一种低噪音耐低温柔性电缆及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐低温低噪音柔性电缆，包括成缆内芯和电缆外围；成缆内芯，包括至少三条对绞线芯和隔音层；对绞线芯由两条关于中心轴对称的绝缘线芯对绞形成，且各条对绞线芯的对绞节距不同；绝缘线芯包括由多根超细导体缠绕而成的导体内芯和包覆在外的PTFE绝缘层；隔音层包括填充在各条对绞线芯之间的半导电纤维；电缆外围包括抗干扰层和外护套；抗干扰层包括包覆在成缆内芯外周的抗电磁波编织网；外护套包覆在抗干扰层外周，其采用PTFE绝缘保护材料。其生产工艺包括缠绕导体内芯、对导体内芯无缝绕包、烧结融封制成绝缘线芯、退扭形成对绞线芯、退扭成缆、填充半导电纤维、编织抗干扰层、外护套绝缘绕包和烧结融封制成外护套。

【技术实现步骤摘要】
一种低噪音耐低温柔性电缆及其生产工艺
本专利技术属于电缆
，具体涉及一种低噪音耐低温柔性电缆及其生产工艺。
技术介绍
随着工业、医疗等领域机器设备自动化程度的提高，尤其是液氧(-180℃)、液氮(-260℃)、液氢(-250℃)、超真空医疗实验室(-200℃)等相关应用的
，其所使用的信号传输、检测及控制操作等功能设备对电能传导、信号传播以及用电安全都需要有较高的稳定性，尤其是对电缆在低温环境下的柔软程度要求，工作时电缆内部低噪音要求，电缆外部抗干扰性能要求。高端设备的技术要求促进着电缆领域的研发与进步，国际上也有电缆公司投入研发此类产品，但截止目前，具有柔韧性的电缆要么不能在低温环境下工作要么噪音很大影响信号传输，或者低噪音的电缆其笨重而欠缺柔软度且不能在低温下服役工作，或者能够投入到低温工作中但其硬质易断的性质限制了高端技术的发挥或噪音太大而影响信号的传导。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决用于医疗设备、精密控制设备等高端技术设备中，现有的信号导电电缆未能够同时兼备良好的柔韧、耐低温和低噪音三大优点并达到技术指标，不能满足某些高端技术设备的使用要求的技术问题，旨在提供一种耐低温低噪音柔性电缆。为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：本专利技术所述的一种耐低温低噪音柔性电缆，包括：成缆内芯，其包括至少三条对绞线芯和隔音层；对绞线芯由两条关于中心轴对称的绝缘线芯对绞形成，且各条对绞线芯的对绞节距不同；所述绝缘线芯包括由多根超细导体缠绕而成的导体内芯和包覆在导体内芯外周的PTFE绝缘层；所述隔音层包括填充在各条对绞线芯之间的半导电纤维；和电缆外围，其包括抗干扰层和外护套；所述抗干扰层包括包覆在成缆内芯外周的抗电磁波编织网；所述外护套包覆在抗干扰层外周，其采用PTFE绝缘保护材料。作为优选的，每条对绞线芯对绞节距的倒数差近似相等。各对绞组(即两条绝缘线芯为一个对绞组)的节距不同，各对绞组的对绞节距的倒数差近似相等，这样的结构设置能够使得制成的电缆有效避免各对绞组间的信号相互干扰或串音，达到高质量的稳定信号传输。作为优选的，所述绝缘线芯的PTFE绝缘层为三层PTFE半定向带经无缝绕包和烧结融封而成，每层PTFE半定向带绕包搭盖率为45％～60％，尤其是内层PTFE半定向带绕包搭盖率为50％，中层PTFE半定向带绕包搭盖率为52％，外层PTFE半定向带绕包搭盖率为54％。本专利技术所述的电缆中的绝缘线芯，其绝缘层与传统的柔性电缆或低噪音电缆所使用的热塑性弹性体绝缘或聚乙烯、聚氯乙烯等挤出绝缘结构不同，而是采用阻电性能、高低温性能、表面润滑性能均极佳的PTFE进行绕包绝缘，其优点是，绝缘层与导体之间摩擦系数几乎为零，在绝缘线芯发生弯曲时，使绝缘材料能够与铜导体的变形基本保持同步，降低导体发生变形时受到的交变应力至疲劳极限以下，避免导体比如铜丝断裂情况的发生。