CN113178282A - 一种呼吸式高散热性电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呼吸式高散热性电缆，属于电缆技术领域，本发明可以通过在电缆本体外侧的外护套设置类似于呼吸方式的散热件，外散热球膜位于外护套外表面，内吸热球位于外护套和电缆本体之间吸收热量，中嵌管作为中介实现热量输送，在内吸热球吸收到足够多的热量后，触发半球罩内的控磁块根据热量触发磁场泄漏动作，从而对内吸热球内的磁性总块形成磁性排斥作用，迫使其向靠近外散热球膜的方向移动，并通过牵引丝的拉扯作用迫使内吸热球局部变形，将变形传递至外散热球膜增大与外界接触面积的同时加速空气流动，可以实现显著高效的散热，并在热量散发后自主复位，可以持续性的实现高效的动态辅助散热，维持电缆在良好的工作温度范围内。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，更具体地说，涉及一种呼吸式高散热性电缆。
背景技术
电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成，其具有不同的定义。
定义1：由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。
定义2：通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。
电缆使用期限的长短,取决于电缆的质量和电缆安装的环境，而最大的环境影响因素莫过于温度，只有在合适的工作温度范围内，电缆方可发挥其性能，电缆连接设备在工作时温度过高时容易引起绝缘损坏，缩短其使用寿命，严重时可能导致电缆热击穿，从而引发触电、火灾等事故。在电气火灾中由于线缆老化和过载使用引起的火灾占较大比例。有相关研究发现，对于乙丙橡胶电缆，如果线芯工作温度超过长期允许最高工作温度的8％，其寿命将会减少50％；如果工作温度大于长期允许最高工作温度的15％，其寿命将减少75％。因此如何实现控制电缆温度和快速散热是行业发展的关键问题。
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呼吸式高散热性电缆，可以通过在电缆本体外侧的外护套设置类似于呼吸方式的散热件，外散热球膜位于外护套外表面，内吸热球位于外护套和电缆本体之间吸收热量，中嵌管作为中介实现热量输送，在内吸热球吸收到足够多的热量后，触发半球罩内的控磁块根据热量触发磁场泄漏动作，从而对内吸热球内的磁性总块形成磁性排斥作用，迫使其向靠近外散热球膜的方向移动，并通过牵引丝的拉扯作用迫使内吸热球局部变形，将变形传递至外散热球膜增大与外界接触面积的同时加速空气流动，可以实现显著高效的散热，并在热量散发后自主复位，可以持续性的实现高效的动态辅助散热，维持电缆在良好的工作温度范围内。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种呼吸式高散热性电缆，包括外护套和电缆本体，且电缆本体插设于外护套内部，所述外护套外表面连接有多个均匀分布的外散热球膜，所述外散热球膜上连接有中嵌管，且中嵌管贯穿外护套并延伸至内侧，所述外护套与电缆本体之间镶嵌连接有多个与外散热球膜相对应的内吸热球，且内吸热球与中嵌管连接，所述内吸热球远离中嵌管一端连接有触发半球罩，所述内吸热球靠近触发半球罩一端镶嵌连接有多个均匀分布的牵引丝，所述触发半球罩上开设有多个与牵引丝相匹配的迁移孔，且牵引丝贯穿迁移孔并延伸至电缆本体内。
进一步的，所述内吸热球包括定形半球、转移半球和磁性总块，所述定形半球和转移半球对称连接，且定形半球分别与中嵌管和触发半球罩连接，所述磁性总块设于定形半球的中心处，且磁性总块与多根牵引丝连接，定形半球起到定形作用，同时可以对电缆本体和外护套进行多点的辅助加强，然后通过磁性总块的迁移作用，通过牵引丝拉扯转移半球收缩实现热量的转移。
进一步的，所述定形半球采用硬质导热材料制成，所述转移半球采用弹性导热材料制成。
进一步的，所述触发半球罩内端镶嵌连接有多个均匀分布的控磁块，且控磁块与磁性总块相对应，通过控磁块对内吸热球内热量的感知作用，实现对磁场的控制，进而通过磁场作用迫使磁性总块进行相应的动作。
