[实用新型]一种大功率中频感应水冷式电缆联接器

说明书

技术领域

本实用新型为一种电缆联接设备，尤其是在钕铁硼制造过程中使用的真空感应熔炼快速冷凝钕铁硼合金的专用装置。

背景技术

目前所有商品磁性材料中，烧结钕铁硼的磁性能最强，被称为“磁王”，有力的促进了现代科学技术与信息产业向集成化、薄型化、小型化、轻量化、智能化方向发展，大量的应用于计算机硬盘音圈电机VCM、核磁共振(MRI)、各类电机、通讯、电动汽车、风电等领域，烧结钕铁硼在制造过程中，熔炼过程为其关键过程，为烧结钕铁硼提供良好的铸锭组织，良好的铸锭组织是制造高性能烧结钕铁硼永磁材料的关键。

钕铁硼的熔炼使用中频感应炉，主要应用情况：首先将原材料装在中频感应炉的坩埚中，在真空环境下，向感应线圈通以中频感应电流，其频率一般为1000～3500Hz，感应线圈通过中频电流电时，根据电磁感应定律，在炉内部的金属材料会产生感应电流，磁感应电流又在金属材料内部产生感应涡流磁场，此涡流磁场与感应线圈的电磁场方向相反，因此坩埚内的金属材料表层会产生较大的感应电流通过，使坩埚内的金属材料温度升高直至熔化。

在熔炼过程中，一般真空度要求达到10^-1～10^-2Pa，然后大功率送电，使炉内的金属材料迅速熔化，以减少金属元素的挥发，确保钕铁硼合金材料的成分在准确范围内。

由于1000～3500Hz中频感应熔炼炉的电磁搅拌能力较强，待坩埚内的金属全部熔化后，须使用大功率电磁搅拌一段时间，以保证炉内金属材料成分均匀。

整个熔炼过程大约耗时60分钟以上，其中大功率加热、搅拌的时间约为50分钟，熔炼设备特别是中频线圈以及输送电缆须负担很大的能量负载。

熔炼过程中频线圈自身会产生大量的热量，必须循环水冷却，电缆线在传输中频线圈的电能，同时向中频线圈传送循环水两部分作用。

熔炼设备运行中，中频线圈坩埚内的金属材料熔炼完后，坩埚须进行倾倒浇注过程，坩埚和中频线圈会有一定的转动角度，电缆与中频线圈连接端会一起转动，与输送电源联接端静止不动。该型电缆自身较重，电缆须负担电缆自身的重量外，还须负担由于坩埚倾倒所产生的剪切力。

综上所述，该大功率中频感应水冷式电缆联接器在设备运行中，须要承担以下功能：

1、确保熔炼炉内真空达到要求，不会泄漏真空；

2、确保水冷式电缆不漏水；

3、能通过熔炼所须的大电流；

4、确保水冷式电缆的机械强度满足：

(1)熔炼坩埚倾倒时所产生的剪切力；

(2)电缆自身重量所产生的剪切力；

(3)循环水所产生的水压；

大功率中频感应水冷式电缆由三个主要部分组成：“联接部分”、“电缆部分”、“外联水管”部分，厂家生产时，将“联接管”与“电缆”联接，外层套上“外联水管”，使用“卡箍”将“外联水管”与“联接管”密封，然后使用机器设备将“联接头”通过“联接处”的过盈配合(或焊接)与“联接管”联接。该水冷式电缆装配后联接头将不能取下。当该型大功率水冷式电缆的其中一个部分出现异常，不能正常工作，则只能整体报废，更换全新的电缆，造成资源的浪费。

在实际运行中，由于“外联水管”长期爆露在高温、高真空、高辐射、高水压的环境下，易出现裂口、断裂、浸水等问题，只能进行整体更换，而大功率中频感应水冷式电缆的电缆线、联接器未受到损伤，造成了资源的浪费，而且该大功率中频感应水冷式电缆在更换时，由于该水冷式电缆硬度、重量等原因，更换费力、耗时。

针对该现象，有以下三个原因：

1、该大功率中频感应水冷式电缆的三个主要部件：联接部分、电缆部分、外联水管部分，无论哪一个部分出现异常，则只能整体报废，更换全新的电缆，造成资源的浪费。

特别是外部循环水管长期运行在高温、高真空、高辐射、高水压的环境下，容易出现裂口、断裂、浸水等问题，这种问题只影响其循环水的输送，电缆部分、电缆联接器部分未受到损伤，不影响电能的输送，由于原大功率中频感应水冷式电缆“联接头”固定，无法更换“外联水管”，只能整体报废，造成资源的浪费；

2、在厂家生产该大功率中频感应水冷式电缆，使用机器设备装配，影响“联接管”、“联接头”的机械强度，在联接处容易产生应力。承受坩埚倾倒的剪切力、电缆重量、循环水重量等，易在“联接处”出现泄漏真空、浸水等情况；

3、装配复杂，大功率中频感应水冷式电缆“联接头”与“联接主体”采用机器设备装配，限制大功率中频感应水冷式电缆的装配、维护能力。

实用新型内容