CN112133473A - 一种适用于真空环境的通信线材及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于真空环境的通信线材，包括线缆本体，线缆本体包括通信线、动力传输线、绝缘层、编织层和外护套，通信导线每2根绞合成一根对角线，通信线至少设有4根，通信线动力传输线每两根和一根对角线间距设置，动力传输线至少设有4根，两根对角线和四根动力输出线围成一个环形结构，绝缘层紧密包覆在每根通信线和动力传输线外表面，编织层设置在通信线和动力传输线外侧，外护套紧密包覆在编织层外表面；本发明将通信线和动力传输线分隔设置，在通信线外侧设置内包带层，通过对应生产工艺进行绕包外包带层和编织层，保证通信线材在真空环境下信号传输和电力传输可以正常作业，线外不受真空环境变得易脆裂，填补了行业空白。

Description

一种适用于真空环境的通信线材及生产工艺
技术领域
本发明属于通信线材技术领域，尤其用于真空环境下的通信线材，具体涉及一种适用于真空环境的通信线材及生产工艺。
背景技术
目前，国内电线电缆行业能应用于超真空环境的电缆几乎空白，真空度温度 -220℃以下或310℃以上时，常规材料在次述环境中短分子链析出较大，总质量损失＞2.0%，挥发可凝物而且易脆裂，使得超真空环境中信号传输和电力传输几乎不可能实现，使得军事工业、宇航领域、真空医疗在该方面的需求受到严重制约。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种适用于真空环境的通信线材，包括线缆本体，所述线缆本体包括通信线、动力传输线、绝缘层、编织层和外护套，所述通信导线每2根绞合成一根对角线，所述通信线至少设有4根，所述通信线所述动力传输线每2根和1根对角线间距设置，所述动力传输线至少设有4根，2根所述对角线和4根动力输出线围成一个环形结构，所述绝缘层紧密包覆在每根通信线和动力传输线外表面，所述编织层设置在通信线和动力传输线外侧，所述外护套紧密包覆在编织层外表面。
较佳的，四根所述通信线外侧还设置有内包带层，所述内包带层紧密包覆在绝缘层外侧，所述内包带层由PTFE和PET制成。
较佳的，所述编织层内还设置有外包带层，所述外包带层紧密包覆在通信线和动力传输线的外侧，所述外包带层由PTFE和铝箔制成。
较佳的，所述线缆本体还设置有填充层，所述填充层填充在两根对角线和四根动力输出线围成的环形结构中心。
较佳的，所述通信线采用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为2μm。
较佳的，所述动力输出线采用19根φ0.25的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为3μm。
较佳的，所述绝缘层是聚酰亚胺薄膜层。
较佳的，所述编织层由聚醚醚酮纤维丝制成。
一种适用于真空环境的通信线材的生产工艺，所述工艺包括以下步骤：
S1、绞合芯线层：选用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合制成通信线，选用19根φ0.25mm的高精镀银铜合金导体绞合制成动力传输线；
S2、绕包绝缘层：将通信线外侧按照对应条件绕包绝缘层和内包带层，对应条件为通信线对导体外侧绕包角度为40°、绕包重叠率40%、通信线对绝缘层外径控制在0.9mm-1.0mm；将动力传输线外侧按照对应条件绕包绝缘层，对应条件为动力传输线对导体外侧绕包角度为40°、绕包重叠率52%、动力传输线对绝缘层外径控制在1.75mm-1.85mm；
S3、绝缘层烧结熔封：采用100m长的烧结炉，将绕包好的通信线和动力传输线放置在烧结炉内，经400℃高温循环烧结，通过F4胶熔融后将各绕包层空气排出形成密封，冷却后取出；
S4、对绞：将每两根通信线通过高精度65%的退扭对绞以一定节距进行对绞，获得对角线；
S5、成缆：将2根对角线、4根电力传输线和填充层以65%的退扭成缆机进行成缆，获得成缆线材；
S6、绕包外包带层：在成缆线材外侧绕包外包带层后，在外包带层表面编织聚醚醚酮纤维丝形成编织层，要求编织密度为50%；
S7、挤出外护套：将带有编织层的成缆线材通过挤出机挤出外护套，得到通信线材成品。
较佳的，所述步骤S6中绕包的条件为绕包角度为60°、外包带层厚度为0.055mm、绕包重叠率为30%。
本发明的优点为：
1. 本发明通信线采用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为2μm，确保通信线在-200℃至300℃温度范围内导体阻抗变化率≤0.5%；电力传输线采用19根φ0.25的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为3μm，确保电力传输线在-200℃至300℃温度范围内导体导电率≥99%以减小电能的损耗；
