一种高温真空炉水冷电极的制作方法

本发明属于真空炉设备技术领域，具体地说是一种高温真空炉水冷电极。

背景技术：

水冷电极是真空炉连接炉内发热体组件的端口，是连接炉外电源与炉内发热元件的关键部件。随着工件对真空炉工作温度要求的提高，对真空炉水冷电极使用温度也相应的提高，水冷电极的性能好坏直接关系到真空炉能否达到指标要求。

现有的水冷电极只适用于1400℃以下的真空炉，并且不能在腐蚀性气氛下使用，一旦高于此温度或炉内含有腐蚀性气体将会对电极造成损坏。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高温真空炉水冷电极。该电极结构简单，密封性好，使用寿命长，生产成本低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温真空炉水冷电极，包括电极块、导电铜带、电极身、进水管、进出水座、水冷法兰及直角接头，其中电极身固定安装在所述水冷法兰上、并所述电极身与所述水冷法兰之间设置有绝缘密封部件，所述电极身内部设有冷却腔，所述进出水座设置在所述电极身的一端，所述进水管设置在所述进出水座上、并容置在所述电极身的冷却腔内，所述电极身的另一端两侧分别连接有所述导电铜带，所述导电铜带分别通过所述直角接头与所述电极块相连。

所述电极身包括电极头和电极杆，所述电极杆内沿轴向设有所述冷却腔，所述电极杆的一端与所述进出水座螺纹连接，另一端与所述电极头固定连接，所述电极头的两侧分别与所述导电铜带连接。

所述进出水座内设有与所述电极身的冷却腔同轴的阶梯孔，所述进水管插设于该阶梯孔内、并与该阶梯孔的外侧端螺纹连接，所述进出水座上设有与所述阶梯孔连通的水座出水孔。

所述电极身与所述水冷法兰之间的绝缘密封部件为绝缘套，所述绝缘套与所述水冷法兰之间设置有第一密封圈，所述电极身与所述绝缘套之间设置有第二密封圈。

所述电极身的电极杆上设有外螺纹，所述电极杆插设于所述水冷法兰上 设有的通孔内、并通过电极头轴向限位，所述电极身通过螺纹连接在所述电极杆上的六角螺母固定在所述水冷法兰上，所述六角螺母与所述水冷法兰之间设有绝缘垫与垫圈，所述绝缘垫设置在所述水冷法兰与垫圈之间。

所述绝缘套和绝缘垫均采用聚四氟材质。

所述导电铜带的一端通过螺钉分别固定在所述电极身的电极头的两侧，并设有平垫圈、弹簧垫圈及压板，所述压板设置在所述导电铜带与平垫圈之间。

所述导电铜带的另一端固定在垫板上、并通过螺钉、平垫圈、弹簧垫圈及压板与所述直角接头相连接，所述导电铜带设置在所述压板与所述垫板之间。

所述水冷法兰的密封面上沿周向设有水套，所述水套外侧通过挡圈密封，所述水冷法兰密封面的另一侧设有与所述水套连通的进水口和出水口。

所述水冷法兰通过螺栓与炉体电极法兰连接，所述水冷法兰与炉体电极法兰配合面之间设置有电极密封圈。

本发明的优点与积极效果为：

本发明提供了一种高温真空炉水冷电极。该电极使用温度可达1700℃，并可在腐蚀性气氛下使用，结构简单，密封性好，使用寿命长，生产成本低。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中电极身的结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4是本发明中水冷法兰的结构示意图；

图5是本发明中水冷法兰的俯视图；

图6是本发明中电极块的结构示意图；

图7是图6中A-A剖视图。

图中：1为电极块，2为压板，3为导电铜带，4为电极身，5为第一密封圈，6为绝缘套，7为绝缘垫，8为垫圈，9为六角螺母，10为进水管，11为进出水座，12为电极密封圈，13为水冷法兰，14为第二密封圈，15为垫板，16为直角接头，17为双头螺栓，18为螺母，19为水座出水口，20为挡圈，21为挡板，22为电极头，23为电极杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明提供的一种高温真空炉水冷电极，包括电极块1、导 电铜带3、电极身4、进水管10、进出水座11、水冷法兰13及直角接头16，其中电极身4固定安装在所述水冷法兰13上、并所述电极身4与所述水冷法兰13之间设置有绝缘密封部件，所述电极身4内部设有冷却腔，所述进出水座11设置在所述电极身4的一端，所述进水管10设置在所述进出水座11上、并容置在所述电极身4的冷却腔内，所述电极身4的另一端两侧分别连接有一个所述导电铜带3，两个所述导电铜带3分别通过一个所述直角接头16与所述电极块1相连。

如图2-3所示，所述电极身4包括电极头22和电极杆23，所述电极杆23内沿轴向设有所述冷却腔，所述电极杆23的一端与所述进出水座11螺纹连接，另一端与所述电极头22通过焊接方式固定连接，焊后向所述电极身4的冷却腔内打压，保证冷却腔内压力4kg/cm²，半小时内不得有漏。所述电极头22的两侧分别与一个所述导电铜带3连接。

