CN219997913U - 一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆 - Google Patents

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朱峰林
李万松
李兵
梁志帮
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Abstract

本实用新型公开了一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,涉及电缆制造技术领域,包括动力缆、控制缆、光缆以及功能护套层,所述控制线缆由内至外包括控制缆芯、包带层、抗挤压铠装层以及包覆层、监视线芯导体、半导电层;所述光缆由内至外包括2~12芯紧包着色光纤、填充油膏、松套管、抗拉纤维层、护套层、纤维加强层;所述抗拉纤维层与纤维加强层均采用芳纶纤维编织而成。针对光电复合缆在井下长期拖拽移动及受落石冲击,控制线芯及光缆容易断裂等问题,本实用新型综合考虑并均衡兼顾了光缆的熔接便捷性、抗挤压、抗弯曲性以及控制线缆的抗挤压和抗弯曲性。

Description

一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆
技术领域
本实用新型涉及电缆制造技术领域,具体为一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆。
背景技术
光电复合电缆是一种复合光纤单元,实现通电或防雷功能的同时并进行光纤通信。现有的光电复合电缆的输电电芯间设有光缆线芯,可同时传输光和电信号,此外,现有的光电复合电缆具备重量轻、施工方便、成本低等优势,并且值得注意的是分布式光纤对环境温度具有很高的敏感性,因此,在高压与超高压交联电缆中,植入感温光纤,制备光电复合电缆,并将其引入远程遥控智能采煤工程中,实现了通电和通信的同时对电缆负荷和局部温升的实时连续监测。
但由于矿山采煤工程工作环境相对恶劣,使用过程中频繁启停、多级变速、故障率高,尤其是在夜间作业时,光电复合电缆容易被运载设备碾压,而且在移动过程中会频繁发生“8”形或“S”形的严重弯曲和拖拉,同时光电复合电缆还会受到跌落的煤块和石块的冲击,因此,电缆的导体或者光缆的光纤单元容易断裂(特别是电缆的控制线芯导体及光缆,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。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述实用新型目的,本实用新型采用如下技术方案:
本实用新型提供的一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,包括动力缆、控制缆、光缆以及功能护套层,所述动力缆由三条动力线缆围绕光缆绞合而成,且相邻动力线缆之间设用于支承其的半导电支架,所述半导电支架在动力线缆的绞合中心处设置供光缆穿过的孔道;
所述控制缆包括三条围绕光缆绞合的控制线缆,且控制线缆分别紧包在相邻动力线缆之间,并由所述半导电支架所支承;
所述控制线缆由内至外包括控制缆芯、包带层、抗挤压铠装层以及包覆层、监视线芯导体、半导电层,所述抗挤压铠装层为以圆柱螺旋结构绕包于包带层外侧的不锈钢带,所述抗挤压铠装层的圆柱螺旋结构与包带层之间留有径向间隙,所述抗挤压铠装层的圆柱螺旋结构在相邻螺旋之间留有等宽的螺旋间隙;
所述光缆由内至外包括2~12芯紧包着色光纤、填充油膏、松套管、抗拉纤维层、护套层、纤维加强层;所述抗拉纤维层与纤维加强层均采用芳纶纤维编织而成。
优选地,所述功能护套层包括内护套层、铠装层、防扭层以及外护套层,所述防扭层是由FRP材料制成。
优选地,所述包覆层的材料为氯化聚乙烯橡胶或三元乙丙橡胶,所述监视线芯导体兼作控制缆芯的屏蔽层,所述半导电层为半导电尼龙带层。
优选地,所述2~12芯紧包着色光纤由G657A2型单模光纤和耐温紧包层组成;所述的耐温紧包层采用由聚酰亚胺或氟塑料材质。
优选地,所述控制缆芯由控制缆芯导体与抗拉元件绞合而成。
优选地,所述松套管与抗拉纤维层之间还设置有不锈钢带铠装层,且所述不锈钢带铠装层呈以松套管为中心的管状螺旋结构,并与所述松套管之间留有径向间隙,所述抗拉纤维层紧密包覆于不锈钢带铠装层外侧。
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:
首先,本实用新型中的光缆由半导电支架隔离和缓存外部环境的冲击力和挤压力,并有效地将线芯分隔,从而避免动力线芯及控制线芯组对于光缆的电缆内挤压力,有效延长了光缆的使用寿命;所述半导电支架可以采用橡皮材料制成,有效减少线芯之间的相互摩擦力,同时也避免了电缆线芯之间的相互挤压力;当挤出功能护套层时,需要在高温高压的硫化管道内交联,此时半导电支架也能够减小温度对于光缆单元的传递效率,从而保护光缆。
