CN118116653B - 一种复合防火电缆 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种复合防火电缆，属于电缆的技术领域，其包括缆芯，还包括防护层和外壳；所述防护层包裹在缆芯外部，防护层内沿缆芯长度方向间隔填充有阻燃剂；所述外壳内部中空且填充有阻燃粉，外壳环套固定在防护层外部且位于电缆所在的易燃区与非易燃区交界处；所述外壳包括左壳和右壳，所述外壳上设置有插销，插销用于左壳和右壳相互连接形成封闭环状，所述插销所靠近的左壳端面以及右壳端面均为开口状；所述插销中部设置有遇到明火发生分离的爆破点，本申请具有阻止明火顺着电缆外皮燃烧到非易燃区域的电缆上的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电缆的技术领域，尤其是涉及一种复合防火电缆。
背景技术
目前电缆是一种用于传输电能或信号的导线组件，通常由多根电线或导体包裹在绝缘材料中组成。它可以用于各种应用，如电力输送、通信网络、计算机系统等。电缆的种类繁多，根据不同的用途和要求，可以有不同的结构、尺寸和材料。
现有的防火电缆是通过在电缆中增加一层防火层，从而达到阻燃的效果，但在电缆的实际应用中，不可能所有的环境都是易燃环境，一定存在一片区域为易燃的干燥区域，另一片区域为相对安全的区域，所以防火的范围必然存在区域性。
采用现有的防火电缆，无差别针对所有环境进行防火防护，且防护的方向是阻止明火燃烧到缆芯，而明火依旧可以沿着电缆的长度方向，将非易燃区域处的电缆的外皮全部引燃，此问题亟需解决。
发明内容
为了阻止明火顺着电缆外皮燃烧到非易燃区域的电缆上，本申请提供一种复合防火电缆。
本申请提供的一种复合防火电缆采用如下技术方案：
一种复合防火电缆，包括缆芯，还包括防护层和外壳；
所述防护层包裹在缆芯外部，防护层内沿缆芯长度方向间隔填充有阻燃剂；
所述外壳内部中空且填充有阻燃粉，外壳环套固定在防护层外部且位于电缆所在的易燃区与非易燃区交界处；
所述外壳包括左壳和右壳，所述外壳上设置有插销，插销用于左壳和右壳相互连接形成封闭环状，所述插销所靠近的左壳端面以及右壳端面均为开口状；
所述插销中部设置有遇到明火发生分离的爆破点。
通过采用上述技术方案，防护层对缆芯起到物理防护的效果，同时防护层内的阻燃剂起到阻止或延缓火势蔓延的效果，间隔设置的阻燃剂，可以根据电缆放置的区域选择在易燃区域局部填充。当明火燃烧至外壳处时，遇到明火的插销中部发生爆炸，插销被破坏，左壳和右壳发生分离，左壳和右壳内的阻燃粉散落出来起到阻止和延缓火势蔓延的效果，达到阻止明火顺着电缆外皮燃烧到非易燃区域的电缆上的效果。
可选的，所述外壳上转动设置有定位杆，定位杆相对外壳自转；定位杆一端与外壳之间设置有卷簧；所述外壳内部设置有推块、导向杆和转块，导向杆平行定位杆设置且一端与外壳固定连接，导向杆和定位杆同时贯穿推块，推块与导向杆滑动连接同时与定位杆螺纹连接，转块被定位杆贯穿且跟随定位杆同步转动，转块同时沿定位杆长度方向相对定位杆滑动，转块与推块抵接且位于推块背离电缆一侧，转块上固定有用于推动阻燃粉的叶片；外壳上设置有左壳和右壳封闭后用于锁定定位杆的止回组件。
通过采用上述技术方案，外壳中填充满阻燃粉之后，外壳环套在电缆上并呈封闭状态，转动定位杆从而使卷簧开始变形从而产生力，并通过止回组件将定位杆进行锁定，从而使卷簧产生的变形保持存在，当插销失效无法再将左壳和右壳进行锁定时，左壳和右壳发生分离，止回组件失效，卷簧驱动定位杆转动，推块向远离缆芯方向推动转块，转块在移动的同时也跟随定位杆同步进行转动，从而时叶片搅动阻燃粉的同时也向外拨动阻燃粉，达到将阻燃粉扩散在易燃区与非易燃区交界处的效果。
