一种新型锥面环形水套的制作方法

1.本实用新型涉及矿热炉设备技术领域，特别涉及一种新型锥面环形水套。


背景技术：

2.矿热炉又称电弧电炉，主要用于生产铁合金、工业硅、电石、黄磷等产品。电极把持器是铁合金电炉的核心部件，电极把持器的主要作用是将强大的电流通过导电铜瓦，把铜瓦牢固地夹紧在电极上，控制电极的烧结，使电极内部和外部烧结均匀合理。同时电极把持器的结构应便于作业过程中随着电极的烧损而下移或上升。电极把持器是由导电装置、压紧装置、电极压放装置、保持筒等部分组成。电极把持器按照压紧装置的类型区分，最常见的有两种方式：一种波纹管式把持器，通过波纹管的弹簧施加压力顶紧铜瓦；另一种是锥形环式把持器，通过环形水套的内锥面紧靠导电铜瓦的外锥面，通过环形水套的上升或下降，使得环形水套与铜瓦之间产生径向压力来实现压紧或放松电极。
3.现有的锥形环式把持器采用的环形水套是铸钢结构（如图5所示），采用不锈钢铸造成型并在其内部形成箱式水路。上述铸钢结构的环形水套存在以下缺点：（1）上述环形水套的材质为不锈钢，导热率较低，约16 w/m
·
k；（2）这种铸钢结构的环形水套在铸造过程中容易出现内部有铸造组织疏松、气孔、夹渣和裂纹等铸造缺陷，这些铸造缺陷是无法根本消除的，使得铸钢结构的环形水套机械性能、导热性能差；（3）这种环形水套内的箱式水路存在较多的局部水流死角，容易导致水流分布不均，造成局部过热甚至汽化；（4）由于结构所限，这种箱式水路的水路截面积较大，容易导致水流速度低，容易结垢，不易排气。
4.综上所述，这种传统铸钢结构的环形水套存在较多的缺点，导致使用不稳定，使用寿命短。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的问题是提供一种新型锥面环形水套，这种新型锥面环形水套整体的机械强度高，同时具有良好的冷却效果，使用寿命较长。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种新型锥面环形水套，包括环形水套本体，环形水套本体具有内锥面，其特征在于：所述环形水套本体包括至少两个弧形水套段，弧形水套段由锻压铜材制成；各弧形水套段通过联结结构连接在一起而形成环形水套本体，各弧形水套段的内侧面相连形成环形水套本体的内锥面；弧形水套段中设有冷却通道，弧形水套段的表面上设有进水孔和出水孔，进水孔、出水孔均与冷却通道连通。
8.先将整块铜材经过锻压形成各个直线形水套段；然后，通过钻孔的加工方式在直线形水套段上去除材料，得到冷却通道、进水孔与出水孔；接着，将直线形水套段通过弯曲变形成弧形水套段，然后通过联结结构将各弧形水套段连接在一起而形成环形水套本体，再对环形水套本体的内侧面进行加工而形成内锥面。
9.上述弧形水套段的材质可为纯铜或者铜合金。其中纯铜优选无氧铜。
10.上述纯铜的弧形水套段的热导率约380w/m
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k，是不锈钢环形水套的24倍，使得纯铜的环形水套本体的导热能力更好，具有更好的冷却效果。铜合金的弧形水套段在保证足够冷却效果的基础上，能够进一步加强环形水套本体的硬度和强度。通常，上述弧形水套段由整块铜材经过锻压和弯曲而成，经过锻压成型的弧形水套段的组织均匀致密，机械性能好。
11.一种优选方案中，所述弧形水套段的一端部设有插槽、另一端部设有与插槽相匹配的插块，弧形水套段的插块能够与相邻弧形水套段的插槽插接配合，多个弧形水套段拼接成所述环形水套本体；所述联结结构包括第一螺栓，插槽的两侧槽壁上分别设有第一通孔与第一螺孔，第一通孔与第一螺孔位置相对应，第一通孔、第一螺孔均与插槽连通，插块上设有与第一通孔、第一螺孔对应配合的第二通孔，一个弧形水套段的插块插接在相邻弧形水套段的插槽中，第一螺栓的杆部依次穿过第一通孔、第二通孔并与第一螺孔螺纹配合。
12.另一种优选方案中，所述弧形水套段的一端部设有上连接块、另一端部设有与上连接块相匹配的下连接块，弧形水套段的上连接块能够与相邻弧形水套段的下连接块上下叠置，多个弧形水套段拼接成所述环形水套本体；所述联结结构包括第二螺栓，上连接块设有第三通孔，下连接块设有与第三通孔对应配合的第二螺孔，第二螺栓的杆部穿过第三通孔并与第二螺孔螺纹配合，第二螺栓的头部与下连接块共同将上连接块夹紧。
13.作为本实用新型的优选方案，所述弧形水套段的表面上焊接有进水管和出水管，进水管的出水端与弧形水套段的进水孔连通，出水管的进水端与弧形水套段的出水孔连通。
14.作为本实用新型的优选方案，所述弧形水套段内部设有多条通道段，各条通道段首尾依次连接形成所述冷却通道。这种冷却通道是蜿蜒曲折的。通常，上述通道段是采用钻孔加工方式在弧形水套段上去除材料得到的，再利用堵头将某些通道段的端部或中部堵住，形成所需要的冷却通道，使冷却流体按照设计所需要的流向通行。
15.更优选方案中，所述通道段的截面积相同。截面积相同的通道段的水流速度高，冷却更加均匀。通常，上述通道段的截面形状为单圆孔、双圆孔或者复合孔。上述单圆孔、双圆孔或复合孔都是以钻孔或其他机械加工方式形成的。上述双圆孔由并排的两个圆孔组成。上述复合孔是由两个以上相互连通的圆孔组成，复合孔中相邻两圆孔所在的圆相交，相邻两圆孔的圆心距小于两圆孔的半径之和。通常，复合孔中各圆孔相互平行。与单圆孔的通道段相比，双圆孔或复合孔的通道段在保证相同截面积的基础上，换热面积更大，冷却效果更好。
