一种高频水冷电缆导线及绝缘套管与电极的连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及水冷电缆领域，尤其是涉及一种高频水冷电缆导线及绝缘套管与电极的连接结构，这种导线及绝缘套管与电极（接头）的连接结构也适用于其它领域用的液冷电缆。


背景技术：

2.水冷电缆由于冷却效果好，在各领域内都有广泛的应用。如图1所示，一根完整的水冷电缆，在电缆的两端各连接有一个电缆接头1，两个电缆接头1之间通过软体导线3连接，软体导线3之外是绝缘套管2,绝缘套管2通过金属卡箍4锁紧在电缆接头1的马牙齿形密封槽上，用来密封冷却水。
3.如图2所示，现有电缆接头1从右向左依次由安装部、通水口、具有马牙齿形密封槽的密封部和导线3连接部四部分构成。其中，安装部用于连接电源或负载的汇流铜排，通水口用于进水或出水。水冷电缆两端的两个电缆接头1与软体导线3电性连接。软体导线3是铜绞线，软体导线3外套装绝缘套管2，绝缘管材质是橡胶。软体导线3的外径小于橡胶套管的内径，软体导线3和绝缘套管2之间的环形间隙是冷却水的通道。绝缘套管2两端固定于左右两个电缆接头1的马牙齿形密封槽上，电缆接头1的马牙齿形密封槽的外径与橡胶管内径的公称尺寸一致，用卡箍4锁紧，保证电缆接头1与绝缘套管2之间的密封。卡箍4的材质是金属材质，可以是不锈钢或铝或铜。
4.左右两个电缆接头1与软体导线3之间的连接方式是半圆压接，如图3所示，压接的形状为半圆槽形。半圆压接的工艺为：先在电缆接头1的压线管上锯槽，软体导线3插入压线管内用专用模具压接，压成半圆弧槽状的结构。半圆槽为冷却水通道，该冷却水通道与左右两个电缆接头1的进水口和出水口相通。
5.冷却原理：流动的纯净水或去离子水从水冷电缆左侧电缆接头1的进水口进入，经过左侧半圆槽冷却水通道，进入到水冷电缆内部，穿过软体导线3，经过右侧半圆槽冷却水通道，从水冷电缆右侧电缆接头1的出水口流出，连续不断的流动的冷却水可以带出水冷电缆在传输电能的过程中产生的热。水冷电缆与干式电缆相比，同等软体导线3截面的导体，水冷电缆的载流量是干式电缆的4倍左右。因此水冷电缆在电加热领域有着广泛的应用。
6.在热处理领域，高频淬火机床上需要使用水冷电缆来连接高频电源和移动的高频淬火感应器。因水冷电缆较干式电缆体积小轻便，适合人体工程。有些大型工件的表面需要淬火处理时，因工件体积大不易移动，遇到这种工件的高频表面淬火，就需要高频表面淬火感应器在大型工件淬火的表面能够匀速移动，若使淬火感应器能够匀速移动，较科学的方法是高频电源与高频感应器之间用柔性电缆连接，该柔性电缆就是一种比较特殊的水冷电缆，它的特殊性在于它传导的是交流高频电，其频率在8k到100k之间。若使用上述众所周知的水冷电缆，在这么高的频率下工作，将出现两个问题：
7.1、电缆的软体导线3与电缆接头1的压接部位阻抗大，过电易发热。阻抗大的原因是因为导线3半圆压接的方式存在两个缺陷：一是压接导线3之前需要在电缆接头1的压线
管上留出压线长度，然后横向锯槽以实现半圆压接，如图2所示；锯槽的缺点是，在锯槽的部位，其导体的截面有所减小，电阻会增大。二是电缆接头1压线管的内径只有大于软体导线3的外径才能保证导线3的端部能够插入电缆接头1的压线管内部进行压接，这样一来导线3与压线管内壁之间存在间隙，对软体导线3来说，它是有很多根细铜丝绞合而成，每根铜丝之间也是有间隙的，半圆压接之后，所有的间隙最终都会集中在半圆的两侧端，如图3所示的a、b两个部位。以上原因致使电缆接头1压线管的内表面与软体导线3的的外表面不能完全接触，使压线部位的电阻增大，在通电过程中导致该压接部位过电局部过热，绝缘套管2与该部位接触的位置就会因高温而损伤，轻者使水冷电缆的使用寿命缩短，严重者致使水冷电缆漏水而报废。
8.2、卡箍发热。因卡箍4是金属卡箍，自身是导体，又是环形闭合结构。水冷电缆传导的高频电流会对环形闭合的金属卡箍4产生电磁感应，在金属卡箍4内产生感应电流。频率越高感应电流越大，该感应电流致使金属卡箍4发热，严重者使绝缘套管2在金属卡箍4部位烧焦损坏漏水，致使水冷电缆报废。


