NO811033L

NO811033L - PIECES CONTAINING REFRIGERANT PIPES

Info

Publication number: NO811033L
Application number: NO811033A
Authority: NO
Inventors: Thomas Westley
Original assignee: Westley Bros Ltd
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1981-09-29
Also published as: EP0037679A1; JPS56151161A

Description

Støpestykker som inneholder kjølemiddelledninger. Castings containing refrigerant lines.

Den foreliggende oppfinnelse angår støpestykker som inneholder kjølemiddelledninger. The present invention relates to castings containing coolant lines.

Når en støpt gjenstand skal benyttes under forhold hvor der kreves avkjøling, er det kjent å tildanne kjølemiddelpas-sasjer i gjenstanden, enten ved støpeprosessen eller ved etterfølgende maskinering. Hvis materialet i støpestykket er, eller under bruk kan bli, uegnet til å holde på kjølemiddelet, er det kjent å forhåndsfreinstille de nødvendige kjølemiddel-ledninger og deretter støpe gjenstanden rundt de på forhånd fremstilte ledninger, slik at disse innleires i det ferdige støpestykke. When a cast object is to be used under conditions where cooling is required, it is known to create coolant passages in the object, either during the casting process or during subsequent machining. If the material in the casting is, or during use may become, unsuitable for holding the coolant, it is known to pre-freeze the necessary coolant lines and then mold the object around the previously produced lines, so that these are embedded in the finished casting.

Ved støping av kobberblokker som skal tjene som elektrodeholdere i lysbueovner, er det således kjent å fremstille en kjølemiddelpassasje ved bøying av kobberrør og deretter støpe elektrodeholderen rundt kjølemiddelpassas.jen. When casting copper blocks that are to serve as electrode holders in arc furnaces, it is thus known to produce a coolant passage by bending copper pipes and then casting the electrode holder around the coolant passage.

Elektrodeholderen fører strøm til elektroden og utsettes for kraftig oppvarming ved bruk i ovnen. Spesielt kan den utsettes for alvorlig lokal oppvarming som et resultat av buedannelse mellom elektroden og holderen. Av denne grunn kan der oppstå fine sprekker i støpestykket, noe som ville tillate kjølevann å lekke ut hvis kjølemiddelpassasjen var tildannet direkte i støpestykket. Et kobberrør som innleires i støpestykket, holder seg tett i et meget lenger tidsrom og hindrer således lekkasje av kjølemiddel. The electrode holder conducts current to the electrode and is exposed to strong heating when used in the oven. In particular, it can be subjected to severe local heating as a result of arcing between the electrode and the holder. For this reason, fine cracks may occur in the casting, which would allow coolant to leak out if the coolant passage were formed directly in the casting. A copper pipe embedded in the casting stays tight for a much longer period of time and thus prevents leakage of coolant.

Der er imidlertid alvorlige begrensninger for denne frem-stillings teknikk . Det er vanskelig å bøye kobberrør under opprettholdelse av det nødvendige strømningstverrsnitt, og særlig er det umulig å fremstille dem med liten radius. Dette betyr at kjølemiddelkanalene utformes først og fremst for å sikre minst mulig med bend og størst mulig krumningsradius for hvert bend, mens hensynet til hvilke deler av støpestykket som trenger mest avkjøling, har vært ansett som sekundært. However, there are serious limitations to this manufacturing technique. It is difficult to bend copper pipes while maintaining the required flow cross-section, and in particular it is impossible to produce them with a small radius. This means that the coolant channels are primarily designed to ensure the fewest possible bends and the largest possible radius of curvature for each bend, while consideration of which parts of the casting need the most cooling has been considered secondary.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse inneholder derfor den støpte gjenstand en ledningsanordning for kjøle- middel fremstilt på forhånd fra minst to bend som inneholder hovedsakelig U-formede passasjer, og en rekke rør som ved sine ender er forbundet med bendene for å forbinde de U-formede passasjer. According to the present invention, therefore, the molded article contains a conduit device for refrigerant manufactured in advance from at least two bends containing mainly U-shaped passages, and a series of pipes which are connected at their ends to the bends to connect the U-shaped shaped passages.

Med en slik utførelse kan rørene være hovedsakelig rette (selv om kurver og bend med stor diameter er mulige for å passe til formen av den støpte gjenstand) og anbringes der det er nødvendig i den støpte gjenstand for å bevirke den nødven-dige avkjøling. Spesielt kan rørene stå på kortere avstand fra hinannen enn hva som er mulig med bøyde rør, idet fremstillingen av U-formede passasjer med liten radius i bendpartiene er relativt enkelt, f.eks. ved støping av bendene. With such an embodiment, the pipes can be mainly straight (although large diameter curves and bends are possible to fit the shape of the molded object) and placed where necessary in the molded object to effect the necessary cooling. In particular, the pipes can stand at a shorter distance from each other than is possible with bent pipes, as the production of U-shaped passages with a small radius in the bend parts is relatively simple, e.g. when casting the legs.

