CN1454386A - 绞合缆索及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一绞合缆索，它包括许多承受负荷的脆丝和使脆丝保持绞合排列的手段。因为承受负荷的丝是脆性的，所以它们在常规的缆索绞合加工过程中不能充分变形，所述常规的缆索绞合加工是以保持丝螺旋排布的方式进行的。因此，保持绞合丝的螺旋排布的手段就能方便地提供中间制品或最终制品形式的绞合缆索。当用作中间制品时，它可以稍后结合入最终制品例如高架电力传输电缆。该保持手段可以是带、粘合带或施加到绞合丝上的粘结剂。

Description

绞合缆索及其制造方法
技术领域
本发明总的来说涉及一种绞合缆索及其制造方法。具体地说，本发明涉及一种包含螺旋卷绕的脆丝的绞合缆索及其制造方法。这样的绞合缆索可以用于电力传输电缆和其他应用。
发明背景
缆索绞合是这样一种方法，其中单根丝以螺旋排布方式组合起来，制成成品缆索。见两个美国专利№5171942和5554826。所形成的绞合缆索或丝绳提供比剖面积相等的实心棒大得多的柔性。绞合排布也是有利的，因为绞合缆索在加工、安装和使用中弯曲时可保持其整体为圆形的剖面形状。这样的绞合缆索可用于多种应用，例如升降机缆索、飞机用缆索和电力传输电缆。
这样的螺旋绞合缆索一般由金属例如钢、铝或铜制成。在一些情形下，例如裸高架电力传输电缆、螺旋绞合芯能够包含第一材料例如钢，而外部的传导电力的部分可以包含另一种材料例如铝。在该情形下，芯可以是预绞合缆索，是制备直径较大的电力传输电缆的原料。
螺旋绞合缆索可以包含少至7根丝，多至含50或更多丝的较常见的结构体。在它们一起螺旋卷绕之前，单根丝以独立的线圈形式提供，然后它们被放入许多绞合设备的马达驱动架内。一般，对于每层成品绞合缆索来说，有一个架子。每层的丝在每个架子的出口被聚集，并排布在中心丝上或前一层丝上。在缆索绞合过程中，周围卷绕有一层或其他更多层的中心丝或绞合缆索的未完成的中间制品从不同架子的中心拉过，每个架子向绞合缆索上加上一层。被加上的一层单丝在马达驱动架作用下围绕缆索中心轴旋转的同时从它们各自的线圈中拉出来。对于所需求的每层步骤这是依次进行的。结果就制成了螺旋绞合缆索，它能够切断，并方便地进行加工，不会破坏形状或散开。认为该特征是理所当然的，但是它是极其重要的特征。缆索要保持其螺旋绞合排布是因为在制造过程中，金属丝要经受金属丝材料的屈服应力以上但在最终或破坏应力以下的应力。该应力是在金属丝围绕前一层或中心丝的较小半径螺旋卷绕时施加的。在闭模时还会施加其他应力，在制造过程中会向缆索施加径向力和剪切力。因此，金属丝会塑性变形并保持它们的螺旋绞合形状。
近来已采用由脆性并因此不容易塑性变形成新形状的材料制成的有用的缆索制品。这些材料的通常的例子包括纤维增强复合物，由于它们的力学性能比金属有提高，但是主要因为它们在应力应变响应中有弹性，所以引人注目。含有纤维增强聚合物丝的复合缆索在本行业内是已知的，含有陶瓷纤维增强的金属丝的复合缆索见例如W097/00976。
在纤维增强聚合物基体丝的情形下，缆索内的各丝能够在绞合后热定型以保持螺旋排布。在这样的排布中，螺旋卷绕的缆索不需一些手段来保持螺旋排布。例如，美国专利№5126167描述了一种制造纤维增强塑料铠装缆索的方法。在该方法中，长的增强纤维用未固化热固性树脂浸渍，并形成预定形状，得到许多带有未固化热固性树脂的棒状组件。接着，未固化棒状组件通过熔融挤出机的模口，由此每根棒状组件都被涂覆上热塑性树脂层。立即将有涂层的棒状组件冷却，同时形成许多纤维增强的塑料铠装的丝，该丝带有未固化的热固性树脂。这样得到的铠装丝围绕喂入的缆索卷绕同时进行旋转。上面卷绕有丝的缆索通过熔融挤出机的模口部分，由此，缆索就具有了立即冷却并固化的热塑性树脂层护皮。有护皮的缆索被导入固化箱，使用液体作为加热介质，来固化铠装丝的热固性树脂。
