Водоохлаждаемый кабель

(51) 01 7/00 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ жидкости,определяемый зависимостями- площадь сечения условного прохода опорного шланга, кв. мм- длина дополнительного шланга, мм 1- коэффициент, характеризующий вес и длину кабеля 2-коэффициент, характеризующий соотношение расстояния между токопроводами кабельных гирлянд к радиусу изгиба кабеля 3- коэффициент, характеризующий величины номинального тока, пиковых токовых нагрузок,характера шихты, времени расплава шихты 4- коэффициент, характеризующий диаметр дополнительного шланга на входе и длину опорного шланга. При изготовлении водоохлаждаемого кабеля по известным параметрам подбирают коэффициенты 1 и с их использованием определяют по зависимостям/123 и вых/1234 сужение дополнительных шлангов на входе и выходе воды из кабеля соответственно,гарантирующие демпфирование при электродинамическом ударе,что существенно повышает надежность и длительность безаварийной работы водоохлаждаемого кабеля.(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич(57) Полезная модель относится к электротехнике,преимущественно к кабельной технике, а именно к конструкциям водоохлаждаемых кабелей, и может быть использована для токоподводов мощных электропечей, сварочных агрегатов и т.п. Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение дифференцированного противодействия ударным нагрузкам при электродинамическом ударе,повышение эффективности теплоотвода. Для решения поставленной задачи в известном водоохлаждаемом кабеле,включающем металлический наконечник с каналом для охлаждающей жидкости, токопроводящие жилы,соединенные с наконечником, внешний и опорный шланги, образующие каналы для прохода охлаждающей жидкости и дополнительный шланг расчетной длины, установленный на штуцер наконечника внутри опорного шланга,дополнительный шланг имеет внутренний диаметр различный для мест входа и выхода охлаждающей Полезная модель относится к электротехнике,преимущественно к кабельной технике, а именно к конструкциям водоохлаждаемых кабелей, и может быть использована для токоподводов мощных электропечей, сварочных агрегатов и т.п. Известен водоохлаждаемый кабель, включающий наружный рукав, полый сердечник, перфорированный отверстиями, и навитые на сердечник провода (см. патент 2333560, 01 7/29, опубликован 10.09.2008). В известных водоохлаждаемых кабелях в качестве гасящих (успокаивающих) элементов применяются пружины,резиновые шланги,различные дополнительные вставки. Применение таких конструктивных элементов ведет к частичному снижению гибкости кабеля, что ухудшает его эксплуатационные характеристики. Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели по технической сущности, принятым за прототип, является конструкция водоохлаждаемого кабеля, описанная в полезной модели Устройство для ослабления механического напряжения провода в водоохлаждаемом кабеле, включающая металлический наконечник с каналом для охлаждающей жидкости,токопроводяшие жилы, соединенные с наконечником,внешний и опорный шланги, образующие каналы для прохода охлаждающей жидкости и дополнительный шланг расчетной длины (Патент 66122, 02 15/007 дата публикации 27.08.2007). Такое устройство эффективно только в установившемся режиме работы,когда существует постоянная скорость движения воды и давление, обеспечивающие необходимую гибкость и упругость при незначительных колебаниях. Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение дифференцированного противодействия ударным нагрузкам при электродинамическом ударе,повышение эффективности теплоотвода. Для решения поставленной задачи в известном водоохлаждаемом кабеле,включающем металлический наконечник с каналом для охлаждающей жидкости, токопроводящие жилы,соединенные с наконечником, внешний и опорный шланги,образующие каналы для прохода охлаждающей жидкости и дополнительный шланг расчетной длины, установленный на штуцер наконечника внутри опорного шланга,дополнительный шланг имеет внутренний диаметр различный для мест входа вх и выхода охлаждающей определяемый следующими,жидкости вых,установленными в результате собственных исследований заявителя эмпирическими зависимостями- площадь сечения условного прохода опорного шланга, кв. мм 2- коэффициент, характеризующий соотношение расстояния между токопроводами кабельных гирлянд к радиусу изгиба кабеля 3- коэффициент, характеризующий величины номинального тока, пиковых токовых нагрузок,характера шихты, времени расплава шихты 4- коэффициент, характеризующий диаметр дополнительного шланга на входе и длину опорного шланга. В установившемся режиме работы водоохлаждаемого кабеля в опорном шланге кабеля существуют постоянные скорость движения воды и давление, обеспечивающие необходимую гибкость и упругость при незначительных колебаниях. При электродинамическом ударе (экстремальный режим) возникают искривления кабеля в пространстве внезапный поворот трубы в нескольких местах, что вызывает резкое снижение скорости движения охлаждающей воды и как следствие резкое повышение давления в опорном рукаве. Эффект повышения давления и