可选的，所述止回组件包括棘轮和棘爪，棘轮环套固定在定位杆上，棘爪设置在外壳上，棘爪配合棘轮使用。
通过采用上述技术方案，定位杆带动棘轮转动，棘爪使棘轮仅能够沿单方向转动，从而实现对定位杆的锁定。
可选的，所述外壳内部固定有弧形板，弧形板设置有两个且分布在推块两侧，弧形板的弧形凹面均朝向推块设置。
通过采用上述技术方案，当阻燃粉在外壳内的填充率不是100%时，弧形板将部分阻燃粉存留在转块附近，使叶片能够将阻燃粉播散出去。
可选的，所述插销内装填有炸药和引线，炸药位于插销中部，引线贯穿炸药且沿插销长度方向设置。
通过采用上述技术方案，当线缆遇到明火燃烧后，明火燃烧到插销处，通过引线引爆炸药或直接引爆炸药，能够快速的使插销失效，从而使外壳打开，使外壳内的阻燃粉扩散出来进行阻燃。
可选的，所述防护层内固定有用于将空间分隔的第一隔断条以及第二隔断条，第一隔断条和第二隔断条均设置有多个，相邻第一隔断条沿电缆长度方向间隔设置，相邻第二隔断条沿电缆周向间隔设置；所述第一隔断条和第二隔断条用于将防护层内的空间分隔成多个相邻设置的填充区与空闲区；防护层上设置有加压组件，加压组件包括螺栓、压板、隔断板、氧化剂包和还原剂包，所述隔断板放置在填充区内且自身边缘与填充区内壁滑动抵接，氧化剂包和还原剂包共同放置在隔断板靠近缆芯的一侧，阻燃剂填充在隔断板背离缆芯的一侧，螺栓端部深入防护层贯穿隔断板后与压板固定连接，隔断板与螺栓滑动连接，压板用于挤压破坏氧化剂包和还原剂包。
通过采用上述技术方案，隔断板能起到支撑防护层的作用，螺栓起到定位的作用，转动螺栓带动压板转动并挤压氧化剂包和还原剂包，从而使两者混合后产生气体导致增压，压力推动隔断板从而挤压阻燃剂，在填充区内填充阻燃剂，节省了阻燃剂，当填充区的防护层被燃烧破坏，压力通过隔断板推动阻燃剂喷出，从而起到对明火阻燃的效果；当空闲区的防护层被燃烧，隔断板也起到阻断的效果，当隔断被破坏，填充区的阻燃剂能够支援空闲区。
可选的，所述压板上固定有尖锥，尖锥位于压板靠近缆芯一侧。
通过采用上述技术方案，尖锥利于扎破氧化剂包和还原剂包。
可选的，所述第一隔断条上开设有通孔，第一隔断条上设置有封堵块和挡线，挡线固定在通孔内壁上，封堵块插嵌在通孔内且沿通孔开设方向滑动，封堵块与挡线抵接，挡线位于封堵块背离填充区一侧，挡线用于在氧化剂包与还原剂包混合后使封堵块停留在通孔内；防护层上设置有牵引组件，牵引组件位于空闲区正对的防护层处，当空闲区正对的防护层被燃烧破坏后，牵引组件用于拉断挡线。
通过采用上述技术方案，当空闲区对应的防护层被燃烧破坏后，牵引组件将挡线拉断，隔断板推动阻燃剂向通孔处移动，封堵块被顶出通孔，阻燃剂喷向着火的空闲区内，此时中部断裂的挡线还起到扩大阻燃剂喷射范围的效果，来回摆动的挡线能够使阻燃剂多方向喷洒，达到及时支援空闲区，对火势起到阻止或延缓的效果。
可选的，所述牵引组件包括垫片、拉绳和第二弹簧，拉绳一端与垫片固定连接，另一端与挡线固定连接，第二弹簧环套在拉绳上，第二弹簧用于空闲区正对的防护层被燃烧破坏后为垫片提供远离挡线方向的力。
通过采用上述技术方案，空闲区正对的防护层被燃烧破坏后，第二弹簧推动垫片移动，垫片通过拉绳将挡线拉断，达到及时使阻燃剂喷射到空闲区的效果。
可选的，所述左壳和右壳相互靠近的端部之间设置有第一弹簧，第一弹簧一端与左壳或右壳固定，外壳呈封闭状态时，第一弹簧呈压缩状态。
通过采用上述技术方案，当插销失效后，第一弹簧能快速的将左壳和右壳进行分离，保证壳体内的阻燃粉能够快速向外扩散。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