所述进出水座11内设有与所述电极身4的冷却腔同轴的阶梯孔，所述进水管10插设于该阶梯孔内、并与该阶梯孔的外侧端螺纹连接，所述进出水座11上设有与所述阶梯孔连通的水座出水孔19，所述水座出水孔19与所述阶梯孔垂直。各螺纹连接处可使用生料带以防止漏水。

所述电极身4与所述水冷法兰13之间的绝缘密封部件为绝缘套6，所述绝缘套6套在所述电极身4的电极杆22上、并穿入所述水冷法兰13上的通孔内，所述绝缘套6与所述水冷法兰13之间设置有第一密封圈5，所述电极身4与所述绝缘套6之间设置有第二密封圈14。本实施例中，所述绝缘套6的横截面为T型结构，该T型结构将电极头22和电极杆23与所述水冷法兰13隔离，实现绝缘的目的。该T型结构的端部台肩的一侧面与所述水冷法兰13之间设有所述第一密封圈5，该T型结构的端部台肩的另一侧面与所述电极头22之间设有所述第二密封圈14。

所述电极身4的电极杆23上设有外螺纹，所述电极杆23插设于所述水冷法兰13上设有的通孔内、并通过电极头22轴向限位，所述电极身4通过螺纹连接在所述电极杆23上的六角螺母9固定在所述水冷法兰13上，所述六角螺母9与所述水冷法兰13之间设有绝缘垫7与垫圈8，所述绝缘垫7设置在所述水冷法兰13与垫圈8之间。所述绝缘套6和绝缘垫7均采用聚四氟材质。

所述导电铜带3的一端通过螺钉分别固定在所述电极身4的电极头22的两侧，并设有平垫圈、弹簧垫圈及压板2，所述压板2设置在所述导电铜带3与平垫圈之间。所述导电铜带3的另一端固定在垫板15上、并通过螺钉、平 垫圈、弹簧垫圈及压板2与所述直角接头16相连接，所述导电铜带3设置在所述压板2与所述垫板15之间。

本实施例中，所述电极身4的电极头22两侧对称方向分别设有两组螺纹孔(如图3所示)，通过内六角螺钉将所述导电铜带3固定在所述电极头22两侧的各螺纹孔上，并设有平垫圈、弹簧垫圈及压板2，其中压板2设置在所述导电铜带3与平垫圈之间。所述导电铜带3另一侧通过内六角螺钉与所述直角接头16相连接，固定在设有螺纹扣的垫板15上，并设有平垫圈、弹簧垫圈及压板2，所述直角接头16与所述导电铜带3设置在所述压板2与所述垫板15之间。所述压板2采用不锈钢304材质，用以确保所述导电铜带3与所述电极身4及所述直角接头16之间接触良好。

所述导电铜带3是由厚度为0.1mm的铜箔层叠组成，每组所述导电铜带3有45片铜箔，通过铜箔的柔韧性可抵消发热元件的变形量。

所述直角接头16另一端通过内六角螺钉与所述电极块1相连，并设有平垫圈、弹簧垫圈及压板2。如图6-7所示，所述电极块1的中心设有用于夹持加热元件的中心孔，将所述电极块1沿中心孔的轴线加工成对称的两部分，其中一部分上在中心孔的两侧对称设有与中心孔垂直的光孔，在另一部分上设有分别与两个所述光孔同轴的两个螺纹孔，通过双头螺栓17依次插入光孔及螺纹孔内，并用弹簧垫圈及螺母固定，用以夹紧加热元件。所述双头螺栓17采用耐高温的316不锈钢材质，上述内六角螺钉、平垫圈、弹簧垫圈均为不锈钢材质，所述电极块1采用镍材质，镍相对其他导电材料更耐高温且电阻率足够低，电阻率随温度变化小，便于加工，价格较低。

如图4-5所示，所述水冷法兰13的密封面上沿周向设有水套，所述水冷法兰13的密封面另一侧设有与所述水套连通的进水口和出水口。所述进水口与出水口之间设有挡板21，所述挡板21采用焊接方式与所述水冷法兰13连接，用来分离所述进水口与出水口。所述水套外设有用于密封水套的挡圈20，所述挡圈20与所述水冷法兰13采用焊接方式连接，焊后向所述水套内打压，保证水套内压力4kg/cm²，半小时内不得有漏。

所述水冷法兰13通过螺栓与炉体电极法兰连接，所述水冷法兰13与炉体电极法兰配合面之间设置有电极密封圈12。

本发明的工作原理为：

工作时，通过进出水座11和水冷法兰13的进水口分别向所述电极身4的冷却腔和所述水冷法兰13的水套内充入冷却水，以降低电极身4和水冷法兰13工作时的温度，所述电极身4的冷却腔外壁较厚从而不易受到腐蚀而漏 水；另外与发热元件连接部分，所设置的结构及耐温材料可以在高温真空下工作且对电阻率影响较小。

本发明提供了一种高温真空炉水冷电极。该电极使用温度可达1700℃，可在腐蚀性气氛下使用，结构简单，密封性好，使用寿命长，生产成本低。