一种具有良好降温功能的炉体用水冷电极的制作方法

1.本实用新型属于炉体用加热电极设计技术领域，特别涉及一种具有良好降温功能的炉体用水冷电极。


背景技术：

2.加热炉(例如真空炉)主要是通过其炉腔内的发热体组件发热来实现炉腔升温，从而发挥热处理作用。因此其炉体上安装有连接炉体外电源与炉腔内发热元件的电极，为了保证该电极的使用寿命和稳定性，通常需要采用冷却机构对该电极进行冷却降温，因此该电极也被称为“水冷电极”。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种具有良好降温功能的炉体用水冷电极，包括配合设置有水冷通道的电极体、配合套设于电极体上的电极法兰，电极体可通过电极法兰配合安装到加热炉的炉体上，电极法兰上开设有用于流通冷却水的孔道，冷却水通过孔道流经电极法兰，
4.作为优选：电极体为轴向水平的条状结构，电极体内开设有与电极体为同轴设置的条状空腔，条状空腔轴向的左端为密封设置，条状空腔轴向的右端是与电极体的右端面相连通的开口，电极体的左端面上局部水平向内凹陷形成与电极体为同轴设置的凹槽，凹槽的设置是为了安装导电杆，具体为：与电极体为同轴设置的导电杆向右配合嵌入到凹槽内，
5.电极体的右端上螺纹配合连接有与电极体为同轴设置的端盖，端盖上同轴配合穿设有冷却水进水管道，冷却水进水管道与端盖固定焊接在一起，冷却水进水管道的左端伸入到条状空腔中，冷却水进水管道的右端向外伸出端盖；端盖上靠近其右端面的位置沿端盖径向向外伸出有冷却水出水管道，冷却水出水管道与端盖的罩腔以及条状空腔相连通，
6.冷却水进水管道、条状空腔、端盖的罩腔、冷却水出水管道共同构成了电极体的水冷通道，冷却水通过冷却水进水管道上位于外部的端口进入冷却水进水管道，并从冷却水进水管道上另一个端口流出至条形空腔中，再进入端盖的罩腔内并通过冷却水出水管道流出，从而实现对电极体的循环水冷；
7.作为优选：电极体与电极法兰为同轴设置，且轴向均为左右向水平，电极法兰内部的孔道包括两条，分别为第一孔道和第二孔道，
8.第一孔道沿自身长度方向于电极体上方从前往后横跨过电极体后向下延伸，第二孔道沿自身长度方向于电极体前侧从上往下横跨过电极体后向后延伸，
9.进一步地：第一孔道沿自身长度方向从电极法兰的前端面上向后延伸至越过电极体后，再向下延伸至电极法兰的下端面上；第二孔道沿自身长度方向从电极法兰的上端面上向下延伸并避开第一孔道，直至越过电极体后，再向后延伸至电极法兰的后端面上，
10.作为优选：电极体与电极法兰通过焊接相固定，
11.作为优选：电极体通过电极法兰与炉体上向外伸出的安装法兰同轴配合安装在一
起，从而使导电杆以及电极体轴向的左端通过安装法兰的轴孔伸入到炉体的炉腔中，电极法兰与安装法兰之间设置有同轴配合套设于电极体上的绝缘密封垫，电极法兰与安装法兰分别沿电极体的轴向向内夹紧绝缘密封垫，
12.作为优选：电极法兰与安装法兰通过螺栓同轴配合紧固安装在一起，
13.作为优选：电极法兰上安装有热电偶，
14.作为优选：电极法兰的右端面上安装有同样配合套设于电极体上的导电连接板，导电连接板通过螺栓紧固安装于电极法兰的右端面上。
附图说明
15.图1为本实用新型的具有良好降温功能的炉体用水冷电极中，电极法兰的内部结构示意图(也是附图3的a
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a剖切图，右视)，
16.图2为本实用新型的具有良好降温功能的炉体用水冷电极中，电极法兰上螺纹穿孔、第一孔道、第二孔道、第二螺纹安装槽的分布示意图(右视)，
17.图3为本实用新型的具有良好降温功能的炉体用水冷电极的整体剖视图(正视)，也是附图4的b
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b剖切图(仰视)，
18.图4为附图3的俯视图，
19.其中，1
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电极体，11
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条状空腔，12
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冷却水进水管道，14