本实用新型中的控制线芯中抗挤压铠装层,由于螺旋间隙的存在,弯曲时所形成的圆柱螺旋结构内侧收缩并进一步能够相互抵紧,外侧张开,抑制了其进一步弯曲的趋势;另一方面,由于径向间隙的存在,弯曲时控制线芯在圆柱螺旋结构内的弯曲半径要大于抗挤压铠装层的圆柱螺旋结构的弯曲半径,从而当电缆整体弯曲时使得控制线芯导体发生轻微滑动,减小因电缆整体弯曲产生的强大内应力对控制线芯导体的损伤,避免弯曲段内外侧变形及破裂,延长了控制线芯的使用寿命。
另外,由于光电复合缆在井下进行熔接时,操作空间狭小,操作不便,如果设置铠装结构,则容易误剪断内部光纤,而本实用新型中由于半导电支架以及功能护套层等存在,光缆所需要的抗挤压和抗弯曲功能得以一定程度地保障,从而在光缆内可以不另外增加铠装层或者不锈钢管状的抗挤压结构,以防止在光缆的实际熔接过程中,难以操作。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是实施例1中的一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆的截面结构示意图;
图2是实施例1中控制线缆的结构示意图;
图3是实施例1中光缆的截面结构示意图;
图4是实施例2中光缆的截面结构示意图。
图中:
100、动力线缆;200、控制线缆;300、光缆;400、功能护套层;500、半导电支架;
210、控制缆芯;211、控制缆芯导体;212、抗拉元件;220、包带层;230、抗挤压铠装层;240、绝缘包覆层;250、监视线芯导体;260、半导电层;
310、紧包着色光纤;311、单模光纤;312、耐温紧包层;320、填充油膏;330、松套管;340、抗拉纤维层;350、护套层;360、纤维加强层;370、不锈钢带铠装层;380、径向间隙;
410、内护套层;420、铠装层;430、防扭层;440、外护套层。
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。
实施例1
请参阅图1、图2及图3所示的一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,包括动力缆、控制缆、光缆300以及功能护套层400,所述动力缆由三条动力线缆100围绕光缆300绞合而成,且相邻动力线缆100之间设用于支承其的半导电支架500,所述半导电支架500在动力线缆100的绞合中心处设置供光缆300穿过的孔道;
所述控制缆包括三条围绕光缆300绞合的控制线缆200,且控制线缆200分别紧包在相邻动力线缆100之间,并由所述半导电支架500所支承;
所述控制线缆200由内至外包括控制缆芯210、包带层220、抗挤压铠装层230以及绝缘包覆层240、监视线芯导体250、半导电层260,所述抗挤压铠装层230为以圆柱螺旋结构绕包于包带层220外侧的不锈钢带,所述抗挤压铠装层230的圆柱螺旋结构与包带层220之间留有径向间隙,所述抗挤压铠装层230的圆柱螺旋结构在相邻螺旋之间留有等宽的螺旋间隙;
在本实施例中,所述控制缆芯210由镀锡铜导体作为控制缆芯导体211绞合抗拉元件212而形成。
在本实施例中,所述绝缘包覆层240的材料为氯化聚乙烯橡胶或三元乙丙橡胶,所述监视线芯导体250兼作控制缆芯210的屏蔽层,所述半导电层260为半导电尼龙带层。
由于光电复合电缆在移动过程中会频繁发生“8”形或“S”形的严重弯曲和拖拉,同时光电复合电缆还会受到跌落的煤块和石块的冲击,控制缆芯导体211容易发生断裂、受损等问题,在本实施例中,通过抗挤压铠装层230能够有效提高控制缆芯导体211对于弯曲和挤压的耐受性,提升了控制线缆200整体的抗挤压和抗弯曲性能。
具体地,由于螺旋间隙的存在,在控制线缆200弯曲时抗挤压铠装层230所形成的圆柱螺旋结构内侧收缩并进一步能够相互抵紧,外侧张开,抑制了其进一步弯曲的趋势;另一方面,由于抗挤压铠装层与控制缆芯导体211之间径向间隙的存在,弯曲时控制缆芯导体211在圆柱螺旋结构内的弯曲半径要大于抗挤压铠装层230的圆柱螺旋结构的弯曲半径,从而当控制线缆200整体弯曲时使得控制线缆导体211发生轻微滑动,从而减小因控制线缆200整体弯曲产生的强大内应力对控制缆芯导体211的损伤,避免弯曲段内外侧变形及破裂,延长了控制线缆200的使用寿命。
所述光缆300由内至外包括2~12芯紧包着色光纤310、填充油膏320、松套管330、抗拉纤维层340、护套层350、纤维加强层360;所述抗拉纤维层340与纤维加强层360均采用芳纶纤维编织而成。
在本实施例中,所述功能护套层400包括内护套层410、铠装层420、防扭层430以及外护套层440,所述防扭层是由FRP材料制成。
在本实施例中,所述2~12芯紧包着色光纤310由G657A2型单模光纤311和耐温紧包层312组成;所述的耐温紧包层312采用由聚酰亚胺或氟塑料材质。
光电复合缆中光缆不仅在工作状态下需要应对电缆整体弯曲和冲击产生的挤压力,同时在电缆制造阶段,在挤出外护套时,电缆需要经过高温高压的硫化管道进行交联,此时需要考虑温度对于光缆性能的影响,所以本实施例中单模光纤311由能够耐高温的耐温紧包层包覆,另一方面,光缆300置于电缆中心处通过半导电支架500固定,温度经由功能护套层400传递到最中心的光缆得到一定衰减,也有利于减少温度对于光缆300的影响.