进一步的，所述控磁块包括包覆罩、排斥磁铁以及控磁层，所述排斥磁铁连接于包覆罩内底端，且控磁层连接于包覆罩开口处，控磁层起到控制排斥磁铁磁场的作用，正常状态下对排斥磁铁的磁场进行屏蔽，在内吸热球内的热量足够多时，控磁层自主感知并控制部分磁场泄漏，然后作用于磁性总块迫使其迁移。
进一步的，所述控磁层包括一对承料膜以及多个热膨胀球，一对所述承料膜之间填充有粉末状高磁导率材料，所述热膨胀球连接于承料膜与排斥磁铁之间，正常状态下粉末状高磁导率材料填充于一对承料膜之间为层状连续的，可以完整的实现对排斥磁铁的磁场屏蔽作用，在热膨胀球吸收到足够多的热量进行膨胀后，对承料膜进行挤压然后迫使粉末状高磁导率材料向边缘处分布，破坏初始的层状连续状态，然后泄漏出部分磁场作用于磁性总块。
进一步的，所述热膨胀球采用受热膨胀材料制成，所述排斥磁铁与磁性总块之间保持磁性排斥作用。
进一步的，所述磁性总块与外散热球膜远离中嵌管的一端之间连接有引导杆，所述磁性总块的外径小于中嵌管的内径，引导杆既可以控制磁性总块的迁移方向，保证其可以进入到中嵌管内进行迁移，同时也可以反作用于外散热球膜，迫使其向外侧进行膨胀，间接提高后续的换热效果。
进一步的，所述触发半球罩采用隔热材料制成，所述牵引丝采用弹性导热材料制成，避免电缆本体上的热量持续性干扰到控磁块，内吸热球的热量聚集主要来源于牵引丝，在积蓄到足够多的热量后，控磁块感知到后触发磁场作用迫使外散热球膜和内吸热球同步变形实现呼吸式散热，然后恢复形状重复上述动作。
进一步的，所述内吸热球内填充有导热体，所述导热体为质量比1:1的导热油和导热砂的混合物，导热体既具有优异的导热性能，同时利用任意形变的特点可以作为载体充分实现热量的转移。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过在电缆本体外侧的外护套设置类似于呼吸方式的散热件，外散热球膜位于外护套外表面，内吸热球位于外护套和电缆本体之间吸收热量，中嵌管作为中介实现热量输送，在内吸热球吸收到足够多的热量后，触发半球罩内的控磁块根据热量触发磁场泄漏动作，从而对内吸热球内的磁性总块形成磁性排斥作用，迫使其向靠近外散热球膜的方向移动，并通过牵引丝的拉扯作用迫使内吸热球局部变形，将变形传递至外散热球膜增大与外界接触面积的同时加速空气流动，可以实现显著高效的散热，并在热量散发后自主复位，可以持续性的实现高效的动态辅助散热，维持电缆在良好的工作温度范围内。
(2)内吸热球包括定形半球、转移半球和磁性总块，定形半球和转移半球对称连接，且定形半球分别与中嵌管和触发半球罩连接，磁性总块设于定形半球的中心处，且磁性总块与多根牵引丝连接，定形半球起到定形作用，同时可以对电缆本体和外护套进行多点的辅助加强，然后通过磁性总块的迁移作用，通过牵引丝拉扯转移半球收缩实现热量的转移。
(3)触发半球罩内端镶嵌连接有多个均匀分布的控磁块，且控磁块与磁性总块相对应，通过控磁块对内吸热球内热量的感知作用，实现对磁场的控制，进而通过磁场作用迫使磁性总块进行相应的动作。
(4)控磁块包括包覆罩、排斥磁铁以及控磁层，排斥磁铁连接于包覆罩内底端，且控磁层连接于包覆罩开口处，控磁层起到控制排斥磁铁磁场的作用，正常状态下对排斥磁铁的磁场进行屏蔽，在内吸热球内的热量足够多时，控磁层自主感知并控制部分磁场泄漏，然后作用于磁性总块迫使其迁移。
(5)控磁层包括一对承料膜以及多个热膨胀球，一对承料膜之间填充有粉末状高磁导率材料，热膨胀球连接于承料膜与排斥磁铁之间，正常状态下粉末状高磁导率材料填充于一对承料膜之间为层状连续的，可以完整的实现对排斥磁铁的磁场屏蔽作用，在热膨胀球吸收到足够多的热量进行膨胀后，对承料膜进行挤压然后迫使粉末状高磁导率材料向边缘处分布，破坏初始的层状连续状态，然后泄漏出部分磁场作用于磁性总块。
(6)磁性总块与外散热球膜远离中嵌管的一端之间连接有引导杆，磁性总块的外径小于中嵌管的内径，引导杆既可以控制磁性总块的迁移方向，保证其可以进入到中嵌管内进行迁移，同时也可以反作用于外散热球膜，迫使其向外侧进行膨胀，间接提高后续的换热效果。
(7)触发半球罩采用隔热材料制成，牵引丝采用弹性导热材料制成，避免电缆本体上的热量持续性干扰到控磁块，内吸热球的热量聚集主要来源于牵引丝，在积蓄到足够多的热量后，控磁块感知到后触发磁场作用迫使外散热球膜和内吸热球同步变形实现呼吸式散热，然后恢复形状重复上述动作。