防护层对缆芯起到物理防护的效果，同时防护层内的阻燃剂起到阻止或延缓火势蔓延的效果，间隔设置的阻燃剂，可以根据电缆放置的区域选择在易燃区域局部填充。当明火燃烧至外壳处时，遇到明火的插销中部发生爆炸，插销被破坏，左壳和右壳发生分离，左壳和右壳内的阻燃粉散落出来起到阻止和延缓火势蔓延的效果，达到阻止明火顺着电缆外皮燃烧到非易燃区域的电缆上的效果；
转动螺栓带动压板转动并挤压氧化剂包和还原剂包，从而使两者混合后产生气体导致增压，压力推动隔断板从而挤压阻燃剂，在填充区内填充阻燃剂，节省了阻燃剂，当填充区的防护层被燃烧破坏，压力通过隔断板推动阻燃剂喷出，从而起到对明火阻燃的效果；
牵引组件使阻燃剂能够在空闲区对应的防护层被燃烧后快速喷射至空闲区内，起到延缓火势蔓延的效果。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图；
图2是显示插销所在位置的局部结构爆炸图；
图3是显示外壳内部结构的局部剖视图；
图4是图3中A部分的局部放大示意图；
图5是显示第一弹簧所在位置的局部结构剖视图；
图6是沿电缆长度方向的局部结构剖视图；
图7是图6中B部分的局部放大示意图；
图8是电缆截面的示意图。
图中，1、外壳；11、左壳；12、右壳；13、定位杆；14、卷簧；15、推块；16、导向杆；17、转块；18、叶片；19、弧形板；2、防护层；21、阻燃剂；22、第一隔断条；23、第二隔断条；3、缆芯；4、插销；41、插孔；42、引线；43、炸药；5、止回组件；51、棘轮；52、棘爪；6、第一弹簧；7、加压组件；71、螺栓；72、压板；73、隔断板；74、氧化剂包；75、还原剂包；8、通孔；81、挡线；82、封堵块；9、牵引组件；91、拉绳；92、垫片；93、第二弹簧。
具体实施方式
以下结合附图1-图8对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种复合防火电缆。
参考图1和图6，一种复合防火电缆包括缆芯3、包裹在缆芯3外的防护层2以及环套在防护层2外的外壳1，外壳1位于电缆放置的易燃区环境与非易燃区环境的交界处，防护层2沿缆芯3长度方向将缆芯3包裹。
参考图1、图2和图3，外壳1包括左壳11和右壳12，左壳11和右壳12相互靠近的其中一端均为封闭状且相互铰接，另一端均为开口状且相互抵接后形成封闭的环状外壳1。左壳11和右壳12内均为中空状且内部均填充有用于减缓或阻止火势蔓延的阻燃粉，阻燃粉为粉末状，例如：溴化聚苯乙烯，也可选用其他粉末状的阻燃粉。
参考图2，左壳11和右壳12之间设置有用于实现两者卡嵌连接的插销4，插销4为倒置的U形，插销4一端与右壳12铰接，左壳11外壁上对应开设有插孔41，插销4活动端为倒钩状，插销4的活动端插嵌在插孔41内无法脱离插孔41。也可以左壳11和右壳12外壁上均开设有插孔41，插销4两端均为倒钩状，插销4端部插嵌在对应的插孔41内实现对左壳11和右壳12的锁定。
参考图2，插销4中部设置有爆破点，插销4内填充有引线42和炸药43，炸药43位于爆破点处，引线42沿插销4长度方向埋设，插销4是暴露在外壳1外部的，当明火燃烧到外壳1处，插销4极易被燃烧，无论直接燃烧到爆破点处还是燃烧到引线42处，都能快速炸断插销4，从而解除左壳11与右壳12之间的锁定。
