專利名稱：內(nèi)外通水式新型水冷電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵合金電爐、電弧煉鋼爐、汽車焊接使用的水冷電纜，屬于電纜技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
改革開放以來，我國的冶金工業(yè)經(jīng)過多年來的建設(shè)，它作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)已形成了包括由礦山、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼以及相應(yīng)的鐵合金、耐火材料、碳素制品和地質(zhì)勘探、工程設(shè)計(jì)、建筑施工、科學(xué)研究等部門構(gòu)成的完整工業(yè)體系。到2000年底，全國年銷售額在500萬元以上的冶金企業(yè)4376家。據(jù)預(yù)測二十一世紀(jì)，鋼鐵產(chǎn)品仍將是人類社會(huì)最主要的不可替代的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最大、覆蓋面最廣的功能材料。因此世界冶金工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，生產(chǎn)的重心將由發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。而我國作為發(fā)展中國家的重要大國，在滿足鋼需求的同時(shí)，大力發(fā)展我國富有資源的鐵合金品種及各種合金粉劑、復(fù)合鐵合金等，并增加鉻系、錳系鐵合金的低碳、低硫、低磷等精煉產(chǎn)品。由此，在冶煉各種合金和鋼產(chǎn)品時(shí)，不僅需要大量的水冷電纜，而且對(duì)水冷電纜的性能提出了更高的要求。
另一方面，隨著我國汽車工業(yè)幾個(gè)階段的不斷建設(shè)和發(fā)展，汽車工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國汽車產(chǎn)量已超過400萬輛，位居世界第四。我國作為發(fā)展中國家，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場發(fā)育的自然擴(kuò)張趨勢看，中國的汽車市場還存在著巨大的潛力，并正孕育著前所未有的高速發(fā)展時(shí)期。而在汽車制造業(yè)中，焊接與切割技術(shù)作為其重要的加工手段，占有非常重要的地位。提高焊接技術(shù)及設(shè)備性能，是汽車工業(yè)發(fā)展必不可少的手段。高速、高效的焊接才能保證汽車的質(zhì)量和產(chǎn)量。而決定焊接效果的，焊接裝置中的水冷電纜是不可或缺的要素。因此，焊接技術(shù)的不斷更新，也對(duì)水冷電纜的性能提出了更高的要求。
現(xiàn)有的水冷電纜，例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?3217065.X的水冷電纜，是在電纜的中心位置設(shè)置冷卻水管，其周圍為導(dǎo)線，導(dǎo)線外的橡膠管等組成，橡膠管外面，由內(nèi)及外依次有整體都呈園筒形，層層相套的屏蔽層、隔熱層和金屬外套層。這種電纜由于僅在纜芯中部設(shè)置了內(nèi)通水管，電纜冷卻不均勻，散熱效果不夠理想。
所以現(xiàn)有的水冷電纜使用壽命短，電纜散熱效果不夠理想，在冶金的電弧爐、電熔爐中及汽車制造的電弧焊、點(diǎn)焊中，由于電纜熱量過高，而引起的熱停工頻有發(fā)生，這樣不但不能保證冶煉和焊接效果，還給冶金行業(yè)和汽車工業(yè)帶來了巨大的損失。同時(shí)，現(xiàn)有的水冷電纜采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，即將設(shè)計(jì)好的導(dǎo)線采用套裝工藝方式套進(jìn)橡膠管中，由于該種工藝存在的缺陷，使得電纜的制造長度受到很大的限制(據(jù)報(bào)道，國外目前水冷電纜最大生產(chǎn)長度僅為15m左右)，另外，由于該結(jié)構(gòu)的電纜的導(dǎo)體與橡套之間存在著空隙，從而導(dǎo)致外套管對(duì)電纜導(dǎo)體芯線扶著力差，使芯線易折斷，影響電纜的使用壽命，因此在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中已不能適應(yīng)應(yīng)用場合的發(fā)展需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)水冷電纜在冶金和汽車制造中的特殊使用要求，提供一種冷卻效果好，載流能力強(qiáng)，使用壽命長，制造長度長，具有更好的耐磨、耐油、耐高溫特性的內(nèi)外通水式新型水冷電纜。
本發(fā)明的目的是通過對(duì)現(xiàn)有的水冷電纜的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和工藝創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的，方案一內(nèi)外通水式新型水冷電纜，包括處于電纜中心位置的內(nèi)通水管，內(nèi)通水管周圍的導(dǎo)體，導(dǎo)體外的屏蔽層及外護(hù)層，其特征是設(shè)有外通水管，所述的導(dǎo)體為絞合成扇面形結(jié)構(gòu)單元的導(dǎo)體以成纜的工藝方式設(shè)置在內(nèi)通水管周圍，外通水管包圍在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)通水管上和外通水管的靠近導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)有若干通水的微縫和微孔，在外護(hù)層上縱包氬弧焊皺紋金屬護(hù)層。
