本发明属于电气设备及电气工程领域，具体涉及一种用于大电流导电并需要气体(液体)冷却的快速连接装置及方法。
背景技术：
快速连接是许多电气工程应用的重要要求。在工业生产或科学研究过程中，许多情况下需要在极短的时间内完成电缆或气管等的连接，并且对连接性能、密封性能等有很高的要求。
目前广泛采用的方法主要有铜排螺栓连接与铜管插拔等方法。为保证接触面足够大，需要多个螺栓进行连接和固定，这就导致铜排螺栓连接的方法耗时较长。另外，这种方法需要另行连接气体(液体)冷却管道。铜管插拔的方法虽然速度较快，也能够同时连接导电线缆和冷却管道，但是不能适用于大电流的导电线缆。当电流较大时，铜管发热后会产生一定的膨胀，这就会导致拆卸困难。因此，在一些需要同时并快速完成大电流导电线缆和冷却管道连接的场合，以上两种方法是不适用的。
技术实现要素：
为解决一些特殊工况下大电流导电线缆及气体(液体)冷却管道的同步快速连接和拆卸的问题，本发明提出了一种用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置及方法。这种装置及方法能够同时并快速地完成大电流导电线缆和冷却管道的连接，具有装置简单、接触面积大、导电性能好、连接速度快等优点，适用于不便近距离操作、连接时间短、需要气体(液体)冷却或环境操作恶劣的场合。
本发明的具体技术方案为：
一种用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置，包括滑轨组件、滑块组件a、滑块组件b；其中滑轨组件包括挡板和滑动导轨，挡板固定于滑动导轨一端，滑动导轨为凹槽型结构，用于约束滑块组件a、b接触状态时的运动轨迹，如此便可保证冷却通道无误差地进行对接，并且也能够保证铜排的接触面积最大，导电性能最好；滑块组件a包括异形铜排接头a和冷却管道a；滑块组件b包括滑杆机构、异形铜排接头b和冷却管道b；滑杆机构固定于异形铜排接头b上，用于推动异形铜排接头b与异形铜排接头a的接触面紧密配合，保证导电性能；冷却管道a穿过异形铜排接头a，冷却管道b穿过异形铜排接头b；确保异形铜排接头a、b接触面紧密配合时，冷却管道a、b接口处于同一轴线，并实现准确对接。
进一步地，上述异形铜排接头a、b接触面的形状要求符合：通过液压或气压系统驱动滑杆机构，当异形铜排接头a、b相互接触后，在滑杆机构的作用下，接触面处会产生促使二者压紧的分作用力，从而使其导电性能良好。
进一步地，上述异形铜排接头a、b接触面为斜面，所述斜面的倾斜角α范围为30°～60°。有利于铜排之间接触后在滑杆机构的作用下压紧。
进一步地，上述滑动机构位于异形铜排接头b下部，与铜排之间具有一定的角度，所述的角度β范围为5°至45°，从而保证铜排之间接触之后，会产生一个向上的作用分力。
进一步地，上述异形铜排接头a、b接触面紧密配合时，冷却管道a、b接口处于同一轴线，且一冷却管道沿另一冷却管道内壁插入，实现准确对接，其中，冷却气或液的流入侧冷却管为插入端冷却管。
进一步地，上述异形铜排接头a、b上远离接触面的一端分别设置导电线缆安装位置a和导电线缆安装位置b，用于连接导电线缆。
上述一种用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置的方法，通过液压或气压驱动的方式移动滑杆机构，从而使异形铜排接头b沿着滑动导轨滑动；当冷却通道完成连接并且异形铜排之间相互接触时，液压或气压系统作用在滑杆机构上的力会产生一个向上作用的分力，促使铜排压紧，以保证接触良好；当通电完成需要断开连接的时候，关闭液压或气压系统收回异形铜排接头b即可。
与普通的快速连接方法及装置相比，本发明的优势在于：
1、该方法能够同时并快速地完成冷却通道和大电流导电铜排的连接，连接速度快。
2、该方法通过合理设计滑动机构，能够使铜排沿导轨移动，并且在铜排接触后，通过压力作用使铜排压紧，提高其导电性能。
3、该装置采用液压或气压驱动，便于实现自动化控制，能够适用于环境恶劣或自动化程度高的场合。
4、该装置结构简单，易于操作。并且装置的大小和形状能够根据不同的使用要求进行适当的调整和改进。
附图说明
图1为用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置的组成示意图；
图2为用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置的工作示意图；
图3为快速连接装置的尺寸示意图；(a)主视图，(b)左视图；
图4为用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置在电磁出钢技术的应用示意图。
图中：1滑轨组件；2滑块组件a；3滑块组件b；4异形铜排接头a；5冷却管道a；6导电线缆安装位置a；7挡板；8滑动导轨；9滑杆机构；10异形铜排接头b；11冷却管道b；12导电线缆安装位置b；13用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置。
具体实施方式
下面，结合附图及具体实施案例对本发明做进一步的详细说明。但本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
大电流导电的气(液)电两用的快速连接装置主要由3部分组成，如图1所示。装置主要包括：滑轨组件1、滑块组件a2、滑块组件b3及其相应的导电线缆。
图2为大电流导电的气(液)电两用的快速连接装置工作示意图。该装置的工作过程为：在快速连接之前，将异形铜排接头a4及对应的冷却管道a5和导电线缆安装在导电线缆安装位置a6，并同时安装带有挡板7的滑动导轨8。需要进行连接时，通过液压或气压系统推动滑杆机构9，使异形铜排接头b10及其相应的冷却管道b11和导电线缆沿着导轨移动并压紧而完成连接。需要断开时，释放压力装置收回即可。
图3为快速连接装置的尺寸示意图，异形铜排的长度l的范围是100mm至500mm，异形铜排的宽度w的范围是50mm至300mm，异形铜排的高度a的范围是20mm至100mm，高度b的范围是5mm至50mm。冷却通道的直径
以该方法和装置在电磁感应加热出钢技术的应用为例，具体如下：
电磁出钢技术的原理：在钢包底部的水口座砖内安装感应加热线圈，在水口内填充与钢液成分相同或相近的fe-c合金代替传统的引流砂，感应线圈引线穿过钢包底壳与感应加热电源相连接。通过感应加热的方式使fe-c合金全部或部分熔化而完成出钢过程。电磁出钢技术中，由于线圈的环境温度较高，因此在通电加热的同时还需要对线圈进行冷却。因此，当钢包到达浇注位置的时候必须同时完成气体冷却管道及导电铜排的连接。
在钢包电磁出钢过程中，要求感应加热时间极短，因此也就要求导电线缆及冷却管道的连接快速完成。另外，当钢包到达浇注位置时，钢包周围的工作环境极为恶劣，因此需要能够远程操作和控制。
因此，用于大电流的气(液)电一体化快速连接装置能够很好地应用于钢包底部电磁出钢技术，如图4所示。空心感应线圈引线从钢包底部引出在适当位置，之后将滑动导轨、异形铜排a和冷却管道等分别与空心线圈引线相连接，并将其安装在钢包底壳的固定位置。异形铜排b和相应的冷却管道与电源线缆相连，之后将固定在此铜排上的滑动机构与液压或气压系统相连接。当钢包运行到浇注位置之后，通过液压或气压驱动装置使异形铜排接头b沿着导轨移动、压紧后完成气电连接。
采用本发明的快速连接装置不仅能够快速准确地完成电源线缆与感应线圈的连接，也能完成冷却气管与感应线圈的连接。同时，该装置也大幅降低了操作人员在恶劣环境的工作强度，并提高了自动化程度。