усиления демпфирующих свойств в экстремальном режиме проявляется за счет рассчитываемых по эмпирическим формулам уменьшенных внутренних диаметров дополнительных шлангов. Это же приводит к повышению эффективности теплоотвода за счет повышения скорости истечения. Заявляемое устройство, включающее опорный шланг, дополнительный шланг на входе охлаждающей воды, металлический наконечник с каналом для охлаждающей жидкости, токопроводящие жилы,дополнительный шланг на выходе охлаждающей воды, отличается от известных конструкций водоохлаждаемых кабелей тем, что внутренние диаметры дополнительных шлангов на входе и выходе определяются эмпирическими зависимостями. На фиг. 1 изображено расположение и размеры дополнительных шлангов на входе и выходе воды из кабеля, продольное сечение. Заявляемое устройство (фиг. 1,2,3) включает в себя наконечники 1, установленные внутри внешнего шланга 2 и соединенные электрически токопроводящими жилами кабеля 3, опорный шланг 4,установленный на штуцеры 5 наконечников 1, и дополнительные шланги расчетной длины ,обозначенные поз. 6 на входе и поз. 7 на выходе воды из кабеля. Внутри опорного шланга 4 в указанном на фиг.1 направлении протекает вода для охлаждения токопроводящих жил кабеля 3, расположенных между внешним 2 и опорным 4 шлангами. Заявляемое устройство реализуется следующим образом. Для каждого типоразмера кабеля по эмпирическим зависимостям рассчитывается внутренний диаметр вх дополнительного шланга 6 на входе охлаждающей воды в кабель и внутренний диаметр вых дополнительного шланга 7 на выходе воды из кабеля. В спокойном режиме работы в опорном шланге кабеля устанавливается постоянная скорость движения воды и давление, обеспечивающие необходимую гибкость и упругость при незначительных колебаниях. При электродинамическом ударе (экстремальный режим) возникают искривления кабеля в пространстве- внезапный поворот трубы в нескольких местах, что вызывает резкое снижение скорости движения охлаждающей воды и как следствие резкое повышение давления в опорном рукаве. Дополнительные шланги противодействуют этому. Эффект повышения давления и усиления демпфирующих свойств в экстремальном режиме проявляется за счет рассчитываемых по эмпирическим формулам уменьшенных внутренних диаметров дополнительных шлангов. Определение коэффициентовдля установления внутренних диаметров вх и вых производят следующим образом. Для определения коэффициента, характеризующего вес и длину готового кабеля, в процессе изготовления опытной партии кабеля длинойи весаустанавливают дополнительные шланги расчетной длиныразличного внутреннего диаметра с тем, чтобы в ходе испытаний выбрать кабели,выдержавшие наибольшее количество моделируемых электродинамических ударов. Затем определяют эмпирический коэффицент 1 вх/ по известным параметрам- длине дополнительного шланга вхдиаметру дополнительного шланга на входеплощади сечения условного прохода опорного шланга. Изготовив несколько кабелей одной длины (веса) и определив интервал оптимальных значений коэффициента 1 для кабелей с этими параметрами,переходят к определению коэффициента 1 для кабелей с другими значениями длины (массы). Полученные усредненные значения сводят в таблицу. Например, для коэффициента 1 получен интервал значений от 1,8 до 2,1. Аналогичные таблицы составляют для кабелей с разным соотношением расстояния между токопроводами кабельных гирлянд и минимального радиуса гиба кабеля (коэффициент 2), с разной величиной номинального тока(коэффициент 3), для кабелей с разным соотношением внутреннего диаметра дополнительного шланга на входе и длины опорного шланга кабеля (коэффициент 4). При изготовлении водоохлаждаемого кабеля по известным параметрам подбирают коэффициентыи с их использованием определяют по зависимостям вх 1 х 2 х 3 и вых 1 х 2 х 3 х 4 сужение дополнительных шлангов на входе и выходе воды из кабеля соответственно,гарантирующие демпфирование при электродинамическом ударе, что существенно повышает надежность и длительность безаварийной работы водоохлаждаемого кабеля. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Водоохлаждаемый кабель,включающий металлические наконечники с каналом для охлаждающей жидкости, токопроводящие жилы,соединенные с наконечниками, внешний и опорный шланги, образующие каналы для прохода охлаждающей жидкости и дополнительные шланги расчетной длины, установленные на штуцеры наконечников внутри опорного шланга,отличающийся тем, что дополнительные шланги имеют внутренние диаметры, различные для мест входа и выхода охлаждающей жидкости,определяемые следующими эмпирическими зависимостями вх- площадь сечения условного прохода опорного шланга, кв. мм- длина дополнительного шланга, мм 1 - коэффициент, характеризующий вес и длину кабеля 2 - коэффициент, характеризующий соотношение расстояния между токопроводами кабельных гирлянд к радиусу изгиба кабеля 3 - коэффициент, характеризующий величины номинального тока, пиковых токовых нагрузок,характера шихты, времени расплава шихты 4 - коэффициент, характеризующий диаметр дополнительного шланга на входе и длину опорного шланга.