一种卷筒加热电缆及其除冰控制系统的制作方法

本实用新型属于飞机地面电源配套设备的技术领域，具体而言，涉及一种卷筒加热电缆及其除冰控制系统。

背景技术：

机场飞机地面电源卷线器通过内部卷筒卷纳和放出400hz电缆，在部分机场由于低温环境和气候，会出现电缆结冰现象，可能导致卷线器出现无法放出和收回电缆的故障：一、电缆在卷筒内结冰，与卷筒结合在一起，此时，400hz电缆无法电动放出，导致故障；二、电缆放出，在给飞机供电后，由于供电发热导致电缆外表和低温环境之间形成冷热层，可能导致电缆结冰，此时，400hz电缆可能无法收回，导致故障。

技术实现要素：

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种卷筒加热电缆及其除冰控制系统以达到解决卷筒电缆结冰导致电缆无法放出和收回的问题，并且能够实现自动除冰的效果。

本实用新型所采用的技术方案为：一种卷筒加热电缆，包括护套和设于护套内的多组相互绝缘且呈麻花状的导体组件，所述护套内设有与其相匹配的导热层，导热层内沿其周向方向均匀布置有多个发热条。

进一步地，所述护套包括内护套和外护套，所述内护套与外护套之间套有屏蔽层，屏蔽层与外护套之间套有所述导热层，降低由于加热条或内部线缆通电造成的相互干扰。

进一步地，所述内护套由耐热隔热材料制成，防止热量过多地传递到内部线缆，造成其老化。

进一步地，各所述发热条上沿其轴线方向上设有若干个散热鳍片，各个散热鳍片嵌入至所述导热层中，以进一步提升各个发热条与所述导热层之间的热量传递速度。

进一步地，各所述导体组件的截面呈圆形且相邻两导体组件之间相切，各所述导体组件均包括导体和包覆于该导体外部的绝缘套，以实现合理利用护套内部有限空间对导体组件进行布置。

本实用新型还公开了一种卷筒加热电缆的除冰控制系统，包括如上述的卷筒加热电缆、加热控制开关、接触器、控制器和电源，所述卷筒加热电缆中各个发热条、电源和接触器连接并组成闭环电路，且接触器的控制端与控制器连接，控制器与所述加热控制开关连接，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器的控制端均与所述控制器连接。

进一步地，所述控制器为mcu，该mcu连接有与其配套的显示器和温度探头，该温度探头设于卷筒加热电缆的表面上，显示器以实时显示电缆的温度情况，以便于及时进行加热除冰；温度探头以检测加热后电缆表面的温度。

进一步地，各所述发热条分为两组，每组中各个发热条并联或串联连接，所述电源、接触器、各组发热条串接形成所述闭环电路，以通过温度传感器进行加热保护，在温度达到预设值时，能够自动断开加热电路，以起到良好的；同时，串联的好处在于通过每条电阻丝的电流是一样大，并联的优点在于各路电压相同，由于不同卷线器的400hz长度不同，所以可以根据实际情况选择串联或并联。

进一步地，还包括电缆导向座和设于该电缆导向座上的导向组件，所述导向组件设有与所述卷筒加热电缆相匹配的导向通道，且电缆导向座上设有与导向通道连通的导向窗口，导向窗口的两侧均设有毛刷，在加热电缆由电缆导向座进行收线或者放线操作时，毛刷能够将加热电缆表面所堆积的残留水进行清理，以防止加热电缆表面二次结冰。

进一步地，所述导向组件包括x向滚筒和y向滚筒，通过x向滚筒和y向滚筒形成所述导向通道，在x向滚筒和y向滚筒的作用下可对加热电缆进行导向限位，并减少收线或放线的滑动摩擦力。

本实用新型的有益效果为：

1.采用本实用新型所提供的卷筒加热电缆，其通过若干个均匀布置在导热层内的发热条进行发热，在加热条通电后产生的热量能通过导热层传导到整个电缆的护套上，并使电缆的护套加热均匀，能够达到良好的除冰效果，进而杜绝电缆结冰的现象发生。