对于光缆300的机械性能,由于半导电支架500是橡皮材料的,可以有效减小因弯曲所产生的内应力对光缆300的损伤,有利于保护光缆,提高电缆整体结构的稳定性,现有技术中的光缆也有通过设置金属铠装层以提高光缆的抗挤压强度,但是这类光缆在矿下熔接的时候,需要将铠装层剪开,由于井下操作空间狭小,不便于操作或者在操作时容易误剪伤光纤,而在本实用新型中这种结构,对于光缆300的可操作性、抗挤压及抗弯曲性,控制线缆200的抗挤压和抗弯曲性等问题进行了综合考虑以及均衡兼顾。
实施例2
与实施例1不同之处在于,如图4所示,在本实施例中,所述松套管330与抗拉纤维层340之间还设置有不锈钢带铠装层370,且所述不锈钢带铠装层370呈以松套管330为中心的管状螺旋结构,并与所述松套管330之间留有径向间隙380,所述抗拉纤维层340紧密包覆于不锈钢带铠装层370外侧。
相比于实施例1而言,本实施例中采用了不锈钢带铠装层370的构造,虽然在熔接过程中有不便之处,且电缆的制造成本更高,但是相比于实施例1对于光缆的保护效果更强,光缆的使用寿命更久,可以根据客户的具体需要提供更多的可选择性。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,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,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,包括动力缆、控制缆、光缆以及功能护套层,其特征在于,所述动力缆由三条动力线缆围绕光缆绞合而成,且相邻动力线缆之间设用于支承其的半导电支架,所述半导电支架在动力线缆的绞合中心处设置供光缆穿过的孔道;
所述控制缆包括三条围绕光缆绞合的控制线缆,且控制线缆分别紧包在相邻动力线缆之间,并由所述半导电支架所支承;
所述控制线缆由内至外包括控制缆芯、包带层、抗挤压铠装层以及包覆层、监视线芯导体、半导电层,所述抗挤压铠装层为以圆柱螺旋结构绕包于包带层外侧的不锈钢带,所述抗挤压铠装层的圆柱螺旋结构与包带层之间留有径向间隙,所述抗挤压铠装层的圆柱螺旋结构在相邻螺旋之间留有等宽的螺旋间隙;
所述光缆由内至外包括2~12芯紧包着色光纤、填充油膏、松套管、抗拉纤维层、护套层、纤维加强层;所述抗拉纤维层与纤维加强层均采用芳纶纤维编织而成。
2.根据权利要求1所述的采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,其特征在于,所述功能护套层包括内护套层、铠装层、防扭层以及外护套层,所述防扭层是由FRP材料制成。
3.根据权利要求1所述的采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,其特征在于,所述包覆层的材料为氯化聚乙烯橡胶或三元乙丙橡胶,所述监视线芯导体兼作控制缆芯的屏蔽层,所述半导电层为半导电尼龙带层。
4.根据权利要求1所述的采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,其特征在于,所述2~12芯紧包着色光纤由G657A2型单模光纤和耐温紧包层组成;所述的耐温紧包层采用由聚酰亚胺或氟塑料材质。
5.根据权利要求1所述的采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,其特征在于,所述控制缆芯由控制缆芯导体与抗拉元件绞合而成。
6.根据权利要求1所述的采煤机屏蔽监视加强型光纤复合橡套软电缆,其特征在于,所述松套管与抗拉纤维层之间还设置有不锈钢带铠装层,且所述不锈钢带铠装层呈以松套管为中心的管状螺旋结构,并与所述松套管之间留有径向间隙,所述抗拉纤维层紧密包覆于不锈钢带铠装层外侧。
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