DE2352808A1 - LIQUID-COOLED HIGH CURRENT CABLE, IN PARTICULAR CONNECTION CABLES FOR ELECTRIC ARC MELTING FURNACES - Google Patents
LIQUID-COOLED HIGH CURRENT CABLE, IN PARTICULAR CONNECTION CABLES FOR ELECTRIC ARC MELTING FURNACESInfo
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Description
Kabel-und Metallwerke Gutehoffiiungshütte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffiiungshütte Aktiengesellschaft
2 1372 137
17° to* 197317 ° to * 1973
Flüssigkeitsgekühltes Hochstromkabel, insbesondere An= schlußkabel für elektrische Lichtbogen-Schmelzofen Liquid-cooled high-current cable, especially connection cable for electric arc melting furnaces
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem flüssigkeit sgekühl ten Hochstromkabel, insbesondere einem Anschlußkabel für elektrische Lichtbogen-Schmelzöfen» Diese bestehen aus einem die Kühlflüssigkeit führenden Innenrohr, den darüber aufgebrachten Leiterseilen und einem äußeren Mantelrohr bzw« -schlauch sowie an den Enden, befestigten, gleichzeitig als Kühlmittelanschiuß dienenden Kabelschuhen.The present invention is concerned with a liquid Cooled high-current cables, especially a connection cable for electric arc melting furnaces »These consist of an inner tube carrying the coolant, the conductor cables and an outer jacket pipe or «hose and to the Ends, fastened, at the same time as a coolant connection serving cable lugs.
Für die Erstellung von Schmelzen aus Stahlschrott, Schwammeisen oder vorreduzierten Eisenerzkonzentraten werden in zunehmendem Maße Lichtbogen-Schmelzofen verwendet, für deren Stromzuführung zwischen dem Speiseaggregat, beispielsweise einem Traasformator, und den. Anschlußstücken wassergekühlte Kabel verwendet werden, um die benötigten Ströme ohne Schaden für das Kabel führen zu können. Abgesehen von der hohen Strombelastbarkeit werden an diese Kabel besondere Anforderungen auch noch deshalb gestellt, weil solche Speisekabel neben den von außen wirkenden Temperaturen in einem solchen Schmelzbetrieb auch erheblichen mechanischen Belastungen im Betrieb ausgesetzt sind. For the creation of melts from scrap steel, sponge iron or pre-reduced iron ore concentrates Arc melting furnaces are increasingly used for their power supply between the feed unit, for example a Traasformator, and the. Connecting pieces water-cooled cables are used, in order to be able to carry the required currents without damaging the cable. Apart from the high current carrying capacity special requirements are also placed on these cables because such feeder cables in addition to the external temperatures in such a cable Melting operation are also exposed to considerable mechanical loads during operation.
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Bekannt ist bereits ein flexibles Hochstromkabel (US-Patent 3 551 58l)i das aus einem inneren, das Kühlwasser führenden Rohr und einem äußeren mechanisch widerstandsfähigen Hantel besteht, wobei die stromführenden Leiterseile in dem Raum zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Mantel angeordnet sind. Um auch eine Kühlung der Leiterseile zu ermöglichen, weist das Innenrohr längs der gesamten Länge und über den gesamten Umfang verteilt Durchbrüche in der Wandung auf, durch die das Kühlwasser zu den Leiterseilen gelangen kann»A flexible high-current cable is already known (US patent 3 551 58l) i that from an inner one, the cooling water leading pipe and an outer mechanically resistant dumbbell, the current-carrying conductor cables are arranged in the space between the inner tube and the outer jacket. To also a cooling To enable the conductor cables, the inner tube has along the entire length and distributed over the entire circumference Openings in the wall through which the cooling water can reach the conductor cables »
Diese Leiterseile sind darüber hinaus zwischen längs der Rohroberfläche angeordneten Rippen angeordnet, die die Leiterseile gegeneinander isolieren. Abgesehen davon, daß bei einer solchen Anordnung die Kühlung der Leiterseile nicht definiert ist, vielmehr dem »ufälligen Durchfluß des Kühlmittels überlassen bleibt, besteht das perforierte Innenrohr über die Kabellänge gesehen aus einzelnen aneinander gereihten Ro fear stücken mit an den Verbindungsstellen eingesetzten Drosseln, die den Kühlwasserfluß im innersten Rohr bremsen und in erhöhtem Maße durch die Durchbrechungen in der Außenwand zu den Leiterseilen führen sollen.These conductor cables are also arranged between ribs arranged along the pipe surface, which insulate the conductors from each other. Apart from the fact that with such an arrangement the cooling of the conductor cables is not defined, but rather the accidental flow is left to the coolant, the perforated inner tube consists of individual tubes over the length of the cable Lined up Ro fear pieces with at the connection points used throttles that slow down the flow of cooling water in the innermost pipe and to an increased extent should lead through the openings in the outer wall to the conductor cables.
