CN210039662U

CN210039662U - 一种光电复合采煤机用电缆

Info

Publication number: CN210039662U
Application number: CN201920978799.XU
Authority: CN
Inventors: 马辽林; 李华斌; 胡湘华; 何杰; 余雄
Original assignee: Hunan Valin Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Hunan Valin Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-06-27

Abstract

本实用新型公开了包括功能组件和外护套；功能组件包括至少1根单模光纤、动力线和控制线组；动力线和控制线组紧密设置在光纤外周，动力线和控制线组用高强度纤维捆束，单模光纤包括钢丝和光纤，单模光纤包覆在金属套管内，单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；动力线和控制线的外径大小相同。当电缆在使用过程中弯曲扭转时，内部的信号传输单元与外护套间能适量的发生相对位移，因此，使得信号传输单元在移动和弯曲时没有直接与次内护层紧密接触，杜绝了次内护层对信号传输单元的束缚作用，在电缆使用过程中频繁弯曲和扭转作用下，信号传输单元的依然可以保持较好的抗扭转效果。

Description

一种光电复合采煤机用电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆领域，具体为一种光电复合采煤机用电缆。

背景技术

随着煤炭行业的发展，井下安全生产的形势日益严峻，怎样减少井下事故带来的人员伤亡和财产损失是我们从业人员现在且将来考虑的重点。本专利提供一种光电复合采煤机用电缆，有助于实现井下采掘作业的智能化，减少井下作业人员，从而减少安全事故带来的风险。

通常采煤机电缆通常包括3根动力线、1根地线和若干控制线，这种结构仅能实现设备的动力输送以及简单的信号控制，已不能满足实际需要。

中国专利申请号为CN2014103481234、申请名为一种带光纤及电信号的复合型采煤机电缆公开的技术，其光纤与控制线组合后布置于三芯动力线之间，且内外护套之间设置钢带铠装。电缆实现了光电复合，但是，结构上，光纤和控制线必须随动力线一起绞合构成缆芯，光纤呈螺旋弯曲状，光损失明显增加，通信带宽和传输长度减小；其次电缆弯曲时，其光纤势必受到拉伸力，在频繁反复的作用下，光纤易断裂；另外钢带铠装层使电缆变硬，弯曲性急剧降低，在外力的作用下电缆自身结构被破坏，不能满足井下实际工况的需要。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种光电复合采煤机用电缆，集动力线、控制线和光纤为一体，柔软耐弯曲，其光纤和控制线不容易断裂，同时因弯曲带来的光损失降到最低。

包括功能组件和外护套；所述功能组件包括至少1根单模光纤、动力线和控制线组；所述动力线和控制线组紧密设置在光纤外周，所述动力线和控制线组用高强度纤维捆束，所述单模光纤包括钢丝和光纤，所述单模光纤包覆在金属套管内，所述单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；所述动力线和控制线的外径大小相同；所述外护套挤包填充动力线、控制线与金属套管间的间隙并外周呈圆形；所述高强度纤维绳嵌入外护套内部。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述所述金属套管为波纹状，管壁厚0.5mm～1.0mm，其最大外径为动力线外径的0.35倍～0.42倍。

所述动力线包含传输导体、包覆传输导体的高强度绝缘层以及高强度绝缘层外围的金属屏蔽层，所述传输导体由多根单丝直径小于0.5mm的铜丝或铝合金丝同向绞合而成，所述金属屏蔽层与金属套管直接接触。

所述控制线由内至外依次是纤维绳、缓冲层、内导体、内绝缘层、外导体和外绝缘层；所述内导体金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在内绝缘层表面，所述外导体金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在外绝缘层表面。

