NO131027B - - Google Patents

Description

Anordning ved elektrodeklemmer.

Foreliggende oppfinnelse angår klem-

mer for elektroder og spesielt klemmer for svære elektroder, f. eks. slike som brukes i elektriske lysbuesmelteovner.

Slike elektroder har ofte en diameter

på mere enn 1,2 m og fører en meget høy strømstyrke. Under bruk blir disse elektro-

der ført nedover inn i ovnen etterhvert som de forbrukes eller brennes bort under drift. Etterhvert som elektrodene beveges ned-

over nærmer klemmen seg til chargen og må løftes og settes på plass igjen på elektroden for fortsatt fremføring.

På grunn av de store strømstyrker som anvendes er det i høyeste grad ønskelig å bygge en klemme som griper elektroden fast over en betraktelig flate og har et jevnt kontakttrykk rundt elektroden for derved å nedsette tapene på grunn av motstand og sikre at strømbelastningen blir jevnt for-

delt over kontaktområdet, for derved å hin-

dre lokal overoppvarming av kontaktfla-

tene. Det er ønskelig å ha klemmen kraftdrevet på grunn av de meget betraktelige krefter som forekommer ved svære elektro-

der og styrt fra et sted utenfor ovnen på grunn av den høye temperatur nær toppen av ovnen hvor det er vanskelig for en mann å arbeide. For å oppnå et jevnt kontakttrykk må klemmen tilpasse seg selv til uregelmessigheter i formen på elektroden og dette er oppnådd ved hjelp av et stort antall sko som er fleksibelt anbragt og ved hjelp av jevnt klemtrykk utøvet på hver sko.

Foreliggende oppfinnelse har følgende formål: a) A skaffe en klemme som lett kan drives mekanisk og styres fra et sted uten-

for ovnen.

b) Å skaffe en klemme som kan inn-

stille seg selv for å kompensere for uregelmessigheter i elektrodeformen for å sikre at strømbelastningen blir jevnt fordelt over kontaktområdet, hvorved lokal ovaropp-varming av kontaktflatene unngås.

c) Å frembringe en klemme som, selv

om den er kraftdrevet og skal utøve betraktelig kraft ikke vil bringe elektroden til å sprekke eller brekke.

d) Å skjerme de mekaniske elementer

i anordningen fra den høye ovnstempera-

tur for å sikre mest mulig effektiv drift.

Foreliggende oppfinnelse går således ut

på en anordning ved elektrodeklemmer, spesielt for 'elektriske lysbueovner med elektroder som forbrukes og som føres ned-

over etter som de forbrukes, omfattende en trykkring som omgir elektroden i avstand fra denne, og aksialt og radialt bevegbart elektrisk ledende klemsko som er anbragt mellom trykkringen og elektroden og som virker som elektriske kontaktelementer,

hvor skoene er innrettet til ved kilevirkning å presses mot elektroden for å gripe denne,

og hvor det for hver klemsko er anordnet et kilelegeme mellom en kileflate på klemskoen og en reaksjonsflate på trykkringen, hvorved klemskoene som kan beveges ak-

sialt i forhold til trykkringen er innrettet til å presses mot elektroden ved samvirke mellom kileflatene på klemskoen og de tilsvarende kilelegemer, hvor det særegne be-

står i at kilelegemene kan beveges aksialt

i begrenset utstrekning og er innbyrdes forbundet i grupper på minst to på en slik måte at aksial bevegelse av ett kilelegeme i én retning i forhold til kileflaten på en klemsko bevirker en lik, men motsatt rettet bevegelse av ett eller flere andre kilelegemer hvorved kontakt- og gripetrykket blir jevnt fordelt mellom de klemsko som hører sammen.