2.本发明对通信线和电力传输线进行绝缘层绕包，保证了导体与绝缘层间隙均匀、外观光滑，保持了介质常数和介电强度的均一性；工艺上还采用烧结熔封，确保绝缘层介质均一，从而保障介质常数及介电强度在整根电缆长度上均匀一致；
3. 本发明将2根通信线对绞后设置在通信线材内，且2根通信线以一定节距进行对绞，对绞过程中2根通信线采用恒张力放线系统进行放线，确保2根通信线成对时弯曲程度相同，从而保证特性阻抗电容的匹配，两个线对的对绞节距不同(13mm和21mm)，确保通信线对传输信号时相互不存在干扰和串音；
4.本发明编织层由聚醚醚酮纤维丝编织成网，编织密度为50%，起到扎紧保护以及方便通信线材内外介质的交换对流，这种纤维丝在-200℃至300℃温度范围内，强度可达200Mpa，耐化学腐蚀，可耐0Orad辐照计量，抗蠕变，不产生任何有毒气体，且高温耐水解性能优异。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
本发明实施例最主要包含以下元件符号：
线缆本体-1、通信线-2、对角线-3、动力传输线-4、绝缘层-5、内包带层-6、外包带层-7、填充层-8、编织层-9、外护套-10。
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。
实施例1
请参阅图1，一种适用于真空环境的通信线材，包括线缆本体1，所述线缆本体1包括通信线2、动力传输线4、绝缘层5、编织层9和外护套10，所述通信导线每2根绞合成一根对角线3，所述通信线2至少设有4根，所述通信线2所述动力传输线4每2根和1根对角线3间距设置，所述动力传输线4至少设有4根，2根所述对角线3和4根动力输出线围成一个环形结构，所述绝缘层5紧密包覆在每根通信线2和动力传输线4外表面，所述编织层9设置在通信线2和动力传输线4外侧，所述外护套10紧密包覆在编织层9外表面。
四根所述通信线2外侧还设置有内包带层6，所述内包带层6紧密包覆在绝缘层5外侧，所述内包带层6由PTFE和PET制成。
所述编织层9内还设置有外包带层7，所述外包带层7紧密包覆在通信线2和动力传输线4的外侧，所述外包带层7由PTFE和铝箔制成。
所述线缆本体1还设置有填充层8，所述填充层8填充在两根对角线3和四根动力输出线围成的环形结构中心。
所述通信线2采用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为2μm；所述动力输出线采用19根φ0.25的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为3μm。
所述绝缘层5是聚酰亚胺薄膜层；所述编织层9由聚醚醚酮纤维丝制成。
一种适用于真空环境的通信线材的生产工艺，所述工艺包括以下步骤：
S1、绞合芯线层：选用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合制成通信线2，选用19根φ0.25mm的高精镀银铜合金导体绞合制成动力传输线4；
S2、绕包绝缘层5：将通信线2外侧按照对应条件绕包绝缘层5和内包带层6，对应条件为通信线2对导体外侧绕包角度为40°、绕包重叠率40%、通信线2对绝缘层5外径控制在0.9mm-1.0mm；将动力传输线4外侧按照对应条件绕包绝缘层5，对应条件为动力传输线4对导体外侧绕包角度为40°、绕包重叠率52%、动力传输线4对绝缘层5外径控制在1.75mm-1.85mm；
S3、绝缘层5烧结熔封：采用100m长的烧结炉，将绕包好的通信线2和动力传输线4放置在烧结炉内，经400℃高温循环烧结，通过F4胶熔融后将各绕包层空气排出形成密封，冷却后取出；
S4、对绞：将每两根通信线2通过高精度65%的退扭对绞以一定节距进行对绞，获得对角线3；
S5、成缆：将2根对角线3、4根电力传输线和填充层8以65%的退扭成缆机进行成缆，获得成缆线材；
S6、绕包外包带层7：在成缆线材外侧绕包外包带层7后，在外包带层7表面编织聚醚醚酮纤维丝形成编织层9，要求编织密度为50%；
S7、挤出外护套10：将带有编织层9的成缆线材通过挤出机挤出外护套10，得到通信线材成品。
所述步骤S6中绕包的条件为绕包角度为60°、外包带层7厚度为0.055mm、绕包重叠率为30%。
根据本发明实施例1测试所得到的的主要技术指标或经济指标如下：
1、对绞线对：
工作温度：-250℃-400℃；
特性阻抗90Ω-110Ω；
导体阻抗：≦60Ωm/km；
工作电容46.0 PF/m -50.0PF/m；
衰减率 15dB/100M 10MHZ；
相对传导率≧90%；
传播延时：≤45 ns/100m ；
传播速度：≧75%；
2、电力传输线
工作温度：-250℃-350℃；
额定电压：30 VDC-1000 VDC；
击穿强度：3000VDC*30min，不击穿；
载流量：13A；
电阻：≦24.6Ω；
3、电缆特性
