[发明专利]真空专用水冷电缆接头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空水冷电缆接头制造工艺，特别涉及真空专用水冷电缆接头及其制造方法。

背景技术

真空感应熔炼炉使用的水冷电缆，主要用在感应圈与中频电源之间的大功率真空电源的电力输送，由于工作条件特殊，对水冷电缆的品质要求很严格。首先，电缆必须能够承受1.5MP以上的水压。由于是在真空状态下使用，该电缆接头必须承受1×10^-3pa的真空度，同时保证无冷却水泄漏。其次由于电缆在真空状态下频繁弯曲，容易导致电缆折断，电缆的部分折断直接导致电缆面电流密度增加，从而加速电缆损坏。因而，必须提高真空水冷电缆的抗疲劳强度。

现有的电缆缆芯材料采用0.5毫米铜线编织，总截面积110平方毫米。由于电缆较硬，工作中的频繁弯曲，端头部位容易出现缆丝折断，当断丝达到一定数量后，随着面电流密度的增加导致电缆很快失效。在水质较好的情况下，电缆接头的使用寿命为1～2年，水质差时只能使用3～6个月。由于电缆是一道凸台密封，在高真空条件下使用容易出现渗水，从而破坏真空，甚至出现常温下结冰。

由于现有真空水冷电缆依赖进口，不但时间长，价格高，而且存在诸多缺陷。有鉴于此，本发明提供一种真空专用水冷电缆接头及其制造方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种真空精密铸造专用电源电缆设计及其制造方法，解决水冷电缆承受压力差，使用寿命短等技术问题，有效保证电缆接头的通水及电缆接头与电缆连接部位的抗疲劳强度，改进真空密封结构，防止冷却水渗漏。

(2)技术方案

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

1、电缆设计：

(1)针对上述技术问题，首先设计该电缆接头。缆芯材料设计为多股扁铜线，总截面积90平方毫米，扁铜线丝径0.15～0.3mm。在保证导电良好的情况下，质地尽可能柔软，以提高抗疲劳强度。根据趋肤效应理论，趋肤深度与频率成反比，高频时，铜导线中电流经过的横截面的厚度约等于趋肤深度。因此，相同的截面可以有更大的带负载能力。

(2)在电缆接头与扁铜线的连接方式上，将传统的端头焊接方式改为压接方式，以解决扁铜线与电缆接头连接部位抗疲劳能力差的问题；

(3)电缆接头材料选用无氧铜以确保在真空条件下使用；

(4)在结构设计方面电缆接头上设有三道圆弧凸台，凸台间隔18～20毫米，凸起高度为1.5毫米，这样就形成了两道密封槽。借助胶管的弹性收缩，实现基本密封；

(5)在胶管外部圆弧凸台1的位置，设计有两道卡箍，实现第二次密封。为确保真空胶管与三个凸台紧密结合，其单边过盈量不得小于1毫米。在长期工作条件下，当第一道密封失效以后，后续密封仍然可以发挥作用。确保了真空水冷电缆的工作稳定性；

(6)为保证卡箍在强磁场条件下工作不发热，卡箍材料选用厚度0.8～1.2毫米的奥氏体不锈钢1Gr18Ni9Ti，卡箍固定螺栓为M6。

(7)电缆胶管的截面积为扁铜电缆的1.5倍，以满足电缆有的足够通水能力。

2、电缆制造：

电缆接头与电缆芯采用铜管直接压接方式，在工艺上将铜环沿直径方向锯开二分之一，待电缆芯插入后用螺旋压力装置将缆芯与接头压紧。由于端头部位电缆有一定柔度，解决了疲劳断裂问题。

另外，考虑结构原因，接头密封锥面在套上胶管以后压制；由于接头与胶管在穿入过程中，密封凸台与管壁摩擦很大不易套入，在这过程中制作了专用二类工具来解决。密封锥面涨口的形成放在最后一道工序，在普通车床上利用铜棒挤压完成。

(3)有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明“真空专用水冷电缆接头及其制造方法”，由于改变了传统的接头密封方式及揽芯材料，实现了真空下密封，解决了接头处揽芯断裂问题。因结构简单满足了快速制做要求，替代了进口。为真空感应熔炼提供了一种理想的中、高频电源电力输送产品。

附图说明

图1是水冷电缆接头部位示意图。

图中：1是圆弧凸台；2是卡箍；3是压接口；4是耐压胶管；5是扁铜电缆；6是电缆连接螺母；7是密封锥面。

具体实施方式

实施本发明的真空专用水冷电缆接头及其制造方法，如图1所示。

第一步，选择T2作为缆芯材料，缆芯为多股直径0.15～0.3mm的扁铜线电缆，其总截面积为90平方毫米。