På vedføyde tegninger er det vist en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen. . Fig. 1 viser et tverrsnitt av elektrodeklemmen etter linjen I—I i fig. 4. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom den nedre del av elektrodeklemmen, etter linjen 2—2 i fig. 4. Fig. 3 viser et snitt etter linjen 3—3 i fig. 1. Fig. 4 viser et snitt etter linjen 4—4 i fig. 1. Fig. 5 viser et riss stett i retningen 5—5 i fig. 1. Fig. 6 viser kilelegeme-bærere for en elektrodeklemme utstyrt med ni sko. Fig. 7 viser anordningen av kilelegeme-bærere for en elektrodeklemme utstyrt med tolv sko.

■ Fig. 8 viser i et skjematisk perspektiv-riss hvorledes klemmen arbeider. I en anordning av denne art hvor en sylindrisk elektrode blir grepet mellom klemmer eller sko er det ønskelig å ha en symmetrisk anordnet trepunkts-kontakt eller tilsvarende kontakt da det derved oppnås jevn forde-ling av trykket rundt elektroden. Trepunkt-kontakt, med tre sko, kan være praktisk for små elektroder, men for svære elektroder gir dette begrensete antall kontaktsko ikke tilstrekkelig kontaktflate til å bære den betraktelige vekt og overføre de høye strømstyrker som brukes. Hvis tre kon-taktområder bare økes i størrelse for å kompensere for større elektrodediameter, er følgen at kontaktområdet blir så svært at hvert slikt område ikke kan innstille seg selv og kompensere for uregelmessigheter i overflaten og formen av elektroden. Av disse grunner er det nødvendig at svære elektroder har mere enn tre kontaktsko og det er ønskelig å bruke et tall som er dele-lig med tre, f. eks. seks, ni eller tolv sko. Når det brukes mere enn tire, bør det be-nyttes en eller annen anordning for å ut-balansere og jevne ut trykket for de forskjellige sko på elektroden. Foreliggende oppfinnelse går ut på en klemme som har et antall sko som er større enn tre, f. eks. seks, ni eller tolv. Den utførelsesform som er vist i fig. 1—5 viser bruken av seks kontaktsko.

På tegningene betegner E en svær kull-eilektrode og M den charge hvori elektroden E arbeider. Elektrodeklemmen består i det vesentlige av en rekke sirkulært an-ordnete ledende sko 1 som skal kunne gripe elektroden og som er innrettet til å beveges vertikalt og en kilemekanisme som i sin helhet er betegnet 3 og er innrettet til å tvinge skoene 1 til inngrep med elektroden E når skoene beveges nedover. Skoene og et parti av elektroden over dem er omgitt av en beskyttende, vannkjølt kappe 4..

Kontaktskoene 1 er kanskje best vist i fig. 1, 2 og 4. De er bueformet for at inner-flaten på hver sko skal passe ,til den ytre overflate av elektroden. Hver sko bæres på to elektriske ledere 5 som er anordnet vertikalt og strekker seg oppover fra skoene til en samlering 6 som er utført av et par rør-formete ringer 7 og 8 som er forbundet med hverandre ved hjelp av klemmer 9 som er elektrisk forbundet med en strømkilde som ikke er vist. Samleringen 6, lederne 5 og skoene 1 er festet sammen til en sterk en-het som er beregnet til å beveges vertikalt et kort stykke i forhold til resten av elektrodeklemmen. Strømmen blir ført fra samleringen til skoene ved hjelp av lederne 5.

Elektrodeklemmen er bygget opp av forskjellige elementer som er forbundet med en hul sirkulær opphengninigsrin'g 10. Den vannkjølte kappe 4 henger ned fra denne rimg. Det er ønskelig å utføre dlenne kappe i to deiler, en øvre 4a og en nedre 4b. Hver er uavhengig av den annen, bort-sett fra at de er forbundet med hverandre ved hjelp av rør 80 og styres ved hjelp av bånd 11. Med denne utførelse kan den nedre del som er utsatt for sterk varme skiftes ut uten å skifte den øvre del av kappen. På innsiden av det nedre parti av kappen nær bunnen er det et forsterket ringformet parti 12. Funksjo-nen av dette forsterkete parti av kappen skal beskrives nærmere nedenfor.