所述内导体金属丝、外导体金属丝与动力线绞合方向一致。

所述高强度纤维为正反交叉各4股～12股的纤维绳，相对于电缆径向的角度为30°～45°捆束。

有益效果：

1、集动力线、控制线和光纤为一体，柔软耐弯曲，其光纤和控制线不容易断裂，同时因弯曲带来的光损失降到最低。

2、光纤设置在电缆中心金属套管内，光纤处于自由伸直状态，减少因螺旋弯曲带来的光损失，保证了通信容量和传输距离；同时光纤与套管之间的空隙为光纤的活动范围，电缆弯曲时光纤受到的拉力得到缓解，光纤拉断的可能性减小。

3、控制线导体采用多层结构，其中心设置纤维绳是为了承受生产制造过程中生产设备的牵引力，以保证其外层的金属导体在生产制造过程中设计的角度不变。

4、多层金属导体之间设置了绝缘层，每层金属导体可单独使用，径向角度45°～55°确保控制线导体在弯曲过程中不受轴向拉力。

5、电缆更加柔软，结构更加稳定，弯曲半径可小于3倍电缆直径，且弯曲次数30000次以上，高于标准MT818规定的9000次。电缆经受长期、频繁、反复的弯曲和拉直，导体和光纤不断裂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的控制线结构示意图。

附图标记：1、传输导体；2、高强度绝缘层；3、屏蔽层；4、外护套；5、高强度纤维；6、弹性护套；7、控制线；8、金属套管；9、单模光纤；71、纤维绳；72、缓冲层；73、内导体；74、内绝缘层；75、外导体；76、外绝缘层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实施例的光电复合采煤机用电缆，集动力线、控制线7和光纤为一体，柔软耐弯曲，其光纤和控制线7不容易断裂，同时因弯曲带来的光损失降到最低。

为实现上述目的，电缆具备：带钢丝的光纤；容纳所述光纤的金属套管8；所述套管外围的动力线和和控制线7组；以及捆束所述套管外围动力线和控制线7的高强度纤维5；以及汇总包覆动力线和控制线7的护套层。具体如下：

如图1所示，一种光电复合采煤机用电缆，包括功能组件和外护套4；功能组件包括至少1根单模光纤9、动力线和控制线7组；动力线和控制线7组紧密设置在光纤外周，动力线和控制线7组用高强度纤维5捆束，单模光纤9包括钢丝和光纤，单模光纤9包覆在金属套管8内，单模光纤9最大外径为金属套管8最小内径的0.3倍～0.5倍；单模光纤9通过设置在电缆中心金属套管8内，单模光纤9处于自由伸直状态，减少因螺旋弯曲带来的光损失，保证了通信容量和传输距离；同时单模光纤9与套管之间的空隙为单模光纤9的活动范围，电缆弯曲时单模光纤9受到的拉力得到缓解，单模光纤9拉断的可能性减小；动力线和控制线7的外径大小相同；外护套4挤包填充动力线、控制线7与金属套管8间的间隙并外周呈圆形；高强度纤维5绳嵌入外护套4内部。捆束于动力线和控制线7外的高强度纤维5嵌入外护套4内部，保证了电缆在移动弯曲时结构的稳定。

进一步地；金属套管8为波纹状，增大与动力线外围的金属屏蔽层3摩擦力，减少金属套管8移动对单模光纤9形成过大的压力，管壁厚0.5mm～1.0mm，管壁过厚弯曲性能差，管壁过薄支撑力不够。其最大外径为动力线外径的0.35倍～0.42倍。金属套管8置于电缆的轴心位置，如金属套管8外径过大，在电缆弯曲时，金属套管8转折处所受拉伸力和压力也相应地增大，同时金属套管8外侧的动力线和控制线7离轴心越远，在同样的弯曲角度所产生的拉伸力和压力也越大，因此，金属套管8外径小于动力线外径。当金属套管8外径过小时，金属套管8不能与很好的与动力线和控制线77接触，金属套管8与单模光纤9的相互作用力变得更大。

进一步地；动力线包含传输导体1、包覆传输导体1的高强度绝缘层2以及高强度绝缘层2外围的金属屏蔽层3，传输导体1由多根单丝直径小于0.5mm的铜丝或铝合金丝同向绞合而成，传输导体1由直径较小的金属丝绞合，传输导体1的轴向拉力相应地减少，电缆在弯曲的时候传输导体1更容易适配。金属屏蔽层3与金属套管8直接接触；金属套管8与绝缘线的金属屏蔽层3接触，增加了等效的地线截面，提高了电缆的安全性。