(8)内吸热球内填充有导热体，导热体为质量比1:1的导热油和导热砂的混合物，导热体既具有优异的导热性能，同时利用任意形变的特点可以作为载体充分实现热量的转移。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明正常状态下的剖视图；
图3为本发明图2中A处的结构示意图；
图4为本发明内吸热球部分的结构示意图；
图5为本发明控磁块的结构示意图；
图6为本发明呼吸散热状态下的剖视图。
图中标号说明：
1外护套、2电缆本体、3外散热球膜、4中嵌管、5内吸热球、51定形半球、52转移半球、53磁性总块、6触发半球罩、7牵引丝、8控磁块、81包覆罩、82排斥磁铁、83承料膜、84热膨胀球、85粉末状高磁导率材料、9引导杆。
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1-3，一种呼吸式高散热性电缆，包括外护套1和电缆本体2，且电缆本体2插设于外护套1内部，外护套1外表面连接有多个均匀分布的外散热球膜3，外散热球膜3上连接有中嵌管4，且中嵌管4贯穿外护套1并延伸至内侧，外护套1与电缆本体2之间镶嵌连接有多个与外散热球膜3相对应的内吸热球5，且内吸热球5与中嵌管4连接，内吸热球5远离中嵌管4一端连接有触发半球罩6，内吸热球5靠近触发半球罩6一端镶嵌连接有多个均匀分布的牵引丝7，触发半球罩6上开设有多个与牵引丝7相匹配的迁移孔，且牵引丝7贯穿迁移孔并延伸至电缆本体2内。
请参阅图4，内吸热球5包括定形半球51、转移半球52和磁性总块53，定形半球51和转移半球52对称连接，且定形半球51分别与中嵌管4和触发半球罩6连接，磁性总块53设于定形半球51的中心处，且磁性总块53与多根牵引丝7连接，定形半球51起到定形作用，同时可以对电缆本体2和外护套1进行多点的辅助加强，然后通过磁性总块53的迁移作用，通过牵引丝7拉扯转移半球52收缩实现热量的转移。
磁性总块53与外散热球膜3远离中嵌管4的一端之间连接有引导杆9，磁性总块53的外径小于中嵌管4的内径，引导杆9既可以控制磁性总块53的迁移方向，保证其可以进入到中嵌管4内进行迁移，同时也可以反作用于外散热球膜3，迫使其向外侧进行膨胀，间接提高后续的换热效果。
触发半球罩6采用隔热材料制成，牵引丝7采用弹性导热材料制成，避免电缆本体2上的热量持续性干扰到控磁块8，内吸热球5的热量聚集主要来源于牵引丝7，在积蓄到足够多的热量后，控磁块8感知到后触发磁场作用迫使外散热球膜3和内吸热球5同步变形实现呼吸式散热，然后恢复形状重复上述动作。
内吸热球5内填充有导热体，导热体为质量比1:1的导热油和导热砂的混合物，导热体既具有优异的导热性能，同时利用任意形变的特点可以作为载体充分实现热量的转移。
定形半球51采用硬质导热材料制成，转移半球52采用弹性导热材料制成。
触发半球罩6内端镶嵌连接有多个均匀分布的控磁块8，且控磁块8与磁性总块53相对应，通过控磁块8对内吸热球5内热量的感知作用，实现对磁场的控制，进而通过磁场作用迫使磁性总块53进行相应的动作。
请参阅图5，控磁块8包括包覆罩81、排斥磁铁82以及控磁层，排斥磁铁82连接于包覆罩81内底端，且控磁层连接于包覆罩81开口处，控磁层起到控制排斥磁铁82磁场的作用，正常状态下对排斥磁铁82的磁场进行屏蔽，在内吸热球5内的热量足够多时，控磁层自主感知并控制部分磁场泄漏，然后作用于磁性总块53迫使其迁移。
控磁层包括一对承料膜83以及多个热膨胀球84，一对承料膜83之间填充有粉末状高磁导率材料85，热膨胀球84连接于承料膜83与排斥磁铁82之间，正常状态下粉末状高磁导率材料85填充于一对承料膜83之间为层状连续的，可以完整的实现对排斥磁铁82的磁场屏蔽作用，在热膨胀球84吸收到足够多的热量进行膨胀后，对承料膜83进行挤压然后迫使粉末状高磁导率材料85向边缘处分布，破坏初始的层状连续状态，然后泄漏出部分磁场作用于磁性总块53。
热膨胀球84采用受热膨胀材料制成，排斥磁铁82与磁性总块53之间保持磁性排斥作用。