2.采用本实用新型所提供的卷筒加热电缆的除冰控制系统，在观察电缆结冰情况之后，能够手动开启加热控制开关进行除冰操作，在一定时间之后，温度达到温度传感器或温度探头所设定的最高温度时，能够自动停止加热，此时，内部冰层已经基本融化，便可对加热电缆进行正常操作。

附图说明

图1是本实用新型所提供的卷筒加热电缆的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的卷筒加热电缆的除冰控制系统中并联方式电路结构示意图；

图3是本实用新型所提供的卷筒加热电缆的除冰控制系统中串联方式电路结构示意图；

图4是本实用新型所提供的卷筒加热电缆的除冰控制系统中电缆导向座的正面结构示意图；

图5是本实用新型所提供的卷筒加热电缆的除冰控制系统中电缆导向座的背面结构示意图；

附图中标注如下：

外护套--1、发热材料--2、导热层--3、屏蔽层--4、内护套--5、70mm²导体--6、70mm²导体绝缘--7、12mm²导体--8、12mm²导体绝缘--9、1mm²绝缘导体--10、加热电缆--21，左毛刷--22，电缆导向座--23，右毛刷--24，下滚筒--31，上滚筒--32，竖滚筒--33，上固定支架--34。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1所示，在本实施例中具体提供了一种卷筒加热电缆，包括护套和设于护套内的多组相互绝缘且呈麻花状的导体组件，以防止电缆内部的线缆容易被拉断，导体组件实现电能和通信的传递，各所述导体组件的截面呈圆形且相邻两导体组件之间相切，各所述导体组件均包括导体和包覆于该导体外部的绝缘套，在本实施例中，该卷筒加热电缆内设有70mm²导体和包覆在其外部的70mm²导体绝缘、12mm²导体和包覆在其外部的12mm²导体绝缘、1mm²导体和包覆在其外部的1mm²绝缘导体，上述中70mm²导体绝缘、12mm²导体绝缘以及1mm²绝缘导体均是相互抵紧并相切，以牢固的卡紧在护套的内部。

所述护套包括内护套和外护套，在外护套和内护套之间留有足够的空间，在所述内护套与外护套之间套有屏蔽层，屏蔽层与外护套之间套有导热层。其中，屏蔽层主要是用于降低由于加热条或内部线缆通电造成的相互干扰；而导热层主要是用于在加热条通电后所产生的热量通过导热层传导到整个外护套上，使其加热均匀，能够更加高效的除冰。所述内护套由耐热隔热材料制成，其可防止热量过多地传递到内部线缆，造成内部线缆(各个导体组件)的老化，以达到该电缆的使用寿命不受影响的效果。其中，屏蔽层可采用镀锡铜编织而成。

为进一步提升各个发热条的加热效果和加热均匀性，在导热层内沿其周向方向均匀布置有多个发热条，在本实施例中，发热条优选采用可通电发热的电阻丝，其直接接在电路的闭环内，通过加热控制开关控制通/断电，以对电阻丝发热进行切换。

为进一步提升加热效果，各所述发热条上沿其轴线方向上设有若干个散热鳍片，各个散热鳍片可以是一体成型于发热条的表面上，也可是后期加工的，此处不作限制，各个散热鳍片嵌入至所述导热层中(在导热层中预留有各个散热鳍片的装配卡位)，以实现各个发热条能够更加快速的将热量传递并散发至导热层中，再经导热层将热量进行均匀传递至外护套上。

