DE2212244C3 - Flüssigkeitsgekühltes Hochstromkabel, insbesondere Anschlußkabel für elektrische Lichtbogen-Schmelzöfen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem flüssigkeitsgekühlten Hochstromkabel, insbesondere einem Anschlußkabel für elektrische Lichtbogen-Schmelzöfen. Diese bestehen aus einem die Kühlflüssigkeit führenden Innenrohr, den darüber aufgebrachten Leiterseilen und einem äußeren Mantelrohr oder -schlauch sowie an den Enden befestigten, gleichzeitig als Kühlmittelanschluß dienenden Kabelschuhen, wobei in oder an den Kabelschuhen Aufnahmerohre für das jeweilige Ende des Innenrohres angeordnet sind.

Für die Erstellung von Schmelzen aus Stahlschrott, Schwammeisen oder vorreduzierten Eisenerzkonzentrasen werden in zunehmendem Maße Lichtbogen-Schmelzöfen verwendet, für deren Stromzuführung zwischen dem Speiseaggregat, beispielsweise einem Transformator, 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. Bekannt ist bereits ein flexibles Hochstromkabel (US-Patent 35 51 581), das aus einem inneren, das Kühlwasser führenden Rohr und einem äußeren mechanisch widerstandsfähigen Mantel 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 ka*in. Diese

ίο 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 zufälligen Durchfluß des Kühlmittels überlassen bleibt, besteht das perforierte Innenrohr über die Kabellänge gesehen aus einzelnen aneinander gereihten Rohrstükken, wobei an den Verbindungsstellen Drosseln eingesetzt sind, die den Kühlwasserfluß im innersten Rohr bremsen und in erhöhtem Maße durch die Durchbrechungen in der Außenwand zu den Leiterseilen führen sollen.

Im wesentlichen das gleiche gilt für eine andere bekannte Kabelkonstruktion (DE-OS 21 40 768). Auch hier weist das Innenrohr eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Durchbrechungen für die Strömung des Kühlwassers auf, die Kühlung der Leiterseile, die ausschließlich vom Kernrohr bzw. Innenrohr ausgeht, ist also nach wie vor nicht definiert. Ein störungsfreier Betrieb des Kabels bei den extrem rauhen Betriebsbedingungen ist deshalb nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines solchen Kabels zu vereinfachen und bei weitgehend mechanisierter Herstellung des Kabels definierte Kühlverhältnisse im Kabelinnern zu schaffen, so daß die Standzeit und Betriebssicherheit solcher Kabel erhöht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Innenrohr als über die gesamte Länge geschlossenes Rohr mit glatter Außenfläche ausgebildet ist und das Aufnahmerohr für die Enden des Innenrohrs Bohrungen aufweist, über die die Kühlwasserverteilung zu den oberhalb des Innenrohres angeordneten Leiterseilen erfolgt.

Diese Zwangsführung der durch den Kabelschuh eintretenden Kühlflüssigkeit in das Innenrohr sowie noch außerhalb des Innenrohres in den zwischen Innenrohr und äußeren Mantelrohr oder -schlauch gebildeten, die Leiterseile aufnehmenden Zwischenraum läßt eine intensive Kühlung der Leiterseile zu. Durch die Verwendung eines durchgehenden Innenrohres, das ohne Perforierung und äußeren Rippen versehen ist, und nicht gestückelt zu werden braucht, wird die Fertigung wesentlich vereinfacht. Auf die sonst üblichen, an den Verbindungsstellen der lnnenrohrteilstücke angeordneten Drosselscheiben kann verzichtet werden, die Kühlflüssigkeit wird bereits vor dem Durchtritt durch das Innenrohr zu den Leiterseilen geführt, d. h., unmittelbar an die Stellen, wo die Kühlflüssigkeit insbesondere benötigt wird. Die Kühlung wird damit intensiviert, Standzeit und Betriebssicherheit werden erhöht.

Das Aufnahmerohr für das Innenrohr kann zweckmäßig so ausgebildet werden, daß es in den Kabelschuh einschraubbar ist. Auf diese Weise wird die Montage erheblich vei einfacht.