Klemskoene 1 er beregnet til å beveges vertikalt, slik som nevnt, og denne bevegelse overføres til side- og tverrklemvirk-ning ved hjelp av kileflater som påvirker skoene. Den foretrukne utførelse omfat-ter en skrå kileflate på yttersidene av hver sko, et opphengt vertikalt bevegelig kilelegeme, med en tilsvarende skråning, mellom hver sko og en tilsvarende trykkflate på innsiden av kappen.

I den utførelsesform som er vist i fig. 1—5, er det tre kileflater på utsiden av hver

sko. En av disse er betegnet 20. Som påpekt ovenfor, er den indre vegg av kappen 4b forsynt med et forsterket parti 12. Dette danner en trykkflate på innsiden av kap-

pen. Mellom denne trykkring 12 og skrå-flater på hver sko 1 ligger et kilelegeme W. Hvert slikt legeme består av tre kiler, f. eks. slik som vist ved 22 i fig. 2. Disse kiler er anordnet på en horisontalt buet bære-plate P som midt på sin lengde er opphengt fra en passende stav slik som det skal beskrives. De tre kiler på legemet samvir-ker med tre skrå kileflater på den nærliggende sko. Disse kiler er alle like og bare en skal derfor beskrives. På innsiden av hver kile 22 er det en skrå plate 23 som er komplementær til flaten 20 på skoen 1. På utsiden av kilen 22 er overflaten loddrett, slik som vist ved 24, og beregnet til å samvirke med den loddrette overflate på innsiden av det forsterkete parti 12. I den ut-førelsesform som er vist i fig. 1—5, som viser seks sko, er det også seks kilelegemer W, fig. 4. Det er ønskelig å anbringe ruller eller kuler mellom kilene 22, skoene 1 og kappen 4 for å nedsette friksjonen. Kilelegemene W er opphengt slik at de kan ut-føre en begrenset loddrett bevegeJse slik at det blir jevnt trykk mellom hver sko og elektroden, slik som det skal beskrives nærmere nedenfor.

For en klemme med seks sko, som vist i fig. 1—5, er kilelegemene båret på an-ordninger av den art som er vist i fig. 2, 4 og 5. Hvert kilelegeme er opphengt på en stav, som vist ved 30a og 30b, fig. 2, 4 og 5, og hver stav er på sin side hengslet på en vektstang slik som vist i fig. 5. Staven 30a er hengslet på vektstangen 31a og staven 30b på vektstangen 31b. Vektstangen 31a er hengslet ved 32a på den faste opp-hengningsriing 10. Den fri ende av vektstangen 31a hviler på den høyre side av en toarmet vektstang 34 som er hengslet på midten ved 35 på ringen 10. Vektstangen 31b er hengslet på ringen 10 ved 32b og dens høyre ende hviler på den venstre side av vektstangen 34. Nabo-kilelegemer er således anordnet i par og det er klart at den anordning som er vist i fig. 5 er slik at hvis et kilelegeme i et par blir trukket lenger nedover enn den annen en-het, vil denne bli beveget oppover på grunn av den toarmete vektstang som utgjøres av den hengslete vektstang 34. Følgen er at de to kilelegemer i et par er utbalansert mot hverandre slik at ingen av dem kan utøve et sterkere trykk på sin samvirkende sko og nærliggende kappevegg enn det annet legeme. Med hvert kilelegeme i et par utbalansert mot det annet, og med seks sko oppnås det et resultat som er omtrent det samme som en trepunkt-trykkbæring, men med et større sko-område.

