专利名称：无极锥面自动锁紧式补偿器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿热炉用补偿器，具体地，涉及一种无极锥面自动锁紧式补偿器。
背景技术：
矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，它主要用于还原冶炼矿石，由于矿热炉变压器感性负载大、短网较长，并且电极插入炉料时增加了短网的电抗，故功率因数都很低，大多在0. 75-0. 8左右(国家电力系统考核功率因数应达到0. 9以上)。因此增加了局部电网的无功损耗，降低了供、用电质量，同时由于炉料、电极和电网等因数影响，易造成三相负载不平衡，也会造成功率因数降低、电耗升高、产量降低等后果。为了达到提高用电效率、稳定产品质量、提高产量、降低生产成本的目的，必须对矿热炉系统加装无功补偿装置，即所谓的补偿器。一般而言，补偿器是用于矿热炉(例如电石炉、铁合金炉、工业硅炉、黄磷炉等)短网系统中的变压器出线端子与短网铜管之间的连接，从而起到导电和无功补偿的作用。现有的补偿器为卡环连接式补偿器，参见图1和图2所示，其包括两个连接头104， 该两个连接头104分别从夹布外套管105的两端插入到该夹布外套管105的通孔内，并且每个连接头104的对接端伸出到夹布外套管105的外部，所述夹布外套管105通过卡箍107 束紧到两端的连接头104上，根据变压器的功率及电流强度，该两个连接头104之间连接有可承载相应电流强度的多根铜绞线106，每根铜绞线106的两端分别塞入两个连接头104的相应的连接孔内，所述两个连接头的对接端分别与短网铜管101和变压器出线端子109对接(对接面上分别设有用于保持密封的密封圈108)，然后分别通过卡环103卡箍，并通过紧固螺栓102来紧固卡环103，从而使得两个连接头104的对接端分别与短网铜管101和变压器出线端子109保持对接状态。但是，这种卡环连接式补偿器的缺点是比较明显的，连接头104与短网铜管101和变压器出线端子109的接触面积较小，这会导致短网系统的功率因数大大降低，使得无功损耗增大，同时，这种卡环连接式补偿器通过卡环103的卡束来保持连接头104的对接端与短网铜管101和变压器出线端子109的对接状态，但是连接头104、短网铜管101和变压器出线端子109等位置的热胀冷缩等现象较为严重，这使得连接头104的对接端与短网铜管 101和变压器出线端子109容易脱落，从而严重影响生产作业的进行。另外，该卡环连接式补偿器的密封性能也不够完善，这也影响了补偿器功能的发挥。鉴于现有技术的上述缺陷，有必要设计一种新型的补偿器。
发明内容
本发明的目的是提供一种无极锥面自动锁紧式补偿器，以克服或缓解上述现有技术的缺陷，该无极锥面自动锁紧式补偿器能够显著地提高补偿器的功率因数，并且能够实现补偿器连接的自动锁紧，确保补偿器工作的可靠性。上述目的通过如下技术方案实现无极锥面自动锁紧式补偿器，包括两个连接头，每个所述连接头包括套管插入段、锥面段以及位于该套管插入段和锥面段之间的外螺纹段，所述连接头的内部沿轴向形成有贯通的内部台阶孔，其中两个所述连接头的套管插入段分别插入到所述无极锥面自动锁紧式补偿器的夹布外套管的两端并固定，每个所述连接头的外螺纹段螺纹连接有内牙法兰，并且锥面段穿套有法兰套，该法兰套包括套体和基座， 并且内部沿轴向形成有贯通的圆锥孔，该圆锥孔的内周面与所述锥面段的锥面可滑动地配合，每个所述连接头上的法兰套的基座通过连接螺栓与该连接头上的内牙法兰连接，并且所述法兰套的套体的外周面上形成有径向贯通的多个螺纹孔，该多个螺纹孔内分别配合有固定螺栓，两个所述连接头的内部台阶孔内分别可拆卸地密封插入有短网铜管和变压器出线端子，其中所述短网铜管和变压器出线端子的外周面分别与相应的所述连接头的内部台阶孔的内周面配合，并且端面分别抵靠到相应的所述连接头的内部台阶孔的台阶面上。