一种自适应刚柔双态防火电缆

技术领域

本发明涉及电缆领域，更具体地说，涉及一种自适应刚柔双态防火电缆。

背景技术

电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90％，中国作为世界上最重要的的线缆产品研发生产基地之一，目前已具备阻燃耐火、耐高温抗低温、低电感低噪音、绿色环保、低烟无卤、抗蚁防鼠、防水防潮等一系列具有独特性能和特殊结构的线缆产品，并且都已形成了一定的生产力。随着社会对安防保障和系统安全要求的不断提高，通过政府、行业、企业的广泛宣传、推动与协作，具备高性能且高效安全的特种线缆产品必将如同西方发达国家那样，在各行各业系统中得到广泛应用。

目前，市场上使用的防火电缆有钢性与柔性两种，这两种电缆均以氧化镁作为绝缘，其中刚性防火电缆外面包裹着铜管经过多道拉拔工序紧压而成；柔性防火电缆则在钢性电缆铜管外轧成螺旋形状。刚性防火电缆为第一代产品，柔性防火电缆为第二代产品。这两种电缆在市场已应用多年，但随着时代发展和科技进步，现有技术中的这种电缆已经不能满足现代化进程发展的需求，如摩天大楼、遂道、机场等场所的多芯大长度电缆需求日益增加，这些场所都要求电缆耐火时间长，而用原来的老工艺生产，已无法满足现代的需求。

但钢性防火电缆由于电缆质地硬对施工带来很不方便，柔性电缆的弯曲程度也较小，因内绝缘是氧化镁紧压而成，弯曲时容易引起内绝缘开裂，因此现有技术中的这种电缆已经不能满足现代化进程发展的需求。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自适应刚柔双态防火电缆，它在火灾高温环境下，通过导热滤气软丝率先将外界高温传递至热固性填液的内部，促使热固性填液内水分受热蒸发，水分子通过导热滤气软丝传递至外界，热固性填液失水后在高温作用下烧结呈固体，在此过程中，一方面消耗外界温度，促进热固性填液内水分蒸发，同时，蒸发至外界的水蒸气对缆芯外界的火灾环境起到一定的阻燃作用，另一方面，热固性填液失水烧结呈固体后，在缆芯形成一道高强的防火耐热保护屏障，对缆芯进行有效保护，与此同时，此部位电缆由原始的柔性状态变为刚性状态，自动实现了对自身的防火保护，也便于后期对本发明在火灾中的损伤情况进行快速判断和检测。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种自适应刚柔双态防火电缆，包括缆芯，所述缆芯的外侧套有柔性绝缘护套，所述缆芯和柔性绝缘护套之间由内向外依次设有内隔液套、外隔液套和隔热防护层，所述内隔液套的内表面与缆芯的外表面固定连接，所述隔热防护层固定连接于柔性绝缘护套和外隔液套之间，所述内隔液套和外隔液套之间填充有热固性填液，所述外隔液套的内部固定连接有多个均匀分布的导热滤气软丝，所述导热滤气软丝的内端贯穿外隔液套并伸入热固性填液的内部，所述导热滤气软丝的外端依次贯穿外隔液套和隔热防护层并与柔性绝缘护套相接触，所述内隔液套和外隔液套均采用柔性材料制成，所述隔热防护层采用耐高温的陶瓷纤维布，本发明在火灾高温环境下，通过导热滤气软丝率先将外界高温传递至热固性填液的内部，促使热固性填液内水分受热蒸发，水分子通过导热滤气软丝传递至外界，热固性填液失水后在高温作用下烧结呈固体，在此过程中，一方面消耗外界温度，促进热固性填液内水分蒸发，同时，蒸发至外界的水蒸气对缆芯外界的火灾环境起到一定的阻燃作用，另一方面，热固性填液失水烧结呈固体后，在缆芯形成一道高强的防火耐热保护屏障，对缆芯进行有效保护，与此同时，此部位电缆由原始的柔性状态变为刚性状态，自动实现了对自身的防火保护，也便于后期对本发明在火灾中的损伤情况进行快速判断和检测。