Bekannt ist auch bereits, zur weiteren Vereinfachung eines solchen Kabels und zur Verbesserung der KühlVerhältnisse im Kabelinneren zur Halterung des über die gesamte Länge durchgehenden Innenrohres mit glatter Oberfläche ein Aufnahmerohr zu verwenden, das in den Kabelschuh eingefügt ist und durch eine Zwangsführung für die Verteilung der durch den Kabelschuh eintretenden Kühlflüssigkeit in das innere Rohr sorgt. Die Kühlflüssigkeit wirdIt is already known to further simplify one such cables and to improve the cooling conditions inside the cable to hold the inner tube with a smooth surface, which is continuous over the entire length to use a receiving tube that is inserted into the cable lug and forced through a guide for distribution the cooling liquid entering through the cable lug into the inner tube. The coolant will
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damit zu den Leiterseilen geführt, d.h. unmittelbar an die Stellen, wo sie gebraucht wird (DOS 2 212 2kk).thus led to the conductor ropes, ie directly to the places where it is needed (DOS 2 212 2kk) .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung der Kühlmittelführung zu erreichen, um damit die Betriebssicherheit solcher Kabel weiter zu erhöhen. The invention is based on the object of achieving a further improvement in the coolant flow in order to thereby to further increase the operational safety of such cables.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung bei einem flüssigkextsgekuhlten Hochstromkabel dadurch, daß im Innern des das Ende des Innenrohres und die Enden der Leiterseile aufnehmenden Kabelschuhes das Kühlmittel vom Innern zu den Leiterseilen führende Rohre vorgesehen sind. Dieser neue zusätzliche Wassereintritt aus den Rohren an den Leiterseilen vorbei in den freien Raum zwischen den Seilen und dem Außenmantel gewährleistet ein schnelleres und freies Einströmen des Kühlwassers, so daß die Kühlung insgesamt intensiviert wird und die Standzeit und Betriebssicherheit des Kabels erhöht werden. This object is achieved according to the invention in a liquid kextsgekuhlten high current cable in that im Inside of the end of the inner tube and the ends of the Conductor cable receiving cable lug provided the coolant from the inside to the conductor cables leading pipes are. This new additional water entry from the Pipes past the conductor cables into the free space between the cables and the outer sheath faster and free inflow of the cooling water, so that the cooling is intensified overall and the The service life and operational reliability of the cable can be increased.
In Durchführung der Erfindung wird im Innern des Kabelschuhes ein sogenanntes Kabelschuhxnnenrohr vorgesehen, das in den Kabelschuh einschraubbar und mit Durchbrüchen versehen ist, in die die das Kühlmittel führenden Rohre mit ihrem einen Ende z«B. eingelötet werden. Diese, in das Kabelschuhinnenrohr eingelöteten Rohre enden mit ihrem anderen freien Ende im Raum zwischen den einzelnen Leiterseilen. Eine Beeinflussung der Strömung beim Austritt des Kühlwassers aus den Rohren ist damit verhindert.In carrying out the invention, a so-called cable lug inner tube is provided inside the cable lug, which can be screwed into the cable lug and is provided with openings into which the coolant conducts Tubes with one end, for example. be soldered. These pipes, which are soldered into the inner cable lug pipe, end with its other free end in the space between the individual conductors. Influencing the flow this prevents the cooling water from escaping from the pipes.
