无焊缝式水冷坩埚的制作方法

本发明涉及一种坩埚，特别是涉及一种无焊缝式水冷坩埚。

背景技术：

真空金属冶炼提纯技术，在蒸发系统中，使用水冷焊接铜坩埚作为蒸发热源的载体，铜具有非常好的导热性能，在水冷条件下，可以很好的降低自身温度，保证使用性能。现有的冷却水道一般采用下进上出的水路结构。

中国专利cn204987858u公开了一种电子束熔炼炉用水冷坩埚，包括底座，底座上端面形成凸环，外水套、夹套下端均与凸环顶面连接，内水套下端插入凸环内，且与底座连接，外水套、夹套、内水套由外至内依次设置，夹套外壁与外水套内壁之间形成间隙，夹套和内水套之间间隙配合；外水套和内水套上端通过法兰连接；内水套外圆周壁形成螺旋槽；外水套下端安装有进水管和出水管，进水管贯穿外水套和夹套且与螺旋槽连通，出水管贯穿外水套且与间隙连通。

虽然上述结构克服了局部蒸发的温度，但是整个水路的形成需要通过真空钎焊实现，加工成本高，受热负荷限制，存在漏水的安全隐患，影响蒸发系统的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种无焊缝式水冷坩埚。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种无焊缝式水冷坩埚，包括，

坩埚，其顶部形成有物料池，底部向内凹陷地形成有水槽，

座板，与所述的坩埚底部固定连接并将所述的水槽下端口封闭，所述的座板与所述的水槽的端部对应处设置有进水孔和出水孔；

其中，在所述的水槽内固定设置有导流立柱，所述的导流立柱上端或下端形成有过流孔以使所述的水槽与过流孔配合构成上下迂回式水道。

所述的过流孔由导流立柱端部的通孔形成。

所述的过流孔由所述的导流立柱端面与水槽顶面或座板上表面间的间隙构成。

所述的水槽包括设置物料池底部的短水槽和设置在物料池周侧的长水槽。

所述的短水槽和长水槽顶部与物料池的壁厚在5-10mm。

所述的短水槽和长水槽分别等宽等深设置且深度方向均与坩埚的轴向平行。

所述的短水槽和长水槽通过连接槽导通，所述的连接槽的水流截面积与过流孔的水流截面积对应。

所述的水槽包括两段对称设置的设置在物料池周侧的圆弧形长水槽，设置物料池底部的c形短水槽，两个长水槽的端部分别与进水孔和出水孔对应。

所述的连接槽形成在所述的坩埚的底面或者座板的上表面。

所述的导流立柱过渡配合或者过盈配合地设置在所述的水槽内。

所述的水槽两侧形成有弧形凹窝以定位所述的导流立柱。

还包括测温机构，在坩埚的物料池底部和/或物料池周侧设置有轴向延伸的测量孔，在座板上对应设置穿孔，所述的测温机构匹配地穿过穿孔插入所述的测量孔。

所述的坩埚为铜材质，所述的座板为不锈钢材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的水冷坩埚，在坩埚底部设置水槽且该水槽由座板将水槽的下端面封闭形成腔式水道，同时在水道内设置导流立柱，该导流立柱将水道阻断只留有过流孔，相邻的两导流立柱的过流孔成上下交错配置，即在坩埚内形成上下迂回式单向水道，通过水流在单向水道的流动实现降温效果。

附图说明

图1所示为本发明的无焊缝式水冷坩埚的结构示意图；

图2所示为坩埚底部侧视结构示意；

图3所示为座板结构示意图；

图4所示为水冷坩埚的截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种无焊缝式水冷坩埚，包括，

坩埚1，其顶部形成有物料池11，底部向内凹陷地形成有水槽12，在所述的水槽内固定设置有导流立柱13，所述的导流立柱上端或下端形成有过流孔14以使所述的水槽与过流孔配合构成上下迂回式水道；其中，所述的过流孔为导流立柱端部的通孔，或者由导流立柱与水槽顶面或者座板上表面间的间隙构成，即导流立柱的长度小于水槽深度，通过插入到底或者底端与坩埚底部齐平构成过流孔，其中，导流立柱优选为圆柱形或方柱形，当然也可采用其他截面形状，只要能实现对液体的阻断即可。

座板2，与所述的坩埚底部通过螺钉固定连接并将所述的水槽下端口封闭，所述的座板与所述的水槽端部对应处设置有进水孔21和出水孔22，在所述的进水孔和出水孔下方分别通过法兰固定对应的进水管和出水管并使其与其连通。

其中，所述的坩埚为热良导体，如铜材质，所述的座板为不锈钢材质，充分结合不锈钢的良好加工性和铜的导热性。其中，为实现坩埚和座板的密封连接，两者相接触面优选为平面并在两者间设置密封板，如橡胶板密封。

本发明的水冷坩埚，在坩埚底部设置水槽且该水槽由座板将水槽的下端面封闭形成腔式水道，同时在水道内设置导流立柱，该导流立柱将水道阻断只留有过流孔，相邻的两导流立柱的过流孔成上下交错配置，即在坩埚内形成上下迂回式单向水道，通过水流在单向水道的流动实现降温效果。

本发明抛弃了坩埚水冷结构上的真空钎焊，采用纯机械精密加工手段，通过水槽的宽度可灵活调整传热面积来满足不同的热负荷，降低了加工成本，避免了漏水的安全隐患，提高了设备的可靠性。

具体来说，所述的水槽包括物料池底部的短水槽和设置在物料池周侧的长水槽。为保持良好的换热性能，所述的短水槽和长水槽顶部与物料池的壁厚在5-10mm，同时为便于提高加工性和组装性，所述的短水槽和长水槽分别等宽等深设置且深度方向均与坩埚的轴向平行。

其中，所述的短水槽和长水槽通过连接槽14导通，所述的连接槽14的水流截面积与过流孔的水流截面积对应，所述的连接槽14形成在所述的坩埚的底面或者座板的上表面，只需要满足坩埚和座板的密封连接即可。

作为其中一个具体实施例，所述的水槽包括两段对称设置的设置在物料池周侧的圆弧形长水槽，设置物料池底部的c形短水槽，两个长水槽的端部分别与进水孔和出水孔对应。所述的长水槽和短水槽由两个设置在坩埚底面的两个连接槽导通。两段长水槽的圆形布局使得物料池周侧降温点均布，实现了温度的有效控制，而c型短水槽的布局，使得物料池底部同样具有较多均布的降温点，实现底部温控。

进一步地，所述的导流立柱过渡配合或者过盈配合地设置在所述的水槽内，过盈配合或过渡配合以保证对水流的阻断作用，同时实现了对导流立柱在水槽内的定位，所述的水槽两侧形成有弧形凹窝以定位所述的导流立柱。即，在进行水槽的加工后，还需要在水槽内进一步钻出导流立柱装配孔，该装配孔与导流立柱形成过盈配合或过渡配合，减小水道间的过流量。而对于导流立柱长度小于水槽深度的情况，通过不同深度的立柱装配孔即可实现过流孔间隙的控制。

进一步地，还包括测温机构，如热电偶，为装配该热电偶，在坩埚的物料池底部和/或物料池周侧设置有轴向延伸的测量孔，在座板上对应设置穿孔，所述的测温机构匹配地穿过所述的穿孔插入所述的测量孔并通过法兰固定连接。安装简单，可实现多点同时测温，而且同时还保证坩埚体内无焊缝，提高使用安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。