在绞合缆索周围包上带有多种原因：用来电屏蔽、免受环境例如水或湿气影响、尤其用作处于地下的电绝缘材料或绝缘的高架导体、用作保护铠装层或应用于高温的绝热层。日本专利申请HEI 3-12606提出了一种空中的电力电缆，它有纤维增强塑料(“FRP”)作为芯强度组件。该专利申请’606的技术背景中提到以前就有人提出了纤维增强塑料缆索作为高空电力电缆的强度组件，用来增大电流和降低下垂，但是其缺点是纤维增强塑料的耐热性低、耐弯曲性能和耐冲击性能低。该专利申请用金属带或耐热涂层包覆纤维增强塑料丝来克服该局限性。该专利申请还揭示了一个实施方式，其中由金属带制成的金属套形成于FRP丝周围。据报道该金属带起缓冲层的作用，并在弯曲时或在冲击作用下降低FRP的脆性。该专利申请同时还报道了内部树脂的热降解也能够有效地避免，具有长期可靠性的用FRP增强的铝电缆就能够制成了。该专利申请还提出了一个实施方式，它是用金属带包住每根塑料丝或用耐热粘合剂涂覆它，来保护单根纤维增强的塑料丝(如图4所示)。
W097/00976在一个实施方式中揭示了构成芯的纤维增强复合丝的排布。该芯被用作电力传输电缆的导体的整块金属丝外套所包围。见’976公开文献的图2a和2b所示。芯内的丝包含被封入基本纯铝基材内的多晶α-Al2O3纤维的金属基材，或铝与高达约2％铜的合金。这些丝的脆性的，不容易发生很大的塑性变形。
发明的概述
虽然上述许多方法都有不同程度的成功，但是还要求进一步改进螺旋绞合芯的结构，及其制造方法。例如，要求提供一种包含脆丝的螺旋绞合缆索。要求提供一种方便的手段，它可在芯结合入随后的制品例如电力传输电缆之前，保持脆丝的螺旋排布。在具有可塑性变形的丝或具有能够在螺旋排布后固化或定型的丝的现有技术芯内，这样的保持螺旋排布的手段不是必需的。
在一个方面，本发明提供一种绞合缆索。该缆索包括许多脆丝，其中脆丝围绕共有的纵轴绞合。该脆丝有显著的弹性弯曲变形。所述缆索还包括粘合手段，用来保持丝的弹性弯曲变形。在一个优选实施方式中，该保持手段包含包在许多脆丝周围的粘合带。该粘合带可以包含压敏粘合剂。在另一个优选实施方式中，所述保持手段包含粘结剂。该粘结剂可以包含压敏粘合剂。
在另一个方面，本发明提供绞合缆索的另一个实施方式。该绞合缆索包含许多围绕共有纵轴绞合的脆丝。该脆丝有显著的弹性弯曲变形。该绞合缆索也包含保持手段，用来保持丝的弹性弯曲变形，其中包含保持手段的绞合缆索的外径不超过不包括保持手段的许多绞合脆丝的外径的110％。在一个优选的实施方式中，保持手段包括包在许多脆丝周围的带，带优选包含粘合带。在另一个优选实施方式中，保持手段包含粘合到许多脆丝上的粘结剂。粘结剂优选包含压敏粘合剂。
在上述两个绞合缆索实施方式中的任一个中或两者中，可以采用下述实施方式：
在一个优选实施方式中，每根脆丝都包含许多连续纤维在基体内的复合物。该基体优选包含金属基体。更优选地，该金属基体包含铝，而连续纤维包含多晶α-Al2O3。
在另一个优选实施方式中，脆丝是连续的，长度至少为150m。连续脆丝更优选至少长1000m。
在另一个优选实施方式中，脆丝的直径为1-4mm。
在另一个优选实施方式中，脆丝是螺旋绞合的，扭绞系数(lay factor)为10-150。
在另一个优选实施方式中，至少有3根绞合脆丝。更优选，缆索包括中心丝，绞合脆丝围绕中心丝以层状绞合。再优选，至少有两层绞合脆丝。
在另一方面，本发明提供一种电力传输电缆，它包括芯和芯周围的导体层，其中芯包含任何上述绞合缆索。在一个优选实施方式中，电力传输电缆包含至少两个导体层。在另一个优选实施方式中，导体层包含许多绞合的导体丝。在另一个优选实施方式中，电力传输电缆包括高架电力传输电缆。
在又一方面，本发明提供绞合缆索的另一个实施方式。该绞合缆索包含许多脆丝。该脆丝围绕共有的纵轴绞合，并有显显著的弹性弯曲变形。该绞合缆索也包括保持手段，用来保持丝的弹性弯曲变形。在该实施方式中，绞合缆索在许多脆丝周围没有电能导体层。假设该实施方式在许多脆丝周围没有电能导体层，那么上述任何优选实施方式都可以与该实施方式一同使用。
