CN114937520B - 一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,涉及电缆技术领域,包括控制线芯及包覆于控制线芯外侧的功能防护套,功能防护套的抗挤压铠装层包括第一带体,所述第一带体以圆柱螺旋结构绕包于控制线芯外侧,所述第一带体形成的圆柱螺旋结构沿着控制线芯之中轴线所在的第一方向延伸。本发明当电缆弯曲时,控制线芯可在圆柱螺旋结构内活动,使得控制线芯在圆柱螺旋结构内所呈弯曲半径要大于第一带体形成的圆柱螺旋结构的弯曲半径,对于控制线芯了而言,缓解了其在弯曲过程中的对自身的挤迫力,避免弯曲段内外侧变形及破裂,延长了电缆线芯的使用寿命,对于电缆而言,其能增大电缆的极限弯曲程度。

Description

一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯
技术领域
本发明涉及电缆领域,具体为一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯。
背景技术
铠装电缆指具有金属材料铠装保护层的电缆,电缆加上铠装层的目的除了增强抗拉强度、抗压强度等机械保护延长使用寿命外,还可以通过屏蔽保护提高电缆抗干扰性能。
煤机电缆在使用过程中需跟随采煤机前后左右来回移动,电缆经受严重的拖拉、弯曲和扭转以及可能的煤块或落石的冲击和挤压,电缆的导体容易断裂(特别是电缆的控制线芯导体,使用寿命短,用户需要频繁更换电缆,造成人员劳动强度较大.生产效率降低增大了煤矿的生产成本。
采煤机电缆控制线芯导体容易断裂,导致电缆使用寿命短的问题一直是业界一大普遍难题,如何克服采煤机电缆控制线芯容易断裂,提高电缆使用寿命,则是判断采煤机电缆性能优劣的关键指标。
随着煤矿智能化发展,变频技术的在煤矿越来越广泛应用,电缆除了要求上述的机械性能外,还必须要求具有优异抗干扰和抑制干扰的能力。
目前市场上还没有一种兼具抗拉强度、抗挤压和抗干扰、使用寿命长、高可靠的电缆线芯,尤其是一种电缆控制线芯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供的一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,包括控制线芯及包覆于控制线芯外侧的功能防护套,所述控制线芯由多根镀锡铜丝绞合制成的导体外挤包绝缘层组成,所述绝缘层的材料为三元乙丙橡皮或氟塑料,所述功能防护套包括由内至外依次设置的抗挤压铠装层、抗拉层、包覆层、隔离层以及金属屏蔽层;所述包覆层的材料为氯化聚乙烯橡胶或三元乙丙橡胶,所述隔离层材料为尼龙带,所述金属屏蔽层由一半镀锡铜丝与一半芳纶纤维或尼龙纤维交叉编织而成;
所述抗挤压铠装层包括第一带体,所述第一带体以圆柱螺旋结构绕包于控制线芯外侧,所述第一带体形成的圆柱螺旋结构沿着控制线芯之中轴线所在的第一方向延伸,所述第一带体形成的圆柱螺旋结构与电缆线芯导体之间在垂直于第一方向的第二方向上存在等距第二间隙A。
进一步地,所述第一带体的相邻螺旋之间具有第一间隙B,且该第一间隙形成等宽的第一螺旋缝隙。
进一步地,所述抗拉层由材料为芳纶纤维或尼龙纤维编织而成。
进一步地,所述抗拉层包括第二带体,所述第二带体沿螺旋缝隙绕包于所述第二带体的外侧,所述第二带体覆盖于所述第一螺旋缝隙,且且第二带体与第一带体之间具有第三间隙C。
进一步地,所述第一带体与第二带体在其法向平面中均具有宽度数值大于厚度数值的扁状截面.
