变形，从而使导线不易因磁致拉伸现象而产生意外电流。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，包括线芯(1)，其特征在于：所述线芯(1)上包覆有导热层(2)，所述导热层(2)与线芯(1)之间连接有固态导热胶层(3)，所述导热层(2)上固定连接有多个均匀分布的软磁片(6)，所述导热层(2)上包覆有内绝缘层(4)，所述内绝缘层(4)与导热层(2)之间连接有防水层，所述内绝缘层(4)上包覆有铠装层(5)，所述铠装层(5)上包覆有外绝缘层(7)，所述外绝缘层(7)上包覆有抗拉尼龙线网层(8)。

2.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述内绝缘层(4)和外绝缘层(7)均采用聚烯烃绝缘阻燃材料制成，其厚度为0.3-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述固态导热胶层(3)为液态导热胶凝固而成，所述导热胶采用聚氨酯导热导电胶。

4.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述防水层为防水胶凝固而成，所述防水胶采用聚氨酯胶。

5.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述铠装层(5)采用0.6-0.8mm的紫铜丝编制构成。

6.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述线芯(1)的两端分别连接有接入端口和输出端口，所述接入端口和输出端口与外绝缘层(7)之间均固定连接有橡胶密封圈。

7.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述外绝缘层(7)上开凿有多条均匀分布的散热槽。

8.根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：所述导热层(2)和内绝缘层(4)均为软磁铁氧体材料制成，所述导热层(2)的厚度为0.4-0.7mm。

9.一种根据权利要求1所述的一种外包覆型磁致伸缩导线外皮，其特征在于：其制作方法为，包括以下步骤：

步骤一、使用裁切装置裁切线芯(1)；

步骤二、使用包覆机在线芯(1)上包覆导热层(2)，使用注塑机在导热层(2)上注塑形成多个均匀分布的软磁片(6)；

步骤三、使用真空机将上一步成型的导线一端抽真空，使用加热装置将导热胶加热至120℃使其保持为液体状态，在导线的另一端吸入液态导热胶，液态导热胶填充线芯(1)与导热层(2)之间的空隙，然后使用水冷装置将导线降温至常温，使液态导热胶冷却形成固态导热胶层(3)；

步骤四、使用包覆机在导热层(2)上包覆内绝缘层(4)；

步骤五、使用真空机将上一步成型的导线一端抽真空，使用加热装置将防水胶加热至140℃使其保持为液体状态，在导线的另一端吸入液态防水胶，液态防水胶填充导热层(2)与内绝缘层(4)之间的空隙，然后使用水冷装置将导线降温至常温，液态防水胶冷却后形成固态的防水层；

步骤六、使用包覆机在内绝缘层(4)上依次包覆铠装层(5)、外绝缘层(7)和抗拉尼龙线网层(8)；

步骤七、在导线的两端安装输入端口和输出端口。