Das durch das Aufnahmerohr in den Raum zwischen Innenrohr und Außenmantel umgeleitete Kühlmittel

kann an beliebiger Stelle des Umfanges aus dem Aufnahmerohr austreten. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, daß die Kühlflüssigkeit durch die Zwangsführung im Aufnahmerohr in den Zwickeln zwischen den Leiterseilen in den Raum zwischen Innenrohr und äußerem Mantelrohr oder -schlauch austritt Zu diesem Zweck wird man die Bohrungen am Umfang des Aufnahmeroiires verteilt so anordnen, daß sie mit der Schlaglänge der Leiterseile übereinstimmen und damit mit Sicherheit im Zwickelbereich liegen. Das Kühlwasser kann damit ungehindert in den die Leiterseile aufnehmenden Raum eintreten, so daß eine höhere Belastbarkeit des Kabels gewährleistet ist.

Ferner ist es vorteilhaft, das Aufnahmerohr an seinem dem Innenrohr zugekehrten Ende mit einem als Drossel wirkenden Reduzierstück zu versehen, wodurch der Fluß der Kühlflüssigkeit in Achsrichtung reduziert und entsprechen j der Drosselwirkung dieses Reduzierstükkes die größere Menge des Kühlwassers in den Raum, der die Leiterseile aufnimmt, geführt wird. Dieses Reduzierstück kann beispielsweise rrit dem Aufnahmerohr durch Löten oder Schweißen verbunden sein, oft kann es jedoch auch vorteilhaft sein, das Reduzierstück auf- oder einschraubbar auszubilden.

Das Kühlmittel führende Innenrohr wird man zweckmäßig auf dem Aufnahmerohr durch eine Verklammerung oder Verschraubung sichern. Hierbei kann es von Vorteil sein, die Oberfläche des Aufnahmerohres mit den Reibungswiderstand erhöhenden Wellen, Riffelungen und dergl. zu versehen, so daß auch die mechanischen Kräfte, die auf das Kabel im Betrieb während des Öffnens und Schließen des Schmelzofens auftreten, aufgefangen werden. Aus dem gleichen Grunde kann es auch vorteilhaft sein, die an sich blanken Leiterseile in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd mit einer reibungsmindemden Hülle zu versehen, um zu verhindern, daß bei Verdrehungen oder Verdrillungen des Kabels die Leiterseile so stark aneinander reiben, daß Beschädigungen auftreten können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung seien an Hand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, besteht das flüssigkeitsgekühlte Hochstromkabel aus dem Innenrohr 1, beispielsweise einem Schlauch aus Neopren, den darüber befindlichen Leiterseilen ? und einer äußeren Umhüllung in Form eines durch Gewebeeinlagen verstärkten Gummischlauches. Dieser Gummischlauch 3 ist mittels von Befestigungsschellen 4 an dem Kabelschuh 5 befestigt, in dem die Leiterseile 2 an den Stellen 6 beispielsweise durch Löten mechanisch fest angebracht sind. Der Kabelschuh 5 ist mit Rohranschlüssen 7,8 und 9 versehen, die in einem Kühlkanal 10 enden, der zur eigentlichen Führung der Kühlflüssigkeit in das Innere deü Kabels dient. Je nach vorhandenen Gegebenheiten, beispielsweise nach Lage des betreffenden Ofenanschlusses, können eine oder zwei der Rohranschlüsse 7 bis 9 durch Blindstopfen abgedeckt werden. Die Bohrungen 11 dienen zum Hindurchführen von Schraubbolzen, mit denen der Kabelschuh mit den entsprechenden Stromschienen verbunden wird.

Um eine einwandfreie Kühlung eines solchen Kabels auch dann sicherzustellen, wenn dieses Kabel erhöhten Betriebsheanspruchungen ausgesetzt ist, ist das mit glatter Oberfläche und über die gesamte Länge mit geschlossener Wandung ausgebildete Innenrohr 1 auf das Aufnahmerohr 12 aufgeschoben und auf diesem beispielsweise mittels der Verschraubung 13 und unter Zuhilfenahme der auf der Oberfläche des Aufnahmerohres angeordneten Riffelung 14 fest gehalten. Das Aufnahmerohr 12 ist in Richtung auf das Innenrohr 1 mit