优选地，每个所述连接头的锥面段的锥面锥度为1 :20。进一步优选地，每个所述连接头的锥面段的锥面沿周向被均分为十二片锥面，每两片锥面之间形成有沿所述连接头的轴向形成的间隔槽，所述法兰套的套体的外周面上形成有十二个所述螺纹孔，该螺纹孔分别与该十二片锥面对应。选择地，每个所述连接头的内部台阶孔的台阶面上设有用于与所述短网铜管或变压器出线端子的端面接触的第一密封圈，内周面上设有用于与所述短网铜管或变压器出线端子的外周面接触的第二密封圈。通过上述技术方案，本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器能够显著地增大连接头与短网铜管和变压器出线端子的接触面积，使得连接头的锥面段与短网铜管和变压器出线端子保持良好接触，从而显著地提高了矿热炉短网系统的功率因数此外，通过法兰套与连接头之间的无极锥面(即连续锥面)配合，有效地防止了连接头与短网铜管和变压器出线端子发生脱落，确保了补偿器工作的可靠性。本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器不但方便了零部件的安装更换，杜绝了冷却液的渗漏现象，而且大大提高了电能的利用效率，降低了矿热炉生产时的能耗，显著提高了企业的技术经济效率。
图1和图2分别为现有技术的卡环连接式补偿器的装配示意图和剖视图。图3为本发明具体实施方式
的无极锥面自动锁紧式补偿器的装配示意图。图中1短网铜管；2固定螺栓；3法兰套；4连接头；5连接螺栓；6内牙法兰；7夹布外套管；8铜绞线；9卡箍；10第一密封圈；11第二密封圈；12变压器出线端子；101短网铜管；102紧固螺栓；103卡环；104连接头；105夹布外套管；106铜绞线；107卡箍；108密封圈；109变压器出线端子。
具体实施例方式以下结合附图描述本发明无极锥面自动锁紧式补偿器的具体实施方式
。本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器与现有技术的补偿器在主体部分结构上是相同的，参见图3所示，该无极锥面自动锁紧式补偿器也包括两个连接头4，该两个连接头4 分别从夹布外套管7的两端插入到该夹布外套管7的通孔内，并且每个连接头4的一部分伸出到夹布外套管7的外部，所述夹布外套管7通过卡箍9 (例如钢带)束紧到两侧的连接头4上，根据变压器的功率及电流强度，该两个连接头4之间连接有可承载相应电流强度的多根铜绞线8，每根铜绞线8的两端分别塞入两个连接头4的相应的连接孔内，此外，需要说明的是，夹布外套管7是补偿器中采用的公知套管，例如夹布胶管(主要由内胶层，多层夹布编织或缠绕层、外胶层组成)。也就是说，上述结构与现有技术基本类似，并且本发明的上述结构还可以采用矿热炉用补偿器的其它公知结构，因此对此不再赘述，上述结构仅是现有技术的公知结构或其简单变形，其不构成对本发明保护范围的限制。本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器与现有技术补偿器的不同之处在于连接头4 的结构以及连接头4与短线铜管1以及变压器出线端子12之间的连接结构。具体地，本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器包括位于该无极锥面自动锁紧式补偿器两侧的两个连接头4，每个所述连接头4包括套管插入段、锥面段以及位于所述套管插入段和锥面段之间的外螺纹段，所述连接头4的内部沿轴向形成有贯通的内部台阶孔，其中，两个所述连接头4 的套管插入段分别插入到夹布外套管7的两端并固定(显然地连接头4的套管插入段的端面上形成有相应的连接孔，以用于连接铜绞线8)，每个所述连接头4的外螺纹段螺纹连接有内牙法兰6，并且锥面段穿套有法兰套3，该法兰套3包括套体和基座，并且该法兰套3的内部沿轴向形成有贯通的圆锥孔，该圆锥孔的内周面与所述锥面段的锥面可滑动地配合， 每个所述连接头4上的法兰套3的基座通过连接螺栓5与该连接头4上的内牙法兰6连接， 并且所述法兰套3的套体的外周面上形成有径向贯通的多个螺纹孔(即沿套体的径向形成螺纹孔)，该多个螺纹孔内分别配合有固定螺栓2，两个所述连接头4的内部台阶孔内分别可拆卸地密封插入有短网铜管1和变压器出线端子12，其中所述短网铜管1和变压器出线端子12的外周面分别与相应的所述连接头4的内部台阶孔的内周面配合，并且该短网铜管 1和变压器出线端子12的端面分别抵靠到相应的所述连接头4的内部台阶孔的台阶面上。