16.作为本实用新型的优选方案，所述弧形水套段的表面上设有至少一个吊耳，吊耳的顶部设有吊孔。在弧形水套段的表面上设置吊耳，通过吊孔可以较为方便的将环形水套本体起吊起来。
17.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
18.这种新型锥面环形水套整体的机械强度高，同时具有良好的冷却效果，使用寿命较长。
附图说明
19.图1是本实用新型具体实施例1的结构示意图；
20.图2是图1中a-a的剖面图；
21.图3是图1中联结结构的结构示意图；
22.图4是本实用新型具体实施例2的结构示意图；
23.图5是本实用新型背景技术中铸钢结构环形水套的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行具体描述。
25.实施例1
26.如图1-3所示，本实施例中的新型锥面环形水套，包括环形水套本体1，环形水套本体1具有内锥面11，环形水套本体1包括三个弧形水套段12，弧形水套段12由锻压铜材制成；各弧形水套段12通过联结结构2连接在一起而形成环形水套本体1，各弧形水套段12的内侧面相连形成环形水套本体1的内锥面11；弧形水套段12中设有冷却通道121，弧形水套段12的表面上设有进水孔122和出水孔123，进水孔122、出水孔123均与冷却通道121连通。
27.上述弧形水套段12的材质为纯铜。其中纯铜优选无氧铜。上述纯铜的弧形水套段12的热导率约380w/m
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k，是不锈钢环形水套的24倍，使得纯铜的环形水套本体1的导热能力更好，具有更好的冷却效果。铜合金的弧形水套段12在保证足够冷却效果的基础上，能够进一步加强环形水套本体1的硬度和强度。通常，上述弧形水套段12由整块铜材经过锻压和弯曲而成，经过锻压成型的弧形水套段12的组织均匀致密，机械性能好。
28.弧形水套段12的一端部设有插槽124、另一端部设有与插槽124相匹配的插块125，弧形水套段12的插块125能够与相邻弧形水套段12的插槽124插接配合，多个弧形水套段12拼接成所述环形水套本体1；所述联结结构2包括第一螺栓21，插槽124的两侧槽壁上分别设有第一通孔1241与第一螺孔1242，第一通孔1241与第一螺孔1242位置相对应，第一通孔1241、第一螺孔1242均与插槽124连通，插块125上设有与第一通孔1241、第一螺孔1242对应配合的第二通孔1251，一个弧形水套段12的插块125插接在相邻弧形水套段12的插槽124中，第一螺栓21的杆部依次穿过第一通孔1241、第二通孔1251并与第一螺孔1242螺纹配合。
29.弧形水套段12的表面上焊接有进水管13和出水管14，进水管13的出水端与弧形水套段12的进水孔122连通，出水管14的进水端与弧形水套段12的出水孔123连通。
30.弧形水套段12内部设有多条通道段126，各条通道段126首尾依次连接形成所述冷却通道121。这种冷却通道121是蜿蜒曲折的。通常，上述通道段126是采用钻孔加工方式在弧形水套段12上去除材料得到的，再利用堵头将某些通道段126的端部或中部堵住，形成所需要的冷却通道121，使冷却流体按照设计所需要的流向通行。
31.通道段126的截面积相同。截面积相同的通道段126的水流速度高，冷却更加均匀。通常，上述通道段126的截面形状为单圆孔、双圆孔或者复合孔。上述单圆孔、双圆孔或复合孔都是以钻孔或其他机械加工方式形成的。上述双圆孔由并排的两个圆孔组成。上述复合孔是由两个以上相互连通的圆孔组成，复合孔中相邻两圆孔所在的圆相交，相邻两圆孔的圆心距小于两圆孔的半径之和。通常，复合孔中各圆孔相互平行。与单圆孔的通道段126相比，双圆孔或复合孔的通道段126在保证相同截面积的基础上，换热面积更大，冷却效果更好。
32.弧形水套段12的表面上设有三个吊耳127，吊耳127的顶部设有吊孔1271。在弧形
水套段12的表面上设置吊耳127，通过吊孔1271可以较为方便的将环形水套本体1起吊起来。
33.先将整块铜材经过锻压形成各个直线形水套段；然后，通过钻孔的加工方式在直线形水套段上去除材料，得到冷却通道121、进水孔122与出水孔123；接着，将直线形水套段通过弯曲变形成弧形水套段12，然后通过联结结构2将各弧形水套段12连接在一起而形成环形水套本体1，再对环形水套本体1的内侧面进行加工而形成内锥面11。
34.实施例2
35.如图4所示，本实施例中的新型锥面环形水套与实施例1的区别在于：
36.弧形水套段12的一端部设有上连接块128、另一端部设有与上连接块128相匹配的下连接块129，弧形水套段12的上连接块128能够与相邻弧形水套段12的下连接块129上下叠置，多个弧形水套段12拼接成所述环形水套本体1；所述联结结构2包括第二螺栓22，上连接块128设有第三通孔1281，下连接块129设有与第三通孔1281对应配合的第二螺孔1291，第二螺栓22的杆部穿过第三通孔1281并与第二螺孔1291螺纹配合，第二螺栓22的头部与下连接块129共同将上连接块128夹紧。
37.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。