КАБЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной промышленности, в частности - к конструкции гибких кабелей, предназначенных для передачи электрических сигналов переменного тока напряжением до 500 B и частотой 1 МГц и электрических сигналов постоянного тока напряжением до 750 B, и может быть использована для дистанционного управления исполнительными механизмами в различных помещениях, на открытом воздухе, в каналах, туннелях и метро.
Известна группа кабелей управления по патенту на полезную модель RU №45554, МПК H01B 7/04, опубл. 10.05.2005, которые обладают повышенной стабильностью передачи сигналов управления и удобны в эксплуатации.
По первому варианту кабель управления по RU №45554 содержит покрытые изоляцией из поливинилхлоридного пластиката многопроволочные токопроводящие жилы, выполненные из медных луженых проволок и скрученные в пару, а затем - в кабель, концентрическими повивами. Каждая пара имеет свой шаг скрутки, при этом их шаги скрутки взаимно согласованы. Изоляция жил в паре отличается по цвету. Кроме этого, и пары отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. Поверх пар жил наложен экран, который выполнен с коэффициентом поверхностной плотности не менее 70% в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром не более 0,15 мм. Поверх экрана последовательно расположены поясная изоляция из фторопласта - 4 или из полиэтилентерефталатной пленки и оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести.
Выполнение экрана в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, наличие поясной изоляции, а также выполнение шагов скрутки пар различными и взаимно согласованными позволяют повысить гибкость кабеля по RU №45554. С повышением гибкости повышается защита токопроводящих жил от механических повреждений и помех и тем самым обеспечивается стабильность передачи сигналов управления. Отличие изоляции жил в паре и пар друг от друга по цвету создает удобства в эксплуатации кабеля по RU №45554.
Второй вариант кабеля по RU №45554 имеет те же существенные признаки, что и кабель в первом варианте, но дополнительно содержит еще проволочную броню в виде оплетки из стальной оцинкованной проволоки с коэффициентом поверхностной плотности повива не менее 70% и внутреннюю оболочку, наложенную поверх поясной изоляции. Указанный кабель управления, как и первый вариант по RU №45554, обеспечивает стабильность передачи сигналов управления и удобен в эксплуатации. А наличие проволочной брони усиливает помехозащищенность и механическую стойкость кабеля управления.
Несмотря на указанные преимущества кабеля управления RU №45554, он имеет недостаточную надежность при эксплуатации в условиях повышенной пожарной опасности. Кроме того конструкция кабеля предполагает только наличие парных скруток токопроводящих. Указанные недостатки сужают область применения кабеля по RU №45554.
Известен кабель управления в двух вариантах исполнения по патенту на полезную модель RU №45553, МПК H01B 7/04, опубл. 10.05.2005, которые, как и кабель по патенту RU №45554, обладает повышенной стабильностью передачи сигналов управления и удобством в эксплуатации.
По первому варианту кабель управления по RU №45553 содержит многопроволочные токопроводящие изолированные жилы, скрученные в пары с кратностью шага не более 21. Изоляция жил в паре отличается по цвету. Кроме этого, и пары отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. На каждую пару наложен индивидуальный экран, выполненный с коэффициентом поверхностной плотности не менее 70% в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром не более 0,15 мм. Экранированные пары имеют общую скрутку, поверх которой наложена поясная изоляция, выполненная из фторопласта - 4 или из полиэтилентерефталатной пленки и оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Для усиления положительных свойств кабеля по первому варианту кабель по второму варианту дополнительно содержит проволочную броню в виде оплетки из стальной оцинкованной проволоки с коэффициентом поверхностной плотности повива не менее 70% и внутреннюю оболочку, толщиной не менее 0,5 мм. Броня усиливает помехозащищенность и повышает эксплуатационную надежность кабеля.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому кабелю является первый вариант кабеля управления по патенту на полезную модель RU №45553, который выбран за прототип для обоих вариантов заявляемого в качестве полезной модели кабеля управления. Наличие индивидуального экрана для каждой пары токопроводящих жил в прототипе исключает влияние друг на друга электрических сигналов, передающихся по токопроводящим жилам, что повышает помехоустойчивость кабеля и обеспечивает стабильность электрических параметров при передаче сигналов управления. Выполнение экранов в виде оплетки из медных или медных луженых проволок придает гибкость кабелю и повышает его эксплуатационную надежность.