进一步的，所述热固性填液在内隔液套和外隔液套之间的填充率为85％-90％，通过采用未饱和的填充方式，一方面使本发明在平常状态下保持柔性状态，另一方面，使本发明在弯曲使用过程中，不易因热固性填液过渡饱和而造成弯曲困难，甚至破裂漏液等情况，所述热固性填液由铝酸盐水泥料浆和多个扩容胶囊混合组成，所述铝酸盐水泥料浆的粒度为2mm-3mm，铝酸盐水泥料浆是一种高耐火水泥，耐火度在1500℃以上，在正常使用过程中，铝酸盐水泥料浆内水分无法蒸发，具有较高的含水率，可以保持流动状态，使本发明呈柔性状态，当导热滤气软丝受高温影响，内部发生熔化时，外界高温通过导热滤气软丝传递至铝酸盐水泥料浆内部，铝酸盐水泥料浆水分蒸发并通过导热滤气软丝传递至外界，降低外界温度，同时铝酸盐水泥料浆由液态烧结呈固态，包裹在内隔液套的外侧，形成防火耐热保护屏障，对缆芯实现防火保护。

进一步的，所述扩容胶囊包括包囊，所述包囊的内部填充有分解颗粒，所述分解颗粒采用碳酸氢铵颗粒或碳酸铵颗粒，因热固性填液呈不饱和填充状态，为保证热固性填液在失水烧结过程中能充分全面包裹在内隔液套的外侧，采用在铝酸盐水泥料浆内部添加扩容胶囊的方式，在铝酸盐水泥料浆干燥烧结过程中，包囊受热熔化，分解颗粒受热分解产生气体，在铝酸盐水泥料浆内部形成较大空隙，使铝酸盐水泥料浆烧结呈多孔的固态层，扩大铝酸盐水泥料浆体积，使烧结后的铝酸盐水泥料浆在内隔液套和外隔液套之间充分填充形成较为完整的耐火屏障。

进一步的，所述导热滤气软丝包括位于外层的微孔滤囊，所述微孔滤囊的内部填充有密封可熔填料，所述包囊和密封可熔填料均采用低熔点的聚乙烯材料，在火灾环境中，密封可熔填料和包囊均可以受高温影响快速熔化，密封可熔填料熔化后，外界高温可以通过微孔滤囊内部传递至铝酸盐水泥料浆内部，同时铝酸盐水泥料浆内的水分可以进入微孔滤囊内部向外蒸发，包囊熔化后可以方便分解颗粒产生的气体散出，在铝酸盐水泥料浆内部形成孔隙。

进一步的，所述微孔滤囊采用玻璃长纤维制成，且微孔滤囊的孔径为0.5mm-1mm，玻璃长纤维具有良好的耐高温性能，在火灾环境中能正常使用较长时间，使铝酸盐水泥料浆具有足够时间进行干燥烧结过程，且微孔滤囊可以允许水分子通过，同时阻挡铝酸盐水泥料浆的进入。

进一步的，所述外隔液套的内部还固定连接有多个分节隔热环，多个所述导热滤气软丝分别均匀分布于距离较近的一对分节隔热环之间，分节隔热环起到阻隔导热滤气软丝内热量横向向外释放的作用，一方面使热量较大程度传递至热固性填液中，另一方面，使导热滤气软丝传递的热量不易对周围外隔液套造成影响，方便热固性填液在内隔液套和外隔液套之间干燥烧结。

进一步的，距离较近的相邻一对所述分节隔热环之间的间距为7cm-10cm，距离较远的相邻一对所述分节隔热环之间的间距为40cm-60cm。

进一步的，所述内隔液套和外隔液套之间固定连接有多个均匀分布的分节阻流环，所述分节阻流环采用柔性硅橡胶材料，相邻一对所述分节阻流环之间的距离为1m-1.5m，分节阻流环对热固性填液起到分隔作用，使热固性填液呈局部烧结状态，即：热固性填液的干燥烧结过程发生在火灾涉及部位，使得高温不易在热固性填液内大范围蔓延，造成温度流失，保证火灾涉及部位的热固性填液可以快速烧结凝固，对缆芯起到及时有效的保护。