折弯该结构的绝缘线芯，弯曲半径可达≧2*外径，即使在-200℃低温下弯曲半径仍可达2.5*外径。弯曲次数大于4000万次循环，即使在-200℃低温下弯曲次数也能够大于3000万次循环。作为优选的，所述的外护套为三层PTFE半定向带经无缝绕包和烧结融封而成，每层PTFE半定向带绕包搭盖率为45％～60％，尤其是内层PTFE半定向带绕包搭盖率为50％，中层PTFE半定向带绕包搭盖率为52％，外层PTFE半定向带绕包搭盖率为54％。所述外护套与绝缘线芯的PTFE绝缘层所采用的材质以及绕包方式近似，区别在于外护套处于电缆的外层，需要对电缆起到耐磨、抗拉等保护作用，故外护套所采用的PTFE半定向带比绝缘线芯的PTFE绝缘层所采用的PTFE半定向带更厚更耐磨。作为优选的，所述导体内芯由多根超细导体以一个固定的节距顺时针方向缠绕制成；所述超细导体采用截面直径为0.05～0.1mm的超细铜合金导体。其优点是柔软性好，圆整度好，弯曲性能极佳，折弯弯曲半径可达≧2*OD,动态弯曲次数≧3000万次而不断丝。作为优选的，所述抗电磁波编织网采用截面直径为0.02～0.1mm的超细镀银铜导体并以梅花交叉的方式编织而成。其与成缆内芯中的半导电纤维形成本专利技术所述电缆的双层隔音层结构；还能够屏蔽外界电磁波对电缆的干扰，而且其网状的结构可保持电缆的柔软性。作为优选的，采用四条对绞线芯，且每两条对绞线芯之间均匀填充5～15根1200～2000dtex的半导电纤维作为隔音层。多组半导电纤维整体形成成缆内芯的隔音层，而且通过半导电纤维的填充能够使成缆内芯结构稳定；其次，半导电纤维在绝缘线芯外形成低阻抗的导电路径，能够有效转移电缆内部绝缘材质中存在的电荷。半导电纤维层的表面电阻率为1.8*10-3Ω*cm，从而使得电缆整体结构能够将噪音降低300倍，同时半导电纤维层能够屏蔽外界电磁波以避免对电缆传输信号的影响；而且半导电纤维层可在低温至-180℃～-260℃范围内仍然保持其柔韧性及导电性能，故采用半导电纤维材质作为成缆内芯的隔音层还能极大提高了整体电缆的机械性能和耐低温性能。同时该半导电纤维填充层(即成缆内芯的隔音层)与抗干扰层形成导通关系，起到双层隔音的效果。作为优选的，所述绝缘线芯的PTFE绝缘层采用的PTFE半定向带，其定向度为1.2-1.4，其厚度为0.05～0.1mm；所述外护套采用的PTFE半定向带，其定向度为1.2-1.4，其厚度为0.05～0.1mm。所采用的PTFE半定向带的性质参数均通过大量实验统计而得出的优选方案。一种耐低温低噪音柔性电缆的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、缠绕导体内芯，将若干根超细导体以所述绝缘线芯外径的5-15倍大小为一个节距按顺时针方向缠绕制成绝缘线芯的导体内芯；S2、对导体内芯无缝绕包，将PTFE绝缘层通过精密的无缝绕包技术围着导体内芯的外周绕包3层，每层PTFE半定向带绕包搭盖率为45％～60％，尤其是内层绕包搭盖率为50％，中层绕包搭盖率为52％，外层绕包搭盖率为54％；S3、烧结融封制成绝缘线芯，在在350～400℃下进行烧结融封形成绝缘线芯的PTFE绝缘层；S4、退扭形成对绞线芯，将对绞机的输出恒张力调试为30％～40％退扭率，以绝缘线芯外径的8-16倍大小为一个节距，利用对绞机将两根绝缘线芯进行对绞；S5、退扭成缆，将成缆机调试为30％～40％的退扭率，利用成缆机将各条对绞线芯进行退扭成缆，使得成缆后各条对绞线芯的节距不变；S6、填充半导电纤维，成缆时在相邻的对绞线芯之间的空隙内，填充半导电纤维制成成缆内芯的隔音层，且半导电纤维在绝缘线芯外形成低阻抗的导电路径；S7、编织抗干扰层，在隔音层外周采用多根超细镀银铜导体编织围成抗电磁波编织网；S8、外护套绝缘保护材料绕包，将PTFE绝缘保护材料通过精密的无缝绕包技术围着抗干扰层的外周绕包3层，每层PTFE半定向带绕包搭盖率为45％～60％，尤其是内层绕包搭盖率为50％，中层绕包搭盖率为52％，外层绕包搭盖率为54％；S9、烧结融封制成电缆外围的外护套，在350～400℃下进行烧结融封形成电缆外围的外护套。