一种新型伴热电缆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型伴热电缆，包括由内而外设置的金属导体层、导体过渡层、PTC层和绝缘层；其中，所述金属导体层包括至少两个并行金属芯，所述导体过渡层包裹每个所述金属芯，所述金属芯包括一颈部，以及颈部两端的头部。本发明提供的电缆改进了金属导体层传统的正圆截面线结构，设置了头部?颈部?头部的金属导体层金属导芯结构，这样使发热线缆的发热四周方向更加均匀；对PTC热敏电阻层进行了形状的改进，这种改进给予线缆外形更多的选择，并且能够进一步的平衡线缆的发热分布。
【专利说明】
一种新型伴热电缆
技术领域
[0001] 本发明属于电缆领域，具体为一种新型伴热电缆。
【背景技术】
[0002] 电线电缆产品种类繁多，产品广泛应用于电力、石油、化工、医药、机械、食品、船舶 等行业，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆是输送电能、传递信息和制造各种电 机、仪器、仪表，实现电磁能量转换不可或缺的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必 要的基础广品。
[0003] 目前在电线电缆制造领域中，单导体同时包覆两层复合物的工艺方法是成熟的， 而二芯结构先分别包覆上一层复合物再包覆二层以上复合物的生产工艺目前都是分层多 次挤出包覆物。如先在导体上包覆出一层包覆物，然后再将已包覆完第一层包覆物的两根 线芯放出再包覆第二层包覆物，然后再逐层包覆。
[0004] 利用上述工艺生产出来的产品如图1所示，图1中展示了目前现有技术中二芯三层 伴热电缆的截面结构，从内而外分别为金属导体层100、导体过渡层200、PTC层300与绝缘层 400 〇
[0005] 但是这种结构是扁平的结构，这种扁平的结构使得在加热的过程中，线缆的加热 方向具有严格的选择性，面积较大的宽面温度更高，而面积较小的窄面温度较低。当需要进 行平均中心向四周散热的时候，现有的二芯三层伴热电缆便不能够满足使用的需要。
[0006] 鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
【发明内容】
[0007] 为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种新型伴热电缆，包括 由内而外设置的金属导体层、导体过渡层、PTC层和绝缘层；
[0008] 其中，所述金属导体层包括至少两个并行金属芯，所述导体过渡层包裹每个所述 金属芯，所述金属芯包括一颈部，以及颈部两端的头部。
[0009] 较佳的，所述头部为截面为正圆的金属芯。
[0010] 较佳的，所述颈部为连接所述头部的若干金属圆柱。
[0011] 较佳的，所述颈部为连接所述头部的板状金属结构。
[0012] 较佳的，所述金属芯为一体成型。
[0013] 较佳的，所述PTC层包括宽部与窄部，所述宽部位于包裹所述金属芯的部分，所述 窄部位于所述金属芯之间的间隙。
[0014] 较佳的，若干所述金属圆柱相互平行。
[0015] 较佳的，所述金属圆柱的直径d由下式确定：
[0017]其中，k为修正常数，S为所述金属圆柱之间的间距，D为所金属芯的外径，T为所述 金属芯之间的间距。
[0018] 较佳的，k为介于1~1.3之间的正数。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：改进了金属导体层传统的正圆截面线结 构，设置了头部-颈部-头部的金属导体层金属导芯结构，这样使发热线缆的发热四周方向 更加均匀;对PTC热敏电阻层进行了形状的改进，这种改进给予线缆外形更多的选择，并且 能够进一步的平衡线缆的发热分布。
【附图说明】
[0020] 图1为现有技术结构图；
[0021] 图2为本发明所述电缆的截面图；
[0022]图3为本发明PTC层结构图；
[0023]图4为本发明导体过渡层结构图；
[0024]图5为本发明金属导体层结构图；
[0025] 图6为本发明金属导体层另一种结构图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0027] 本发明所述的新型电缆具有传统电缆相似的外观结构，整体呈线型，截面如图2所 示，图2为本发明所述电缆的截面图。
[0028] 本发明所述的新型电缆包括其包括顺次设置的至少一金属导体层1、一导体过渡 层2、一PTC层(热敏电阻层)3与一绝缘层4,其中，所述金属导体层1包括至少两个金属芯，分 别是第一金属芯101与一第二金属芯102, 一根作为正极另一根作为负极，所述PTC层3具有 正的温度系数，这种正的温度系数能够让所述PTC层3在所述金属导体层1通电的时候导电、 产热，并且在产热的过程中提升温度，而在温度提升的同时造成了电阻率的提升，电阻率的 提升会降低电缆线的功率，温度提升-电阻率升高-温度下降-电阻率下降，这个循环会自动 形成一个近似于静态的平衡，表现为电缆线在工作过程中表现为自限温。