工作温度：-300℃-400℃；
最小弯曲半径5*通信线材外径；
6×10-4Pa环境中：总质量损失TML<0.7%，挥发可凝物CVCM<0.15% 放气率≤10-12Pal/s*cm。
本发明将通信线2和动力传输线4分隔设置，在通信线2外侧设置内包带层6，通过对应生产工艺进行绕包外包带层7和编织层9，保证通信线材在真空环境下信号传输和电力传输可以正常作业，线外不受真空环境变得易脆裂，填补了行业空白，且设置至少4根通信线2的绝缘层5颜色依次为白色、绿色、黄色和橙色，设置至少4根电力传输线4的绝缘层5颜色依次为黑色、红色、棕色和蓝色，加工的时候方便区分，可以轻松点对点焊接到PC版上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种适用于真空环境的通信线材，其特征在于：包括线缆本体（1），所述线缆本体（1）包括通信线（2）、动力传输线（4）、绝缘层（5）、编织层（9）和外护套（10），所述通信导线每2根绞合成一根对角线（3），所述通信线（2）至少设有4根，所述通信线（2）所述动力传输线（4）每2根和1根对角线（3）间距设置，所述动力传输线（4）至少设有4根，2根所述对角线（3）和4根动力输出线围成一个环形结构，所述绝缘层（5）紧密包覆在每根通信线（2）和动力传输线（4）外表面，所述编织层（9）设置在通信线（2）和动力传输线（4）外侧，所述外护套（10）紧密包覆在编织层（9）外表面。
2.根据权利要求1所述的通信线材，其特征在于：四根所述通信线（2）外侧还设置有内包带层（6），所述内包带层（6）紧密包覆在绝缘层（5）外侧，所述内包带层（6）由PTFE和PET制成。
3.根据权利要求2所述的通信线材，其特征在于：所述编织层（9）内还设置有外包带层（7），所述外包带层（7）紧密包覆在通信线（2）和动力传输线（4）的外侧，所述外包带层（7）由PTFE和铝箔制成。
4.根据权利要求3所述的通信线材，其特征在于：所述线缆本体（1）还设置有填充层（8），所述填充层（8）填充在两根对角线（3）和四根动力输出线围成的环形结构中心。
5.根据权利要求4所述的通信线材，其特征在于：所述通信线（2）采用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为2μm。
6.根据权利要求5所述的通信线材，其特征在于：所述动力输出线采用19根φ0.25的高精镀银铜合金导体绞合而成，且镀层厚度至少为3μm。
7.根据权利要求6所述的通信线材，其特征在于：所述绝缘层（5）是聚酰亚胺薄膜层。
8.根据权利要求7所述的通信线材，其特征在于：所述编织层（9）由聚醚醚酮纤维丝制成。
9.一种适用于真空环境的通信线材的生产工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
S1、绞合芯线层：选用7根φ0.254mm的高精镀银铜合金导体绞合制成通信线（2），选用19根φ0.25mm的高精镀银铜合金导体绞合制成动力传输线（4）；
S2、绕包绝缘层（5）：将通信线（2）外侧按照对应条件绕包绝缘层（5）和内包带层（6），对应条件为通信线（2）对导体外侧绕包角度为40°、绕包重叠率40%、通信线（2）对绝缘层（5）外径控制在0.9mm-1.0mm；将动力传输线（4）外侧按照对应条件绕包绝缘层（5），对应条件为动力传输线（4）对导体外侧绕包角度为40°、绕包重叠率52%、动力传输线（4）对绝缘层（5）外径控制在1.75mm-1.85mm；
S3、绝缘层（5）烧结熔封：采用100m长的烧结炉，将绕包好的通信线（2）和动力传输线（4）放置在烧结炉内，经400℃高温循环烧结，通过F4胶熔融后将各绕包层空气排出形成密封，冷却后取出；
S4、对绞：将每两根通信线（2）通过高精度65%的退扭对绞以一定节距进行对绞，获得对角线（3）；
S5、成缆：将2根对角线（3）、4根电力传输线和填充层（8）以65%的退扭成缆机进行成缆，获得成缆线材；
S6、绕包外包带层（7）：在成缆线材外侧绕包外包带层（7）后，在外包带层（7）表面编织聚醚醚酮纤维丝形成编织层（9），要求编织密度为50%；
S7、挤出外护套（10）：将带有编织层（9）的成缆线材通过挤出机挤出外护套（10），得到通信线材成品。
10.根据权利要求9所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤S6中绕包的条件为绕包角度为60°、外包带层（7）厚度为0.055mm、绕包重叠率为30%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113793730A (zh) * 2021-08-25 2021-12-14 乐庭电线工业（惠州）有限公司 Vr高速连接线的制备工艺

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