具有关闭阀、感应加热系统以及用于连接器的电缆的冷却电源连接器的制造方法
【专利说明】具有关闭阀、感应加热系统以及用于连接器的电缆的冷却电源连接器
[0001]相关申请的参见引用
[0002]本申请要求享有2012年10月17日提交的标题为“具有关闭阀、感应加热系统以及用于连接器的电缆的冷却电源连接器”的美国临时专利N0.61/715，089的权益，在此将该美国临时专利申请的全部内容通过弓I用并入本申请中。
技术领域
[0003]公开的系统是指一种具有相应的阀的流体冷却的电气连接器，并且更具体地，是指在感应加热电缆和相应系统中使用的流体冷却连接器。
【背景技术】
[0004]感应加热系统将交流电信号应用到适于产生磁场的导体上，例如回路或线圈。在导体上的交流电产生变化的磁通量。导体被放置在靠近被加热的金属物体使得磁场穿过物体。电流在金属中通过磁通量产生，并且金属通过由磁场产生在金属上的电流被依次加热。
[0005]因为大电流交流信号通过在感应加热系统中的电缆传输，有必要在操作期间冷却电缆防止元件的过热和损害。气冷式系统可用在大约400度或更低的加热应用。当应用的目的是将金属加热到超过400度的温度时，液体典型地用于冷却该系统。
[0006]液体冷却剂提供远离电缆的热传递的较高温度，但是因为许多原因很难使用。例如，液体冷却剂需要额外的设备，包括具有用于循环冷却剂具有泵的冷却装置。更重要的是，按指定路线输送冷却剂通过系统和邻近的电线可能是困难的，尤其在大功率应用中。
[0007]现在的系统典型地将三通接头使用于将来自冷却单元的软管连接到包括载流电缆和冷却流体两者的电缆束。这里如通过引用将全部内容并入此文的用于描述感应加热系统和相关联的冷却系统的美国专利N0.8，038，931和N0.7，696，458所述，当扩展是需要的时候，短接片用于使流体流动围绕连接区域按指定路线流动。虽然这个系统在提供适当的电缆的冷却是有效的，但三通的弯曲部分不理想地限制了冷却液的流动，并且在连接处有热点。
[0008]其他的系统将冷却剂运行直接地穿过电气连接。这些系统不包括关闭或快速断开，并且当连接断开时，冷却剂滴出电缆而浪费冷却剂。
[0009]因此，需要改良的电气的和液体的连接器，并且相应的感应加热系统避免了和电流感应加热系统以及布线有关的问题。所公开的系统解决了这些和其他的问题。
【发明内容】
[0010]在本发明的一个方面，公开的感应加热电缆包括用于运载发热量的导电体、用于运载冷却剂流体来冷却导电体的流体导体以及连接器主体。连接器主体包括用于连接到导电体的电连接器，用于提供通过连接器主体的流体流动路径的至少一个孔，以及在接通位置和关闭位置之间可移动的阀，其中当电气连接由电气连接器形成时，该流体流动路径是打开的，当电气连接从电气连接器移除时，该流体流动路径是关闭的。连接器主体可以包括用于接收配套的插销的插座，以及阀可以是弹簧加载阀，其当配合插销接收在插座里时被激活。当插销接收在插座里时，阀可以适于打开提供在包括电气连接器的壳体内的多个洞。
[0011]在本发明的另一个方面，公开了用于同时提供电气连接和流体流动连接的同轴连接器。所述同轴连接器包括第一连接器主体和配套的第二连接器主体。第一连接器主体适于在第一末端处接收和电气连接到导电体，并且所述第一连接器包括在相对末端处的导电体，所述导电体适于和在配套的连接器内的相应导体配合。第一连接器主体还包括提供通过第一主体的流体流动路径的孔。第二连接器主体适于电气连接到在第一末端处的导电体，并且所述第二连接器包括配对的尺寸和规格适于在相对的末端处配合第一导体的导电末端。第二连接器包括有选择地提供通过第二连接器主体的流体流动路径的至少一个孔。当第一连接器主体连接到第二连接器主体时，在第一主体的孔对准在第二主体的孔，并且阀被激活以允许流体在位于第一主体的孔和位于第二主体的孔之间流动，并且当第一连接器主体从第二连接器主体分离，所述阀去活并阻止流体在第一和第二连接器主体之间流动。
[0012]在本发明的另一方面，公开了用于提供同轴的电气连接和流体连接的快速断开连接器。所述连接器包括第一连接器主体和第二连接器主体。第一连接器主体包括在第一末端处的插座、用于在第二末端处接收在电缆的末端处的导电体的电气接收座，以及延伸穿过主体来引导流体流动穿过主体的一个或多个孔。用于有选择地打开或关闭孔的布置在主体内的阀。第二连接器主体包括尺寸和规格都适于被接收在第一连接器主体的插座里的插销、用于接收导电体的第二电气插座，以及用于引导流体穿过第二连接器主体的第二多个孔。当插销被接收在插座内时，阀被激活来打开在第二连接器主体内的多个孔并且以允许流体流过插座、插销和流过第一和第二多个孔，并且来提供电气连接和流体流动连接两者。
[0013]第二阀可以被提供，从而当阀关闭时，流体流动在两个连接器内停止。
[0014]本发明的这些和其他方面通过以下的说明书将清楚易见。在说明书中，参考用于在此形成发明一部分的附图，并且示出了本发明的一个优选实施例。这样的实施例不一定代表本发明的全部范围，因此用于权利要求的编号在此是为了解释本发明的范围。
【附图说明】
[0015]图1是感应加热系统和相关电缆的透视图；
