CN111653385A - 一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线及其生产方法。内凯夫拉丝填充线位于中心，四根内芯线布置在内凯夫拉丝填充线周围并绞合成缆，四根内芯线外周围包覆包带，包带外包覆屏蔽层，包带和屏蔽层之间埋设有接地线，七根外芯线和多根外凯夫拉丝填充线布置在屏蔽层周围并绞合成缆，外芯线和外凯夫拉丝填充线外周围包覆设有外护套。本发明用于高纬度寒带消防员步话机通讯电缆，或者是有高寒和火焰环境要求下的信号传输；保持超高弹耐扭转的性能并维持信号持续稳定；具有很好的耐扭转性能。

Description

一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线及其生产方法
技术领域
本发明涉及了一种弹簧线及其生产方法，尤其是涉及了一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线及其生产方法。
背景技术
目前市场上消防用弹簧线在经过反复拉伸回弹试验后回弹率不足，而且在经过长时间弯折扭转后，结构内部数据传输芯线容易出现严重扭曲变形导致导体断裂。
由于上述缺陷，有必要对上述现有的消防用弹簧线生产方法做出改进，以期符合市场发展需求。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线及其生产方法。
本发明采用如下技术方案
一、一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线：
具体包括内凯夫拉丝填充线、四根内芯线、一根接地线、包带、屏蔽层、七根外芯线、外凯夫拉丝填充线和外护套；内凯夫拉丝填充线位于中心，四根内芯线布置在内凯夫拉丝填充线周围并绞合成缆，四根内芯线外周围包覆包带，包带外包覆屏蔽层，包带和屏蔽层之间埋设有接地线，七根外芯线和多根外凯夫拉丝填充线布置在屏蔽层周围并绞合成缆，外芯线和外凯夫拉丝填充线外周围包覆设有外护套。
所述的外凯夫拉丝填充线填充在外护套和屏蔽层之间的除了七根外芯线以外的剩余空间中。
所述的内凯夫拉丝填充线和外凯夫拉丝填充线结构相同，均是由凯夫拉丝KEVLAR尼龙纤维编织构成。
所述的内芯线和外芯线内部结构相同，均采用铜锡合金和凯夫拉丝的复合构成内导体，再在外面挤出包覆氟塑料作为绝缘层。
所述的四根内芯线、一根接地线构成了USB结构，分别为USB D+/-、 VBUS/5V和接地；所述的七根外芯线分别为Microphone+/-、Speaker+/-、PTT、 ADS和接地。
所述外护套内圈还设有无纺布。
所述包带是采用铝箔包围形成。
二、一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线的生产方法，方法包括以下步骤：
1)高强耐拉伸的内芯线和外芯线的押出：采用多股绞合铜锡合金加入高抗拉强度的凯夫拉丝尼龙纤维制备内导体，选用耐高温的氟塑料制备绝缘层；
2)内芯线单独绞合和屏蔽：将四根内芯线直接进行完全退捻束绞，然后在内凯夫拉丝填充线周围并绞合成缆；
3)包带和屏蔽层制作：在四根内芯线外周围包覆上包带，在包带外包覆上屏蔽层，且在包带和屏蔽层之间埋设接地线；
4)整体绞合和及屏蔽：将七根外芯线和多根外凯夫拉丝填充线环绕屏蔽层整体绞合成缆，并对每个外芯线进行完全退捻消除扭转应力；
5)高阻燃耐低温特种橡胶挤出制备护套：将外护套挤出包覆在外芯线和外凯夫拉丝填充线外面，挤出后通过对热辐射强度和连续烘箱温度的调节和控制进行半交联处理，对外护套进行交联度实时测试，在外护套处于半交联状态下才使整个弹簧线自然落桶中收线；
6)弹簧线卷绕：将外护套在半交联状态自然落桶6小时内，完成下工序的整个弹簧线卷绕，卷绕完成后马上将弹簧线放置在封闭的空气烘箱中进行烘烤，完成橡胶护套材料的全交联定型。
由此工艺生产出的弹簧线可以完全定型并彻底消除回弹力，实现了步话机弹簧线超高弹耐扭转的特性制备。
