DE3127633A1

DE3127633A1 - Kupplungsvorrichtung fuer rohre, die zugleich elektrischen strom und ein fluidum leiten, insbesondere fuer elektrothermische oefen

Info

Publication number: DE3127633A1
Application number: DE19813127633
Authority: DE
Inventors: Harald 1316 Gjettum Krogsrud
Original assignee: Elkem ASA
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 1980-07-25
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1982-06-03
Also published as: JPS5760677A; US4435817A; AU7346581A; NZ197834A; CA1176291A; BR8104610A; DE3127633C2; FR2487590A1; FR2487590B1; PH17746A; AU542590B2; MX149850A; IN154275B; NO802266L

Description

Kupplungsvorrichtung für Eohre, die zugleich elektrischen Strom und ein Fluidum leiten, insbesondere für elektrothermische Oefeno

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kupplung vqn elektrischen Strom führenden Rohren, die zugleich auch ein Fluidum leiten, wie zum Beispiel eine Kühlflüssigkeit. Die Kupplungsvorrichtung soll den Strom von dem einen zu dem anderen Rohr durch eine Sbromkupplung leiten. Die zu verbindenden Eohre haben dafür geeignete Flächen, gegen die die Strom-, kupplungsvorrichtungen anliegen. Spezieller, aber nicht aus-'schließlich, betrifft die Erfindung eine Kupplungsvorrichtung, die an.einer Fassung für Elektroden in einem elektrothermi-' sehen Schmelzofen angeordnet wird, wie zum Beispiel in einem Ferrolegierungsofen, -Roheisen- und/oder Karbidofen«

Kupplungsvorrichtungen dieser Art erfordern eine Konstruktion, die einen guten elektrischen Kontakt zwischen den zusamtnenzukuppelnden Konstruktionsteilen sicherstellt» Ferner muß die Kupplung so robust und einfach wie möglich sein, damit eine Lösung der Verbindung mit einfachen Mitteln und durch einen einfachen Arbeitsvorgang erfolgen kann, so daß die Elektrodenfassung oder andere Konstruktionsteile leicht frei gemacht werden können. Außerdem wird verlangt, daß die ausreichende Dichtigkeit gegen ein Lecken der in den bohren zirkulierenden Flüssigkeit gewährleistet ist·

Zur Zusammenfügung von stromführenden Kupferrohren verwendet man normalerweise eine Muffe, die man auf das Rohr aufsetzt und die mit Silber an die Rohrenden verlötet wird» Als Alternative ha t man eine zweigeteilte Hülse verwendet, die man mittels Bolzen oder ähnlichen Klemmorganen um das ζusammeηzufügende Gebiet klemmt.

Bei der Zusammenfügung von solchen Rohren ist es wichtig, daß

die Rohrenden von Oxydfilm, OeI, Schmutz u.a. gereinigt sind.

Nach dieser "bekannten Technik ist es nachteilig, daß beim Auswechseln der Kons'truktionsteile der Ofen verhältnismäßig lange stillgelegt .werden muß.

■ Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Lösung erbracht, bei der die Stromkupplungsvorrichtung ein Druckorgan umfaßt, das einen gesteuerten,, aufgedrückten und wegnehmbaren Kontaktdruck • zwischen der Stromkupplungsvorrichtung und-den zusammenzufügenden Rohren bewirkt. Der Kontaktdruck ist so groß, daß ein .genügender elektrischer Kontakt erreicht wird.

Das genannte druckerzeugende Organ umfaßteinen hydraulisch zu. betätigenden Ringkörper, der den Uebergang zwischen den beiden Rohrenden umschließt. Dieser Körper ist mit einer Hülse aus Kupfer oder ähnlichem Material versehen, die gegen die Rohre " . gepreßt wird-, sobald im druckerz.eugenden Organ Druck ausgeübt wird. Die Hülse ist inwendig an der Oberfläche bearbeitet, vorzugsweise poliert. Ferner sind die Rohre an den Flächen, · an denen die Hülse" anliegt, entsprechend bearbeitet.

Nach einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist diese Hülse gespalten, vorzugsweise spiralförmig. Dadurch wird der Hülse eine besondere Elastizität gegeben, um eine gleichmäßige Klemmwirkung um die Rohrenden herum auszuüben. Als druckerzeugendes Organ kann zum Beispiel ein flexibler Schlauch aus Gummi oder ähnlichem Material eingesetzt werden, der mittels eines hydraulischen Mediums inwendig unter Druck gesetzt werden kann. Ein solcher Schlauch umschließt die Hülse. An der Außenseite ist der flexible Schlauch von einem rostfreien, nichtmagnetischen Stahlzylinder umgeben. Der Stahlzylinder wirkt als Gegenhalt für den Schlauch, wenn diesem Druck zugeführt wird.