进一步地，步骤S4退扭形成对绞线芯的过程中，对各单条绝缘线芯旋转加扭率为零，施加于两根绝缘线芯上的张力一致，使得退扭对绞过程，两根绝缘线芯弯曲弧度完全相同从而致使对绞线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于，包括：成缆内芯，其包括至少三条对绞线芯和隔音层；对绞线芯由两条关于中心轴对称的绝缘线芯对绞形成，且各条对绞线芯的对绞节距不同；所述绝缘线芯包括由多根超细导体缠绕而成的导体内芯和包覆在导体内芯外周的PTFE绝缘层；所述隔音层包括填充在各条对绞线芯之间的半导电纤维；和电缆外围，其包括抗干扰层和外护套；所述抗干扰层包括包覆在成缆内芯外周的抗电磁波编织网；所述外护套包覆在抗干扰层外周，其采用PTFE绝缘保护材料。

【技术特征摘要】
1.一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于，包括：成缆内芯，其包括至少三条对绞线芯和隔音层；对绞线芯由两条关于中心轴对称的绝缘线芯对绞形成，且各条对绞线芯的对绞节距不同；所述绝缘线芯包括由多根超细导体缠绕而成的导体内芯和包覆在导体内芯外周的PTFE绝缘层；所述隔音层包括填充在各条对绞线芯之间的半导电纤维；和电缆外围，其包括抗干扰层和外护套；所述抗干扰层包括包覆在成缆内芯外周的抗电磁波编织网；所述外护套包覆在抗干扰层外周，其采用PTFE绝缘保护材料。2.根据权利要求1所述的一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于：每条对绞线芯的对绞节距的倒数差近似相等。3.根据权利要求1所述的一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于：所述绝缘线芯的PTFE绝缘层为三层PTFE半定向带经无缝绕包和烧结融封而成，每层PTFE半定向带绕包的搭盖率为45％～60％；所采用的PTFE半定向带的定向度为1.2-1.4，其厚度为0.05～0.1mm。4.根据权利要求1所述的一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于：所述的外护套为三层PTFE半定向带经无缝绕包和烧结融封而成，每层PTFE半定向带绕的包搭盖率为45％～60％；所采用的PTFE半定向带的定向度为1.2-1.4，其厚度为0.05～0.1mm。5.根据权利要求1所述的一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于：所述导体内芯由多根超细导体以绝缘线芯外径的5～15倍大小为一个节距，顺时针方向缠绕制成；所述超细导体采用截面直径为0.05～0.1mm的超细铜合金导体。6.根据权利要求1所述的一种耐低温低噪音柔性电缆，其特征在于：所述抗电磁波编织网采用截面直径为0.02～0.1mm的超细镀银铜导体并以梅花交叉的方式编织而成。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许坡，吴玉飞，孙甜甜，李丽娟，
申请(专利权)人：亚洲电器电缆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44