进一步的，所述柔性绝缘护套的外表面设有外基防火层，所述外基防火层采用防火涂料喷涂而成，外基防火层作为本发明基础的防火手段，有效延长本发明在高温下的使用时长。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案在火灾高温环境下，通过导热滤气软丝率先将外界高温传递至热固性填液的内部，促使热固性填液内水分受热蒸发，水分子通过导热滤气软丝传递至外界，热固性填液失水后在高温作用下烧结呈固体，在此过程中，一方面消耗外界温度，促进热固性填液内水分蒸发，同时，蒸发至外界的水蒸气对缆芯外界的火灾环境起到一定的阻燃作用，另一方面，热固性填液失水烧结呈固体后，在缆芯形成一道高强的防火耐热保护屏障，对缆芯进行有效保护，与此同时，此部位电缆由原始的柔性状态变为刚性状态，自动实现了对自身的防火保护，也便于后期对本发明在火灾中的损伤情况进行快速判断和检测。

(2)热固性填液在内隔液套和外隔液套之间的填充率为85％-90％，通过采用未饱和的填充方式，一方面使本发明在平常状态下保持柔性状态，另一方面，使本发明在弯曲使用过程中，不易因热固性填液过渡饱和而造成弯曲困难，甚至破裂漏液等情况，热固性填液由铝酸盐水泥料浆和多个扩容胶囊混合组成，铝酸盐水泥料浆的粒度为2mm-3mm，铝酸盐水泥料浆是一种高耐火水泥，耐火度在1500℃以上，在正常使用过程中，铝酸盐水泥料浆内水分无法蒸发，具有较高的含水率，可以保持流动状态，使本发明呈柔性状态，当导热滤气软丝受高温影响，内部发生熔化时，外界高温通过导热滤气软丝传递至铝酸盐水泥料浆内部，铝酸盐水泥料浆水分蒸发并通过导热滤气软丝传递至外界，降低外界温度，同时铝酸盐水泥料浆由液态烧结呈固态，包裹在内隔液套的外侧，形成防火耐热保护屏障，对缆芯实现防火保护。

(3)扩容胶囊包括包囊，包囊的内部填充有分解颗粒，分解颗粒采用碳酸氢铵颗粒或碳酸铵颗粒，因热固性填液呈不饱和填充状态，为保证热固性填液在失水烧结过程中能充分全面包裹在内隔液套的外侧，采用在铝酸盐水泥料浆内部添加扩容胶囊的方式，在铝酸盐水泥料浆干燥烧结过程中，包囊受热熔化，分解颗粒受热分解产生气体，在铝酸盐水泥料浆内部形成较大空隙，使铝酸盐水泥料浆烧结呈多孔的固态层，扩大铝酸盐水泥料浆体积，使烧结后的铝酸盐水泥料浆在内隔液套和外隔液套之间充分填充形成较为完整的耐火屏障。

(4)导热滤气软丝包括位于外层的微孔滤囊，微孔滤囊的内部填充有密封可熔填料，包囊和密封可熔填料均采用低熔点的聚乙烯材料，在火灾环境中，密封可熔填料和包囊均可以受高温影响快速熔化，密封可熔填料熔化后，外界高温可以通过微孔滤囊内部传递至铝酸盐水泥料浆内部，同时铝酸盐水泥料浆内的水分可以进入微孔滤囊内部向外蒸发，包囊熔化后可以方便分解颗粒产生的气体散出，在铝酸盐水泥料浆内部形成孔隙。

(5)微孔滤囊采用玻璃长纤维制成，且微孔滤囊的孔径为0.5mm-1mm，玻璃长纤维具有良好的耐高温性能，在火灾环境中能正常使用较长时间，使铝酸盐水泥料浆具有足够时间进行干燥烧结过程，且微孔滤囊可以允许水分子通过，同时阻挡铝酸盐水泥料浆的进入。

