CN103943255A - 滚珠式可旋转水冷电缆 - Google Patents

Abstract

滚珠式可旋转水冷电缆涉及可旋转的水冷电缆制作领域，关键在于从根本上解决以往常规电缆和旋转电缆不能灵活旋转来实行双工位活动工作要求的难点，通过在钢套和钢垫之间增设钢珠，利用球面滑动，类似轴承功能，以减小胶管和胶管内水的重量引起的摩擦力，来实现胶管和铜头之间的灵活径向旋转运动。

Description

滚珠式可旋转水冷电缆

技术领域

本发明涉及一种冶金企业精炼炉、电弧炉、矿热炉等使用的水冷电缆，特别是可旋转的水冷电缆。

背景技术

目前，我国冶金企业精炼炉、电弧炉、矿热炉等使用的水冷电缆，基本上采用铜头与铜线压接的形式结构，见附图1，该电缆两头均为整体式（固定式）铜接头，铜头与电缆胶管之间不能发生径向旋转活动。而近年来，国内、外很多大型冶金企业在炼钢过程中由于工艺的需要，必须采用先进的双工位精炼工艺。这样，在水冷电缆随导电横臂作上、下升降运动的同时又要随之作大角度左、右旋转转到，如图示1这种常规水冷电缆再此处就无用武之地了，因为它无法满足左右旋转的功能需求，若将此常规电缆安装使用，一方面，在转动过程中经常发生电缆胶管扭转现象，且使两根电缆胶管之间碰撞摩擦导致胶管寿命降低，也经常使电缆胶管脱离铜头（俗称脱裤子），导致漏水和无法使用；另一方面，因扭转导致胶管内冷却水流不通畅，影响冷却效果。因此，此种电缆的寿命一般最多维持2~3个月，维修和更换，都将影响生产和造成浪费。

将图示1中的常规水冷电缆经过改良，并参照国外一些旋转电缆的实样，目前国内已制作出可旋转的水冷电缆，如图示2，也在很多企业进行生产，这种机构电缆的旋转主要靠胶管1带动钢套2旋转来实现，因为钢套2和电缆铜头3是分离的。但是依然出现了很多问题，在新电缆的时候，进行双工位活动时，电缆还可以小幅度旋转，但是用了几个月后，旋转效果并不理想，很大一部分已无法旋转，跟图示1中常规电缆效果一样，该出现的问题依旧出现了。原因是在制作过程中，国内材质的原因和加工精度的因素，首先材质无法和国外旋转电缆所用材质一样，另外加工精度也无法和国外媲美；其次，是和使用中各企业的水质要求高低有关，很多冷却水没有经过严格的处理，杂质很多，以致旋转电缆内旋转部分处污垢累积，最终导致摩擦力增大，影响了旋转效果；再则，由于双工位旋转电缆一般都在5000mm²以上，长度在8~12米左右，在电缆内注满水后，胶管及胶管内水的重量可达200kg左右，如此大的重量拖拽电缆头的钢套，很大程度上增加了钢套和钢垫间的摩擦力，再加上钢套和钢垫接触面间的表面光洁度无法达到要求，以至于钢套很大可能无法克服重力产生的摩擦力而实现旋转运动。此种电缆，在制作过程中叫能旋转，但在使用中又变成了不可旋转，或不可轻易旋转，实则旋转效果不佳，依旧给生产企业带来了麻烦。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种具有较高灵活旋转功能且使用寿命较高的滚珠式可旋转水冷电缆。

本发明技术关键在于从根本上解决以往常规电缆和旋转电缆不能灵活旋转来实行双工位活动工作要求的难点，通过在钢套和钢垫之间增设钢珠，利用球面滚动，类似轴承功能，以减小胶管和胶管内水的重量引起的摩擦力，来实现胶管和铜头之间的径向旋转运动。其具体技术方案为：滚珠式可旋转水冷电缆，包括左右两铜头、连接左右铜头起导电作用的铜绞线、套于铜头以及铜绞线表面的胶管，所述胶管两端部均缠绕有钢带，压紧密封左右铜头，所述左侧铜头与胶管左端的套接处加工有一圈阶梯档，所述阶梯档上从内往外依次套接有钢垫一、钢套、钢垫二以及挡圈，所述钢垫一固定衬于阶梯档端面，钢垫二衬于挡圈内侧，其特征在于增设有两个定位环，分别安装于钢套两端，定位环表面围绕圆心开设有若干个圆孔，圆孔内放置有滚动钢珠，所述钢珠直径大于定位环厚度小于圆孔孔径，钢套以及钢垫与钢珠的接触端面均开设有圆弧槽，所述钢珠露出定位环部位定位卡嵌于圆弧槽内。通过上述设置在钢套与钢垫之间增设钢珠以滚动形式代替以往的平面接触，通过此种设置，大大减少摩擦阻力，使其旋转灵活。且钢套和钢垫材质为1Cr18Ni9Ti，减少钢套和钢垫在旋转过程中的磨损，提高电缆使用寿命。 