在实际应用过程中，对加热电缆进行收、放时，当其内部冰层基本融化，需要在电缆出线口设置清理装置，以清理电缆表面残留的水，以防电缆放出后再次结冰，具体结构设计如下：

如图4所示，加热电缆21通过导向装置的电缆导向座23导向，左毛刷22、右毛刷24分别安装在电缆导向座23的左右两侧，其上的毛刷可以在电缆进出时，清理电缆表面的水、灰等杂物。如图5所示，导向装置还包括下滚筒31、上滚筒32、竖滚筒33以及上固定支架34，其中，竖滚筒有左右2条，横竖4条滚筒将电缆规整在限位在电缆导向座23内，下滚筒31、上滚筒32相平行且两者所在轴线与竖滚筒33的轴线相垂直，以实现加热电缆的顺利收线或放线。

实施例2

如图2、图3所示，在本实施例中还提供了一种卷筒加热电缆的除冰控制系统，该控制系统包括如实施例1中所述的卷筒加热电缆、加热控制开关、接触器、控制器和电源，还包括温度传感器1和温度传感器2，所述温度传感器1和温度传感器2的信号输出端均通过a/d转换器(用于将模拟信号转化为数字信号)与所述控制器通信连接，在本实施例中，将温度传感器1和温度传感器2分别安装在卷线器和400hz插头内，以对卷线器和400hz插头所能够承受的最高温度进行管控，防止出现卷线器和400hz插头因温度过高烧坏的情况发生；温度传感器1和温度传感器2主要用于监控电缆的温度，当温度超过设定值时，温度传感器1或温度传感器2反馈信号至控制器，控制器通过接触器控制电路自动断开，停止加热。

将上述实施例1中卷筒加热电缆内各个发热条分为两组，每组中各个发热条并联或串联连接，如图2、图3所示(令为第一组发热条和第二组发热条)；所述电源、接触器、第一组发热条、第二组发热条依次串接形成所述闭环电路，且接触器的控制端与控制器连接，控制器与所述加热控制开关连接；所述控制器为mcu，mcu的型号为stm32f103r，该mcu还连接有与其配套的显示器和温度探头，其中，显示器用于显示内外部电缆的温度，对电缆加热过程有直观的显示；而温度探头则用于监测电缆温度，将温度探头设于加热电缆的外护套表面上，将温度探头与控制器之间连接、测温，并通过显示器进行温度显示，属于本领域的常规技术手段，此处不再赘述；在本实施例中，各组发热条采用串联或并联的方式，其中，串联的好处在于通过每条电阻丝的电流是一样大，并联的优点在于各路电压相同，由于不同卷线器的400hz长度不同，所以可以根据实际情况选择串联或并联。

将温度传感器1和温度传感器2分别设有各组发热条的端部，以检测电阻丝的温度；而将温度探头设于外护套的表面上，以检测加热电缆外护套的温度，由于电阻丝的设定温度和外护套的设定温度不同，若电阻丝或外护套中任一温度超过设定值，mcu控制接触器断开电路，停止加热。

本实施例中所提供的卷筒加热电缆的除冰控制系统工作原理如下：

在400hz插头或卷线器面板上设有加热控制开关，在需要时，闭合加热控制开关，控制器得到加热信号后，闭合接触器，使闭环电路导通，进而各个发热条通电加热；在卷线器和400hz插头内部均设有的温度传感器，当温度达到设定值时，控制器经接触器自动断开加热的闭环电路，停止加热；同时，当接触器断开后，加热控制开关断开。

在设备使用前，根据显示器显示的电缆温度和电缆内部结冰情况(通过卷筒上的观察窗口观察)，判断电缆是否需要加热；如果需要，则通过操作安装在400hz插头或卷线器面板上的加热控制开关实施加热，在一定的时间(几分钟)，温度达到温度传感器1或温度传感器2设定的最高温度时，自动停止加热。

此时，内部冰层已基本融化，在电缆出线口设置清理装置，清理电缆表面残留的水，以防电缆放出后结冰。

电缆使用结束后，观察电缆是否结冰，若有较严重的结冰现象，此时再次手动加热电缆，待结冰现象清除后，收回电缆。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。