[0029]请参见图3所示，其本发明PTC层3结构图，所述PTC层包裹所述导体过渡层2与所述 金属芯，在包裹所述金属芯的位置由于所述金属芯的体积限制，在所述PTC层具有一个较宽 的宽段，而在所述金属芯之间的间隙位置，具有一个较窄的窄段31。
[0030] 所述PTC层这种宽段-窄段的设置能够在线缆进行工作的时候充分的均衡线缆各 部分的温度，并且，该窄段的设计能够控制PTC层的电阻值，并且促进热量释放，第三，该窄 段的存在能够使所述绝缘层4所占的比重更大、更多，并且，所述绝缘层4可以与所述PTC层3 具有一个相同的窄段，这样的话，整体线缆将具有一个更好的散热性能。
[0031] 请参见图4所示，其为本发明导体过渡层结构图，所述导体过渡层2紧紧包裹所述 金属导体层1，该导体过渡层2应当与所述金属导体层1仅仅接触。
[0032] 请参见图5所示，其为本发明所述金属导体层1的结构图。
[0033] 首先，本发明所述的金属导体层1包括至少两个金属芯，分别是第一金属芯101与 第二金属芯102,二者优选为相对平行等距，这样才能够使线缆各部分的性能参数相同。使 用过程中，其中一根接正电，另外一根接负电，在所述第一金属芯101与第二金属芯102形成 导电通路，电荷途径所述PTC层3，产生热量。
[0034] 这里应当说明的是，本发明并不限定金属芯的数量，当然所述金属导体层1还可以 包括一第三金属芯，本领域技术人员可以根据本发明的思想进行改进。
[0035] 这里针对第一金属芯101与第二金属芯102进行说明，这两个金属芯应当具有相同 的形状。所述第一金属芯101整体呈现线型的形状，所以这里仅仅对其截面进行说明，请参 见图5所示，所述第一金属芯101的截面包括一颈部12与颈部两端的头部，这里成为第一头 部11与第二头部13。实际上由于所述第一金属芯101整体形状，也应当认为包括一颈部12与 颈部连接的第一头部11与第二头部13,所述颈部相对于所述头部可以认为是薄板、薄片状 结构。
[0036] 这种设置，带来了诸多的有益效果，首先这种设置提升了线缆的机械强度，其次， 这种形状的设置方便了在端部与零线火线之间的连接，使用者可以相对轻松的将所述颈部 位置豁开，从而将所述第一头部11与所述第二头部13露出，与外界线缆连接。
[0037]值得注意的是，所述颈部与所述头部之间的连接处可以设置成具有一定的倒角， 这样的设置会使所述金属芯的整体形状更加的平滑，是所述金属导体层1与所述导体过渡 层2充分的固定。
[0038]请参见图6所示，图6给出了本发明所述的电缆中另外一种金属芯的结构。
[0039]所述第一金属芯101包括第一头部11与第二头部13,所述第一头部与所述第二头 部13之间通过若干金属圆柱14连接，这种结构优选一体成型，由于所述金属圆柱14的存在， 所述线缆可以进行一定程度的扭转，并且，由于金属圆柱的存在，整体线缆的散热性能变得 更好，线缆产生的热量可以通过金属圆柱与头部之间的空隙中散发出去。
[0040]但是，所述金属圆柱14之间的距离应当与其他的物理参数之间满足一定的关系：
[0042]其中，d为金属圆柱14外径，k为修正常数，S为所述金属圆柱14之间的间距，D为所 头部11的外径，T为所述第一金属芯101与所述第二金属芯102之间的间距。上述公式中各距 离单位均为毫米。
[0043] 通过上式确定的金属圆柱，能够确保所述金属圆柱与所述第一头部11、第二头部 13之间围成的金属空框具有一个较为合理的面积比例，使线缆具有一个更好的发热、散热 的稳定性。其中，k优选为介于0.1~0.3之间的正数。
[0044] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说， 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种新型伴热电缆，其特征在于，包括由内而外设置的金属导体层、导体过渡层、PTC 层和绝缘层； 其中，所述金属导体层包括至少两个并行金属芯，所述导体过渡层单独包裹每个所述 金属芯，所述金属芯包括一颈部，以及颈部两端的头部。2. 如权利要求1所述的新型伴热电缆，其特征在于，所述头部为截面为正圆的金属导 芯。3. 如权利要求1所述的新型伴热电缆，其特征在于，所述颈部为连接所述头部的若干金 属圆柱。4. 如权利要求1所述的新型伴热电缆，其特征在于，所述颈部为连接所述头部的板状金 属结构。5. 如权利要求3或4所述的新型伴热电缆，其特征在于，所述金属芯为一体成型。6. 如权利要求3或4所述的新型伴热电缆，其特征在于，所述PTC层包括宽部与窄部，所 述宽部位于包裹所述金属芯的部分，所述窄部位于所述金属芯之间的间隙。7. 如权利要求3所述的新型伴热电缆，其特征在于，若干所述金属圆柱相互平行。8. 如权利要求7所述的新型伴热电缆，其特征在于，所述金属圆柱的直径d由下式确定：其中，k为修正常数，S为所述金属圆柱之间的间距，D为所金属导芯的外径，T为所述金 属芯之间的间距。9. 如权利要求8所述的新型伴热电缆，其特征在于，k为介于1~1.3之间的正数。
【文档编号】H05B3/10GK105960038SQ201610403037
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】计成志
【申请人】安徽环瑞电热器材有限公司