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凹槽，15
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端盖，151
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冷却水出水管道，2
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电极法兰，21
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第一孔道，22
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第二孔道，23
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螺纹槽，24
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第二螺纹安装槽，3
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加热炉，31
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安装法兰，311
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螺纹安装槽，4
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绝缘密封垫，5
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热电偶，6
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螺栓，7
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螺纹穿孔，8
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导电连接板，81
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第二螺纹穿孔，9
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第二螺栓。
具体实施方式
20.需要说明的是，本实用新型的描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“竖直”指的是附图3中的方向，“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，这些仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
21.如附图3所示，本实用新型的具有良好降温功能的炉体用水冷电极首先包括条状结构的电极体1、配合套设于电极体1上的电极法兰2，电极体1与电极法兰2通过焊接固定为一体，电极体1与电极法兰2为同轴设置，且轴向均为左右向水平，
22.电极体1内开设有与电极体1为同轴设置的条状空腔11，条状空腔11轴向的左端为密封设置，条状空腔11轴向的右端是与电极体1的右端面相连通的开口，电极体1的左端面上局部水平向内凹陷形成与电极体1为同轴设置的凹槽14，凹槽14的设置是为了安装导电杆，具体为：与电极体1为同轴设置的导电杆(附图中未画出)向右配合嵌入到凹槽14内，
23.电极体1的右端上螺纹配合连接有与电极体1为同轴设置的端盖15，端盖15上同轴配合穿设有冷却水进水管道12，冷却水进水管道12与端盖15固定焊接在一起，冷却水进水管道12的左端伸入到条状空腔11中，冷却水进水管道12的右端向外伸出端盖15；端盖15上靠近其右端面的位置沿端盖15径向向外伸出有冷却水出水管道151，冷却水出水管道151与端盖15的罩腔以及条状空腔11相连通，
24.冷却水进水管道12、条状空腔11、端盖15的罩腔、冷却水出水管道151共同构成了电极体1的水冷通道，冷却水通过冷却水进水管道12上位于外部的端口(右端口)进入冷却水进水管道12，并从冷却水进水管道12上另一个端口(左端口)流出至条形空腔11中，再进入端盖15的罩腔内并通过冷却水出水管道151流出，从而实现对电极体1的循环水冷(冷却水出水管道151的下端口以及冷却水进水管道12的右端口分别与第一外接水管相连通以实现供水)；