附图的简要说明
下面参照附图进一步说明本发明，在几个附图中，同样的结构部分用相同的编号表示，其中：
图1是本发明绞合缆索在保持手段施加到许多丝周围之前的第一实施方式的端视图；
图2是图1所示绞合缆索的侧视图；
图3是图2所示绞合缆索的侧视图，保持手段包含部分施加到绞合缆索上的带；
图4是图3所示绞合缆索的端视图；
图5是本发明绞合缆索的第二实施方式的端视图，另一条带施加到许多丝上；
图6是本发明绞合缆索的第三实施方式的端视图，粘结剂施加到许多丝上；
图7是本发明绞合缆索在保持手段施加到许多丝周围之前的另一个实施方式的端视图；
图8是本发明电力传输电缆的第一实施方式的端视图。
发明的详细说明
本发明提供一种绞合缆索，它包括许多承受负荷的丝。该承受负荷的丝是脆性的，这就使它们在常规的缆索绞合加工过程中不能充分变形，所述常规的缆索绞合加工是以保持丝螺旋排布的方式进行的。因此，本发明还提供一种手段，它用来保持绞合缆索内丝的螺旋排布。用该方式，绞合缆索就可以便利地以中间制品或最终制品的形式提供。当用作中间制品时，它可以稍后结合入最终制品例如高架的电力传输电缆。
本文中和权利要求书中使用的某些术语虽然大多是众所周知的，但是还需要解释一下。应当明白，当提到“丝”是“脆性的”时，它指丝在极小塑性变形的拉伸负荷下就会断裂。当术语“弹性”用来指丝的变形时，它指撤除引起变形的负荷时丝基本回复到其起始的未变形形态。当术语“弯曲”用来指丝的变形时，它包括两维或三维的弯曲变形，例如螺旋弯曲丝。当提到丝具有弯曲变形时，它不排除这样的可能性，即丝也有由拉力和/或扭力导致的变形。“明显”弹性弯曲变形指丝弯曲至曲率半径高达丝半径的10000倍时发生的弯曲变形。当应用到圆形剖面丝时，该明显的弹性弯曲变形就赋予丝的外部纤维至少0.01％的应变。术语“拧成缆索”和“绞合”可互换使用，术语“被拧成缆索”和“被绞合”也可互换使用。
图1是本发明绞合缆索10在保持手段施加到许多丝12周围之前的第一实施方式的端视图。如图所示，绞合缆索10包括中心丝12a和螺旋卷绕在中心丝12a上的丝12的第一层13a。在一个优选实施方式中，每根脆丝12都包含基体16内的许多连续纤维14，下面将详细说明。如本行业内已知的一样，丝12可以绞合或螺旋卷绕在任何合适的缆索绞合设备上，例如购自意大利Bergamo的Cortinovis Spa和购自新泽西州Patterson的Watson MachineryInternational的行星缆索绞合机。图2是图1所示绞合缆索10的侧视图，从中可以看到，第一层13a内的丝12是螺旋绞合的。绞合的脆丝12优选以螺旋方式排布，虽然这没有要求。
图3是图2所示绞合缆索的侧视图，包含带18的保持手段部分施加在绞合缆索上。带18可以包含背衬20，背衬20上具有或没有任选的粘合剂层22。带18可以这样包住，使得后续的一圈与前面的一圈邻接，但是没有间隙也没有重叠。如图3所示。另外，连续的各圈也可以间隔成在各圈之间留有间隙，或后续的一圈叠在前面的一圈上。在一个优选实施方式中，带18这样包住，使得每圈以约1/3-1/2带宽叠到前一圈上。当带18是没有粘合剂的背衬20时，背衬20的合适材料包括金属箔，尤其是铝，聚酯和玻璃纤维增强的背衬，只要带18强度大至足以保持弹性弯曲变形，并能够保持其自身的包住形态，或者如果需要，受到充分约束。一种尤其优选的背衬20是铝。这样的背衬优选具有0.002-0.005英寸的厚度(0.05-0.13mm)，和根据绞合缆索10的直径选择的宽度。例如，对于具有两层的直径约为0.5英寸(1.3cm)的绞合缆索10，例如如图7所示，优选宽1.0英寸(2.5cm)的铝带。图5是图3所示绞合缆索的端视图，其中带18包含背衬20，该背衬没有粘合剂。