作为优选，钢套与胶管之间设有螺钉固定。用于防止胶管受外力和重力滑脱。

作为优选，挡圈上设置有紧定螺钉与铜头固定连接。

作为优选，钢套上设置有锯齿。胶管上表面设置有方便钢带扎紧的凹槽，所述凹槽与锯齿位置相对应。有效进行水密封和防止胶管受力滑脱。

作为优选，设有钢套的铜头表面有两个沟槽，沟槽内安装有密封圈，以确保冷却水不泄漏。

本发明有益效果：本发明所述的滚珠式可旋转水冷电缆，适用于电弧炉、精炼炉、矿热炉，尤其是双工位精炼炉，与以往的产品相比，在相同负荷和工作环境的条件下，可提高电缆使用寿命3~5倍，无形的提高了生产效率、减少和控制了生产成本。

附图说明

图1为常规水冷电缆结构示意图。

图2为平面式接触旋转水冷电缆结构示意图。

图3为滚珠式可旋转水冷电缆示意图。

图4为图3的A局部放大示意图。

图5为定位环主视图。

图6为图5的左视图。

具体实施方式

滚珠式可旋转水冷电缆，包括左右两铜头（001、002）、连接左右铜头（001、002）起导电作用的铜绞线003、套于铜头（001、002）以及铜绞线003表面的胶管004，所述胶管004两端部均缠绕有钢带005，压紧密封左右铜头（001、002），所述左侧铜头（001）与胶管004左端的套接处加工有一圈阶梯档，所述阶梯档上从内往外依次套接有钢垫一006a、钢套007、钢垫二006b以及挡圈008，所述钢垫一006a固定衬于阶梯档端面，钢垫二006b衬于挡圈008内侧，增设有两个定位环009，分别安装于钢套007两端，定位环009表面围绕圆心开设有10个圆孔091，圆孔091内放置有滚动钢珠010，所述钢珠010直径大于定位环009厚度小于圆孔091孔径，钢套007以及钢垫006与钢珠010的接触端面均开设有圆弧槽，所述钢珠010露出定位环009部位定位卡嵌于圆弧槽内。钢套007与胶管004之间设有螺钉固定。挡圈008上设置有紧定螺钉与铜头（001）固定连接。钢套007上设置有锯齿071。胶管004上表面设置有方便钢带005扎紧的凹槽041，所述凹槽041与锯齿071位置相对应。

结合图4对关键部位做进一步解释：在铜头001侧，由外向内先装入圆环状钢垫一006a，材质为1Cr18Ni9Ti，这是由于铜头001材质为T2，较软，不适合钢珠滚动及设计要求，钢垫一006a外侧（与钢珠010接触的）表面抠圆弧槽，便于钢珠010在槽内滚动，也起到定位钢珠010的作用。然后将定位环009套于铜头001上，定位环009内径与铜头001外径之间形成紧配合，以防止定位环009旋转，然后在定位环009开设的10个均布φ9mm孔内放入黄油，将φ8mm钢珠010置于孔内，然后安装钢套007，钢套007与钢珠010接触的两个平面均要抠圆弧槽，外表面如图示加工锯齿和开槽，以便钢带能扎紧胶管004和钢套007，起到密封作用。然后同理，在钢套007另一侧（左侧）装入定位环009和钢珠010以及钢垫二006b，最后装入挡圈008，并用螺钉将挡圈008固定于铜头001上。由于对图示2进行了改良，即在钢垫006和钢套007之间增加了定位环009和钢珠010，即使在钢套承受较大重力的情况下，铜套和胶管依旧能在钢珠的作用下克服摩擦力做径向运动，实现旋转的目的。由于钢垫006和钢套007均采用1Cr18Ni9Ti材质，旋转过程磨损较小，大大提高了滚珠式可旋转水冷电缆的使用寿命。

当本发明所述的滚珠式可旋转水冷电缆在大角度左右旋转时，一端外胶管可以于活动钢套同时旋转，避免胶管扭曲、鼓包，减少磨损，提高电缆使用寿命。

此发明结构设计简单，制造、维修成本较低，也能符合用户要求。

本发明可以拓展和广泛用于我国更多冶金企业之中，由于其灵活的旋转功能，能使水冷电缆在使用中的寿命大大提高，减少更换胶管的几率，提高生产效率，控制生产成本。

Claims (5)

1.滚珠式可旋转水冷电缆，包括左右两铜头、连接左右铜头起导电作用的铜绞线、套于铜头以及铜绞线表面的胶管，所述胶管两端部均缠绕有钢带，压紧密封左右铜头，所述左侧铜头与胶管左端的套接处加工有一圈阶梯档，所述阶梯档上从内往外依次套接有钢垫一、钢套、钢垫二以及挡圈，所述钢垫一固定衬于阶梯档端面，钢垫二衬于挡圈内侧，其特征在于增设有两个定位环，分别安装于钢套两端，定位环表面围绕圆心开设有若干个圆孔，圆孔内放置有滚动钢珠，所述钢珠直径大于定位环厚度小于圆孔孔径，钢套以及钢垫与钢珠的接触端面均开设有圆弧槽，所述钢珠露出定位环部位定位卡嵌于圆弧槽内。

2.根据权利要求1所述的滚珠式可旋转水冷电缆，其特征在于钢套与胶管之间设有螺钉固定。

3. 根据权利要求1所述的滚珠式可旋转水冷电缆，其特征在于挡圈上设置有紧定螺钉与铜头固定连接。

4.根据权利要求1所述的滚珠式可旋转水冷电缆，其特征在于钢套上设置有锯齿。

5.根据权利要求4所述的滚珠式可旋转水冷电缆，其特征在于胶管上表面设置有方便钢带扎紧的凹槽，所述凹槽与锯齿位置相对应。