(6)外隔液套的内部还固定连接有多个分节隔热环，多个导热滤气软丝分别均匀分布于距离较近的一对分节隔热环之间，分节隔热环起到阻隔导热滤气软丝内热量横向向外释放的作用，一方面使热量较大程度传递至热固性填液中，另一方面，使导热滤气软丝传递的热量不易对周围外隔液套造成影响，方便热固性填液在内隔液套和外隔液套之间干燥烧结。

(7)内隔液套和外隔液套之间固定连接有多个均匀分布的分节阻流环，分节阻流环采用柔性硅橡胶材料，相邻一对分节阻流环之间的距离为1m-1.5m，分节阻流环对热固性填液起到分隔作用，使热固性填液呈局部烧结状态，即：热固性填液的干燥烧结过程发生在火灾涉及部位，使得高温不易在热固性填液内大范围蔓延，造成温度流失，保证火灾涉及部位的热固性填液可以快速烧结凝固，对缆芯起到及时有效的保护。

(8)柔性绝缘护套的外表面设有外基防火层，外基防火层采用防火涂料喷涂而成，外基防火层作为本发明基础的防火手段，有效延长本发明在高温下的使用时长。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明的局部侧面结构示意图；

图3为本发明的热固性填液的结构示意图；

图4为本发明的导热滤气软丝的局部正面结构示意图；

图5为本发明的导热滤气软丝发生内部熔化时的结构示意图。

图中标号说明：

1缆芯、2内隔液套、3热固性填液、31铝酸盐水泥料浆、32包囊、4外隔液套、5隔热防护层、6柔性绝缘护套、7导热滤气软丝、71微孔滤囊、72密封可熔填料、8外基防火层、9分节隔热环、10分节阻流环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1和图2，一种自适应刚柔双态防火电缆，包括缆芯1，缆芯1的外侧套有柔性绝缘护套6，缆芯1和柔性绝缘护套6之间由内向外依次设有内隔液套2、外隔液套4和隔热防护层5，内隔液套2的内表面与缆芯1的外表面固定连接，隔热防护层5固定连接于柔性绝缘护套6和外隔液套4之间，内隔液套2和外隔液套4之间填充有热固性填液3，外隔液套4的内部固定连接有多个均匀分布的导热滤气软丝7，导热滤气软丝7的内端贯穿外隔液套4并伸入热固性填液3的内部，导热滤气软丝7的外端依次贯穿外隔液套4和隔热防护层5并与柔性绝缘护套6相接触，内隔液套2和外隔液套4均采用柔性材料制成，隔热防护层5采用耐高温的陶瓷纤维布，隔热防护层5用于保护外隔液套4，延长外隔液套4在高温下正常使用时长，方便热固性填液3在高温下进行干燥烧结，柔性绝缘护套6的外表面设有外基防火层8，外基防火层8采用防火涂料喷涂而成，外基防火层8作为本发明基础的防火手段，有效延长本发明在高温下的使用时长。

热固性填液3在内隔液套2和外隔液套4之间的填充率为85％，通过采用未饱和的填充方式，一方面使本发明在平常状态下保持柔性状态，另一方面，使本发明在弯曲使用过程中，不易因热固性填液3过渡饱和而造成弯曲困难，甚至破裂漏液等情况，请参阅图3，热固性填液3由铝酸盐水泥料浆31和多个扩容胶囊混合组成，铝酸盐水泥料浆31的粒度为2.5mm，铝酸盐水泥料浆31是一种高耐火水泥，耐火度在1500℃以上，在正常使用过程中，铝酸盐水泥料浆31内水分无法蒸发，具有较高的含水率，可以保持流动状态，使本发明呈柔性状态，当导热滤气软丝7受高温影响，内部发生熔化时，外界高温通过导热滤气软丝7传递至铝酸盐水泥料浆31内部，铝酸盐水泥料浆31水分蒸发并通过导热滤气软丝7传递至外界，降低外界温度，同时铝酸盐水泥料浆31由液态烧结呈固态，包裹在内隔液套2的外侧，形成防火耐热保护屏障，对缆芯1实现防火保护，扩容胶囊包括包囊32，包囊32的内部填充有分解颗粒，分解颗粒采用碳酸氢铵颗粒或碳酸铵颗粒，因热固性填液3呈不饱和填充状态，为保证热固性填液3在失水烧结过程中能充分全面包裹在内隔液套2的外侧，采用在铝酸盐水泥料浆31内部添加扩容胶囊的方式，在铝酸盐水泥料浆31干燥烧结过程中，包囊32受热熔化，分解颗粒受热分解产生气体，在铝酸盐水泥料浆31内部形成较大空隙，使铝酸盐水泥料浆31烧结呈多孔的固态层，扩大铝酸盐水泥料浆31体积，使烧结后的铝酸盐水泥料浆31在内隔液套2和外隔液套4之间充分填充形成较为完整的耐火屏障。