另外，带18也可以是粘合剂带，它包括背衬20和粘合剂22。在该实施方式中，适用于背衬20的材料包括任何上述材料，优选的背衬是厚度为0.002-0.005英寸(0.05-0.13mm)和宽1.0英寸(2.54cm)铝背衬。合适的压敏粘合剂包括(甲基)丙烯酸酯基粘合剂、聚(α-烯烃)粘合剂、嵌段共聚物基粘合剂、天然橡胶基粘合剂、硅氧烷基粘合剂和热熔压敏粘合剂。一些优选的可买到的带包括下面购自3M公司的金属箔带：带438，厚0.005英寸(0.13mm)铝背衬，带有丙烯酸类粘合剂，带总厚0.0072英寸(0.18mm)；带431，厚0.0019英寸(0.05mm)的铝背衬，带有丙烯酸类粘合剂，带总厚为0.0031英寸(0.08mm)；和带433，厚0.002英寸(0.05mm)的铝背衬，带有硅氧烷粘合剂，带总厚为0.0036英寸(0.09mm)。一种合适的聚酯背衬带包括购自3M公司的聚酯带8402，具有厚0.001英寸(0.03mm)的聚酯背衬、硅氧烷基粘合剂和带总厚为0.0018英寸(0.03mm)。
当使用带18作为保持手段时，它带有或没有粘合剂，可以使用常规的包带设备将该带施加到绞合缆索上，如本行业内已知的一样。合适的包带机包括购自新泽西州Patterson的Watson Machine International的机器，例如CT-300型同心包带头。带的外包点位于缆索绞合设备的出口，并在缆索10卷绕到卷取轴之前施加到螺旋绞合丝12上。选择带18，以便保持弹性变形丝12的绞合排布。
在另一个实施方式中，粘结剂24可以施加到绞合缆索10上，以便保持丝12处于它们的绞合排布中。合适的粘结剂包括压敏粘合剂组合物，该组合物包含一种或多种聚(α-烯烃)均聚物、共聚物、三元共聚物和由含6-20碳原子的单体与美国专利№5112882(Babu等)所述的光活化交联剂所形成的四元共聚物。这些材料的辐射固化可形成具有有利的剥离与剪切粘合综合性能的粘合剂膜。另外，粘结剂24也可以包含热固性材料，包括而不局限于环氧树脂。对于一些粘结剂，优选的是将粘结剂24挤出或以其他方式涂覆到绞合缆索10上，同时丝以上述方式离开绞合机。另外，粘结剂24也能够以转移带供应的粘合剂形式进行施加。在该情形下，粘结剂24施加到转移片或剥离片上。将剥离片包在绞合缆索10的丝12周围。然后，取下背衬，留下粘合剂层作为粘结剂24。
图7示出了绞合缆索10的另一个实施方式。在该实施方式中，绞合缆索包括中心丝12a和螺旋绞合在中心丝12a周围的丝的第一层13a。该实施方式还包括螺旋卷绕在第一层13a周围的丝12的第二层13b。该排布也可以在常规缆索绞合机上绞合或卷绕，如本行业内已知的一样。任何合适数目的丝12可以以任意层数包括在内。此外，如果需要，两层以上的层数都可以包括在绞合缆索10内。在多层缆索10内，每层都可以以右旋或左旋方向绞合，与其他层的方向无关。在一个优选的两层实施方式中，层以相反的方向绞合。上述的任何带或粘结剂保持手段都可以与图7所示的实施方式一同使用。此外，粘合剂能够施加在每层周围或根据要求施加在任何合适层之间。
在一个优选的实施方式中，保持手段没有有效地附加到绞合缆索10的整个直径上。优选地，包括保持手段的绞合缆索的外径不超过排除保持手段的许多绞合丝12的外径的110％，更优选不超过105％，最优选不超过102％。
会认识到脆丝12在常规绞合设备上绞合时具有显著量的弹性弯曲变形。如果没有保持手段保持丝的螺旋排布，该显著的弹性弯曲变形就会使丝回复到它们的未绞合形态或未弯曲形态。由此，要选择保持手段，目的是保持脆丝12的显著弹性弯曲变形。
因为丝12是脆性的，它们不会在绞合操作中发生塑性变形，而这对于可延展丝来说是可能发生的。例如，在包括延展丝的现有技术的排布中，可以实施常规的绞合方法，目的是使处于螺旋排布中的丝12发生永久的塑性变形。本发明允许使用脆丝12，与常规非脆丝相比，它能够提供所要求的更好的性能。保持手段允许绞合缆索10便利地加工成最终制品，或在结合入随后的最终制品之前便利地加工。