ίο einem Reduzierstück 15 versehen, so daß das über die Bohrung 10 einströmende Kühlwasser nur zu einem Bruchteil in das Innenrohr gelangt und der übrige wesentliche Teil des Kühlwassers durch in dem Aufnahmerohr 12 angeordnete Bohrungen 16 in den Raum zwischen dem Innenrohr 1 und der äußeren Umhüllung 3 gelangt, wo die zu kühlenden Leiterseile angeordnet sind. Von dort fließt das Kühlwasser längs des Kabels und wird am anderen Ende durch eine entsprechende Führung und Anordnung eines Aufnahmerohres aus dem Kabel abgepumpt Damit der Kühlmittelfluß durch die am Umfa^j des Innenrohres 1 verteilt angeordneten Leiterseile 2 keüie Behinderung erfährt, sind die Bohrungen 16, wie insbesondere aus der Figur ersichtlich, in den Zwickeln zwischen den Leiterseilen angeordnet. Die Verteilung der Bohrungen am U.-.ifang des Aufnahmerohres wird man zweckmäßig so wählen, daß sie mit der Schlaglänge der Leiterseile übereinstimmen.
Zur Zugentlastung der Lötstellen der Leiterseüe dienen, wie aus der F i g. 3 ersichtlich, zweckmäßig zweiteilige Klemmstücke 17, die mit Ausnehmungen 18 für die Leiterseüe 2 versehen und mittels der z. B. als Innen-Sechskant-Schrauben ausgebildeten Befestigungsschrauben 19 gegen das Aufnahmerohr 12 verspannt sind.

Der Zusammenbau eines in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Kabels geht etwa so vor sich, daß zunächst an beiden Enden des Kabels die Kabelschuhe mit den Aufnahmerohren für das Innenrohr verbunden werden.

Dann werden die noch parallel verlaufenden Leiterseüe in die dafür vorgesehenen Aussparungen im Kabelschuh eingeführt und mit diesem beispielsweise durch Löten oder durch eine geeignete Preßverbindung mechanisch fest verbunden, wobei zusätzlich die Sicherung der Verbindungsstellen durch die Klemmstücke 17 erfolgen kann. Nunmehr wird das Innenrohr 1 aus einem geeigneten Gummi eingeführt und an beiden Enden auf die vorbereiteten Aufnahmerohre 12 aufgeschoben und dort mittels einer Klemm- oder Schraubverbindung 13 gesichert. Die an beiden Enden fest eingespannten Leiterseile können nunmehr durch Verdrillen in ihre endgültige Lage auf dem Innenrohr gebracht werden.

Das Reduzierstück ;5 kann eine einfache mit einer Boh.urig versehene Scheibe aus Metall oder Kunststoff sein, die mit dem Aufnahmerohr 12 durch Schrauben, Löten oder dergi. verbunden sein kann. Ab besonders vorteilhaft hat es sich in Durchführung der Erfindung jedoch erwiesen, als Reduzierstück ein verstellbares Ventil vorzusehen, wie es beispielsweise unter der Handelsbezeichnung GD 10 Ermeto bekannt ist. Hierdurch läßt sich eine weitere Verbesserung in der Kühlung des Kabels erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. FlOssigkeitsgekühltes Hochstromkabel, insbesondere Anschlußkabel für elektrische Lichtbogen-Schmelzöfen, bestehend aus einem die Kühlflüssigkeit führenden Innenrohr, den darüber aufgebrachten Leiterseilen und einem äußeren Mantelrohr oder -schlauch sowie an den Enden befestigten, gleichzeitig als Kühlmittelanschluß dienenden Kabelschuhen, wobei in oder an den Kabelschuhen Aufnahmerohre für das jeweilige Ende des Innenrohres angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) als über die gesamte Länge geschlossenes Rohr mit glatter Außenfläche ausgebildet ist und das Aufnahmerohr (12) für die Enden des Innenrohres (1) Bohrungen (16) aufweist, über die die Kühlwasserverteilung zu den oberhalb des Innenrohres (1) angeordneten Leiterseilen (2) erfolgt.

2. Kabcä nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit durch die Bohrungen (16) im Aufnahmerohr (12) in den Zwickeln zwischen den Leiterseilen (2) in den Raum zwischen Innenrohr (1) und äußerer Umhüllung (3) eintritt.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Bohrungen (16) für die Kühlflüssigkeit am Umfang des Aufnahmerohres (12) der Schlaglänge der Leiterseile (2) entspricht.

4. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmerohr (12) auf seiner dem Innenrohr (1) zugekehrten Seite ein als Drossel w« fcendes Reduzierstück (15) aufweist.

5. Kabel nach Anspruch 1 ir. t auf dem Innenrohr aufgebrachten blanken Leiterseilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterseile (2) in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd mit einer reibungsmindernden Hülle versehen sind.