Der Stahlzylinder kann an einem Ende an dem Rohr festge-"schweist sein, und zwar mittels einer rostfreien, nichtmagnetischen Scheibe, die am Kupferrohr festgelötet ist. Diese

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Scheibe kann im Verhältnis zu dem Rohr mit Vorteil so angebracht sein, daß der oberflächeribearbeitete Teil des einen stromführenden Rohres mit der einen Fläche der Scheibe fluchtet. Wie oben erwähnt, sind die Rohre in dem Bereich oberflächenbearbeitet, wo die Hülse klemmen soll, um dadurch eine gute Kontaktfläche zu gewährleisten.

Eine ÄusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung wird, in* folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen näher beschrieben.

1 ist ein Vertikalschnitt durch die Hälfte einer Elektro de mit der zugehörigen Elektrodenfassung und der erfindungsgemäßen Rohrkupplung,

Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt einer erfindüngsgemäßen Rohrkupplung, .

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt durch das Kupplungsorgan der Figo 2 nach der Linie III-III. ' ■

Der axiale Vertikalschnitt der Fig. 1 zeigt die Elektrode 2 mit der Elektrodenfassung 1 und den Zubehörteilen. Die Elektrodenfassung Λ ist eine integrierte Einheit* bei der Strom, Kühlflüssigkeit und Druckmedium durch dieselben Zuführungslei tungen geleitet werden, die außerdem auch die Aufhängung für die Fassung 1 und damit die Elektrode 2 bilden.

Die Elektrodenfassung 1 umfaßt eine Mehrzahl von Kontaktbakken 3» die die Elektrode 2 ganz oder teilweise umschließen. Die Kontaktbacken. 3 sind mit Bruckvorrichtungen 4 angedrückt. Letztere können jeglichen geeigneten Typs sein. Aussen an den Kontaktbacken 3 ist ein Kühlschild 7 angebracht, der vorzugsweise die Form eines ganzen, nicht aufgeteilten Körpers hat, der die Elektrode 2 umschließt. Die Druckorgane 4 pressen die Kontaktbacken 3 gegen den Umkreis der Elektrode 2, wobei der genannte, außerhalb liegende. Kühlschild 7 als Gegenhalt für die Druckvorrichtungen ¹V wirkt. Der KUhJ r,chi.J'l ',' hat zu diesem Zweck eine' ausreichende Bemessung, υτη (Jon nuf-

tretenden Druckkräften widerstehen zu können. Der Kühlschild 7 kann eventuell aus separaten Sektionen aufgebaut sein, die untereinander verbunden sind, um eine steife Konstruktion zu •bilden.' ' "

Nach diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Zuführungsleitungen 14 aus paarweisen, stromführenden Rohren, z.B. aus Kupfer. Diese Rohre sind vorzugsweise an den Kontaktbacken 3 festgeschweist und bilden mit denselben eine integrierte Einheit. Die Kontaktbacken, 3 tnit den Druckvorrichtungen 4 sind mit .Hilfe von genanntem Rohr 14 an dem entsprechenden Rohr 17 aufgehängt, das mittels Tragestütze.n an dem Aufhängungsmantel 9 unterstützt ist. Die bisher nicht befriedigend erfüllte Aufgabe einer dichten Verbindung zwischen den Rohren 14 und 17, wird durch die.Kupplungsvorrichtung gemäß, der Erfindung gelöst. Diese wird in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 näher beschrieben. Auch der Kühlschild 7 ist an dem genannten Rohr mittels hierzu geeigneter Vorrichtungen (nicht gezeigt) aufgehängt. Der Aufhängungsmantel 9 ist seinerseits in dem Elektrodenhubwerk (nicht gezeigt) aufgehängt (vgl. 10). · . ,

.Die Kontaktbacken 3 tnit den Druckvorrichtungen 4 und dem Kühlschild 7 haben zusammen eine gesamte seitliche Ausdehnung, die kleiner als der innere Durchmesser oder die seitliche Ausdehnung des Aufhängungsmantelö 9 ist. Dadurch kann die ganze Fassung als eine Einheit durch den genannten Aufhängungsmantel 9 hochgezogen"werden, ohne daß irgendwelche Konstrukti- · onsteile demontiert werden müssen. Um das Hochziehen der Fassung 1 zu ermöglichen, sind die Rohre 14 mit Aufhähgungsbefestigungen 15 ausgerüstet, die an den Rohren 14. festge-•schweist sind.

An dem oberen Ende des Kühlschilds 7» zwischen die.sem und der Elektrode 2, ist.eine gasdichte Dichtung 16 angeordnet.

■Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Kupplungsvorrichtung, die als Detail A in Fig. 1 gekennzeichnet ist. Die

Zeichnung zeigt die Kupplungsvorrichtung-im Axialschnitt, mit den "beiden eingeführten Rohrenden» Wie in Fig." 2 gezeigt, umfaßt die Kupplungsvorrichtung eine zylindrische Hülse 18, die die "beiden zusammenzufügenden Rohrenden umgibt. Die Hülse 18 ist an ihrem oberen Ende mit einer erweiterten Mündung zwecks Zentrierung des in die Hülse einzuführenden 'Rohrs 14 versehen. Die Hüls©"18 ist inwendig oberflächenbearbeitet, ebenso wie die Enden der Rohre 14 und 17· Um einen bestmöglichen Kontakt zu erreichen sind di© genannten Flächen vorzugsweise poliert. Ferner ist die Hu3.se 18 in vertikaler Richtung gespalten, und zwar durch'eine oder mehrere Spalten» Mit einer solchen Spaltung wird bezweckt j der Hülse 18 eine bessere Elastizität zuzusichern, so daß die Hülse bei Zuführung von äußerem Druck einen guten Klemmkontakt mit den Rohrenden gibt.

Außerhalb der Hülse 18 ist ein zylindrischer Schlauchkörper 19 angeordnet, der die Hülse 18 umgibt„ Dieser Schlauch wird inwendigem Druck ausgesetzt. Der Schlauch ist daher an eine druckerzeugende Quelle (nicht gezeigt) angeschlossen. Als Gegenhalt ist außerhalb des Schlauches 19 ein Ring 20 angeord^- aet« Dieser ist an seinem unteren Ende an dem Rohr durch eine Scheibe 21 festgeschweist. Der Oberkante der Scheibe fluchtet mit der Fläche 23, die beim Bearbeiten des Rohrendes'17 entsteht. TJm eine hydraulische Dichtigkeit zwischen den beiden Rohrenden zu sichern, ist an den Flächen, die gegeneinanderliegen, ein Dichtungsring 22 vorgesehen, der vorzugsweise aus Gummi oder ähnlichem Material besteht.

Fig. 3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die in Fig. 2. gezeigte Kupplungsvorrichtung nach der !Linie III-III der

Figo 2o ■

Claims

β©®© FRANKFURT LICHTENSTEINSTRASSE 3 FERNSPRECHHRr (06 11) 555061 'TELEGRAMME: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 50007149 POSTSCHECK-KONTO FFM. 1667-6 Hl/ho FRANKFURT Elkem a/p', Fiddelthuns gate 27, N Oslo t> Patent ansprü ehe ■ .

1) Kupplungsvorrichtung für Rohre, die zugleich elektrischen Strom und ein Fluidum, z.B. Kühlflüssigkeit, leiten, wobeider Strom von.dem einen zu dem anderen Rohr durch die Kupplungsvorrichtung geleitet wird, und -die genannten Rohre dafür geeigneteFlächen haben, gegen die die Kupplungsvorrichtungen anliegen, . · ·

dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung ein · Druckorgan umfaßt, das einen aufgedrückten, entfernbaren., gesteuerten Kontaktdruck zwischen der genannten Kupplungsvorrichtung und den Rohren "bewirkt, wobei dieser Kontaktdruck so groß ist, daß ein genügender elektrischer Kontakt erzielt wird. .

2) Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung fest an dem einen Rohrende verankert, und mit einem Oi'gan zwecks Zentrierung des korrespondierenden Rohrendes ausgerüstet 1st.

3) Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte druckerzeugerrie Orgnn einen hydraulisch zu beeinflussenden zylindrischen Hah..l auchkörper (19) umfaßt, der den Uebergang zwischen den beiden Rohrenden umschließt.

4) Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ?>, dadurch geknnzeichnet, daß der hydraulisch zu. beeinflnrssendo ,4

Schlauchkörper (19) eine Hülse (18) umgibt, die aus einem gut elektrisch leitfähigen Material besteht, so daß die Hülse (18) mit den Rohrenden zwecks Ueberführung von Strom in Kontakt ist, sobald das druckerzeugende Organ unter Druck gesetzt ist.

5) Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Innere Fläche der Hülse (18) und die äußeren Flächen der zu verbindenden Rohrenden oberflächenbearbeitet,

" vorzugsweise poliert, sind.

6) Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4- oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Metallhülse (18) mit einem oder mehreren Schlitzen versehen ist, die in vertikaler Richtung verlaufen.

7) Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schlitz bzw. die Schlitze bogen- oder spiralförmig sind.

8) Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7i'dadurch gekennzeichnet, daß rund um den hydraulischen Schlauchkörper (19) auf dessen Außenseite eine Ringhülse (20) angebracht ist, die einen Gegenhalt für den genannten hydraulischen Schlauchkörper bildet, wenn dieser inwendigem Druck ausgesetzt ist.

9) Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringhülse .(20) an dem einen Rohr (1?) an dessen Ende fest verankert ist.

10) Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen den beiden Rohrenden (14=, 17) eine Dichtung oder Packung angebracht ist, vorzugsweise in Form .eines Gummiringes (22).