脆丝12的一个优选实施方式包括许多位于基体16内的连续纤维14。在一个优选的实施方式中，基体包含金属基体。优选地，金属基体包含铝。一种优选的纤维包含多晶α-Al2O3。这些脆丝12的优选实施方式优选具有至少为断裂0.4％的拉伸强度，更优选至少为0.7％。
能够与本发明一同使用的其他脆丝包括碳化硅/铝复合丝、碳/铝复合丝、碳/环氧复合丝和玻璃/环氧复合丝。
本发明优选实施成可提供很长的绞合缆索。也优选的是位于绞合缆索10内的脆丝12本身沿绞合缆索的整个长度上都是连续的。在一个优选实施方式中，脆丝12是连续的，至少为150m长。脆丝12更优选在绞合缆索10内是连续的，至少为250m长，更优选的是至少为500m长，再优选至少为750m长，最优选至少为1000m长。
虽然任何合适尺寸的脆丝都能够使用，但是对于许多实施方式和应用来说，优选的是脆丝12具有1-4mm的直径，但是也能够使用更大或更小的丝12。
在一个优选实施方式中，绞合缆索10包括许多绞合的脆丝12，它们螺旋绞合成具有10-150扭绞系数(lay factor)。绞合缆索的“扭绞系数”是将单丝12完成一圈螺旋的绞合缆索的长度除以包括该绞合的层的标称外径得到的。优选至少有三根这样的螺旋绞合丝12。更优选，绞合缆索还包括中心丝12a，绞合的脆丝卷绕在该中心丝上。从图1-6中可以看出，可以有丝12的单层13a，螺旋卷绕在中心丝12a上。另外，如图7所示，还可以有第一层13a和第二层13b，每层都螺旋卷绕在中心丝12a上。在一个优选实施方式中，每根丝12都具有相同的结构和形状，但是这不是必需的。此外，绞合缆索10还可以包括丝的两层以上的绞合层。
如上所述，脆丝12在绞合过程中是弹性变形的。在绞合缆索10内也可以包括一根或多根构成与脆丝12不同的塑性变形或永久变形的丝，例如可延展金属丝。
当选择用于绞合缆索10内的保持手段时，应当达到如上所述的足以保持绞合排布的强度。此外，预定用于绞合缆索10的应用也可提出某些保持手段更好地适用于该应用。例如，当绞合缆索10用作电力传输电缆内的芯时，应当选择粘结剂24或带18，以便对处于该应用中的温度和其他条件下的传输电缆无不利影响。当使用粘合带18时，应当选择粘合剂22和背衬20，使它们适用于预定用途。
虽然本发明可以使用任何合适的脆丝12进行操作，但是丝12的一个优选实施方式是纤维增强的铝基体复合丝。纤维增强的铝基体复合丝12优选包含封在基体16内的多晶α-Al2O3连续纤维14，所述基体16或者基本是纯铝，或者是纯铝与高达约2重量％铜的合金，以基体总重量为基准。优选的纤维14包含尺寸小于约100nm的等轴晶粒，纤维直径约为1-50微米。纤维直径约为5-25微米是优选的，直径最优选约为5-15微米。本发明优选的复合材料具有约为3.90-3.95g/cm3的纤维密度。优选的纤维是美国专利№4954462(Wood等，转让给明尼苏达州St.Paul的3M公司)中公开的。优选的纤维可购自明尼苏达州St.Paul的3M公司，商品名为“NEXTEL 610”α-氧化铝基纤维。包封的基体16要选择成不会明显与纤维材料发生化学反应(即相对于纤维材料是化学惰性的，由此就不必在纤维外面提供保护涂层)。
本文中使用的术语“多晶”指材料具有占主体的大量晶粒，所述晶粒的尺寸小于晶粒存于其中的纤维的直径。术语“连续”指纤维14的长度与纤维直径相比为无限长。实际上，这样的纤维的长度约为15cm至至少数米，甚至可以约为数公里或更长。
在丝12的优选实施方式中，已表明使用基体16可以成功地制成丝，所述基体16或者基本是纯铝，或者是纯铝与高达约2重量％铜的合金，以基体总重量为基准。本文中使用的术语“基本纯铝”、“纯铝”和“铝”可替换使用，都是指杂质含量低于约0.05重量％的铝。