所述5)中，外护套挤出后进行五段硫化，第一段为光热辐射硫化，设定温度为220±10℃，第二至第五段为烘箱硫化，温度设定分别为210±10℃、200±10℃、 130±10℃和130±10℃，线速度为5±0.3m/分钟，由此完成外护套的半交联处理；硫化完成后测试交联度，若交联度在68％～72％之间，或者用200g的力挤压外护套至1mm深度然后在1分钟内表面回弹小于50％，则将整个弹簧线自然落桶中收线。
所述6)中，卷线转速为700～980RPM，卷绕完成后将弹簧线放置在封闭的空气烘箱中进行烘烤，烤箱温度设定为195±5℃，时间设定为70分钟；烘烤后降温，降温时间为30分钟，降温完成后进行卷线返线成形，使得交联度在92％～97％之间。
本发明的创新是在于设计构建了两层护套和内外芯线，并在其中布置了内外凯夫拉丝填充线，大大加强了步话机弹簧线强度。并且在制备过程中，采用半交联落桶和五段硫化处理，再进行全交联定型，使得步话机弹簧线提高了弹性和扭转性能，具有了超高弹耐扭转的优势。
本发明中的芯线内导体使用铜锡合金和凯夫拉丝的复合体，绝缘材料选用氟塑料，USB线单独屏蔽并放置在中心位置，所有芯线全部采用退捻的方式进行生产，完全消除扭转应力，护套采用高阻燃耐低温特种橡胶。
本发明的有益效果：
本发明的生产工艺所涉及设备均为行业内通用设备，基本工艺和流程成熟，制作工艺可控，制得的消防员用步话机弹簧线可完全定型并彻底消除回弹应力。
本发明制备获得的产品可广泛应用于高纬度寒带消防员步话机通讯电缆，或者是有高寒和火焰环境要求下的信号传输，能保持超高弹耐扭转的性能并维持信号持续稳定；独特的护套生产工艺赋予弹簧线超高的弹性，独特的结构设计和绞线工艺赋予弹簧线耐扭转的性能。
附图说明
图1为本发明步话机弹簧线电线结构示意图；
图2为本发明步话机弹簧线电线制作结果结构示意图。
图中：内凯夫拉丝填充线(1)、四根内芯线(2)、一根接地线(3)、包带(4)、屏蔽层(5)、七根外芯线(6)、外凯夫拉丝填充线(7)、外护套 (8)、无纺布(9)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，具体实施是包括内凯夫拉丝填充线1、四根内芯线2、一根接地线3、包带4、屏蔽层5、七根外芯线6、外凯夫拉丝填充线7和外护套8；内凯夫拉丝填充线1位于中心，四根内芯线2布置在内凯夫拉丝填充线1周围并绞合成缆，四根内芯线2外周围包覆包带4，包带4外包覆屏蔽层5，包带4和屏蔽层5之间埋设有接地线3，七根外芯线6和多根外凯夫拉丝填充线7布置在屏蔽层5周围并绞合成缆，外芯线6和外凯夫拉丝填充线7外周围包覆设有外护套8。
外凯夫拉丝填充线7填充在外护套8和屏蔽层5之间的除了七根外芯线6 以外的剩余空间中。通过内凯夫拉丝填充线1和外凯夫拉丝填充线7的组合布置在线缆内部结构中，能带来和提高抗拉拽功能。
内凯夫拉丝填充线1和外凯夫拉丝填充线7结构相同，均是由凯夫拉丝 KEVLAR尼龙纤维编织构成。
内芯线2和外芯线6内部结构相同，均采用铜锡合金和凯夫拉丝的复合构成导体的内导体，再在外面挤出包覆氟塑料作为绝缘层。具体是由多股绞合铜锡合金加入高抗拉强度的凯夫拉丝交合在一起，这样能很好地实现抗拉拽，在反复拉拽情况下能保持原有的强度和韧性。绝缘层2为绝缘材料选用氟塑料，并且所有铜锡合金的内导体全部采用退捻的方式进行生产，完全消除扭转应力。四根内芯线2、一根接地线3构成了USB结构，分别为USB D+/-、VBUS/5V 和接地，起到了USB数据传输的作用。七根外芯线6分别为Microphone+/-、Speaker+/-、PTT、ADS和接地，分别起到了麦克风、耳机、即按发送和接收的作用。
具体实施中，外护套8内圈设有无纺布9，无纺布9布满外护套8内圈表面。
具体实施中，包带4是采用铝箔包围形成。在外挤包高强度包带，使内芯线紧密，可以使成缆整体更紧密，外形圆整。
具体实施中，外护套8为高阻燃耐低温的特种橡胶，采用工艺彻底消除成品弹簧线的回弹力。
本发明的实施例及其实施情况如下：
实施例1
步骤a：