方案二內(nèi)外通水式新型水冷電纜，包括處于電纜中心位置的內(nèi)通水管，內(nèi)通水管周圍的導(dǎo)體，導(dǎo)體外的屏蔽層及外護(hù)層，其特征是設(shè)有外通水管，所述的導(dǎo)體為絞合成扇面形結(jié)構(gòu)單元的導(dǎo)體以成纜的工藝方式設(shè)置在內(nèi)通水管周圍，外通水管包圍在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)通水管上和外通水管的靠近導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)有若干通水的微縫和微孔。
方案一、二中所述的包圍在導(dǎo)體外表面的外通水管至少有兩根斷面呈圓弧形的扁管；屏蔽層為半導(dǎo)電屏蔽帶，繞包在外通水管外表面；外護(hù)層為彈性體TPU材料，擠包在屏蔽層外；內(nèi)通水管和外通水管為彈性體TPU材料管。
對(duì)于用于高溫環(huán)境下的水冷電纜，在其外護(hù)層外面設(shè)置金屬護(hù)層。利用金屬縱包氬弧焊皺紋金屬護(hù)套的先進(jìn)生產(chǎn)工藝制造金屬護(hù)層，以防止高溫，飛濺的火花等對(duì)電纜的損傷，同時(shí)確保電纜具有良好的彎曲性能。導(dǎo)體采用5類或6類導(dǎo)體。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡單，生產(chǎn)制造容易，制造長度長，可達(dá)數(shù)千米。使用方便，冷卻效果好，載流能力強(qiáng)，電纜柔軟，可彎曲性能好，使用壽命長，綠色環(huán)保、無污染。
導(dǎo)體采用5類或6類導(dǎo)體，并經(jīng)過特殊的絞合方式加工成扇面形結(jié)構(gòu)單元，各結(jié)構(gòu)單元可排列成中空的環(huán)行結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)可有效地增大導(dǎo)體的表面積，一方面可充分利用金屬材料的集膚效應(yīng)，來有效地增強(qiáng)電纜導(dǎo)體的載流能力，另一方面有效地增大了導(dǎo)體與冷卻水的接觸面積，提高了對(duì)電纜的冷卻效果。同時(shí)，該種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，成功地解決了大截面電纜導(dǎo)體中心散熱的問題，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的水冷電纜為了提高散熱效果，進(jìn)而加大外套管內(nèi)徑，從而導(dǎo)致外套管對(duì)導(dǎo)體芯線扶著力差，使芯線易折斷，造成電纜使用壽命降低的問題。
采用內(nèi)通水管和外通水管相結(jié)合的冷卻水道的結(jié)構(gòu)方式，將設(shè)計(jì)好的扇面形結(jié)構(gòu)單元的銅導(dǎo)體按一定節(jié)距和繞向排列于圓形內(nèi)通水管周圍。然后將設(shè)計(jì)的外通水管(多根)按一定節(jié)距反向排列于導(dǎo)體之外。最后通過特定的模具，將外通水管定形為異形管且緊密包覆于導(dǎo)體上。
內(nèi)通水管與外通水管由TPU材料制成。該種材料具有高彈性，耐水解，耐腐蝕，耐磨等特性，是一種理想的水冷電纜通水管材料，為保證對(duì)電纜導(dǎo)體的水冷效果，在內(nèi)通水管和靠近導(dǎo)體的外通水管內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)諸多微縫和微孔，保證電纜完全浸浴在水液中，有效地提高冷卻效果的同時(shí)，可防止由于電纜頻繁扭曲和大電流沖擊而造成的斷絲和碎屑流入水道，進(jìn)而影響與水冷電纜相連的附件工具。
半導(dǎo)電屏蔽層，由于水冷電纜在大電流的情況下，在電纜中產(chǎn)生的電感會(huì)引起電纜的抖動(dòng)，從而影響到電纜的使用性能、使用壽命，甚至影響到與之相連的儀器設(shè)備。因此，在電纜設(shè)計(jì)中，在外通水管外繞包一層半導(dǎo)電屏蔽帶，可有效地抑制電感對(duì)電纜的影響，保護(hù)電纜的正常運(yùn)行。
采用TPU外護(hù)層，一改傳統(tǒng)的水冷電纜所采用套制橡膠管的方法，而采用擠制工藝，在半導(dǎo)電屏蔽層外，擠制TPU材料作為其護(hù)層。TPU材料具有優(yōu)異的超高彈性，超強(qiáng)的耐磨性能，耐油，耐化學(xué)溶劑，耐水解，耐腐蝕性，超高的機(jī)械強(qiáng)度和耐溫性能。保證了水冷電纜各種高性能使用特性的實(shí)現(xiàn)。
金屬護(hù)層，對(duì)于使用于高溫環(huán)境下的水冷電纜，在其外護(hù)層外面利用金屬縱包氬弧焊皺紋金屬護(hù)套的先進(jìn)生產(chǎn)工藝制造金屬護(hù)層，以防止高溫，飛濺的火花等對(duì)電纜的損傷，同時(shí)確保電纜具有良好的彎曲性能。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明設(shè)有金屬護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1導(dǎo)體、2外通水管、3外通水道、4屏蔽層、5內(nèi)通水道、6內(nèi)通水管、7外護(hù)層、8金屬護(hù)層。
具體實(shí)施例方式