通过使用超声波能源作为基体渗入装置，就能够将基体16渗入纤维束14内。例如美国专利№424779563(Ishikawa等，转让给日本Tokyo的Agency ofIndustrial Science and Technology)就描述了使用超声波振动设备，由碳化硅纤维增强金属复合物制备预成形的丝、片或带。超声波能量由具有换能器和浸在纤维附近的熔融基体材料中的超声波“角”的振动器提供给纤维。角优选由在熔融基体内的溶解度很小的材料制成，从而就避免了将污染物引入基体内。在本发明中，发现工业纯铌的角，或95％铌与5％钼的合金的角可以产生满意的结果。使用的换能器一般包含钛。
在一个优选实施方式中，在基本是铝的基体16内，丝12包含约30-70体积％多晶α-Al2O3纤维14，以复合丝12的总体积为基准。优选的是基体16包含低于约0.03重量％铁，最优选低于约0.01重量％铁，以基体的总重量为基准。优选的纤维含量是约40-60％多晶α-Al2O3纤维。发现这样的由屈服强度低于约20MPa的基体16和纵向拉伸强度至少约为2.8GPa的纤维14形成的丝12具有优良的强度性能。
基体16也可以由铝与高达约2重量％铜的合金形成，以基体的总重量为基准。在使用基本为纯铝的基体的实施方式中，具有铝/铜合金基体的复合丝12优选包含约30-70体积％多晶α-Al2O3纤维14，更优选约40-60体积％多晶α-Al2O3纤维14，以复合物的总体积为基准。另外，基体16优选包含低于约0.03重量％的铁，最优选低于约0.01重量％铁，以基体的总重量为基准。铝/铜基体优选具有低于约90MPa的屈服强度，如上所述，多晶α-Al2O3纤维的纵向拉伸强度至少约为2.8GPa。
丝12优选由基本连续的多晶α-Al2O3纤维14形成，该纤维14包含于基本为纯铝的基体16内，或包含于上述由铝与高达约2重量％铜的合金所形成的基体内。这种丝通常由这样的方法制成，其中一个排布为纤维束状的基本连续的多晶α-Al2O3纤维14线圈从基体材料16的熔体浴中拉过。接着，固化所形成的部分，由此就形成了被封入基体内的纤维。优选的是将一个上述的超声波角下降入基体的熔体浴中，并用来帮助将基体渗入纤维束内。
合适的丝在例如公开的国际专利申请WO97/00976、同一天提出的美国专利申请№09/616589(代理号55675USA1A，名称为金属基体复合物的制造方法)、同一天提出的美国专利申请№09/616594(代理号55673USA4A，名称为金属基体复合丝、缆索和方法)、同一天提出的美国专利申请№09/616593(代理号55787USA3A，名称为金属基体复合丝、缆索和方法)和同一天提出的美国专利申请№60/218347(代理号55795USA89，名称为金属基体复合物和方法)。
本发明的绞合缆索10可用于多种用途。据认为这种绞合缆索10由于它们的重量轻、强度高、导电性良好、热膨胀系数低、应用温度高和耐腐蚀的综合性能，用于高架电力传输电缆30尤其较佳。
丝12在传输电缆30内的重量百分率依赖于传输线路的设计。在传输电缆30内，铝或铝合金导体丝36可以是本行业内已知的多种高架电力传输材料中的任何一种，它们包括而不局限于1350A1(ASTM B609-91)、1350-H19 A1(ASTMB230-89)或6201 T-81 A1(ASTM B399-92)。
这种电力传输电缆的一个优选实施方式的端视图如图8所示。这种传输电缆包括芯32，芯32可以是所述绞合缆索中的任何一种。电力传输电缆30也包括所述绞合缆索10周围的至少一层导体层34。如图所示，电力传输电缆包括两个导体层34a和34b。根据需要，也可以使用更多的导体层。每个导体层34优选包含许多本行业内已知的导体丝36。导体丝的合适材料包括铝和铝合金。导体丝可以由本行业内已知的合适电缆绞合设备绞合在绞合芯32上。对于可以使用本发明绞合缆索的合适的电力传输电缆及其加工方法的描述见例如有涂层的钢增强的同心层绞合铝导体的标准规格(ACSR)ASTM B232-92，或美国专利№5171942和5554826。电力传输电缆的一种优选实施方式是高架电力传输电缆。在这些应用中，保持手段用的材料应当根据用途选择成可用于至少100℃或240℃或300℃的温度。例如保持手段应当不腐蚀铝导体层，或不会放出不好的气体，或不会在使用过程中在预定温度下损坏传输电缆。