进一步地；如图2所示，控制线7由内至外依次是纤维绳71、缓冲层72、内导体73、内绝缘层74、外导体75和外绝缘层76；内导体73金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在内绝缘层74表面，外导体75金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在外绝缘层76表面。控制线7导体采用多层结构，其中心设置纤维绳71是为了承受生产制造过程中生产设备的牵引力，以保证其外层的金属导体在生产制造过程中设计的角度不变。多层金属导体之间设置了绝缘层，每层金属导体可单独使用，径向角度45°～55°确保控制线7导体在弯曲过程中不受轴向拉力。

进一步地；内导体73金属丝、外导体75金属丝与动力线绞合方向一致。方向一致相应地减少相互间的电磁干扰，同时，电缆的整体结构也更加稳定，方向一致时，弯曲时内部结构相互拉伸力更小，使得电缆弯曲阻力更小。

进一步地；控制线7不少于3根，控制线7外围挤包弹性护套6。动力线内部是金属丝绞合的导线，抗拉和抗压性能强，控制线7外围挤包弹性护套6，增强了控制线7的拉力韧性和压力韧性，提升电缆的整体性能。

进一步地；高强度纤维5为正反交叉各4股～12股的纤维绳71，相对于电缆径向的角度为30°～45°捆束。高强度纤维5作用动力线和控制线7越稳定，更好地保证了电缆在移动弯曲时结构的稳定。径向角度30°～45°，使捆束一起的动力线和控制线7在弯曲过程中所受轴向拉力小。

本实用新型的电缆更加柔软，结构更加稳定，弯曲半径可小于3倍电缆直径，且弯曲次数30000次以上，高于标准MT818规定的9000次。电缆经受长期、频繁、反复的弯曲和拉直，导体和光纤不断裂，从而有效解决现有技术存在的问题。

本实用新型中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种光电复合采煤机用电缆，其特征在于：包括功能组件和外护套；所述功能组件包括至少1根单模光纤、动力线和控制线组；所述动力线和控制线组紧密设置在光纤外周，所述动力线和控制线组用高强度纤维捆束，所述单模光纤包括钢丝和光纤，所述单模光纤包覆在金属套管内，所述单模光纤最大外径为金属套管最小内径的0.3倍～0.5倍；所述动力线和控制线的外径大小相同；所述外护套挤包填充动力线、控制线与金属套管间的间隙并外周呈圆形；所述高强度纤维绳嵌入外护套内部。

2.根据权利要求1所述的光电复合采煤机用电缆，其特征在于：所述金属套管为波纹状，管壁厚0.5mm～1.0mm，其最大外径为动力线外径的0.35倍～0.42倍。

3.根据权利要求2所述的光电复合采煤机用电缆，其特征在于：所述动力线包含传输导体、包覆传输导体的高强度绝缘层以及高强度绝缘层外围的金属屏蔽层，所述传输导体由多根单丝直径小于0.5mm的铜丝或铝合金丝同向绞合而成，所述金属屏蔽层与金属套管直接接触。

4.根据权利要求3所述的光电复合采煤机用电缆，其特征在于：所述控制线由内至外依次是纤维绳、缓冲层、内导体、内绝缘层、外导体和外绝缘层；所述内导体金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在内绝缘层表面，所述外导体金属丝相对于径向以45°～55°的角度多层均匀布满在外绝缘层表面。

5.根据权利要求4所述的光电复合采煤机用电缆，其特征在于：所述内导体金属丝、外导体金属丝与动力线芯绞合方向一致。

6.根据权利要求1所述的光电复合采煤机用电缆，其特征在于：高强度纤维为正反交叉各4股～12股的纤维绳，相对于电缆径向的角度为30°～45°捆束。