内芯线2和外芯线6的内导体：以6条铜锡合金丝作为第一层，以200D凯夫拉丝作为第二层，以18*2条铜锡合金丝作为第三层。并且采用氟塑料作为绝缘层押出，整体使用250℃烘箱在线预热后挤出。
步骤b：
内芯线2单独绞合和屏蔽：将四根内芯线2直接进行完全退捻束绞，然后在内凯夫拉丝填充线1周围并绞合成缆；
步骤c：
包带4和屏蔽层5制作：在四根内芯线2外周围包覆上包带4，在包带4外包覆上屏蔽层5，且在包带4和屏蔽层5之间埋设接地线3；
步骤d：
整体绞合和及屏蔽：将七根外芯线6和多根外凯夫拉丝填充线7环绕屏蔽层5整体绞合成缆，并对每个外芯线6进行完全退捻消除扭转应力；
步骤e：
采用高阻燃耐低温特种橡胶挤出外护套时，总弹簧线需要进行在线烤箱预热，预热温度设定为290±10℃，外护套挤出制备时需反向用真空泵抽取护套内空气避免起泡。
橡胶的外护套挤出后需要进行五段硫化，第一段为光热辐射硫化，设定温度为220±10℃，第二至第五段为烘箱硫化，温度设定分别为210±10℃、200±10℃、130±10℃和130±10℃，线速度为5±0.3m/分钟，以此参数完成外护套的半交联处理。硫化完成后测试交联度，交联度数据在68％～72％之间，或者现场实际判定为用200g的力挤压护套至1mm深度，1分钟内表面回弹小于50％。
已完成的半交联状态下的橡胶护套线采取自然落入桶中的方式完成收线，并且存放时间不可超过24小时。
步骤f：半交联状态下的弹簧线在6小时内完成卷线，卷线转速为 700～980RPM，卷线圈数为50～60圈。
卷线完成后马上将弹簧线放置在烤箱中，烤箱温度设定为195±5℃，时间设定为70分钟，待烤箱报警器定时报警后将烤箱推出，存放在通风透气的房间中进行降温，降温时间为30分钟，降温完成后进行卷线返线成形。经过卷线烤线完成后的弹簧线交联度数据在92％～97％之间。
最终获得产品弹簧线。
本发明具体实施中还对制作成的步话机弹簧线进行了多重测试，情况如下：
1、产品弹簧线拉伸测试过程：
1.1、在常温下对弹簧线进行7万次拉伸试验，拉伸至3倍长后放松还原，完成测试后电阻值变化不超过原来的10％，在测试完成5分钟后测量长度，弹簧线长度恢复到原来长度的115％以内。
常温拉伸测试具体结果如下表：
Figure BDA0002577383370000051
Figure BDA0002577383370000061
1.2、将弹簧线分别放置在-30℃,25℃,60℃恒温室下各1小时，取出后迅速拉伸至3倍长并在常温下放松还原，放松还原1分钟后分别对弹簧线段长度进行测量，弹簧线段长度恢复到原来长度的105％以内。
高低温循环后拉伸测试具体结果如下表：
Figure BDA0002577383370000062
2、冷热冲击后进行弯曲测试过程：
弹簧线在-57℃放置2小时，再在+80℃环境下放置2小时，之间转换时间为 15秒，反复循环24小时后，开始对同一样品进行弯曲测试。
3、对样品进行十万次弯曲测试过程：
弹簧线吊重907g，弯曲角度为±90゜，测试速度为20循环/分钟，弯曲半径为30mm，测试完成后经检测无断路、短路及护套破损等失效现象。
以上所述仅为本实用的一个实施例，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征、原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：包括内凯夫拉丝填充线(1)、四根内芯线(2)、一根接地线(3)、包带(4)、屏蔽层(5)、七根外芯线(6)、外凯夫拉丝填充线(7)和外护套(8)；内凯夫拉丝填充线(1)位于中心，四根内芯线(2)布置在内凯夫拉丝填充线(1)周围并绞合成缆，四根内芯线(2)外周围包覆包带(4)，包带(4)外包覆屏蔽层(5)，包带(4)和屏蔽层(5)之间埋设有接地线(3)，七根外芯线(6)和多根外凯夫拉丝填充线(7)布置在屏蔽层(5)周围并绞合成缆，外芯线(6)和外凯夫拉丝填充线(7)外周围包覆设有外护套(8)。
