电极和电熔窑的制作方法

本实用新型涉及液晶玻璃基板加工制造技术领域，具体地涉及一种电极和电熔窑。

背景技术：

电熔窑是玻璃熔窑的一种，当人们发现高温玻璃能导电后，电能可作热源来熔化玻璃，即用电熔窑来熔化玻璃。电熔窑主要原理是以电能为热源。一般在窑膛侧壁安装电阻发热体，进行间接电阻辐射加热。

由于TFT液晶玻璃溶解热高，熔化温度高。与其他种类玻璃液相比，TFT液晶玻璃液所需的功率和电流较高。如果采用传统的电熔窑电极的接头方式，比如线状插入式接头，接头处电流密度大，将会导致电极接头处很快发热烧损，从而造成停电维修更换，影响玻璃液连续性生产。传统面结合式接头，结构简单。虽然有冷却装置，但是漏电损失大，加热效率低，只是适用于功率较低的电缆接头，也无法平稳的维持大功率、高电流的电熔窑生产运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电极和电熔窑，该电极连接牢固，并且有效降低了由于电流密度大而引起的电极接头烧蚀，避免了电极接头加热效率低、漏电损失大的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种电极，该电极包括电极本体和设置在所述电极本体的端部的接头组件，所述接头组件包括冷却水套、位于所述冷却水套和所述电极本体端面之间的触板以及紧固件，所述电极本体的端面设有沿所述电极本体的轴向延伸的连接孔，所述触板和所述冷却水套均包括与所述连接孔相对应的对接孔，所述紧固件穿过所述触板和所述冷却水套对齐的所述对接孔并连接于所述连接孔中，以将所述触板和所述冷却水套依次紧压固定在所述电极本体的端面上。

优选地，所述电极本体还包括与所述连接孔交叉相通的第一限位通孔，所述紧固件设有与所述第一限位通孔对齐的第二限位通孔，所述接头组件还包括限位件，所述限位件贯穿所述第一限位通孔和所述第二限位通孔。

优选地，所述第一限位通孔和所述连接孔相互垂直交叉相通。

优选地，所述限位件为圆柱销。

优选地，所述紧固件为带有紧固螺母的螺栓，所述紧固螺母贴合于所述冷却水套的外端面设置。

优选地，所述紧固螺母与所述冷却水套的外端面之间设有弹簧垫圈。

优选地，所述冷却水套的外端面上设有用于连接电缆的电缆鼻子。

优选地，所述冷却水套内部空腔内的循环冷却通道设置有隔板。

优选地，所述触板和所述冷却水套整体为导电件。

此外，根据本实用新型的另一方面，提供了一种电熔窑，该电熔窑包括窑壁和由窑壁形成的窑腔，所述电熔窑还包括上述本实用新型提供的电极，所述电极本体穿过所述窑壁并伸入所述窑腔中，所述接头组件外置于所述窑腔。

通过上述技术方案，本实用新型通过在电极本体的端部与电缆之间设置触板，采用面接触的方式，用于大电流的输送；同时为了降低电极本体的端部与电缆之间接触面的电流发热发生烧蚀，在触板与电缆之间设置了冷却水套，以进行降温散热。并且通过紧固件贯穿连接孔和对接孔，以牢固地将触板和冷却水套依次紧压固定在电极本体的端面上。本实用新型的电极连接牢固，并且有效降低了由于电流密度大而引起的电极接头烧蚀，避免了电极接头加热效率低、漏电损失大的问题。

附图说明

图1是根据本实用新型的优选实施方式的电极的侧视剖面图；

图2是根据本实用新型的优选实施方式的电极的俯视剖面图。

附图标记说明

1电极 2接头组件

3电缆

21触板 22冷却水套

23限位件 24螺栓

25紧固螺母 221电缆鼻子

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。“内、外”相对于腔室来说，腔室内部为“内”，腔室外部为“外”。