技术实现要素：

9.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种高频水冷电缆导线及绝缘套管与电极的连接结构，采用如下技术方案：
10.一种高频水冷电缆导线及绝缘套管与电极的连接结构，所述电极5包括电极和设在电极壁上的进出水口5.3；电极的一端为接头端5.1，用来连接绝缘套管2，另一端为接线端5.2，用来连接电源或用电设备；所述绝缘套管2通过非金属线绳6紧固在电极的接头端5.1，所述导线的头部从接头端5.1的管内插入至电极的接线端5.2，接线端5.2在外力的作用下径向环缩，压接导线。
11.优选的，在进出水口5.3部位设有内螺纹，内螺纹用于连接快接接头。
12.优选的，进出水口5.3部位为凸台结构，在凸台结构上设有外螺纹，外螺纹与内螺纹同轴设置。
13.优选的，电极的接线端5.2为盲孔封闭结构。
14.优选的，在电极5的接头端5.1设有马牙齿形的密封槽5.1.1。
15.优选的，绝缘套管2套接在接头端5.1的密封槽5.1.1上，非金属线绳6缠绕捆扎在绝缘套管2上，并涂胶固定；在非金属线绳6的外部套装有非金属保护套9。
16.由于采用上述技术方案，相比背景技术，本实用新型具有如下有益效果：
17.1、由于径向环缩的压接结构不存在空隙，使导线与电极之间具有更大的接触面积，降低了阻抗。此外，由于接触面积大，相比半圆压接，径向环缩能够承受更大的拉力。阻抗的降低，有利于过电流时降低导线与电极压接部位的温度，防止出现局部过热现象。
18.2、使用非金属线绳来实现绝缘套管与电极之间的密封紧固，能够起到与金属卡箍一样的密封紧固作用。重要的是，因非金属线绳具有非导电性，电磁感应对它没有任何影响，因此能够避免电感生热，延长高频水冷电缆的使用寿命。
附图说明
19.图1为现有水冷电缆的结构示意图。
20.图2为现有电缆接头在半圆压接前的结构示意图。
21.图3为现有电缆接头与导线半圆压接的结构示意图。
22.图4为实施例中高频水冷电缆的结构示意图。
23.图5为实施例中电极的结构示意图。
24.图6为实施例中电极、导线、绝缘套管的连接结构示意图。
25.图中：1、电缆接头；2、绝缘套管；3、导线；4、卡箍；5、电极；5.1、接头端；5.1.1、密封槽；5.2、接线端；5.3、进出水口；6、非金属线绳；7、连通管；8、汇流排；9、非金属保护套。
具体实施方式
26.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.一种高频水冷电缆导线及绝缘套管与电极的连接结构，其中，高频水冷电缆用于对高频淬火机床输送电能。如图4所示，高频淬火机床安装有正、负两根高频水冷电缆，高频水冷电缆包括导线3、绝缘套管2，以及连接在导线3、绝缘套管2两端的电极5。正、负两根高频水冷电缆右侧的两个电极5与高频电源汇流排8电性连接，左侧的两个电极5与高频淬火感应器导电插孔汇流排8电性连接。正、负两根高频水冷电缆通过连通管7连通，循环冷却水通过连通管7从一根高频水冷电缆内流进另一根高频水冷电缆内，对两根高频水冷电缆内的导线3进行循环冷却。
28.如图5所示，所述电极5的一端为接头端5.1，用来连接绝缘套管2，在电极5的接头端5.1设有马牙齿形的密封槽5.1.1，密封槽5.1.1能够增大电极5的接头端5.1与绝缘套管2的密封性。电极的另一端为接线端5.2，接线端5.2具有柱形面，用来连接电源或用电设备。在电极5的管壁上设有凸台，在凸台上设有进出水口5.3，进出水口5.3具有内螺纹，内螺纹用于连接快接接头。为了适应不同类型快接接头的连接，在凸台上还设有外螺纹，外螺纹与内螺纹同轴设置，外螺纹也用于连接快接接头。
29.为了解决背景技术中导线3与电极5压接部位阻抗大的问题，如图6所示，导线3的头部从接头端5.1的管内插入至电极接线端5.2的盲孔内，接线端5.2在外力的作用下径向环缩，压接导线3。这种径向环缩不存在空隙，使导线3与电极5之间具有更大的接触面积，降低了阻抗。此外，由于接触面积大，相比半圆压接，径向环缩能够承受更大的拉力。
30.电极接线端5.2的盲孔也可以改为通孔，导线3的头部可以伸出电极5的接线端5.2，然后对接线端5.2全部实施圆周径向环缩，圆周径向环缩后，导线3伸出接线端5.2之外的部分可以切掉。
31.此外，导线3可以是实心的单股导线，也可以是多股软体导线。无论何种导线3，经过径向环缩后，导线3与电极5之间不存在缝隙，在通常下，高频水冷电缆内的冷却水不会从径向环缩部位漏出。
32.为了解决背景技术中卡箍4发热的问题，所述绝缘套管2改用非金属线绳6，用非金
属线绳6缠绕并捆扎绝缘套管2，然后套装非金属保护套9涂胶固定。非金属线绳6不导电，不会产生感应电流，没有感应电流也就不会发热。具体做法是先在电极5接头端的密封槽5.1.1上涂高温密封胶，然后将绝缘管2套在电极5的接头端5.1的密封槽5.1.1上，再用非金属线绳6拉紧缠绕并捆扎绝缘套管2的外壁，勒紧绝缘管2。缠绕力和勒紧力要足够大，确保绝缘管2塑性变形，密封不漏水。然后对非金属线绳6进行涂胶处理，套装非金属保护套9，非金属保护套9能够防止非金属线绳6在长期使用中的磨损。
33.本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。