Кабель управления по прототипу имеет те же недостатки, что и кабель управления по RU №45554, а именно: недостаточную надежность при эксплуатации в условиях повышенной пожарной опасности и узкую область применения, обусловленную указанным недостатком и наличием только парных скруток токопроводящих жил.
Задача полезной модели состоит в том, чтобы кабель управления согласно предложенным вариантам, как и кабель по прототипу, обладал повышенной помехоустойчивостью, стабильностью электрических параметров при передаче сигналов управления и был удобен в эксплуатации. Дополнительно к этому задачей полезной модели является повышение надежности и живучести кабеля управления в условиях распространения опасных факторов пожара, а также расширение эксплуатационных возможностей заявляемого кабеля в сравнении с прототипом.
Технический результат при реализации кабеля управления согласно полезной модели заключается в повышении пожаробезопасности и огнестойкости кабеля управления одновременно с обеспечением стабильности передачи сигналов управления.
Задача и технический результат достигаются следующим образом.
Согласно первому варианту кабель управления, как и прототип, содержит покрытые изоляцией многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные концентрическими повивами, индивидуальные экраны для изолированных многопроволочных токопроводящих жил, выполненные в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, поясную изоляцию, наложенную поверх общей скрутки экранированных токопроводящих жил, и наружную оболочку из полимерного материала.
В отличие от прототипа в кабеле управления по первому варианту коэффициент поверхностной плотности каждого идивидуального экрана составляет не менее 65%, причем он выполнен из проволок диаметром (0,12-0,20) мм. Поверх многопроволочных токопроводящих жил под изоляцией дополнительно наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. Отличием является также то, что изоляция многопроволочных токопроводящих жил и наружная оболочка кабеля выполнены из огнестойкой полимерной композиции.
Поясная изоляция может быть выполнена в виде обмотки пленкой из фторопласта - 4 или из полиэтилентерефталатной пленки.
Изолированные многопроволочные токопроводящие жилы выполнены из медных проволок или из медных проволок, луженых оловом или оловянно-свинцовым припоем. Индивидуальный экран в одном из частных случаев выполнения наложен на каждую изолированную многопроволочную токопроводящую жилу. Изолированные токопроводящие жилы, выполненные из медных или медных луженых оловом или оловянно-свинцовым припоем проволок, могут быть также скручены сначала или в пары, или в тройки, или в четверки с согласованным шагом. При этом каждая пара, или тройка, или четверка токопроводящих жил имеет свой шаг скрутки, а изоляция жил в указанных скрутках отличается по цвету. Кроме того, скрученные пары, тройки, четверки токопроводящих жил отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. В указанных частных случаях выполнения индивидуальный экран наложен соответственно на каждую скрученную пару, или каждую скрученную тройку, или каждую скрученную четверку токопроводящих жил. Соответственно и в кабель скручены экранированные одиночные изолированные токопроводящие жилы, или экранированные пары, или экранированные тройки или экранированные четверки изолированных многопроволочных токопроводящих жил.
Поверх каждого индивидуального экрана дополнительно может быть наложена оболочка из огнестойкой полимерной композиции толщиной не мене 0,5 мм, а под каждым экраном - полиэтилентерефталатная пленка, а поверх нее термически стойкая слюдосодержащая лента..
Кабель управления по первому варианту в частном случае под наружной оболочкой может содержать дополнительно броню. Броня может быть выполнена в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65% или из стальной гофрированной ленты с толщиной слоя не менее 0,1 мм или в виде обмотки с перекрытием из стальной ленты толщиной не менее 0,20 мм, или из двух стальных лент толщиной не менее 0,20 мм. В случае проволочной брони под ней поверх поясной изоляции дополнительно должна быть наложена внутренняя оболочка из огнестойкой полимерной композиции. В случае выполнения ленточной брони помимо внутренней оболочки из огнестойкой полимерной композиции (сверху нее) - термически стойкая слюдосодержащая лента.
По второму варианту кабель управления, как и прототип, содержит покрытые изоляцией многопроволочные токопроводящие жилы, скрученные концентрическими повивами, индивидуальные экраны для изолированных многопроволочных токопроводящих жил, выполненные в виде оплетки из медных или медных луженых проволок, поясную изоляцию, наложенную поверх общей скрутки экранированных токопроводящих жил, и наружную оболочку из полимерного материала.