参见图1和图2，显示了本实用新型优选实施方式中的一种电极。其中，该电极包括电极本体1和设置在电极本体1的端部的接头组件2，接头组件2包括冷却水套22、位于冷却水套22和电极本体1端面之间的触板21以及紧固件，电极本体1的端面设有沿电极本体1的轴向延伸的连接孔，触板21和冷却水套22均包括与连接孔相对应的对接孔，紧固件穿过触板21和冷却水套22对齐的对接孔并连接于连接孔中，以将触板21和冷却水套22依次紧压固定在电极本体1的端面上。

本实用新型通过在电极本体1的端部与电缆3之间设置触板21，采用面接触的方式，用于大电流的输送；同时为了降低电极本体1的端部与电缆3之间接触面的电流发热发生烧蚀，在触板21与电缆3之间设置了冷却水套22，以进行降温散热。并且通过紧固件贯穿连接孔和对接孔，以牢固地将触板21和冷却水套22依次紧压固定在电极本体1的端面上。本实用新型的电极连接牢固，方便拆卸、更换和安装，有效保证了电极使用的可靠性，并且有效降低了由于电流密度大而引起的电极接头烧蚀，避免了电极接头加热效率低、漏电损失大的问题，保证了电极的安全性。

为确保在高温下接头组件的导电率，同时具备抗氧化、耐高温、发热量低的性能，特别地，触板21可以为由特殊合金材料制成的专用触板。此合金材料可以为：为了提高导电率，此合金材料以电阻率低的金属银、铜为基础材料。为了适应耐高温、抗氧化能力，合金材料中可以添加金属钨。为了使得材料容易成型，合金材料中再添加微量的镍、铁等元素。

在本实用新型的优选实施方式中，触板21的材料成分如下：银+铜含量97～98％；钨含量1％～1.5％；镍+铁含量0.20～0.25％；余量为杂质和其他添加剂。触板21的物理性能如下：电导率50～65％IACS；硬度HV45～60；厚度0.20mm～0.50mm；密度9.5～10.3g/cm3。触板21的外观要求如下：表面光洁度为Ra0.2～0.8um，以降低电接触面的电阻。依据负载特性和最大电流密度，确定触板21的厚度。特别地，触板21的厚度为0.2～0.5mm，即可满足电压在AC1300V以下、电流100～200A的电极负载特性。

优选地，冷却水套22的材料选用导电性能好、抗氧化、不宜生锈的镍基材料或者含镍合金材料，比如镍板N8或SUS304等板材，并通过焊接成型。特别优选地，与触板21的接触面，作抛光处理，其光洁度达到Ra0.2～0.8um。冷却水套22制作完毕，需要作打压试验，防止投入生产后泄漏，造成生产事故。试验压力一般为工作压力的1.5倍。

为了降低因为循环水接地产生的漏电损失。在冷却水套22内，采用2-10MΩ·CM纯水作为冷却水，进行循环降温。优选地，进水温度小于40℃，进水回水温度差值2-3℃，保证散热平稳。水压和流量依照电极加热功率确定。

优选地，紧固件采用SUS304等镍质棒材加工制成。

其中，将触板21和冷却水套22依次紧压固定在电极本体1的端面上的紧固件的形式有多种。在本实用新型的一种实施方式中，沿电极本体1的轴向延伸的连接孔为螺纹孔，紧固件为带有螺帽的螺栓24，通过螺栓24伸入螺纹孔中，并与螺纹孔的螺纹连接，直到旋入螺栓24的螺帽贴合于冷却水套22的外端面即可。其中连接孔可以为通孔。优选地，连接孔为盲孔。

在本实用新型的优选实施方式中，电极本体1还包括与连接孔交叉相通的第一限位通孔，紧固件设有与第一限位通孔对齐的第二限位通孔，接头组件2还包括限位件23，限位件23贯穿第一限位通孔和第二限位通孔。优选地，连接孔为内部光滑的盲孔。通过限位件23贯穿第一限位通孔和第二限位通孔，以使得紧固件定位在连接孔中，从而以便安装接头组件中的触板21、冷却水套22。

当然，第一限位通孔的轴线和连接孔的轴线之间需要成角度的设置，即第一限位通孔的轴线和连接孔的轴线之间的夹角大于0°并且小于180°，以便限位件23将紧固件定位在连接孔中。在本实用新型的优选实施方式中，第一限位通孔和连接孔相互垂直交叉相通，即第一限位通孔的轴线和连接孔的轴线之间的夹角为90°。