Fig. 6 viser skjematisk kilelegeme-

bæringer for en klemme som er forsynt med ni sko. Opphengningsringen 10 bærer kilelegemene i grupper på tre legemer. En slik gruppe er vist i fig. 6. Legemene er vist nederst i figuren ved 40a, 40b og 40c. De er båret på staver 41a, 41b og 41c som på sin side er festet til vektstenger på ringen 10. Staven 41a er opphengt midt på lengden av vektstangen 44a som er hengslet på ringen 10 ved 45a. Staven 41c er hengt opp midt på lengden av vektstangen 44c som er hengslet på ringen 10 ved 45c. Staven 41c er opphengt på midten av vektstangen 49 slik som vist. Mellom stavene 41b og 41c

er en toarmet vektstang 47c hengslet på ringen ,10 ved 48c. Mellom stavene 41a og 41b er en toarmet vektstang 47a hengslet på ringen 10 ved 48a. Den høyre ende av vektstangen 44a hviler på den venstre ende av vektstangen 47a og den venstre ende av vektstangen 49 hviler på den annen ende av vektstangen 47a. Den venstre ende av vektstangen 44c hviler på den høyre ende av vektstangen 47c og den høyre ende av vektstangen 49 hviler på den venstre ende av vektstangen 47c. Hvis et eller annet av kilelegemene i gruppen beveges nedover i forhold til de andre to legemer, vil de andre to beveges oppover. Denne virkning vil, selvsagt, søke å kile de legemer som beveges oppover fastere inn mellom sine sko og kapperingen.

Fig. 7 viser skjematisk en anordning av kilelegemebæringer for en elektrodeholder som er utstyrt med tolv sko. I denne utfør-else vil det ses at det er fire legemer som er betegnet 50a, 50b, 50c og 50d. Disse er båret parvis på toarmete tverrarmer 51a og 51b. Sentrene for disse armer 51a og 51b er båret ved hjelp av staver 52a og 52b som ved sine øvre ender er festet på hengslete vektstenger 53a, henholdsvis 53b. Hver av disse er på sin side hengslet ved den ene ende på

ringen 10, slik som vist ved 54a og 54b. De

fri ender av vektstengene 53a og 53b er båret på en toarmet vektstang 55 som er hengslet på midten 56 på ringen 10. I denne utførelse vil det ses at par av kilelegemer er utbalansert overfor hverandre, dvs. et par er utbalansert overfor et annet par, slik at fire legemer.er i balanse mot hverandre, og med tilsammen tolv sko gir dette omtrent samme virkning som for trepunkt-kontakt eller -opphengnlng.

Som nevnt ovenfor er det, på grunn av den svære elektrodestørrelse, de vekter som opptrer og den varme som utvikles i ovnen, ønskelig å ha mekanisk drift av denne klemme-anordning. Den mekaniske anordning for bevegelse av skoene loddrett langs elektroden er fortrinnsvis en hydrau-Ilsk anordning og i en klemme med seks sko, f. eks. slik som vist i fig. 1—5, er tre hydrauliske sylindre og stempler symmetrisk anordnet rundt omkretsen av blem-men. En av disse er vist ved 59 i fig. 1 og 5. I den utførelsesform som er vist, består hver av disse enheter av en sylinder 59 med tilhørende stempel. Stempelstangen er betegnet 60. Den nedre del av sylinderen 59 er båret på og hengslet ved 62 på en faststående arm 61 som er festet til ringen 10. Et annet par faststående armer 63 bærer en loddrett føringsplate 64. En nedhengende arm 65 fra samleringklemmen 9 er i kontakt med denne føringsplate 64 og beveger seg opp og ned på denne for å sentrere og føre samleringen som kan beveges opp og ned. Det nedre parti' av denne arm er forsynt med et passende fremspring 66 som er elektrisk isolert slik at det ikke vil flyte strøm fra samleringen til platen 64.