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Die den Leiterseilen abgekehrten Rohrenden münden in dem Kabelschuhinnenrohr, das gleichzeitig zur Befestigung aller Leiterseilenden dient. Je nach der Anzahl der verwendeten Leiterseile können zwei oder mehrere Kühlwasser führende Rohre verwendet werden, diese treten dann vorteilhaft, z.B. sternförmig zwischen den Leiterseilen in den durch das Innenrohr und das Außenrohr gebildeten Raum aus.The pipe ends facing away from the conductor cables open into the inner cable lug pipe, which is also used for fastening of all conductor ends. Depending on the number of conductors used, two or more Pipes carrying cooling water are used, these are then advantageously placed, e.g. in a star shape between the Conductor ropes in the space formed by the inner tube and the outer tube.
Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele eines wassergekühlten Hochstromkabels näher erläutert.The invention is based on the embodiments shown in FIGS. 1 to 3 of a water-cooled High-current cable explained in more detail.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, besteht das flüssigkeit sgekühlte Hochstromkabel aus dem Innenrohr 1, beispielsweise einem Kernschlauch aus einem Kunstkautschuk, der unter dem Handeslnamen "Neopren" bekannt ist, den darüber befindlichen Leiterseilen 2 und einer äußeren Umhüllung in Form eines z.B. durch Gewebeeinlagen verstärkten Gummischiauehes 3· Dieser Gummischlauch 3 ist mit Hilfe von Befestigungsschellen k an dem Kabelschuh 5 befestigt, in den die Enden der Leiterseile 2 einge- ■ führt sind. Zur Halterung des Kernschlauches 1, d.h. des Innenrohres, dient ein vorzugsweise flexibel ausgebildetes Führungsrohr 6, das durch das in das Kabelschuhinnenrohr 7 einschraubbare Gewindestück 8 gehalten ist. Das Kabelschuhinnenrohr 7 ist in den eigentlichen Kabelschuh 5i z.B. an der Stelle 9« eingeschraubt.As can be seen from FIG. 1, the liquid-cooled high-current cable consists of the inner tube 1, for example a core tube made of synthetic rubber known by the trade name "neoprene", the conductor cables 2 located above it and an outer covering in the form of, for example, fabric inserts reinforced Gummischiauehes 3 · This rubber hose 3 is connected by means of fastening clamps k on the cable shoe 5 attached, in which the ends of the conductors 2 are taken ■ leads. A preferably flexible guide tube 6, which is held by the threaded piece 8 that can be screwed into the cable lug inner tube 7, is used to hold the core tube 1, ie the inner tube. The inner cable lug tube 7 is screwed into the actual cable lug 5i, for example at point 9 ″.
S-O 9818/0554S-O 9818/0554
Der Kabelschuh 5 selbst besteht z.B. aus einem massiven Schmiedematerial mit einer Bohrung 10 für das Kühlwasser. Um sicherzustellen, daß die Leiterseile 2 durch das in den Kabelschuh 5 eingeströmte und durch die Bohrung 10 in das Innere geführte Kühlwasser einwandfrei gekühlt werden, sind am Umfang des Kabelschuhinnenrohres 7 verteilt die Kühlmittel führenden Rohre 11 eingelötet, die zwischen jeweils zwei Leiterseilen 2 in dem Raum zwischen dem Kernschlauch 1 und dem Außenrohr 3 enden, wie es in der Fig. 2 für vier Rohre dargestellt ist. Im Ausführungsbeispiel sind vier solcher Rohre gewählt, je nach der zu übertragenden Leistung und des damit zusammenhängenden Gesamtquerschnittes der Leiterseile ist es aber auch möglich, eine kleinere oder größere Anzahl von Kühlmittel führenden Rohren zu verwenden.The cable lug 5 itself consists, for example, of a solid one Forged material with a bore 10 for the cooling water. To ensure that the conductors 2 through the cooling water that has flowed into the cable lug 5 and passed into the interior through the bore 10 is flawless are cooled, the coolant-carrying tubes 11 are distributed on the circumference of the inner cable lug tube 7 soldered, which end between two conductor cables 2 in the space between the core tube 1 and the outer tube 3, as shown in FIG. 2 for four tubes is. In the exemplary embodiment, four such tubes are selected, depending on the power to be transmitted and the related overall cross-section of the conductors, it is also possible to use a smaller or to use a larger number of pipes carrying coolant.