В отличие от прототипа коэффициент поверхностной плотности каждого идивидуального экрана в заявляемом кабеле по второму варианту составляет не менее 65%, причем он выполнен из проволок диаметром (0,12-0,20) мм. Поверх многопроволочных токопроводящих жил под изоляцией дополнительно наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. Существенным отличием кабеля управления по второму варианту является также то, что изоляция токопроводящих жил и наружная оболочка кабеля выполнены из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Поясная изоляция в кабеле управления по второму варианту, как и в первом варианте может быть выполнена в виде обмотки пленкой из фторопласта - 4 или из полиэтилен-терефталатной пленки.
Изолированные многопроволочные токопроводящие жилы выполнены из медных проволок или из медных проволок, луженых оловом или оловянно-свинцовым припоем. Индивидуальный экран в одном из частных случаев выполнения кабеля управления по второму варианту наложен на каждую изолированную многопроволочную токопроводящую жилу. Изолированные токопроводящие жилы, выполненные из медных или медных луженых оловом или оловянно-свинцовым припоем проволок, могут быть также скручены сначала или в пары, или в тройки, или в четверки с согласованным шагом. При этом каждая пара, или тройка, или четверка токопроводящих жил имеет свой шаг скрутки, а изоляция жил в указанных скрутках отличается по цвету. Кроме того, скрученные пары, тройки, четверки токопроводящих жил отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. В указанных частных случаях выполнения индивидуальный экран наложен соответственно на каждую скрученную пару, или каждую скрученную тройку, или каждую скрученную четверку токопроводящих жил. Соответственно и в кабель скручены экранированные одиночные изолированные токопроводящие жилы, или экранированные пары, или экранированные тройки или экранированные четверки изолированных многопроволочных токопроводящих жил.
Поверх каждого индивидуального экрана дополнительно может быть наложена оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов толщиной не мене 0,5 мм, а под каждым экраном - полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента. Под термически стойкой слюдосодержащей лентой должна быть наложена полиэтилентерефталатная пленка.
Кабель управления по второму варианту в частном случае, как и кабель управления по первому варианту под наружной оболочкой может содержать дополнительно броню. Броня может быть выполнена в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65% или из стальной гофрированной ленты с толщиной слоя не менее 0,1 мм или в виде обмотки с перекрытием из стальной ленты толщиной не менее 0,20 мм, или из двух стальных лент толщиной не менее 0,20 мм. В случае проволочной брони под броней поверх поясной изоляции дополнительно должна быть наложена внутренняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов. В случае выполнения ленточной брони помимо внутренней оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов (сверху нее) - термически стойкая слюдосодержащая лента.
Наличие в обоих вариантах заявляемого кабеля управления индивидуальных экранов для изолированных многопроволочных токопроводящих жил, выполненных в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром (0,12-0,20) мм с коэффициент поверхностной плотности не менее 65% и наличие поясной изоляции позволяют, как и в кабеле по прототипу, одновременно обеспечить гибкость и защиту токопроводящих жил от механических повреждений и помех, обеспечивая тем самым стабильность передачи сигналов управления по токопроводящим жилам. При этом наличие брони усиливает механическую защиту и защиту от помех, повышая стабильность передачи электрических сигналов. При наличии скруток изоляция токопроводящих жил в заявляемом кабеле, как и в прототипе, отличается по цвету, и сами скрутки отличаются друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. Это создает удобства в эксплуатации кабеля. Таким образом, заявляемый кабель обладает всеми достоинствами кабеля по прототипу. Существенным отличием и преимуществом по сравнению с прототипом следует отметить то, что в обоих вариантах полезной модели для изоляция и для наружной оболочки кабеля использованы материалы огнестойкие и пониженной горючести Поверх многопроволочных токопроводящих жил под изоляцией дополнительно наложена обмотка из термически стойких слюдосодержащих лент. При наличии дополнительной внутренней оболочки, она тоже выполнена из огнестойкой полимерной композиции или полимерной композиции, не содержащей галогенов. Использование безгалогенной полимерной композиции снижает дымо- и газовыделение при горении и тлении полимерных материалов. Все это обеспечивает заявляемому кабелю управления соответствие требованию пожарной безопасности и, в сравнении с прототипом, повышает его огнестойкость, пожаробезопасность, надежность и живучесть в условиях распространения опасных факторов пожара, расширяет эксплуатационные возможности кабеля. К тому же, в сравнении с прототипом, в зависимости от области применения и назначения кабеля он может быть выполнен и из одиночных токопроводящих жил, и из скрученных парами, тройками, четверками, что также расширяет область его применения.