[0016]图2是感应加热电缆和相应的通过同轴快速断开连接器互相连接的感应加热延长电缆的透视图；
[0017]图3是处于断开状态的图2中的感应加热电缆的透视图；
[0018]图4是在远端具有公连接器的图2中的延长电缆的侧面剖视图；
[0019]图5是在远端具有母连接器的图2中的感应加热电缆的侧面剖视图；
[0020]图6是图5中电缆的母连接器外壳的透视端视图；
[0021 ] 图7是图4和图5连接的电缆的侧面剖视图。
【具体实施方式】
[0022]通常参照图1，示出了一种用于将热量施用到工件22的示例性感应加热系统20。在所示的实施例中，工件22是圆形管。首先参照图1，感应加热系统20包括电力系统24、流体冷却装置36、液冷感应加热电缆56、液冷功率输出电缆62以及可选择地温度反馈装置(未示出)。电源24产生流过液冷感应加热电缆56的交流电流，以及液冷感应加热电缆56的冷却液流体。在图1中，液冷感应加热电缆56已经环绕着工件22几次而形成一系列的环形。延长电缆62可以延长从电力系统24中出来的液冷感应加热电缆56的有效长度。在所示的实施例中，延长电缆62将液冷感应加热电缆56电力地和可流通地连接到电力系统24。如下面将更全面的描述，电源和流体两者都通过连接器114输送，连接器114向流体流动和电气连接两者的同时断开提供了快速断开。可选地，风冷延长电缆、风冷感应加热电缆或风冷感应加热毯可以被使用。
[0023]运行中，交流电流流过液冷感应加热电缆56产生磁场，所述磁场在工件22上轮流引起电流流动和随后的加热。流过液冷感应加热电缆56的流体也用来保护液冷感应加热电缆免受由于工件22和在液冷感应加热电缆56上流过导体的电流的热损坏。可选的温度反馈装置可向电力系统24提供来自工件22的温度信息以及可通过，例如，电缆52连接到电源24。
[0024]电源24可包括控制器或控制面板54、以及冷却单元36，如图所示，所述冷却单元可安装在有轮的推车上。电源24可以是本领域已知类型的逆变电源，所述逆变电源产生流过液冷感应加热电缆56的交流电。一个这样的逆变电源在美国专利8，038, 931中已经公开了，该美国专利关于逆变电源的描述在此通过引用并入本申请中。控制器或控制面板54是可编程的，并且是可用于控制电源24的运行。在所述实施例中，控制器54响应编程指令以及可选择地从温度反馈装置接收的工件温度信息来控制电源24的运行。冷却单元36可操作以提供流过液冷感应加热电缆56的冷却液体来将热量从液冷感应加热电缆56移除。尽管本文示出的控制器54包括在电源20的外壳内，但控制器可以配置在单独的外壳里。冷却器36也可以包括在电源20的外壳内。
[0025]现在参照图2和图3，如图所示，感应加热电缆56连接到延长电缆62。电缆56和62每个均包括接收在软管202内的导电体200。当流体，特别是冷却剂通过软管202从冷却器36中流出时，来自电源24的电流通过导体200被传输。连接器组件114在配套连接器116和118之间分别提供电气连接和流体流动路径两者。当配套连接器116和118适当地对齐和连接，电流流过导电体200。连接也激活一个或多个阀，其允许流体流过配套连接器116和118的主体，并且流过软管202来冷却相应的导电体200。流体流动可以是，例如，通过在配套连接器116和118的主体上的孔。导体200可以是多芯绞合线，并且软管可以是硅结构的，尽管其他结构也是可能的。
[0026]在图2到图7中示出，如上文所描述的连接器的一个实施例。如本文所示，连接器114包括公连接器116，如本文所示连接到电缆62，以及母连接器118，如本文所示连接到电缆56。连接器116和118中的每一个均被分别放置在扭锁联接装置112和113内，其可以包括用于限制旋转的凸轮表面111。如下文将描述的，夹钳120和122将扭锁联接装置112和113固定到各自电缆，并且夹钳120和122也用于将配对接连接器124和126隔离开。如下文将描述的，连接器114提供快速断开同轴连接器，所述连接器提供了在电缆56和62中的导电体200之间的电气连接，并且提供了在软管202之间的的流体流动路径。
[0027]现在参照图3，在这个示例性实施例中，插销124从公连接器116的一个末端延伸出，并且所述插销124接收在母连接器118的相应的配套插座126内。插销124和插座126之间的连接导致了电气连接，从而在导电体200之间提供了电气通路。如下文将描述的，通过连接器主体的孔也提供使流体流过软管202截面的流体路径。
[0028]现在参照图4和图5，示出了加热和延伸电缆56和62以及相应的公连接器116和母连接器118的侧面剖视图。首先参照图4，公连接器116包括公连接器的主体125，其至少部分地由导电材料如金属构成、或包括或连接到电气导电材料例如金属。公连接器主体125包括从第一末端延伸的空心插销124，以及尺寸和规格都适于接收成型在相对末端的导电体200的电气插座128。洞或孔133延伸通过公连接器的主体125以引导流体流过公连接器的主体125，并且然后在相对的末端处穿过插销124。导电体200可通过，以举例的方式，焊接、压接或固定螺