进一步地,所述第一带体的扁状截面中宽度边缘线为直线边,并且第一带体的扁状截面中两侧的厚度边缘线对称且均为圆心在扁状截面内的圆弧边。
进一步地,所述第一带体的扁状截面中两侧的宽度边缘线中部向所述圆柱螺旋结构的内侧凸起。
进一步地,所述第二带体扁状截面中两侧的宽度边缘线中部向所述圆柱螺旋结构的外侧凸起。
与现有技术相比,以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:
本发明设置的第一带体和第二带体的配合结构,不仅,其受到弯曲时,避免当相邻螺旋抵触边接触时夹到控制线芯的外皮,而且其受到挤压时,不易被压弯,使其抗压性能得到提升,同时在受到拉扯时,第二带体相邻螺旋截面的弧形端分别勾接在第一带体截面的两个弧形端,大大提升了其抗拉扯性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的抗挤压铠装层弧形截面结构示意图;
图3是图2的另一状态结构示意图;
图4是图2截面结构示意图;
图5是图3的内部结构示意图;
图6是本发明的抗挤压铠装层和抗拉层结构示意图;
图7是图6的剖视本发明的结构示意图;
图8是图7的E处局部结构示意图;
图9是本发明抗挤压铠装层直线截面结构示意图。
图中:
1、控制线芯;2、功能防护套;3、导体;4、绝缘层;5、抗挤压铠装层;6、抗拉层;7、包覆层;8、隔离层;9、金属屏蔽层;5a、第一带体;5b、螺旋缝隙;6a、第二带体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1-8,本发明提供了一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,包括控制线芯1及包覆于控制线芯1外侧的功能防护套2,所述控制线芯1由多根单丝直径0.15-0.30mm镀锡铜丝绞合制成的导体3外挤包绝缘层4组成,所述功能防护套2包括由内至外依次设置的抗挤压铠装层5、抗拉层6、包覆层7、隔离层8以及金属屏蔽层9,所述包覆层7的材料为氯化聚乙烯橡胶或三元乙丙橡胶,所述隔离层8材料为尼龙带,所述金属屏蔽层9由一半镀锡铜丝与一半芳纶纤维或尼龙纤维交叉编织而成。
如图2所示,所述抗挤压铠装层5包括第一带体5a,所述第一带体5a以圆柱螺旋结构绕包于控制线芯1外侧,所述第一带体5a形成的圆柱螺旋结构沿着控制线芯1之中轴线所在的第一方向延伸。在电缆发生弯曲时,第一带体5a的相邻螺旋之间能相互抵紧,抑制其进一步弯曲的趋势,对控制线芯1形成保护,防止在弯曲时导致控制线芯1断裂。
如图2-3所示,在本实施例中,所述第一带体5a的材质采用不锈钢,其厚度0.10-0.3mm。在电缆弯曲时,第一带体5a的相邻螺旋之间相互抵紧并能通过第一带体5a宽度上形变的阻力来缓冲施加弯曲力,同时随着其电缆弯曲度的增大逐步增大其弯曲时的阻力,有效的对控制线芯1形成保护,防止电缆过渡弯曲导致控制线芯1断裂情况发生。
如图2-5所示,所述第一带体5a形成的圆柱螺旋结构与电缆线芯导体3之间在垂直于第一方向的第二方向上存在等距第二间隙A。由于等距第二间隙A的存在,当电缆弯曲时,控制线芯1可在圆柱螺旋结构内活动,使得控制线芯1在圆柱螺旋结构内所呈弯曲半径要大于第一带体5a形成的圆柱螺旋结构的弯曲半径,对于控制线芯1了而言,缓解了其在弯曲过程中的对自身的挤迫力,避免弯曲段内外侧变形及破裂,延长了电缆线芯的使用寿命,对于电缆而言,其能增大电缆的极限弯曲程度。
在本实施例中,所述等距第二间隙A取值为0.5mm。
采煤机电缆在运输或者使用过程中,需要其具备一定程度的自由弯曲性,即其在运输过程中需要将其卷曲缠绕在电缆架上用于运输,或者其在使用过程中,需要对其弯曲方便其使用。
如图2-3所示,因此,在本实施例中,所述第一带体5a的相邻螺旋之间具有第一间隙B,且该第一间隙B形成等宽的螺旋缝隙5b。如此,当电缆弯曲时靠近弯曲方向内侧的第一带体5a的相邻螺旋会相互靠近,随着弯曲度的不断增大,当第一带体5a的相邻螺旋会靠近抵靠后,此时第一带体5a才会产生较大的阻尼,阻止其进一步弯曲,即初始时,电缆具有一定自由弯曲度,以方便电缆运输和使用。
在本实施例中,所述第一间隙B的取值为0.8mm。
在实际使用过程中,由于电缆经常会受到拉扯,可能会导致控制线芯1断裂。
在一些实施例中,所述抗拉层6由材料为芳纶纤维或尼龙纤维编织而成。优选的,采用芳纶纤维,芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维,其具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5~6倍,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,从而使得抗拉层6具有优异的抗拉性能,对控制线芯1进行保护。
