КАБЕЛЬ СУДОВОЙ

Заявленная полезная модель относится к судовым кабелям для контрольно-измерительных приборов и передачи данных. Кабели предназначены для стационарной наружной и внутренней групповой прокладки в сооружениях, на объектах вооружения и военной техники, а также на объектах технического наблюдения Российского Морского Регистра Судоходства, и могут быть использованы:
в силовых цепях для присоединения к стационарным электрическим приборам, аппаратам, сборкам электрических распределительных устройств с номинальным напряжением до 660 В переменного тока частотой до 400 Гц и до 1000 В постоянного тока во пожароопасных цепях;
- в слаботочных цепях:
- для аналоговой и цифровой связи и цепей контроля;
в системах автоматики для передачи данных, в системах передачи данных со скоростью 31,25 кбит/с и в системах передачи данных RS-485.
Уровень техники.
В процессе прокладки и последующей эксплуатации, кабельные изделия подвергаются воздействию различных факторов, таких как изменения температур, повышенная влажность, вибрации, удары, многократные изгибы и др. Причем в процессе разработки кабелей не всегда удается определить оптимальное соотношение параметров всех элементов конструкции изделия (например, толщина различных оболочек, плотность оплетки, массовая доля заполнителей) с целью сокращения перерасхода материала и с одновременным улучшением электрических и механических характеристик кабеля.
В частности, из уровня техники известен кабель судовой, включающий сердечник, состоящий, по меньшей мере, из одной группы скрученных токопроводящих жил, при этом каждая токопроводящая жила состоит из скрученных медных луженых проволок и покрыта изоляцией, а сердечник заключен, в наружную полимерную оболочку, при этом поверх группы токопроводящих жил наложен индивидуальный экран в виде обмотки из металлополимерной ленты слоем металла внутрь с перекрытием, под которой проложен контактный проводник, причем сердечник, также включает общий экран, выполненный в виде обмотки из металлополимерной ленты слоем металла наружу с перекрытием кромок и оплетки из медных луженых проволок (см. RU 91464, 10.02.2010, прототип).
В прототипе не определено оптимальное соотношение элементов конструкции индивидуального и общего экранов, что при многократных изгибающих нагрузках на кабель может привести к разрыву между краями витков фольги, а также разрыву однопроволочного контактного проводника, в результате чего кабель не будет защищен от внешних электромагнитных излучений.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в разработке судового кабеля, отвечающего всем современным требованиям к изделиям аналогичного назначения и увеличении его электрических и механических характеристик, а именно количество циклов многократных изгибов заявленного кабеля должно быть не менее 20, на радиус не менее 8-ми наружных его диаметров.
Технический результат заключается в повышении стойкости кабеля к изгибающим нагрузкам.
Достижение технического результата обеспечивает кабель судовой, включающий сердечник, состоящий, по меньшей мере, из одной группы скрученных токопроводящих жил, при этом каждая токопроводящая жила состоит из скрученных медных луженых проволок и покрыта изоляцией, а сердечник заключен, в наружную полимерную оболочку, при этом поверх группы токопроводящих жил наложен индивидуальный экран в виде обмотки из металлополимерной ленты слоем металла внутрь с перекрытием, под которой проложен контактный проводник, причем сердечник, также включает общий экран, выполненный в виде обмотки из металлополимерной ленты слоем металла наружу с перекрытием кромок и оплетки из медных луженых проволок, причем обмотка индивидуального экрана группы, а также общего экрана выполнена из ламинированной алюминиевой фольги с перекрытием кромок не менее 15%, при этом контактный проводник индивидуального экрана является многопроволочным и состоит из скрученных медных луженых проволок, а коэффициент поверхностной плотности оплетки из медных луженых проволок общего экрана составляет не менее 60%.
Согласно заявленной полезной модели, изоляция каждой токопроводящей жилы выполнена из сшитого полиэтилена.
Согласно заявленной полезной модели, изоляция каждой токопроводящей жилы выполнена из кремнийорганической резины.
Согласно заявленной полезной модели, сердечник состоит более чем из одной группы скрученных токопроводящих жил.
Согласно заявленной полезной модели, сердечник включает параллельно проложенные группы токопроводящих жил.
Согласно заявленной полезной модели, сердечник включает скрученные индивидуально экранированные группы токопроводящих жил.
Согласно заявленной полезной модели, группа включает пару скрученных токопроводящих жил.
Согласно заявленной полезной модели, группа включает тройку токопроводящих жил.
Согласно заявленной полезной модели, под индивидуальным экраном группы наложена поясная изоляция из полиэтилентерефталатной пленки.
Согласно заявленной полезной модели, поверх индивидуального экрана группы наложена полиэтилентерефталатная пленка.
Согласно заявленной полезной модели поверх полиэтелентерфталатной пленки наложен общий экран.
Согласно заявленной полезной модели, поверх общего экрана наложена полиэтилентерефталатная пленка.
Согласно заявленной полезной модели, наружная оболочка выполнена из полимерного материала, не содержащего галогенов.
Согласно заявленной полезной модели, наружная оболочка выполнена из термопластичного полиуретана.
Согласно заявленной полезной модели, под наружной оболочкой наложено внутреннее заполнение из полимерной композиции не содержащей галогенов.
Согласно заявленной полезной модели, поверх наружной оболочки наложена броня в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок с коэффициентом поверхностной плотности не менее 70%.
Согласно заявленной полезной модели, поверх наружной оболочки наложен защитный шланг.
Согласно заявленной полезной модели, поверх брони наложен защитный шланг.