Die Kühlmittel führenden Rohre 11, die aus Metall, z.B. aus Kupfer, bestehen, aber möglicherweise auch aus einem anderen wärmefesten Material hergestellt sein können, sind in dem 'Kabelschuhinnenrohr 7 durch Hartlöten oder sonstige bekannte Befestigungsarten gesichert.The tubes 11 carrying the coolant, which are made of metal, for example copper, but possibly also of one other heat-resistant material can be made are in the 'inner cable lug tube 7 by brazing or other known types of fastening secured.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird innerhalb des Kabelschuhs 5 bzw. unmittelbar daran anschließend der größte Teil des eingeführten Kühlmittels durch die Rohre 11 und durch im Aufnahmegewindestück 8 vorgesehene Bohrungen 12 in den Raum zwischen Innenrohr 1 und Außenrohr 3 umgelenkt. Durch einen an etwa drei Stellen angelöteten Deckel 15 im flexiblen Führungsrohr 6 wird nur ein geringer Anteil Wasser in den KernschlauchAs can be seen from FIGS. 1 and 2, within the cable lug 5 or immediately thereafter the greater part of the introduced coolant through the tubes 11 and through provided in the threaded receiving piece 8 Bores 12 deflected into the space between inner tube 1 and outer tube 3. By one in about three places When the lid 15 is soldered on in the flexible guide tube 6, only a small proportion of water gets into the core tube
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-ο--ο-
Ι weitergeleitet. Da die Kühlwirkung des hier strömenden Wassers auf die außen befindlichen Leiterseile 2 nur verhält snismäßig gering und für die Gesamtkühlung vernachlässigbar ist, wird nur so viel Kühlwasser durch das Führungsrohr 6 hindurchgeführt, als zur Stabilisierung des Innenschlauches 1 notwendig ist.Ι forwarded. Because the cooling effect of the flowing here Water on the conductors 2 located on the outside is only relatively low and negligible for the overall cooling is, only as much cooling water is passed through the guide tube 6 as for stabilization of the inner tube 1 is necessary.
Zur Befestigung der Leiterseilenden ist, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, das Kabelschuhinnenrohr 7 vorgesehen, das, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, mit den Reibungswiderstand zwischen Rohr 7 und Leiterseilen 2 vergrößernden Rippen oder Wellungen 13 versehen ist, die Leiterenden sind damit rutschfest im Kabelschuh gehalten. Mittels der vorzugsweise antimagnetischen Schellenbänder lk werden alle Leiterseile gegen das Kabelschuhinnenrohr 7 gepreßt, so daß auch bei hohen Zugbeanspruchungen eine einwandfreie Arretierung der Leiterseile 2 in Kabelschuh 5 sichergestellt ist. Vorteilhaft wird zusätzlich der durch das Teil 7 umschlossene Raum im Innern des Kabelschuhs 5 mit einem Metall niedrigen Schmelzpunktes, z.B. Weichlot, ausgegossen, so daß die Verankerung der Leiterseile 2 im umgebenden Kabelschuh 5 eine zusätzliche Sicherung erfährt und damit alle Seilenden gemeinsam im Kabelschuh 5 sicher gehalten sind. Mittels der vorzugsweise antimagnetischen Schellenbänder l4 werden alle Leiterseile 2 gemeinsam mit dem Kabelschuhinnenrohr 7 festverbunden, so daß selbst im Extremfall nach ausgelaufenem Weichlot und hoher Zugbeanspruchung die Seile 2 nicht aus dem Kabelschuh 5 gezogen werden oder herausrutschen können.For fastening the conductor ends, as shown in FIG. 1, the inner cable lug tube 7 is provided, which, as can be seen from FIG held non-slip in the cable lug. By means of the preferably non-magnetic clamp straps lk , all conductor cables are pressed against the inner cable lug tube 7, so that the conductor cables 2 are properly locked in the cable lug 5 even under high tensile loads. Advantageously, the space enclosed by the part 7 inside the cable lug 5 is filled with a metal with a low melting point, e.g. soft solder, so that the anchoring of the conductors 2 in the surrounding cable lug 5 is additionally secured and all of the rope ends together in the cable lug 5 are held. By means of the preferably non-magnetic clamp straps l4, all conductor cables 2 are firmly connected together with the inner cable lug tube 7, so that even in extreme cases after a soft solder leak and high tensile stress, the cables 2 cannot be pulled out of the cable lug 5 or slip out.