Som et eksempel vil anvendelsen av oppfinnelsen på fremstilling av en elektrodeklemme for bruk i en elektrisk bueovn bli beskrevet nærmere. Det skal først henvises til GB patentskrift 1 404 661 som beskriver en form for elektrodeklemme til fastholdelse av en belagt grafittelektrode i en elektrisk bueovn. Klemmen har et hovedlegeme av kobber med en konkav, hovedsakelig sylindrisk overflate som bærer to grafittputer for anlegg med den sylindriske overflate av elektroden. Et stålbånd omgir elektroden og klemmer den mot grafittputene på kobberlegemet. Klemmen er utformet med en U-formet passasje for kjølevann, idet de to grener av U-en står på linje med de to grafittputer. As an example, the application of the invention to the manufacture of an electrode clamp for use in an electric arc furnace will be described in more detail. Reference should first be made to GB patent document 1 404 661 which describes a form of electrode clamp for retaining a coated graphite electrode in an electric arc furnace. The clamp has a main body of copper with a concave, substantially cylindrical surface which carries two graphite pads for contact with the cylindrical surface of the electrode. A steel band surrounds the electrode and clamps it against the graphite pads on the copper body. The clamp is designed with a U-shaped passage for cooling water, the two branches of the U being in line with the two graphite pads.

Det skal nå henvises til den medfølgende tegning, som for en elektrodeklemme i likhet med den som er beskrevet i GB patentskrift 1 404 661, viser et støpestykke som inneholder et kjølesystem og er utført i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse. Reference should now be made to the accompanying drawing, which, for an electrode clamp similar to that described in GB patent document 1 404 661, shows a casting which contains a cooling system and is made in accordance with the present invention.

Fig. 1 er et oppriss av hovedstykket av en klemme. Fig. 1 is an elevation of the main part of a clamp.

Fig. 2 er et riss sett i retningen for pilen A på fig. 1. Fig. 2 is a view seen in the direction of arrow A in fig. 1.

Fig. 3 er et snitt etter linjen III-III på fig. 2. Fig. 3 is a section along the line III-III in fig. 2.

Fig. 4 er et oppriss av en ledningsanordning for kjøle-middel for støpestykket på fig. 1-3. Fig. 4 is an elevation of a conduit device for coolant for the casting in Fig. 1-3.

Fig. 5 er et sideriss av anordningen på fig. 4. Fig. 5 is a side view of the device in fig. 4.

Fig. 6 viser anordningen på fig. 4 sett ovenfra. Fig. 6 shows the device in fig. 4 seen from above.

Det hovedstykke som er vist på fig. 1, 2 og 3, er et støpestykke av kobber. Som vist på fig. 3 har støpestykket 10 en konkav overflate 11 utformet med spor 12 til mottagelse av grafittputer som ligger an mot en sylindrisk belagt grafittelektrode. Kobberrør 13 som er innleiret i støpestykket 10, tjener til å føre kjølevann gjennom støpestykket på steder som ligger nær sporene 12. The main piece shown in fig. 1, 2 and 3, is a copper casting. As shown in fig. 3, the casting 10 has a concave surface 11 designed with a groove 12 for receiving graphite pads which rest against a cylindrical coated graphite electrode. Copper pipe 13, which is embedded in the casting 10, serves to pass cooling water through the casting at places close to the grooves 12.

Det vil ses at støpestykket er økonomisk med hensyn til materialforbruk, idet det følger konturen av kjølerørene, samtidig som baksiden har rektangulære forsenkninger begrenset av sidevegger 14 og 15, en midtribbe 16 og øvre og nedre vegger 17 og 18. I ett med støpestykket er der tildannet en opp-ragende brakett 19 med sideplater 20 og 21 og en bakover for-løpende forbindelsesplate 22. It will be seen that the casting is economical in terms of material consumption, as it follows the contour of the cooling pipes, while the back has rectangular recesses limited by side walls 14 and 15, a central rib 16 and upper and lower walls 17 and 18. In one with the casting there is formed a projecting bracket 19 with side plates 20 and 21 and a connecting plate 22 extending backwards.