25.如附图1、2，电极法兰2内开设有用于流通冷却水的孔道，电极法兰2内部的孔道为两条，分别为第一孔道21和第二孔道22，第一孔道21沿自身长度方向从电极法兰2的前端面上水平向后延伸至越过电极体1后，再竖直向下延伸至电极法兰2的下端面上，第一孔道21长度方向的两端分别与外界相连通，且分别与第二外接水管相连通；第二孔道22沿自身长度方向从电极法兰2的上端面上竖直向下延伸并避开第一孔道21，直至越过电极体1后，再水平向后延伸(避开第一孔道21)至电极法兰2的后端面上，第二孔道22长度方向的两端分别与外界相连通，且分别与第三外接水管相连通，
26.通过第二外接水管使冷却水从第一孔道21长度方向的一端进入第一孔道21，并从其长度方向另一端流出，实现对电极法兰2的水冷；同样，通过第三外接水管使冷却水从第二孔道22长度方向的一端进入第二孔道22，并从其长度方向另一端流出，实现对电极法兰2的水冷，
27.电极法兰2上配合安装有热电偶5，热电偶5采用市面上的螺旋热电偶，并且在电极法兰2上开设有螺纹槽23，螺旋热电偶螺旋配合安装于螺纹槽23中并恰好旋紧即可，这样该螺旋热电偶的测量端也就恰好接触抵靠在螺纹槽23的槽底(即电极法兰2本体上)；
28.电极体1可通过电极法兰2与加热炉3炉体上向外伸出的安装法兰31同轴配合安装在一起，从而使导电杆以及电极体1轴向的左端通过安装法兰31的轴孔伸入到炉体的炉腔中，
29.电极法兰2与安装法兰31之间设置有同轴配合套设于电极体1上的绝缘密封垫4，电极法兰2与安装法兰31通过螺栓6同轴配合紧固安装在一起，电极法兰2上环绕电极体1有间隔地开设有若干螺纹穿孔7，绝缘密封垫4上对应各螺纹穿孔7的位置分别开设有穿孔，安装法兰31的竖直右端面上对应各螺纹穿孔7的位置分别设有向内凹陷形成的螺纹安装槽311，各螺纹穿孔7、各穿孔、各螺纹安装槽311在轴向上均与电极体1的轴向平行，螺栓6配合穿过同一位置上的螺纹穿孔7、穿孔、螺纹安装槽311，并与其中的螺纹穿孔7和螺纹安装槽311螺旋配合旋紧在一起，从而实现电极法兰2与安装法兰31之间的同轴安装紧固，同时也使电极法兰2与安装法兰31沿电极体1的轴向向内面面夹紧绝缘密封垫4；
30.电极法兰2的竖直右端面上通过第二螺栓9紧固安装有同样配合套设于电极体1上的导电连接板8，导电连接板8上环绕电极体1有间隔地开设有若干第二螺纹穿孔81，电极法兰2的竖直右端面上对应各第二螺纹穿孔81的位置分别设有向内凹陷形成的第二螺纹安装槽24，各第二螺纹穿孔81和各第二螺纹安装槽24在轴向上均与电极体1的轴向平行，第二螺栓9螺旋配合旋紧于同一位置上的第二螺纹穿孔81和第二螺纹安装槽24中，从而实现电极法兰2与导电连接板8之间的安装紧固，
31.各螺纹穿孔7、各第二螺纹安装槽24、螺纹槽23在开设时均同时避开第一孔道21和第二孔道22，如附图2。
32.本方案中不仅在电极体1内设有水冷通道，而且在电极法兰2内部也设置水冷通道，用于对电极法兰2的冷却。这主要是考虑到：电极体1在工作时，电极法兰2上也有大电流通过而导致电极法兰2的温度明显升高，而电极法兰2又是与起到密封作用的绝缘密封垫4直接面面接触靠在一起，电极法兰2本体上的高温容易导致非金属材质的绝缘密封垫4受损而使密封性被破坏，特别是对于真空加热炉而言，密封性被破坏后，外部空气会进入到炉腔内将炉腔内正在进行热处理的产品氧化，影响产品质量，
33.电极法兰2内部的水冷通道为两条独立的通道，这是考虑到：电极法兰2为板状设计，具有一定的板面面积，如果仅采用一条水冷管道在电极法兰2内延伸并且要尽量覆盖电极法兰2的整个板面面积的话，水冷管道长度上会相对长一些，流经该水冷管道的水刚开始水温低，可以很好地与电极法兰2发生热交换，但随着水冷管道中水温的升高，到后来与电极法兰2发生热交换的效果就下降了。而采用两条独立的水冷通道，减少了每条水冷通道于电极法兰2内部的延伸长度，这样，当每条水冷通道中的水温还不是很高时，冷却水就离开了电极法兰2，并有新的低温冷却水填补进来，保持冷却水与电极法兰2之间的温差，有利于电极法兰2向冷却水传热的速率，提高热交换效果，
34.本方案中对电极法兰2配合安装有热电偶5，监测电极法兰2本体的温度，当温度过高时，切断电源使电极体1停止工作。