在其他应用中，其中绞合缆索自身被用作最终制品，或被用作中间制品或不同后续制品的组件，优选的是绞合缆索在许多脆丝12周围不含电能导体层。
下面用详细的实施例进一步说明本发明的操作。这些实施例用来进一步说明多种具体和优选的实施方式。但是应当明白，在本发明的范围内还可以进行多种变化和改变。
实施例1
包有铝箔带18的绞合缆索10按照下述方式制备。该缆索在买到的本行业内已知的绞合设备上进行绞合。绞合缆索10的某些参数如表1所示。在高纯铝的基体16内，复合丝12包括32根α-氧化铝基纤维14，纤维14购自明尼苏达州St.Paul的3M公司，商品名为“Nextel 610”。丝12是从测得具有以下平均性能的许多丝中取出的：断裂负荷为1484 lbs，断裂应变为0.0062，纤维体积率50％，丝直径为0.101英寸(2.57mm)。缆索10内的丝12是连续的，无断裂。缆索10有一根丝12在中央，第一层内的6根丝12左旋扭绞，第二层内的12根丝12右旋扭绞(通常如图7所示)。
使用购买的包带设备、购自Watson Machine International的300型同心包带头，用粘合带包缆索10。带18是具有丙烯酸压敏粘合剂22的铝箔带，购自3M公司，商品名为“铝箔带438”。该带背衬20厚0.005英寸(0.13mm)。带18的总厚度为0.0072英寸(0.18mm)。带18宽1英寸(2.54cm)。带圈的重叠宽度约为带宽的1/3。
实施例2
具有粘结剂24作为保持手段的绞合缆索10按照如下方式制成。缆索10的某些参数如表1所示。实施例2总的根据实施例1制成，不同在于是粘结剂24而不是带18，其他的不同如表1所示。粘合的粘结剂24是粘性的聚辛烯聚(α烯烃)粘合剂，与美国专利№5112882(Babu等)中所述的相同。将厚0.02英寸(0.51mm)的粘合剂层涂布到转移纸上。将转移纸切成约0.5英寸(1.27cm)宽的条，并在粘结剂24与第一层丝12周围绞合第二层的12根丝12之前，包住第一层丝12。粘合剂的量预计要足以填充丝12之间的空隙。
实施例3
在实施例2的粘合剂粘结的缆索10上绞合导体铝丝34，来制成电力传输电缆30。导体丝36是1350 H19铝，它的电导率为61.2％ICAS(ASTM规格B230-89)。
实施例4
总体根据实施例1制备具有铝带24作为保持手段的绞合缆索10，不同之处如下所述。使用包带设备用粘合带包缆索10。带18是带有丙烯酸压敏粘合剂22的铝箔带，购自3M公司，商品名为“铝箔带431”。该带背衬20厚0.0019英寸(0.05mm)。带18的总厚度为0.0031英寸(0.08mm)。带18宽1英寸(2.54cm)。带圈的重叠宽度为带宽的1/2。
实施例5
在实施例4的包带的缆索10的上绞合导体铝丝34，来制成电力传输电缆30。实施例5总体根据实施例3制备，不同在于绞合缆索芯的结构。
                       表1绞合缆索10
  实施例1    实施例2   实施例4
长度-英尺(米)   2052(625)    8(2.4)   8(2.4)
整个缆索10的直径-英寸(厘米)   0.532(1.35)    0.423(1.07)   0.415(1.05)
丝12的直径-英寸(厘米)   0.103(0.262)    0.79(2.0)   0.79(2.0)
第一层丝12：
绞合长度-英寸(厘米)   18.525(47)    13.3(33.8)   13.3(33.8)
层的直径-英寸(厘米)   0.304(0.772)    0.24(0.61)   0.24(0.61)
扭绞系数   60.9    55.9   55.9
第二层丝12：