Et par parallelle hengslete armer 70 er hengslet ved den nedre ende på de faststående armer 63. Disse armer 70 ligger i avstand fra hverandre og er ved den øvre ende forbundet ved hjelp av en passende hengseltapp 71 på hvilken det er hengslet et par tverrarmer 73. Ved den ytre ende er armene 73 hengselforbundet med stempelstangen 60 slik som vist ved hengselpunktet 74 og ved de indre ender er de hengselforbundet ved 76 med armen 75 som er festet på toppen av samlering-klemmen 9. Med denne anordning av stempel, sylinder og stangsystem, er det klart at når trykk-væske føres inn på undersiden av stemplet, beveges stempelstangen 60 oppover og samleringen 60 beveges nedover og tar med seg skoene 1.

Skoene 1, lederne 5 og samleringen er alle isolert fra de øvrige elementer i klemmen for å forhindre lekk-strømmer. I til-legg hertil er det ønskelig å sette inn isola-torledd 78 i stavene, slik som vist ved 30a og 30b i fig. 2 og i de tilsvarende bæresta-ver i fig. 6, 7 og 8.

I fig. 1 er det vist rør 80 som skal bære vekten av deler 4b av kappen. Rørene 80 forsyner også den nedre del 4b av kappen med kjølevæske og i samme hensikt er det anordnet kjølevæsketilknytninger, som ikke er vist, for den øvre del 4a av kappen for derved å opprettholde en strøm av kjøle-væske gjennom kappen. Kjølemiddel blir også ført gjennom en rekke rør 83. Det vil ses i fig. 1 og 2 at disse rør er anbrakt under kilene og anordnet fra den nedre kant av kappen til et punkt nær bunnen av skoene. De skal tjene til å beskytte skoene og kilene mot den sterke varme i ovnen. Tre bærestropper 84 er vist og kan brukes til å bære klemmen.

Det er noen endringer som kan utføres i de utførelsesformer som er vist og be-skrevet, men som allikevel ligger innenfor rammen for oppfinnelsen.

Med slike kileflater som vist på tegningene og klemmen båret fra stroppene 84, vil vekten av elektroden søke å bevege skoene 1 nedover og derved bidra til å klemme skoene mot elektroden. Hvis skrå-ningen av kileflaten på skoene og kilene er motsatt den som er vist, ville det være nød-vendig å løfte isamleringen og skoene for å frembringe en klemvirknlng. Med denne utførelse ville vekten av elektroden ikke bidra til klemvirkningen. Tvert om ville vekten motvirke denne. Det vil imidlertid bli en temmelig jevn klemvirknlng og en meget rask frigjøring.

Med kileflater slik som vist på tegningene og elektrodeklemmen båret fra stroppene 84, vil vekten av elektroden søke å bevege skoene nedover og derved bidra til å klemme skoene mot elektroden. Hvis imidlertid klemmen bæres fra samleringen 6, ville det være nødvendig å tvinge opphengningsringen 10, fig. 1, og de deler som er opphengt i den, f. eks. kappen 4, og kilene 22, oppover for å frembringe klemvirkning. Med denne utførelse ville vekten av elektrodene Ikke bidra til klemvirkningen. Vekten ville faktisk ikke ha noen virkning. Det ville dog bli en temmelig j evn klemvirknlng og en rask frigjøring.

Under drift gir den utførelsesform som er vislt i fig. 1—5 et jevnt klemskotrykk på elektroden tross ulikheter i overflaten av elektroden og tross den omstendighet at elektroden kanskje ikke er fullstendig sylindrisk. Dette er oppnådd ved innlegging av det opphengte eller «flytende» 'kilelegeme mellom skoene og den indre overflate av kappen, slik som skjematisk vist i fig.