Som vist på fig. 4-6 består ledningsanordningen for kjølemiddel av rør 13, nærmere bestemt ytre rør 13A og 13B og mellomliggende rør 13C, og to støpestykker 23 og 24. Det øvre støpestykke 23 omfatter to hovedsakelig U-formede rørbend-partier 25 og 26 forbundet ved et steg 27. Rørene 13C er sveiset til bendseksjonene 25 og 26 som forbinder rørene par-vis. Det nedre støpestykke 24 som rørene 13A, 13B og 13C er fastsveiset til, har tre hovedsakelig U-formede rørbendpartier 28, 29 og 3 0 som er forbundet ved steg 31 og 32. Bendpartiet 29 forbinder det indre par av mellomrør 13C, mens bendpartiene 28 og 30 forbinder de ytre rør 13A resp. 13B med de tilgren-sende mellomrør 13C. Som det vil fremgå av fig. 5 og 6, er støpestykkene 23 og 24 slik utformet at de følger krumningen av overflaten 11 av klemmestykket (fig. 3), og de øvrige ender av de ytre rør 13A og 13B er krøppet slik at de rager ut fra det bakre parti av oversiden av støpestykket 10 som vist ved 33 på fig. 1. As shown in fig. 4-6, the line device for coolant consists of pipes 13, more specifically outer pipes 13A and 13B and intermediate pipes 13C, and two castings 23 and 24. The upper casting 23 comprises two mainly U-shaped pipe bend parts 25 and 26 connected by a step 27. The pipes 13C are welded to the bend sections 25 and 26 which connect the pipes in pairs. The lower casting 24 to which the tubes 13A, 13B and 13C are welded has three substantially U-shaped tube bend portions 28, 29 and 30 which are connected at steps 31 and 32. The bend portion 29 connects the inner pair of intermediate tubes 13C, while the bend portions 28 and 30 connect the outer pipes 13A resp. 13B with the adjoining intermediate pipes 13C. As will be seen from fig. 5 and 6, the moldings 23 and 24 are designed so that they follow the curvature of the surface 11 of the clamping piece (fig. 3), and the other ends of the outer tubes 13A and 13B are crimped so that they protrude from the rear part of the upper side of the casting 10 as shown at 33 in fig. 1.

Det vil ses at fremstillingen av ledningsanordningen for kjølemiddel omfatter fremstilling av to støpestykker 23 og 24 og fastsveising av kobberrørstykker til støpestykkene. Bare rørene 13A og 13B må bøyes,..og det dreier seg her om relativt små bøyningsvinkler. Etter fremstilling av denne anordning blir støpestykket 10 støpt rundt anordningen. Rørene 13 kan anbringes nøyaktig i de beste stillinger for å gi avkjøling, og støpestykket kan utformes slik at det passer nøyaktig rundt anordningen med minst mulig overskytende materiale. It will be seen that the production of the line device for refrigerant comprises the production of two castings 23 and 24 and the welding of copper pipe pieces to the castings. Only the pipes 13A and 13B have to be bent,..and this involves relatively small bending angles. After manufacturing this device, the casting 10 is cast around the device. The pipes 13 can be placed exactly in the best positions to provide cooling, and the casting can be designed so that it fits exactly around the device with the least possible excess material.

Skjønt det beskrevne eksempel angår en elektrodeholder for en belagt elektrode, vil det være klart at oppfinnelsen også kan anvendes på andre elektrodeholdere og også for av-kjøling av andre støpestykker, f.eks. lagre. I det beskrevne eksempel er ledningsanordningen for kjølemiddelet av samme materiale som støpestykket, men ved andre anvendelser av oppfinnelsen kan materialene være forskjellige, f.eks. stålrør i kobberstøpestykker, og oppfinnelsen er ikke begrenset til støpestykker av kobber. Although the described example concerns an electrode holder for a coated electrode, it will be clear that the invention can also be applied to other electrode holders and also for cooling other castings, e.g. store. In the example described, the conduit device for the coolant is of the same material as the casting, but in other applications of the invention the materials may be different, e.g. steel pipes in copper castings, and the invention is not limited to copper castings.

Istedenfor at de støpte rørbendpartier er sveiset til rørene, kan de krympes på disse, idet der anvendes rør med større diameter enn åpningene i rørbendpartiene, som imidlertid ekspanderes ved oppvarming før sammensetning. Dette kan medføre tetning mot lekkasje av kjølemiddel. Instead of the cast pipe bend parts being welded to the pipes, they can be shrunk onto them, using pipes with a larger diameter than the openings in the pipe bend parts, which, however, expand when heated before assembly. This can lead to sealing against leakage of coolant.

Claims

1. Molded article containing a pre-manufactured conduit device for refrigerant, characterized in that the conduit device comprises at least two bends containing mainly U-shaped passages, and a number of pipes which are connected at their ends to the bends to connect the U-shaped passages.

2. Cast object as specified in claim 1, characterized in that the bends are cast pieces.

3. Cast object as specified in claim 1 or 2, characterized in that the object consists of copper.

4. Molded object as stated in claim 3, characterized in that the line device for refrigerant also consists of copper.

5. Electrode clamp comprising a copper casting which contains a pre-manufactured wiring device for coolant, characterized in that the wiring device comprises at least two bend castings containing mainly U-shaped passages, and a series of copper pipes which are connected at their ends to the bend castings to connect the U-shaped passages.

6. Method for the production of a molded object containing refrigerant passages, by forming in advance a conduit device for refrigerant and molding the object around the device, characterized in that the conduit device is produced by forming at least two bends containing mainly U-shaped passages, and the ends of a series of pipes are connected to the bends to connect the U-shaped passages.

7. Method as stated in claim 6, characterized in that the bends are made up of castings.

8. Method as stated in claim 7, characterized in that the castings are connected to the pipes by shrinking.

9. Method as set forth in one of claims 6-8, characterized in that both the line device for coolant and the cast object are made of copper.