ЖАРОСТОЙКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к кабелям, способным работать в условиях экстремально высоких температур, и может быть использована, например, в термоэлектродных кабелях.
Из патентной публикации RU 97001 U1, Н01В 7/295, 20.08.2010 известен жаростойкий кабель, включающий, по меньшей мере, две токопроводящие жилы, каждая из которых содержит проводник и изолирующую оболочку, выполненную в виде спиральной обмотки из кремнеземной нити. Токопроводящие жилы заключены в полимерную оболочку. Обмотки из кремнеземных нитей сами по себе способны обеспечить надежную изоляцию проводников до температуры 1000°С. Однако расплав или продукты горения полимера, из которого выполнена оболочка, обладают токопроводящими свойствами и, проникая под обмотки, вызывают пробой между проводниками при значительно более низкой температуре. Недостатком данного кабеля является также неудовлетворительная механическая прочность изолирующих оболочек, поскольку обмотка, накладываемая под углом близким к 90° к продольной оси проводника, при продольном усилии не способна сохранять целостность покрытия и повреждается даже при больших радиусах изгиба.
В патентной публикации US 5075514 A, Н01В 7/29, 24.12.1991 раскрыт жаростойкий термоэлектродный кабель, каждая токопроводящая жила которого содержит проводник, снабженный наложенной на него изолирующей оболочкой, выполненной в виде обмотки из стеклонитей S-2. Токопроводящие жилы располагаются параллельно и заключены во внешнюю оболочку, представляющую собой оплетку из аналогичных стеклонитей. Данный кабель способен функционировать при температуре до 1200°С и выбран в качестве прототипа заявленной полезной модели.
Однако стеклонити S-2, хотя и обладают высокой прочностью, под воздействием указанной предельной температуры не могут обеспечить изоляцию проводников в течение длительного времени, так как в таких условиях сравнительно быстро теряют свои механические свойства. Кроме того, как указывалось выше, изолирующая оболочка в виде спиральной обмотки не выдерживает продольной нагрузки и может быть нарушена при изгибе кабеля. Еще одним недостатком прототипа является ненадежная фиксация токопроводящих жил в параллельном расположении друг относительно друга, поскольку оплетка не обеспечивает требуемой степени обжатия.
Задачей полезной модели является повышение механической прочности жаростойкого кабеля.
Для решения поставленной задачи предложен жаростойкий кабель, включающий две токопроводящие жилы, каждая из которых содержит проводник и наложенную на него оплетку из кремнеземных нитей. Токопроводящие жилы расположены параллельно и заключены, по меньшей мере, в одну обмотку из кремнеземных нитей, на которую, в свою очередь, наложена оплетка, также выполненная из кремнеземных нитей.
В частном случае полезной модели оплетки, наложенные на проводники, пропитаны кремнийорганическим составом.
В другом частном случае полезной модели оплетка, наложенная на обмотку, пропитана кремнийорганическим составом.
В еще одном частном случае полезной модели, по меньшей мере, одна обмотка пропитана кремнийорганическим составом.
В предпочтительном случае полезной модели жаростойкий кабель содержит две обмотки, навитые в противоположных направлениях. При этом в наилучшем случае обе обмотки пропитаны кремнийорганическим составом.
Осуществление полезной модели будет пояснено ссылками на фигуру с изображением предложенного жаростойкого кабеля.
Жаростойкий кабель включает две токопроводящие жилы 1, каждая из которых содержит проводник 2 и изолирующую оболочку 3. В случае если полезная модель используется для производства термоэлектродного кабеля, для изготовления проводников выбирают два разных материала, например, сплавы хромель и алюмель.
2
2
Изолирующая оболочка выполнена из кремнеземных нитей, под которыми в контексте данной заявки понимаются стеклонити с содержанием в их составе оксида кремния SiO в массовой доле 94-99%. Следует отметить, что в стеклонитях S-2 массовая доля SiO составляет не более 80%. Вследствие более высокого содержания оксида кремния кремнеземные нити характеризуются более высокими механическими свойствами при температурах близких к 1200°С, что обеспечивает предложенному кабелю возможность длительной работы при указанной температуре.
Изолирующие оболочки формируются путем оплетки проводника кремнеземными нитями. Характерной чертой оплетки является расположение нитей под острым углом к оси проводника, и, таким образом, нити проходят частично в направлении указанной оси. Наложение изолирующих оболочек в виде оплетки повышает их прочность в продольном направлении, что позволяет снизить допустимый радиус изгиба токопроводящих жил и использовать кабель для прокладки в труднодоступных местах.
Для фиксации изолирующей оболочки на проводнике в предпочтительном случае полезной модели осуществляют ее пропитку способным к последующему отвердеванию кремнийорганическим составом, который может быть нанесен как на проводник до наложения оплетки, так и на уже сформированную оплетку.
Токопроводящие жилы расположены параллельно и зафиксированы друг относительно друга промежуточной оболочкой 4, которая выполнена в виде, по меньшей мере, одной обмотки из кремнеземных нитей. Обмотка в сравнении с оплеткой более плотно обжимает токопроводящие жилы и обеспечивает их более надежную фиксацию относительно друг друга, исключая взаимное трение изолирующих оболочек при изгибах и последующее их разрушение. В предпочтительном случае, по меньшей мере, одна обмотка промежуточной оболочки пропитана кремнийорганическим составом, способствующим предохранению кремнеземных нитей от повреждения при выполнении технологических операций и усиливающим фиксацию токопроводящих жил.
Иным предназначением промежуточной оболочки является создание дополнительного огнеупорного слоя, позволяющего увеличить время работы кабеля в условиях экстремальных температур.
В предпочтительном случае полезной модели промежуточная оболочка выполнена в виде двух обмоток из кремнеземных нитей, причем указанные обмотки навиты в противоположных направлениях. Такое выполнение промежуточной оболочки повышает ее механические свойства, поскольку каждый виток последующей обмотки перекрывает не менее двух витков предыдущей обмотки, препятствуя их расхождению при изгибе токопроводящей жилы. В наилучшем варианте данного исполнения жаростойкого кабеля обе обмотки пропитаны кремнийорганическим составом.
На промежуточную оболочку наложена внешняя оболочка 5, выполненная, как и в прототипе, в виде оплетки, обеспечивающей механическую прочность внешней оболочки, в т.ч. в продольном направлении. Однако в предложенном кабеле для выполнения внешней оболочки использованы кремнеземные нити, позволяющие сохранить требуемые механические свойства внешней оболочки при экстремальных температурах. Для исключения повреждения кремнеземных нитей при эксплуатации кабеля оплетка пропитана кремнийорганическим составом, создающим на оплетке защитный слой.