8. I denne figur vil det ses at når skoene

101 beveges nedover vil de komme i be-røring med elektroden, som ikke er vist, og

kilene 103 og bevege disse utover til de

kommer i berøring med indre overflate på

kappen 104b. Videre bevegelse av skoene nedover vil bringe kilelegemet til å bevege

seg nedover tilsvarende det trykk som ut-øves mellom de forskjellige kileflater. Hvis en sko møter motstand før en annen, kanskje på grunn av et lite forhøyet parti på elektroden, vil denne sko, kilelegemet og kappen stramme seg til, idet kilelegemet vil søke å bevege seg nedover ved den fort-satte bevegelse av skoen som, på grunn av den toarmete vektstang 105 som er anbrakt på opphengningsringen 110 vil be-

vege det tilhørende kilelegeme oppover til

strammere forhold til sin tilsvarende sko

og kappeveggen. Bevegelsen av en kombinasjon sko-kilelegeme nedover vil søke å

stramme den annen kombinasjon sko-kilelegeme på grunn av vippe- eller vekitstang-virkningen av stangen 105. Dette betyr at

det opprettholdes en likevekt mellom de

to sko i hvert par.

Claims (6)

1. Anordning ved elektrodeklemmer, spesielt for elektriske lysbueovner med elektroder som forbrukes og som føres nedover etter som de forbrukes, omfattende en trykkring som omgir elektroden i avstand fra denne, og aksialt og radialt be-vegbare elektrisk ledende klemsko som er anbragt mellom trykkringen og elektroden og som virker som elektriske kontaktelementer, hvor skoene er innrettet til ved kilevirkning å presses mot elektroden for å gripe denne, og hvor det for hver klemsko er anordnet et kilelegeme mellom en kileflate på klemskoen og en reaksjonsflate på trykkringen, hvorved klemskoene som kan beveges aksialt i forhold til trykkringen er innrettet til å presses mot elektroden ved samvirke mellom kileflatene på klemskoen og de tilsvarende kilelegemer, karakterisert ved at kilelegemene (W) kan beveges aksialt i begrenset utstrekning og er innbyrdes forbundet i grupper på minst to på en slik måte at aksial bevegelse av ett kilelegeme (W) i en retning i forhold til kileflaten (20)i på en klemsko (1) bevirker en lik, men motsatt rettet bevegelse av ett eller flere andre kilelegemer (W) hvorved kontakt- og gripetrykket blir jevnt fordelt mellom de klemsko (1) som hører sammen.

2. Elektrodeklemme som angitt i på- stand 1, karakterisert ved at kile legemene (W) er forbundet med hverandre gjennom vektstenger.

3. Elektrodeklemme som angitt i på-stand 2, karakterisert ved at hvert av to kilelegemer (W) (fig. 5) er forbundet med et mellompunkt på en vektstang (31a, 31b) med faste hengselpunkt (32a, 32b) ved den ene ende, idet de andre ender av vektstengene er i inngrep med motsatte ender av en mellom vektstang (34) med fast midtre hengselpunkt (35).

4. Elektrodeklemme som angitt i på-stand 2, karakterisert ved at hvert av to kilelegemer (40a, 40c)' (fig. 6) er forbundet med et mellompunkt på en vektstang (44a, 44c) med fast hengselpunkt (45a, 45c) ved den ene ende, at et tredje kilelegeme (40b) er forbundet med midten av en flytende vektstang (49) og at to mellom-vektstenger (47a, 47c), som hver har et fast midtre hengselpunkt (48a, 48c), er anordnet mellom hver sin ende av den flytende vektstang (49) og den nærliggende fri ende av den ene, henhv. den annen, av de førstnevnte vektstenger (44a, 44c).

5. Elektrodeklemme som angitt i på-stand 2, karakterisert ved at hver av to flytende vektstenger (51a, 51b) (fig. 7)( som har et kilelegeme (50a, 50b, 50c, 50d) forbundet til hver ende, på midten er forbundet med et mellompunkt på en av to vektstenger (53a, 53b) med fast hengselpunkt (54a, 54b) ved den ene ende, idet de andre ender av de sistnevnte vektstenger er i inngrep med motsatte ender av en mellom vektstang (55) med fast midtre hengselpunkt (56).

6. Elektrodeklemme som angitt i på-stand 1—5, karakterisert ved orga-ner for å bevege alle kileflatene i lengde-retningen i forhold til elektroden (E).