2.根据权利要求1所述的一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：所述的外凯夫拉丝填充线(7)填充在外护套(8)和屏蔽层(5)之间的除了七根外芯线(6)以外的剩余空间中。
3.根据权利要求1所述的一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：所述的内凯夫拉丝填充线(1)和外凯夫拉丝填充线(7)结构相同，均是由凯夫拉丝KEVLAR尼龙纤维编织构成。
4.根据权利要求1所述的一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：所述的内芯线(2)和外芯线(6)内部结构相同，均采用铜锡合金和凯夫拉丝的复合构成内导体，再在外面挤出包覆氟塑料作为绝缘层。
5.根据权利要求1所述的一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：所述的四根内芯线(2)、一根接地线(3)构成了USB结构，分别为USB D+/-、VBUS/5V和接地；所述的七根外芯线(6)分别为Microphone+/-、Speaker+/-、PTT、ADS和接地。
6.根据权利要求1所述的一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：所述外护套(8)内圈还设有无纺布。
7.根据权利要求1所述的一种超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线，其特征在于：所述包带(4)是采用铝箔包围形成。
8.应用于权利要求1-7任一所述的超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线的生产方法，其特征在于：方法包括以下步骤：
1)高强耐拉伸的内芯线(2)和外芯线(6)的押出：采用多股绞合铜锡合金加入凯夫拉丝尼龙纤维制备内导体，选用氟塑料制备绝缘层；
2)内芯线(2)单独绞合和屏蔽：将四根内芯线(2)直接进行完全退捻束绞，然后在内凯夫拉丝填充线(1)周围并绞合成缆；
3)包带(4)和屏蔽层(5)制作：在四根内芯线(2)外周围包覆上包带(4)，在包带(4)外包覆上屏蔽层(5)，且在包带(4)和屏蔽层(5)之间埋设接地线(3)；
4)整体绞合和及屏蔽：将七根外芯线(6)和多根外凯夫拉丝填充线(7)环绕屏蔽层(5)整体绞合成缆，并对每个外芯线(6)进行完全退捻；
5)挤出制备护套：将外护套(8)挤出包覆在外芯线(6)和外凯夫拉丝填充线(7)外面，挤出后通过对热辐射强度和连续烘箱温度的调节和控制进行半交联处理，对外护套(8)进行交联度实时测试，在外护套(8)处于半交联状态下才使整个弹簧线自然落桶中收线；
6)弹簧线卷绕：将外护套(8)在半交联状态自然落桶6小时内，完成整个弹簧线卷绕，卷绕完成后马上将弹簧线放置在封闭的空气烘箱中进行烘烤，完成橡胶护套材料的全交联定型。
9.根据权利要求8所述的超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线的生产方法，其特征在于：所述5)中，外护套(8)挤出后进行五段硫化，第一段为光热辐射硫化，设定温度为220±10℃，第二至第五段为烘箱硫化，温度设定分别为210±10℃、200±10℃、130±10℃和130±10℃，线速度为5±0.3m/分钟，由此完成外护套的半交联处理；硫化完成后测试交联度，若交联度在68％～72％之间，或者用200g的力挤压外护套(8)至1mm深度然后在1分钟内表面回弹小于50％，则将整个弹簧线自然落桶中收线。
10.根据权利要求8所述的超高弹耐扭转消防员用步话机弹簧线的生产方法，其特征在于：所述6)中，卷线转速为700～980RPM，卷绕完成后将弹簧线放置在封闭的空气烘箱中进行烘烤，烤箱温度设定为195±5℃，时间设定为70分钟；烘烤后降温，降温时间为30分钟，降温完成后进行卷线返线成形，使得交联度在92％～97％之间。
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