请参阅图4和图5，导热滤气软丝7包括位于外层的微孔滤囊71，微孔滤囊71的内部填充有密封可熔填料72，包囊32和密封可熔填料72均采用低熔点的聚乙烯材料，在火灾环境中，密封可熔填料72和包囊32均可以受高温影响快速熔化，密封可熔填料72熔化后，外界高温可以通过微孔滤囊71内部传递至铝酸盐水泥料浆31内部，同时铝酸盐水泥料浆31内的水分可以进入微孔滤囊71内部向外蒸发，包囊32熔化后可以方便分解颗粒产生的气体散出，在铝酸盐水泥料浆31内部形成孔隙，微孔滤囊71采用玻璃长纤维制成，且微孔滤囊71的孔径为1mm，玻璃长纤维具有良好的耐高温性能，在火灾环境中能正常使用较长时间，使铝酸盐水泥料浆31具有足够时间进行干燥烧结过程，且微孔滤囊71可以允许水分子通过，同时阻挡铝酸盐水泥料浆31的进入。

请参阅图2，外隔液套4的内部还固定连接有多个分节隔热环9，多个导热滤气软丝7分别均匀分布于距离较近的一对分节隔热环9之间，距离较近的相邻一对分节隔热环9之间的间距为10cm，距离较远的相邻一对分节隔热环9之间的间距为55cm，分节隔热环9起到阻隔导热滤气软丝7内热量横向向外释放的作用，一方面使热量较大程度传递至热固性填液3中，另一方面，使导热滤气软丝7传递的热量不易对周围外隔液套4造成影响，方便热固性填液3在内隔液套2和外隔液套4之间干燥烧结。

请参阅图2，内隔液套2和外隔液套4之间固定连接有多个均匀分布的分节阻流环10，分节阻流环10采用柔性硅橡胶材料，硅橡胶材料有良好的耐高温隔热性能，相邻一对分节阻流环10之间的距离为1.2m，分节阻流环10对热固性填液3起到分隔作用，使热固性填液3呈局部烧结状态，即：热固性填液3的干燥烧结过程发生在火灾涉及部位，使得高温不易在热固性填液3内大范围蔓延，造成温度流失，保证火灾涉及部位的热固性填液3可以快速烧结凝固，对缆芯1起到及时有效的保护。

本发明在火灾高温环境下，通过导热滤气软丝7率先将外界高温传递至热固性填液3的内部，促使热固性填液3内水分受热蒸发，水分子通过导热滤气软丝7传递至外界，热固性填液3失水后在高温作用下烧结呈固体，在此过程中，一方面消耗外界温度，促进热固性填液3内水分蒸发，同时，蒸发至外界的水蒸气对缆芯1外界的火灾环境起到一定的阻燃作用，另一方面，热固性填液3失水烧结呈固体后，在缆芯1形成一道高强的防火耐热保护屏障，对缆芯1进行有效保护，与此同时，此部位电缆由原始的柔性状态变为刚性状态，自动实现了对自身的防火保护，也便于后期对本发明在火灾中的损伤情况进行快速判断和检测。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。