参考图4和图5，左壳11和右壳12相互靠近的端部之间设置有第一弹簧6，第一弹簧6一端与左壳11或右壳12固定，外壳1呈封闭状态时，第一弹簧6呈压缩状态，左壳11或右壳12的端面上开设有凹槽，凹槽用来隐蔽压缩状态下的第一弹簧6，从而实现左壳11和右壳12断面的紧密抵接。当插销4解除左壳11与右壳12的锁定后，第一弹簧6能够加速左壳11与右壳12的分离。
参考图4，外壳1上转动设置有定位杆13，定位杆13相对外壳1自转；定位杆13一端与外壳1之间设置有卷簧14；外壳1内部设置有推块15、导向杆16和转块17，导向杆16平行定位杆13设置且一端与外壳1固定连接，导向杆16和定位杆13同时贯穿推块15，推块15与导向杆16滑动连接同时与定位杆13螺纹连接，转块17被定位杆13贯穿且跟随定位杆13同步转动，即定位杆13分为两个区域，一个区域为开设有螺纹的区域用来与推块15形成螺纹连接，另一个区域为截面是非圆形区域，用来带动转块17同步转动。转块17同时沿定位杆13长度方向相对定位杆13滑动，转块17与推块15抵接且位于推块15背离电缆一侧，转块17上固定有叶片18，外壳1内固定有弧形板19，弧形板19设置有两块且分布在推块15两侧，弧形板19的弧形凹面均朝向推块15设置，弧形板19的存在不影响外壳1内阻燃粉的散出。
参考图4，外壳1上设置有左壳11和右壳12封闭后用于锁定定位杆13的止回组件5，止回组件5包括棘轮51和棘爪52，棘轮51环套固定在定位杆13上，棘轮51隐藏在凹槽内，棘爪52设置在凹槽对面的左壳11或右壳12的端面上，棘轮51与棘爪52配合使用使定位杆13仅能单方向转动，从而实现对定位杆13的锁定。
参考图1至图4，外壳1中填充满阻燃粉之后，外壳1环套在电缆上并呈封闭状态，转动定位杆13从而使卷簧14开始变形从而产生力，并通过止回组件5将定位杆13进行锁定，从而使卷簧14产生的变形保持存在，当插销4失效无法再将左壳11和右壳12进行锁定时，左壳11和右壳12发生分离，止回组件5失效，卷簧14驱动定位杆13转动，推块15向远离缆芯3方向推动转块17，转块17在移动的同时也跟随定位杆13同步进行转动，从而时叶片18搅动阻燃粉的同时也向外拨动阻燃粉，达到将阻燃粉扩散在易燃区与非易燃区交界处的效果。
参考图6、图7和图8，防护层2内固定有第一隔断条22和第二隔断条23，第一隔断条22和第二隔断条23均设置有多个，相邻第一隔断条22沿电缆长度方向间隔设置，相邻第二隔断条23沿电缆周向间隔设置，第一隔断条22和第二隔断条23均能够将空间分隔；第一隔断条22和第二隔断条23配合防护层2内壁，将防护层2内的空间分隔成多个相邻设置的填充区与空闲区，填充区内填充有阻燃剂21，并在填充区处设置有加压组件7，空闲区处设置有牵引组件9，填充区和空闲区沿电缆长度方向间隔设置。
参考图6、图7和图8，加压组件7包括螺栓71、压板72、隔断板73、氧化剂包74和还原剂包75，隔断板73放置在填充区内且自身边缘与填充区内壁滑动抵接，氧化剂包74和还原剂包75共同放置在隔断板73靠近缆芯3的一侧，阻燃剂21填充在隔断板73背离缆芯3的一侧，螺栓71端部深入防护层2贯穿隔断板73后与压板72固定连接，隔断板73与螺栓71滑动连接，压板72朝向缆芯3的侧壁固定有尖锥，压板72配合尖锥挤压破坏氧化剂包74和还原剂包75，使氧化剂包74和还原剂包75中的药剂发生反应并产生气体从而产生压力，例如：过氧化氢与二氧化锰混合时，会产生氧气导致压力增加，压力推动隔断板73挤压阻燃剂21，阻燃剂21选用液体状态的阻燃剂21，例如：离子液体阻燃剂。离子液体阻燃剂在燃烧过程中会发生分解和气体释放,形成气相阻燃层和液相阻燃层。气相阻燃层能够离子液体阻燃剂在燃烧过程中会发生分解和气体释放,形成气相阻燃层和液相阻燃层。气相阻燃层能够阻碍火焰与燃烧物质的接触，减少火焰的蔓延；液相阻燃层能够抑制物质的热解和燃烧反应，减少火焰的持续时间和温度。离子液体阻燃剂还能够生成固相阻燃层，在燃烧过程中与燃烧产物相互作用，形成一层保护膜，隔离火焰与燃烧物质之间的接触,减少热量传输和燃烧反应的进行。离子液体阻燃剂还具有隔热作用，能够通过分解和气体释放来形成气体隔热层和液体隔热层，减少热量传输和火焰的蔓延。