绞合长度-英寸(厘米)   31.5(80)    22.2(56.4)   22.2(56.4)
层的直径-英寸(厘米)   0.507(1.29)    0.40(1.0)   0.40(1.0)
扭绞系数   62.1    55.9   55.9
                     表2-电力传输电缆30
  实施例3   实施例5
导体丝36的直径-英寸(厘米)   0.1335(0.334)   0.1335(0.334)
第一层34
丝36的数目   12   12
绞系数   11   11
第二层34
丝36的数目   18   18
扭绞系数   13   13
第三层34
丝36的数目   24   24
扭绞系数   13.5   13.5
整个电缆的直径(over cable diameter)-英寸(厘米)   1.21(3.1)   1.23(3.1)
上面已经参照了几个实施方式描述了本发明。上述详细说明和实施例仅用来清楚地理解本发明。不能从中理解出限制本发明的意思。本行业内的普通技术人员会明白，在不脱离本发明的范围情形下，在所述实施方式中可以进行许多变化和改变。由此，本发明的范围不应局限于所述的具体详细描述和结构，而由权利要求所述的结构及其等同物限制。

Claims (20)

1.一种绞合缆索，它包括：
许多脆丝，其中所述的脆丝围绕着共有的纵轴绞合，其中所述的脆丝具有显著量的弹性弯曲变形；和
保持所述丝弹性弯曲变形的粘合手段。
2.如权利要求1所述的绞合缆索，其特征在于所述保持手段包含包在所述许多脆丝周围的粘合带。
3.如权利要求2所述的绞合缆索，其特征在于所述粘合带包含压敏粘合剂。
4.一种绞合缆索，它包含：
许多脆丝，其中所述脆丝围绕着共有纵轴绞合，该脆丝有显著量的弹性弯曲变形；和
保持手段，该手段用来保持所述丝的弹性弯曲变形，其中包含所述保持手段的绞合缆索的外径不大于排除所述保持手段的许多绞合脆丝的外径的110％。
5.一种电力传输电缆，它包含缆芯和所述缆芯周围的导体层，所述缆芯包含如权利要求1-4中任一项所述的绞合缆索。
6.如权利要求5所述的电力传输电缆，其特征在于所述电力传输电缆包括高架的电力传输电缆。
7.一种绞合缆索，它包括：
许多脆丝，其中所述的脆丝围绕着共有的纵轴绞合，其中所述的脆丝具有显著量的弹性弯曲变形；和
保持所述丝的弹性弯曲变形的保持手段；
其中所述的绞合缆索在所述许多脆丝周围不含电能导体层。
8.如权利要求4或7所述的绞合缆索，其特征在于所述保持手段包含包在所述许多脆丝周围的带。
9.如权利要求8所述的绞合缆索，其特征在于所述的带包括粘合带。
10.如权利要求1、4或7中任一项所述的绞合缆索，其特征在于所述保持手段包含粘结剂。
11.如权利要求10所述的绞合缆索，其特征在于所述粘结剂包含压敏粘合剂。
12.如权利要求1-11中任一项所述的绞合缆索，其特征在于所述每根脆丝包含位于基体内的许多连续纤维的复合物。
13.如权利要求12所述的绞合缆索，其特征在于所述基体包含金属基体。
14.如权利要求13所述的绞合缆索，其特征在于所述金属基体包含铝，所述连续纤维包含多晶α-Al2O3。
15.如权利要求1-14中任一项所述的绞合缆索，其特征在于所述脆丝是连续的，长度至少为150m。
16.如权利要求1-15中任一项所述的绞合缆索，其特征在于所述脆丝的直径为1-4mm。
17.如权利要求1-16中任一项所述的绞合缆索，其特征在于所述脆丝被螺旋绞合成扭绞系数为10-150。
18.如权利要求1-17中任一项所述的绞合缆索，其特征在于至少有3根绞合的脆丝。
19.如权利要求18所述的绞合缆索，它还包含中心丝，其中所述绞合的脆丝围绕着所述中心丝绞合。
20.如权利要求19所述的绞合缆索，其特征在于至少有两层所述绞合的脆丝。
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