導(dǎo)體1采用“5”類或“6”類銅導(dǎo)體，按使用要求也可采用鍍錫銅導(dǎo)體。絞合加工成扇面形結(jié)構(gòu)單元，各結(jié)構(gòu)單元可排列成中空的環(huán)行結(jié)構(gòu)。采用新型材料彈性體TPU加工制成內(nèi)通水管6，其上設(shè)置若干通水微孔。采用新型材料彈性體TPU加工制成圓弧外通水管2，在圓弧外通水管2上靠近導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)置若干通水微孔。將扇面形結(jié)構(gòu)單元的銅導(dǎo)體按一定節(jié)距和繞向排列于圓形內(nèi)通水管6的周圍。然后將外通水管(多根)按一定節(jié)距反向排列于導(dǎo)體之外。最后通過特定的模具，將外通水管定形為異形管且緊密包覆于導(dǎo)體上。在外通水管外繞包半導(dǎo)電屏蔽帶屏蔽層4。在半導(dǎo)電屏蔽層外，擠制TPU材料作為外護(hù)層7。內(nèi)通水管6和外通水管2通水后，分別形成5內(nèi)通水道和外通水道3對(duì)于用于高溫環(huán)境下的水冷電纜，在其外護(hù)層外面利用金屬縱包氬弧焊皺紋金屬護(hù)套的先進(jìn)生產(chǎn)工藝制造金屬護(hù)層8。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)外通水式新型水冷電纜，包括處于電纜中心位置的內(nèi)通水管，內(nèi)通水管周圍的導(dǎo)體，導(dǎo)體外的屏蔽層及外護(hù)層，其特征是設(shè)有外通水管，所述的導(dǎo)體為絞合成扇面形結(jié)構(gòu)單元的導(dǎo)體以成纜的工藝方式設(shè)置在內(nèi)通水管周圍，外通水管包圍在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)通水管上和外通水管的靠近導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)有若干通水的微縫和微孔，在外護(hù)層上縱包氬弧焊皺紋金屬護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的包圍在導(dǎo)體外表面的外通水管至少有兩根斷面呈圓弧形的扁管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的屏蔽層為半導(dǎo)電屏蔽帶，繞包在外通水管外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的外護(hù)層為彈性體TPU材料，擠包在屏蔽層外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的內(nèi)通水管和外通水管為彈性體TPU材料管。
6.一種內(nèi)外通水式新型水冷電纜，包括處于電纜中心位置的內(nèi)通水管，內(nèi)通水管周圍的導(dǎo)體，導(dǎo)體外的屏蔽層及外護(hù)層，其特征是設(shè)有外通水管，所述的導(dǎo)體為絞合成扇面形結(jié)構(gòu)單元的導(dǎo)體以成纜的工藝方式設(shè)置在內(nèi)通水管周圍，外通水管包圍在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)通水管上和外通水管的靠近導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)有若干通水的微縫和微孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的包圍在導(dǎo)體外表面的外通水管至少有兩根斷面呈圓弧形的扁管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的屏蔽層為半導(dǎo)電屏蔽帶，繞包在外通水管外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的外護(hù)層為彈性體TPU材料，擠包在屏蔽層外。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)外通水式新型水冷電纜，其特征是所述的內(nèi)通水管和外通水管為彈性體TPU材料管。
全文摘要
內(nèi)外通水式新型水冷電纜，包括處于電纜中心位置的內(nèi)通水管，內(nèi)通水管周圍的導(dǎo)體，導(dǎo)體外的屏蔽層及外護(hù)層，其特征是設(shè)有外通水管，所述的導(dǎo)體為絞合成扇面形結(jié)構(gòu)單元的導(dǎo)體設(shè)置在內(nèi)通水管周圍，外通水管包圍在導(dǎo)體的外表面，內(nèi)通水管上和外通水管的靠近導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)有若干通水的微縫和微孔。采用內(nèi)通水管和外通水管相結(jié)合的冷卻水道的結(jié)構(gòu)方式，將的扇面形結(jié)構(gòu)單元的銅導(dǎo)體按一定節(jié)距和繞向排列于圓形內(nèi)通水管周圍。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡單，生產(chǎn)制造容易，制造長度長，使用方便，冷卻效果好，載流能力強(qiáng)，電纜柔軟，可彎曲性能好，使用壽命長，綠色環(huán)保、無污染。
文檔編號(hào)H01B7/00GK1710671SQ20051004093
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者呂發(fā)忠, 房權(quán)生, 陳艷 申請(qǐng)人:寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司