参考图6和图7，第一隔断条22上开设有通孔8并设置有封堵块82和挡线81，挡线81固定在通孔8内壁上，封堵块82插嵌在通孔8内且沿通孔8开设方向滑动，封堵块82位于挡线81靠近阻燃剂21一侧并与挡线81抵接，通孔8连通空闲区与阻燃剂21所在的空间，在氧化剂包74与还原剂包75混合后挡线81使封堵块82停留在通孔8内。
参考图7，牵引组件9位于空闲区正对的防护层2处，当空闲区正对的防护层2被燃烧破坏后，牵引组件9拉断挡线81中部，牵引组件9包括垫片92、拉绳91和第二弹簧93，拉绳91一端与垫片92固定连接，另一端与挡线81固定连接，第二弹簧93环套在拉绳91上，空闲区正对的防护层2在完整封闭状态下，第二弹簧93处于压缩状态，空闲区正对的防护层2被燃烧破坏后第二弹簧93的回弹力带动垫片92向远离挡线81方向移动，并通过拉绳91将挡线81拉断。
本申请实施例一种复合防火电缆的实施原理为：防护层2对缆芯3起到物理防护的效果，同时防护层2内的阻燃剂21起到阻止或延缓火势蔓延的效果，间隔设置的阻燃剂21，可以根据电缆放置的区域选择在易燃区域局部填充。当明火燃烧至外壳1处时，遇到明火的插销4中部发生爆炸，插销4被破坏，左壳11和右壳12发生分离，左壳11和右壳12内的阻燃粉散落出来起到阻止和延缓火势蔓延的效果，达到阻止明火顺着电缆外皮燃烧到非易燃区域的电缆上的效果。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种复合防火电缆，包括缆芯(3)，其特征在于，还包括防护层(2)和外壳(1)；
所述防护层(2)包裹在缆芯(3)外部，防护层(2)内沿缆芯(3)长度方向间隔填充有阻燃剂(21)；
所述外壳(1)内部中空且填充有阻燃粉，外壳(1)环套固定在防护层(2)外部且位于电缆所在的易燃区与非易燃区交界处；
所述外壳(1)包括左壳(11)和右壳(12)，所述外壳(1)上设置有插销(4)，插销(4)用于左壳(11)和右壳(12)相互连接形成封闭环状，所述插销(4)所靠近的左壳(11)端面以及右壳(12)端面均为开口状；
所述插销(4)中部设置有遇到明火发生分离的爆破点；
所述防护层(2)内固定有用于将空间分隔的第一隔断条(22)以及第二隔断条(23)，第一隔断条(22)和第二隔断条(23)均设置有多个，相邻第一隔断条(22)沿电缆长度方向间隔设置，相邻第二隔断条(23)沿电缆周向间隔设置；所述第一隔断条(22)和第二隔断条(23)用于将防护层(2)内的空间分隔成多个相邻设置的填充区与空闲区；防护层(2)上设置有加压组件(7)，加压组件(7)包括螺栓(71)、压板(72)、隔断板(73)、氧化剂包(74)和还原剂包(75)，所述隔断板(73)放置在填充区内且自身边缘与填充区内壁滑动抵接，氧化剂包(74)和还原剂包(75)共同放置在隔断板(73)靠近缆芯(3)的一侧，阻燃剂(21)填充在隔断板(73)背离缆芯(3)的一侧，螺栓(71)端部深入防护层(2)贯穿隔断板(73)后与压板(72)固定连接，隔断板(73)与螺栓(71)滑动连接，压板(72)用于挤压破坏氧化剂包(74)和还原剂包(75)；