优选地，每个所述连接头4的锥面段的锥面锥度为1 :20。此外，作为进一步的优选方案，每个所述连接头4的锥面段的锥面沿周向被均分为十二片锥面，每两片锥面之间形成有沿所述连接头4的轴向形成的间隔槽(例如2mm宽度的间隔槽)，所述法兰套3的套体的外周面上形成有十二个螺纹孔，该螺纹孔分别与该十二片锥面对应。此外，短网铜管1和变压器出线端子12分别密封地插入到两个所述连接头4的内部台阶孔内，这可以采用多种密封形式，选择地，每个所述连接头4的内部台阶孔的台阶面上设有用于与所述短网铜管1或变压器出线端子12的端面接触的第一密封圈10，内周面上设有用于与所述短网铜管1或变压器出线端子12的外周面接触的第二密封圈11。以下简略描述本发明无极锥面自动锁紧式补偿器的装配过程。首先将铜绞线8的两端分别插入相对设置的两个连接头4相应的连接孔内，然后用模具将铜绞线8与两个连接头4在压机上压实，使之连接为一个整体。将夹布外套管7 沿铜绞线8的轴向套在连接头8的相应外周位置上后，通过卡箍9将夹布外套管7紧紧卡在连接头8的外周面上。进而将内牙法兰6旋紧到连接头4的外螺纹段上，在法兰套3的螺纹孔内旋入固定螺栓2 (例如在优选方式下法兰套3的套体的外周面上设有十二个螺纹孔，该十二个螺纹孔对应于连接头4的锥面段的十二片锥面，因此需要在十二个螺纹孔内旋入十二根固定螺栓2)。然后将法兰套3套在连接头4的锥面段，并通过连接螺栓5将法兰套3的基板与内牙法兰6相互连接。连接时，注意将固定螺栓2对准连接头4的相应的锥面的中间(例如，在优选方式下，连接头4的锥面段沿连接头的周向被均勻分成十二片， 每两片锥面之间沿连接头的轴向形成有间隔槽，如铣出2mm宽度得间隔槽。在矿热炉的短网系统需要进行工作时，将短网铜管1和变压器出线端子12分别塞入到两侧的连接头4的内部台阶孔内，并通过设置在内部台阶孔的台阶面上的第一密封圈10和内周面上第二密封圈11进行密封。然后，通过紧固连接螺栓5上的螺母，使得法兰套3沿所述无极锥面自动锁紧式补偿器的轴向向该无极锥面自动锁紧式补偿器的中间方向移动，由于法兰套3与连接头4的连接部位为锥形面，在优选方式下连接头4的锥面段更是被分成十二片，每两片锥面之间间隔有间隔槽(例如2mm宽度的间隔槽)，在法兰套3的压力作用下，连接头4的锥面段将向内收缩，从而使得两侧的连接头4的内部台阶孔的内周面分别紧紧抱在短网铜管 1和变压器出线端子12的外周面上，并旋紧固定螺栓2，使得固定螺栓2压靠到连接头4的锥面段上，从而使得连接头的内部台阶孔的内周面与短网铜管1和变压器出线端子12的外周面进一步压实压牢。此外，在电缆组装完成后，需要进行水压试验以测试密封性能，试验压力为0. 6Mpa，保压15分钟，应无任何渗漏现象。由上描述可见，本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器能够显著地增大连接头4与短网铜管1和变压器出线端子12的接触面积，并通过法兰套3与连接头4的锥面配合，使得连接头4的锥面段与短网铜管1和变压器出线端子12保持良好接触，从而显著地提高了矿热炉短网系统的功率因数(实际测算提高到0. 95以上)，此外，通过法兰套3与连接头4之间的无极锥面(沿轴向方便给锥面锥度不发生变化，即连续锥面)配合，在紧固法兰套3与连接头4之间的连接螺栓5时，能够使得连接头4与短网铜管1和变压器出线端子12实现连续地自动锁紧，从而有效地防止了连接头4与短网铜管1和变压器出线端子12发生脱落， 确保了补偿器工作的可靠性。