在本实用新型的优选实施方式中，限位件23为圆柱销。但本实用新型并不局限于此，限位件23为也可以为截面为其他形状的限位销，例如方形、椭圆形、多边形等。特别优选地，圆柱销使用国标GB/T119.1-2000系列柱销。

紧固件还可以为带有紧固螺母25的螺栓24，紧固螺母25贴合于冷却水套22的外端面设置。特别优选地，螺栓24采用国标GB/T897-1988-B级系列光头螺柱。螺柱插入电极本体1端部上开设的第二限位通孔。第二限位通孔的孔径略大于圆柱销直径1～2mm。紧固螺母25使用GB/T3632-1995系列。螺栓24插入连接孔中，通过限位件23(圆柱销)将螺栓24定位在连接孔中，依次向螺栓24上设置触板21和冷却水套22，最后通过紧固螺母25紧固，即使得紧固螺母25贴合于冷却水套22的外端面设置。

由于电极本体1在受热时存在热膨胀的现象，因此，本实用新型优选地，在紧固螺母25与冷却水套22的外端面之间设有弹簧垫圈。根据电极材料的热膨胀情况，弹簧垫圈能够预留一定的膨胀余量。特别优选地，弹簧垫圈使用GB/T7244-1987系列弹垫。

为了便于连接电缆3以及方便向冷却水套22和触板21通电，特别地，冷却水套22的外端面上设有用于连接电缆3的电缆鼻子221。在本实用新型的优选实施方式中，电缆鼻子221采用焊接的方式固定在冷却水套22的外端面上。但本实用新型并不局限于此，也可以采用其他固定方式，只要能够保证连接电缆3并能够向冷却水套22和触板21通电即可。

为了延长冷却水在冷却水套22内停留时间，以达到冷却水的充分冷却作用。特别地，冷却水套22内部空腔内的循环冷却通道设置有隔板。在本实用新型的一种实施方式中，多个隔板分列于冷却水套22的中心轴的两侧并沿冷却水套22的轴向依次间隔且交错布置，以形成弯折的冷却通道。

为了电极的安装布置、外观和安全可靠性，在本实用新型的一种实施方式中，触板21和冷却水套22部分为闭合的导电件。其他部分可以制作成具有绝缘性。但为了适用于加载较大的电流，在本实用新型的优选实施方式中，触板21和冷却水套22整体为导电件。又由于触板21和冷却水套22采用紧压式的连接方式，即触板21和冷却水套22全面贴合的方式，使得触板21和冷却水套22整体均用于导电，以提升电极对于大密度电流的导电功能。

此外，本实用新型还提供了一种电熔窑，该电熔窑包括窑壁和由窑壁形成的窑腔，电熔窑还包括上述的电极，电极本体1穿过窑壁并伸入窑腔中，接头组件2外置于窑腔。由于高温玻璃能导电，通过向电极通电，以将电能可作热源来熔化玻璃，即用电熔窑来熔化玻璃。

其中，具体地，按照螺栓24、圆柱销、触板21、冷却水套22、弹簧垫圈、紧固螺母25等部件的顺序，依次将上述部件组装在一起。使用扳手将接头组件与电极本体1紧密紧固在一起。为了减少接触面的电阻和接触压力并且满足设计压力，需要在电极本体1与接头组件之间预留一定的膨胀余量。触板21和冷却水套22的接触面需要做洁净处理。避免人手汗液、油脂等附着在接触面，影响触板21的寿命。接头组件组装完毕之后，就可以把电缆3接入电缆鼻子221。然后向冷却水套22内送入2～10MΩ.CM纯水，进行冷却循环。其中，冷却水的进水温度小于40℃。电熔窑中投料后，通过自控系统向电极送电供电。将电能转化为玻璃液的热能。然后调整冷却水流量，保持进水回水温度差值2～3℃保证散热平稳。从而保证玻璃液的熔化状态稳定，提高电熔窑的安全可靠性和电熔窑的加热效率。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。