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Der Zusammenbau eines in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kabels geht etwa so vor sich, daß zunächst an ein Kabelende alle Seile 2 mit dem Kabelschuhinnenrohr 75 an welchem sich die eingelöteten Wasserführungsrohre 11 befinden, mittels der Schellenbänder l4 verbunden werden. Alsdann erfolgt das Aufschrauben an der Stelle 9 des Kabelschuhes 5· Anschließend wird der Kabelschuh 5 mit einem speziellen Weichlot ausgegossen, welches zusätzlich zur Arretierung der Seile 2 im Kabelschuh 5 beiträgt. Nun wird das Gewindestück 8 mit dem eingelöteten flexiblen Führungsrohr 6 eingeschraubt und der Innenschlauch 1 darüber geschoben. Die Seile 2 werden mit bestimmter Schlaglänge um den Innenschlauch 1 herum verdrillt. Die Montage des zweiten Kabelschuhes erfolgt in gleicher Weise, und schließlich wird der Außenschlauch 3 mit Wärmeschutz, Abrieb bzw. Abstandshaltern aufgebracht und' mit antimagnetischen Schellen k wasserdicht mit dem Kabelschuh 5 verbunden.The assembly of a cable shown in FIGS. 1 and 2 proceeds roughly in such a way that all ropes 2 are first connected to one end of the cable with the inner cable lug tube 7 5 on which the soldered water ducts 11 are located, by means of the clamp straps l4. Then the screwing takes place at the point 9 of the cable lug 5. The cable lug 5 is then filled with a special soft solder which also helps to lock the cables 2 in the cable lug 5. Now the threaded piece 8 with the soldered flexible guide tube 6 is screwed in and the inner tube 1 is pushed over it. The ropes 2 are twisted around the inner tube 1 with a certain length of lay. The assembly of the second cable lug takes place in the same way, and finally the outer hose 3 with heat protection, abrasion or spacers is attached and connected to the cable lug 5 in a watertight manner with antimagnetic clips k.
In der Fig. 3 ist in einer gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Ansicht das Kabelschuhinnenrohr 7 dargestellt, an dem an den Stellen der Offnungen l6 die das Kühlmittel führenden Rohre 11 eingelötet sind. Diese Rohre 11 enden mit ihrem anderen freien Ende im Raum zwischen den Leiterseilen 2. Die Befestigung der Leiterseile 2 auf dem Kabelschuhinnenrohr 7 erfolgt durch unter den Rohren 11 hindurch geführten Schellenbändern lk. In FIG. 3, in an enlarged view compared to FIG. 1, the inner cable lug pipe 7 is shown, on which the pipes 11 carrying the coolant are soldered at the locations of the openings 16. These tubes 11 end with their other free end in the space between the conductor cables 2. The fastening of the conductor cables 2 on the inner cable lug pipe 7 is carried out by means of clamp straps lk passed under the pipes 11.
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