请参阅图5，本发明可以通过在电缆本体2外侧的外护套1设置类似于呼吸方式的散热件，外散热球膜3位于外护套1外表面，内吸热球5位于外护套1和电缆本体2之间吸收热量，中嵌管4作为中介实现热量输送，在内吸热球5吸收到足够多的热量后，触发半球罩6内的控磁块8根据热量触发磁场泄漏动作，从而对内吸热球5内的磁性总块53形成磁性排斥作用，迫使其向靠近外散热球膜3的方向移动，并通过牵引丝7的拉扯作用迫使内吸热球5局部变形，将变形传递至外散热球膜3增大与外界接触面积的同时加速空气流动，可以实现显著高效的散热，并在热量散发后自主复位，可以持续性的实现高效的动态辅助散热，维持电缆在良好的工作温度范围内。
以上，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 (10)
1.一种呼吸式高散热性电缆，包括外护套(1)和电缆本体(2)，且电缆本体(2)插设于外护套(1)内部，其特征在于：所述外护套(1)外表面连接有多个均匀分布的外散热球膜(3)，所述外散热球膜(3)上连接有中嵌管(4)，且中嵌管(4)贯穿外护套(1)并延伸至内侧，所述外护套(1)与电缆本体(2)之间镶嵌连接有多个与外散热球膜(3)相对应的内吸热球(5)，且内吸热球(5)与中嵌管(4)连接，所述内吸热球(5)远离中嵌管(4)一端连接有触发半球罩(6)，所述内吸热球(5)靠近触发半球罩(6)一端镶嵌连接有多个均匀分布的牵引丝(7)，所述触发半球罩(6)上开设有多个与牵引丝(7)相匹配的迁移孔，且牵引丝(7)贯穿迁移孔并延伸至电缆本体(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述内吸热球(5)包括定形半球(51)、转移半球(52)和磁性总块(53)，所述定形半球(51)和转移半球(52)对称连接，且定形半球(51)分别与中嵌管(4)和触发半球罩(6)连接，所述磁性总块(53)设于定形半球(51)的中心处，且磁性总块(53)与多根牵引丝(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述定形半球(51)采用硬质导热材料制成，所述转移半球(52)采用弹性导热材料制成。
4.根据权利要求2所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述触发半球罩(6)内端镶嵌连接有多个均匀分布的控磁块(8)，且控磁块(8)与磁性总块(53)相对应。
5.根据权利要求4所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述控磁块(8)包括包覆罩(81)、排斥磁铁(82)以及控磁层，所述排斥磁铁(82)连接于包覆罩(81)内底端，且控磁层连接于包覆罩(81)开口处。
6.根据权利要求5所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述控磁层包括一对承料膜(83)以及多个热膨胀球(84)，一对所述承料膜(83)之间填充有粉末状高磁导率材料(85)，所述热膨胀球(84)连接于承料膜(83)与排斥磁铁(82)之间。
7.根据权利要求6所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述热膨胀球(84)采用受热膨胀材料制成，所述排斥磁铁(82)与磁性总块(53)之间保持磁性排斥作用。
8.根据权利要求2所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述磁性总块(53)与外散热球膜(3)远离中嵌管(4)的一端之间连接有引导杆(9)，所述磁性总块(53)的外径小于中嵌管(4)的内径。
9.根据权利要求1所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述触发半球罩(6)采用隔热材料制成，所述牵引丝(7)采用弹性导热材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种呼吸式高散热性电缆，其特征在于：所述内吸热球(5)内填充有导热体，所述导热体为质量比1:1的导热油和导热砂的混合物。
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