所述第一隔断条(22)上开设有通孔(8)，第一隔断条(22)上设置有封堵块(82)和挡线(81)，挡线(81)固定在通孔(8)内壁上，封堵块(82)插嵌在通孔(8)内且沿通孔(8)开设方向滑动，封堵块(82)与挡线(81)抵接，挡线(81)位于封堵块(82)背离填充区一侧，挡线(81)用于在氧化剂包(74)与还原剂包(75)混合后使封堵块(82)停留在通孔(8)内；防护层(2)上设置有牵引组件(9)，牵引组件(9)位于空闲区正对的防护层(2)处，当空闲区正对的防护层(2)被燃烧破坏后，牵引组件(9)用于拉断挡线(81)。
2.根据权利要求1所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述外壳(1)上转动设置有定位杆(13)，定位杆(13)相对外壳(1)自转；定位杆(13)一端与外壳(1)之间设置有卷簧(14)；所述外壳(1)内部设置有推块(15)、导向杆(16)和转块(17)，导向杆(16)平行定位杆(13)设置且一端与外壳(1)固定连接，导向杆(16)和定位杆(13)同时贯穿推块(15)，推块(15)与导向杆(16)滑动连接同时与定位杆(13)螺纹连接，转块(17)被定位杆(13)贯穿且跟随定位杆(13)同步转动，转块(17)同时沿定位杆(13)长度方向相对定位杆(13)滑动，转块(17)与推块(15)抵接且位于推块(15)背离电缆一侧，转块(17)上固定有用于推动阻燃粉的叶片(18)；外壳(1)上设置有左壳(11)和右壳(12)封闭后用于锁定定位杆(13)的止回组件(5)。
3.根据权利要求2所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述止回组件(5)包括棘轮(51)和棘爪(52)，棘轮(51)环套固定在定位杆(13)上，棘爪(52)设置在外壳(1)上，棘爪(52)配合棘轮(51)使用。
4.根据权利要求2所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述外壳(1)内部固定有弧形板(19)，弧形板(19)设置有两个且分布在推块(15)两侧，弧形板(19)的弧形凹面均朝向推块(15)设置。
5.根据权利要求1所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述插销(4)内装填有炸药(43)和引线(42)，炸药(43)位于插销(4)中部，引线(42)贯穿炸药(43)且沿插销(4)长度方向设置。
6.根据权利要求1所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述压板(72)上固定有尖锥，尖锥位于压板(72)靠近缆芯(3)一侧。
7.根据权利要求1所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述牵引组件(9)包括垫片(92)、拉绳(91)和第二弹簧(93)，拉绳(91)一端与垫片(92)固定连接，另一端与挡线(81)固定连接，第二弹簧(93)环套在拉绳(91)上，第二弹簧(93)用于空闲区正对的防护层(2)被燃烧破坏后为垫片(92)提供远离挡线(81)方向的力。
8.根据权利要求2所述的一种复合防火电缆，其特征在于：所述左壳(11)和右壳(12)相互靠近的端部之间设置有第一弹簧(6)，第一弹簧(6)一端与左壳(11)或右壳(12)固定，外壳(1)呈封闭状态时，第一弹簧(6)呈压缩状态。
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