Оба предложенных варианта заявляемой полезной модели объединены единым творческим замыслом, поскольку они направлены на достижение одного и того же технического результата, решают одну и ту же задачу одним и тем же путем.
Далее полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено поперечное сечение кабеля по первому и второму вариантам с одиночными изолированными токопроводящими жилами.
На фиг. 2 - поперечное сечение кабеля по первому и второму вариантам с парной скруткой изолированных токопроводящих жил.
На фиг. 3 - поперечное сечение кабеля первому и второму вариантам со скрученными тройками изолированных токопроводящих жил.
На фиг. 4 - поперечное сечение кабеля по первому и второму вариантам со скрученными четверками изолированных токопроводящих жил.
На фиг. 5 представлен частный случай выполнения кабеля в поперечном сечении по первому и второму вариантам при наличии брони и внутренней оболочки (на примере кабеля с парной скруткой токопроводящих жил).
На фиг. 6 представлен частный случай выполнения кабеля в поперечном сечении по первому и второму вариантам при наличии брони, наложенной на термически стойкую слюдосодержащую ленту поверх внутренней оболочки (на примере кабеля с одиночными токопроводящими жилами).
2
2
2
2
2
Кабель управления по первому и второму вариантам (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6,) содержит многопроволочные токопроводящие жилы 1. Токопроводящие жилы 1 выполнены из медных проволок или медных проволок, луженых оловом или оловянно-свицовым припоем не ниже ПОС-61, и соответствуют ГОСТ 22483 не ниже класса 3 для токопроводящих жил сечением 0,5; 0,75; 1,0; 1,2; 1,5; 2,5; 4,0 мм и не ниже класса 4 для токопроводящих жил сечением 0,35 мм. Поверх многопроволочных токопроводящих жил 1 наложена обмотка 2 из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. В кабеле управления по первому варианту токопроводящие жилы 1 покрыты изоляцией 3 из огнестойкой полимерной композиции, по второму варианту изоляция 3 токопроводящих жил 1 выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов. Номинальная толщина изоляции 3 для токопроводящих жил сечением от 0,35 до 0,75 мм составляет 0,5 мм, сечением от 1,0 до 2,5 мм-0,6 мм, сечением 4,0 мм -0,7 мм.
Кабель управления может быть выполнен в виде скрутки одиночных изолированных токопроводящих жил (фиг. 1, 6). Изолированные токопроводящие жилы могут быть скручены сначала в пары 4 (фиг. 2, 5), или в тройки 5 (фиг. 3), или в четверки 6 (фиг. 4) с согласованным шагом. Каждая пара 4, или тройка 5, или четверка 6 имеет свой шаг скрутки, а изоляция токопроводящих жил в указанных скрутках отличается по цвету. Скрученные пары 4, тройки 5 и четверки 6 токопроводящих жил 1 должны отличаться друг от друга цветом хотя бы одной изолированной токопроводящей жилы. В зависимости от технического назначения кабеля количество изолированных токопроводящих одиночных жил 1 может быть от 1 до 61 количество пар 4 токопроводящих жил может быть от 1 до 27, количество троек 5 - от 1 до 19, четверок 6 - от 1 до 4. На каждую одиночную изолированную токопроводящую жилу (фиг. 1, 6), или каждую пару 4 (фиг. 2, 5), или каждую тройку 5 (фиг. 3), или каждую четверку 6 (фиг. 4) наложен индивидуальный экран 7. Индивидуальный экран 7 выполнен в виде оплетки из медных или медных луженых проволок диаметром (0,12-0,20) мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%. В частных случаях под каждым индивидуальным экраном может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента, а под лентой - полиэтилентерефталатная пленка (на чертежах не показано). Возможно наложение поверх каждого индивидуального экрана оболочки из огнестойкой полимерной композиции толщиной не менее 0,5 мм. Поверх общей скрутки экранированных одиночных изолированных токопроводящих жил, или экранированных пар, или экранированных троек, или экранированных четверок наложена поясная изоляция 8. Поясная изоляция выполнена из фторопласта - 4. Она может быть выполнена также и из полиэтилентерефталатной пленки. Наружная оболочка 9 кабеля управления по первому варианту выполнена из огнестойкой полимерной композиции. Наружная оболочка 9 кабеля управления по второму варианту выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