如图6所示,在本实施例中,所述抗拉层6包括第二带体6a,所述第二带体6a沿螺旋缝隙绕包于所述第二带体6a的外侧,所述第二带体6a覆盖于所述螺旋缝隙5b,且第二带体6a与第一带体5a之间具有第三间隙C。当电缆受到拉扯时,该第二带体6a首先受到拉扯力进而会发生轴向变化,即该第二带体6a螺距会发生变化,而第二带体6a轴向变化会伴随着径向变化,即第二带体6a会向中心挤压由第二带体6a形成的圆柱螺旋结构上,该过程中,第二带体6a发生形变会产生一部分阻尼减缓拉力,同时第二带体6a向中心挤压时会向拉力分解到第一带体5a上进一步减缓拉力,会控制线芯1进行有效保护。
在本实施例中,所述第三间隙C的取值为0.4mm
如图6所示,在本实施例中,所述第一带体5a与第二带体6a在其法向平面中均具有宽度数值大于厚度数值的扁状截面。如此设置铠装层的截面形状,有利于增大其宽/厚的比值,从而在弯曲段收缩后本体在弯曲段内侧抵紧时能够保持相对较大的弯曲半径,从而有利于抑制电缆线芯的进一步弯曲,更好地起到抗弯效果。
如图9所示,在另一些实施例中所述第一带体5a的扁状截面中宽度边缘线为直线边,并且第一带体5a的扁状截面中两侧的厚度边缘线对称且均为圆心在扁状截面内的圆弧边,从而避免电缆线芯在弯曲过程中,电缆线芯导体2在铠装层内相对滑动时铠装层边缘对电缆线芯导体产生磨损,有利于保证电缆线芯的长久使用。
如图2所示,在本实施例中,所述第一带体5a的扁状截面中两侧的宽度边缘线中部向所述圆柱螺旋结构的内侧凸起。如此在弯曲过程中,一方面,当第一带体5a相邻螺旋抵触时,使得相邻螺旋抵触边远离控制线芯1,避免当相邻螺旋抵触边接触时夹到控制线芯1的外皮,另一方面,使其抗压性能得到增强,当第一带体5a受到挤压时,相较于第一带体5a呈扁平状截面而言,该第一带体5a更不容易发生径向形变,即当电缆受到径向挤压过程,如果控制线芯1遭到挤压,第一带体5a的截面就会发生弯折,而该第一带体5a的截面凸起而呈类似拱形结构,不易被压弯,使其抗压性能得到提升。
图6-8所示,所述第二带体6a扁状截面中两侧的宽度边缘线中部向所述圆柱螺旋结构的外侧凸起。如此设计,使得第二带体6a的截面凸起而呈类似拱形结构与第一带体5a的截面凸起而呈类似拱形结构相互搭接,以形成呈钩锁结构,当第二带体6a受到拉扯时,该第二带体6a相邻螺旋截面的弧形端分别勾接在第一带体5a截面的两个弧形端,以抵抗拉扯力,同时该结构设置还不影响电缆的正常弯曲。
在本实施例中,所述第一带体5a和第二带体6a均为不锈钢丝压制而成,由不锈钢丝通过例如辊压工艺能够将不锈钢丝压制成所需要的带状造型,而后直接绕包于准备好的控制线芯1之外。这种铠装层的制作工艺简单,制作成本较低,加之具有前述的良好性能,从而具有较高的经济效益。
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发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,包括控制线芯及包覆于控制线芯外侧的功能防护套,其特征在于,所述控制线芯由多根镀锡铜丝绞合制成的导体外挤包绝缘层组成,所述绝缘层的材料为三元乙丙橡皮或氟塑料,所述功能防护套包括由内至外依次设置的抗挤压铠装层、抗拉层、包覆层、隔离层以及金属屏蔽层;所述包覆层的材料为氯化聚乙烯橡胶或三元乙丙橡胶,所述隔离层材料为尼龙带,所述金属屏蔽层由一半镀锡铜丝与一半芳纶纤维或尼龙纤维交叉编织而成;
所述抗挤压铠装层包括第一带体,所述第一带体以圆柱螺旋结构绕包于控制线芯外侧,所述第一带体形成的圆柱螺旋结构沿着控制线芯之中轴线所在的第一方向延伸,所述第一带体形成的圆柱螺旋结构与电缆线芯导体之间在垂直于第一方向的第二方向上存在等距第二间隙A;
所述第一带体的相邻螺旋之间具有第一间隙B,且该第一间隙形成等宽的第一螺旋缝隙;
所述抗拉层包括第二带体,所述第二带体沿螺旋缝隙绕包于所述第二带体的外侧,所述第二带体覆盖于所述第一螺旋缝隙,且第二带体与第一带体之间具有第三间隙C;
所述第一带体与第二带体在其法向平面中均具有宽度数值大于厚度数值的扁状截面;
所述第一带体的扁状截面中两侧的宽度边缘线中部向所述圆柱螺旋结构的内侧凸起;
所述第二带体扁状截面中两侧的宽度边缘线中部向所述圆柱螺旋结构的外侧凸起。
2.根据权利要求1所述的抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,其特征在于:所述抗拉层由材料为芳纶纤维或尼龙纤维编织而成。
3.根据权利要求1所述的抗拉抗压的采煤机电缆用控制线芯,其特征在于:所述第一带体的扁状截面中宽度边缘线为直线边,并且第一带体的扁状截面中两侧的厚度边缘线对称且均为圆心在扁状截面内的圆弧边。
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