此外，本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器通过连接头4的内部台阶孔的台阶面上第一密封圈10和内周面上的第二密封圈11，形成双层密封，从而改善了密封性能。因此，本发明的无极锥面自动锁紧式补偿器不但方便了零部件的安装更换， 杜绝了冷却液的渗漏现象，而且大大提高了电能的利用效率，降低了矿热炉生产时的能耗， 显著提高了企业的技术经济效率。在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本发明所公开的范围之内。同时，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。此外，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由权利要求限定。
权利要求
1.无极锥面自动锁紧式补偿器，其特征是，包括两个连接头(4)，每个所述连接头包括套管插入段、锥面段以及位于该套管插入段和锥面段之间的外螺纹段，所述连接头(4)的内部沿轴向形成有贯通的内部台阶孔，其中两个所述连接头的套管插入段分别插入到所述无极锥面自动锁紧式补偿器的夹布外套管(7)的两端并固定，每个所述连接头(4)的外螺纹段螺纹连接有内牙法兰(6)，并且锥面段穿套有法兰套(3)，该法兰套包括套体和基座， 并且内部沿轴向形成有贯通的圆锥孔，该圆锥孔的内周面与所述锥面段的锥面可滑动地配合，每个所述连接头上的法兰套(3 )的基座通过连接螺栓(5 )与该连接头上的内牙法兰(6 ) 连接，并且所述法兰套的套体的外周面上形成有径向贯通的多个螺纹孔，该多个螺纹孔内分别配合有固定螺栓(2)，两个所述连接头(4)的内部台阶孔内分别可拆卸地密封插入有短网铜管(1)和变压器出线端子(12)，其中所述短网铜管和变压器出线端子的外周面分别与相应的所述连接头的内部台阶孔的内周面配合，并且端面分别抵靠到相应的所述连接头的内部台阶孔的台阶面上。
2.根据权利要求1所述的无极锥面自动锁紧式补偿器，其特征是，每个所述连接头(4) 的锥面段的锥面锥度为1 :20。
3.根据权利要求1所述的无极锥面自动锁紧式补偿器，其特征是，每个所述连接头(4) 的锥面段的锥面沿周向被均分为十二片锥面，每两片锥面之间形成有沿所述连接头的轴向形成的间隔槽，所述法兰套(3)的套体的外周面上形成有十二个所述螺纹孔，该螺纹孔分别与该十二片锥面对应。
4.根据权利要求1所述的无极锥面自动锁紧式补偿器，其特征是，每个所述连接头(4) 的内部台阶孔的台阶面上设有用于与所述短网铜管或变压器出线端子的端面接触的第一密封圈(10)，内周面上设有用于与所述短网铜管或变压器出线端子的外周面接触的第二密封圈(11)。
全文摘要
无极锥面自动锁紧式补偿器，包括两个连接头(4)，该两个所述连接头的套管插入段分别插入到夹布外套管(7)的两端并固定，外螺纹段螺纹连接有内牙法兰(6)，并且锥面段穿套有法兰套(3)，该法兰套的圆锥孔的内周面与锥面段的锥面可滑动地配合，基座通过连接螺栓(5)与内牙法兰(6)连接，并且套体的外周面上形成有多个螺纹孔，该多个螺纹孔内分别配合有固定螺栓(2)，两个连接头的内部台阶孔内分别可拆卸地密封插入有短网铜管(1)和变压器出线端子(12)。本无极锥面自动锁紧式补偿器不但方便了零部件的安装更换，杜绝了冷却液的渗漏现象，而且大大提高了电能的利用效率，降低了矿热炉的能耗，显著提高了企业的技术经济效率。
文档编号H01R13/639GK102195293SQ201110120638
公开日2011年9月21日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者吴正东, 范茂月 申请人:江苏省旭日冶金环保设备有限公司