Под наружной оболочкой 9 кабеля управления по первому и второму вариантам дополнительно может быть выполнена броня 10 (фиг. 5, 6) в виде оплетки из стальных оцинкованных проволок диаметром не менее 0,30 мм с коэффициентом поверхностной плотности не менее 65%), а под броней 10 поверх поясной изоляции 8 наложена внутренняя оболочка 11, выполненная из огнестойкой полимерной композиции. Расположение брони 10 и внутренней оболочки 11 в кабеле показано на примере кабеля с парной скруткой токопроводящих жил 1 (фиг. 5). В случаях скрутки одиночных токопроводящих жил, троек и четверок наложение брони и внутренней оболочки аналогично. Броня также может быть выполнена из гофрированной стальной ленты с толщиной слоя не менее 0,1 мм, или в виде обмотки с перекрытием из стальной ленты толщиной не менее 0,20 мм, или из двух стальных лент толщиной не менее 0,20 мм и наложена на внутреннюю оболочку из огнестойкой полимерной композиции или из полимерной композиции, не содержащей галогенов, через термически стойкую слюдосодержащую ленту 12 (показано на примере кабеля со скруткой одиночных токопроводящих жил, фиг. 6). Расположение брони 10, внутренней оболочки 11 и термически стойкой слюдосодержащей ленты 12 в кабеле со скруткой пар, троек и четверок аналогично.
Предложенная группа полезных моделей промышленно применима. Кабель управления согласно предложенным вариантам может быть многократно изготовлен с достижением указанного технического результата.
Технология изготовления заявляемого кабеля по каждому из предложенных вариантов проста, не вызывает трудностей у специалистов кабельной промышленности и не требует сложного специального оборудования. Производство кабеля начинают с изготовления из медных или медных луженых проволок токопроводящих жил 1. Затем на многопроволочные токопроводящие жилы накладывают обмотку из термически стойких слюдосодержащих лент толщиной не менее 0,12 мм. После чего токопроводящие жилы (ТПЖ) покрывают изоляционным материалом из огнестойкой полимерной композиции (первый вариант) или из полимерной композиции, не содержащей галогенов (второй вариант). Изолирование ТПЖ выполняют на экструзионном оборудовании. На каждую изолированную ТПЖ накладывают экран. Или вначале осуществляют скрутку ТПЖ в пары 4, или в тройки 5, или в четверки 6, а экран накладывают на каждую пару, или тройку, или четверку. Под каждым индивидуальным экраном может быть наложена полиэтилентерефталатная пленка или термически стойкая слюдосодержащая лента, а под лентой - полиэтилентерефталатная пленка. В частных случаях для усиления огнестойких свойств кабеля поверх каждого индивидуального экрана накладывают оболочку из огнестойкой полимерной композиции толщиной не менее 0,5 мм. Затем на крутильных машинах выполняют общую скрутку экранированных ТПЖ. На общую скрутку накладывают поясную изоляцию 8 и (в зависимости от конкретной конструкции) последовательно все остальные элементы кабеля, а именно: внутреннюю оболочку 11 из огнестойкой полимерной композиции или из полимерной композиции, не содержащей галогенов, термически стойкую слюдосо держащую ленту 12 и броню 10. На последнем этапе выполняют наружную оболочку 9 из огнестойкой полимерной композиции (первый вариант) или из полимерной композиции, не содержащей галогенов (второй вариант). Для изготовления кабеля используются известные специалистам кабельной промышленности отечественные и зарубежные материалы. Для наложения экранов и брони используют оплеточные машины, для наложения лент - обмоточное оборудование. Готовый кабель наматывают на катушку или барабан.
Образцы кабелей были испытаны и показали хорошие результаты при дистанционной передаче электрических сигналов управления переменного тока напряжением до 500 B и электрических сигналов постоянного тока напряжением до 750 B. Образцы кабелей были испытаны также на соответствие требованиям ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Получены положительные результаты. Кабель управления по обоим вариантам соответствует требованиям пожарной безопасности.