Согласно заявленной полезной модели, защитный шланг выполнен из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Согласно заявленной полезной модели, защитный шланг выполнен из термопластичного полиуретана, не содержащего галогенов.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами.
фиг. 1 - вид поперечного сечения кабеля;
фиг. 2 - вид продольного сечения кабеля;
На фигурах показаны;
- токопроводящая жила, состоящая из скрученных медных проволок 1;
- изоляция 2;
- полиэтилентерефталатная пленка 3;
- контактный проводник 4;
- индивидуальный экран 5;
- общий экран из ламинированной алюминиевой фольги 6;
- общий экран в виде оплетки из медных оцинкованных проволок 7;
- внутреннее заполнение из полимерной композиции, не содержащей галогенов 8;
- наружная полимерная оболочка 9;
- броня 10;
- защитный шланг 11.
Технология изготовления кабеля согласно заявленной полезной модели включает следующие операции.
Осуществляют изготовление многопроволочных токопроводящих жил из медных круглых проволок 1, которые скручивают на крутильной машине, а затем методом экструдирования накладывают изоляцию 2 из сшитого полиэтилена или кремнийорганической резины. В зависимости от варианта реализации заявленной полезной модели, изолированные токопроводящие жилы скручивают в группы из двух или трех жил. На каждую группу скрученных токопроводящих жил может быть наложена поясная изоляция из полиэтилентерефталатной пленки 3. На крутильной машине поверх каждой группы токопроводящих жил, с полиэтилентерефталатной пленкой 3 или без нее, накладывают индивидуальный экран 5, выполненный в виде обмотки из ламинированной алюминиевой фольги слоем металла внутрь с перекрытием кромок не менее 15% (в диапазоне 15%-20%), с проложенным под фольгой контактным проводником 4. Контактный проводник скручен из семи круглых медных луженых проволок, имеющих номинальный диаметр 0,2. Перекрытие кромок фольги в пределах 15% является оптимальной величиной обеспечивающей целостность обмотки без разрывов между кромками фольги, при изгибании кабеля на ±90°. Кроме того, многопроволочный контактный проводник при многократных изгибах более надежен, чем однопроволочный, и при разрыве одной или более проволок сохраняет свою работоспособность. В соответствии с одним из вариантов реализации полезной модели, поверх экрана группы может быть наложена поясная изоляция из полиэтилентерефталатной пленки 3. Экранированные группы скрученных токопроводящих жил укладывают параллельно или скручивают в сердечник. На сердечник, состоящий из одной или нескольких скрученных или уложенных параллельно групп токопроводящих жил, накладывают общий двухслойный экран, состоящий из ламинированной алюминиевой фольги 5 слоем металла наружу с перекрытием кромок не менее 15% (в диапазоне 15%-20%) и оплетки из медных луженых проволок 6 номинальным диаметром 0,20 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 60% (в диапазоне 60%-70%). Известно, что основные экранирующие функции выполняет первый слой экрана (обмотка из фольги), а увеличение плотности оплетки оказывает незначительное влияние на коэффициент экранирования. В связи с чем, зачастую для экономии и облегчения конструкции кабеля, оплетку поверх слоя фольги выполняют с коэффициентом поверхностной плотности менее 60%. Однако, такая плотность оплетки одновременно с облегчением конструкции придает кабелю чрезмерно высокую гибкость, что повышает вероятность его изгиба на критический радиус, даже при незначительных изгибающих воздействиях (например при монтаже, транспортировке, падении с высоты при прокладке и т.д.), что может привести к разрыву между кромками витков фольги. Коэффициент поверхностной плотности не менее 60% обеспечивает кабелю оптимальную жесткость при изгибании и предохраняет от достижения критического радиуса изгиба, при незначительных изгибающих нагрузках, и таким образом предохраняет от разрыва кромок между витками фольги, как индивидуального так и общего экранов. Поверх общего экрана может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка (не показана). В зависимости от варианта реализации полезной модели на экструзионной линии, на экранированный сердечник накладывают внутреннее заполнение из полимерной композиции не содержащей галогенов 8 и наружную полимерную оболочку 9 или только наружную полимерную оболочку 9, без внутреннего заполнения 8. При этом наружная полимерная оболочка 9 может быть выполнена из полимерного материала, не содержащего галогенов или из термопластичного полиуретана. Поверх наружной полимерной оболочки 9 на оплеточной машине может быть наложена броня 10 в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок номинальным диаметром 0,3 мм и коэффициентом поверхностной плотности не менее 70% и/или защитный шланг 11. Защитный шланг 11 может быть наложен непосредственно поверх наружной оболочки 9. Защитный шланг 11 может быть выполнен из полимерной композиции не содержащей галогенов или из термопластичного полиуретана, не содержащего галогенов.
В отношении заявленной полезной модели был произведен контроль стойкости изделия к многократным изгибам по ГОСТ 12182.8.
Образцы кабеля длиной не менее 0,75 м поместили между двумя цилиндрами с проточкой, ширина которой равна максимальному значению диаметра кабеля, а глубина - радиусу кабеля и произвели изгибание кабеля на угол ±90° (один изгиб). При этом диаметр цилиндра по проточке равнялся 10-ти наружным диаметрам кабеля. Продолжительность одного изгиба производилась не менее 1 сек.
После испытаний в результате визуального контроля внешнего вида образцов не было обнаружено обрывов токопроводящих жил, экранов, а также контактов между токопроводящими жилами и экранами.
Таким образом, разработан кабель судовой, отвечающий всем современным требованиям к изделиям аналогичного назначения, с повышенной устойчивостью к изгибающим нагрузкам.