CN114855258A - 用于椭球型超导腔电化学抛光的电极及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于椭球型超导腔电化学抛光的电极及其安装方法，包括分体式设计的如下各部件：第一抛光电极导电部件和第二抛光电极导电部件，二者均为杆状导电电极，第一抛光电极导电部件和第二抛光电极导电部件的第一端均包覆有抛光电极绝缘部件，且二者的第一端卡接连接；第三抛光电极导电部件，其为轮盘状结构，第三抛光电极导电部件套设在第一抛光电极导电部件的第一端上或第二抛光电极导电部件的第一端上，且连接处未设置抛光电极绝缘部件。该电极结构能够降低超导腔在电化学抛光过程中内表面不同位置的不均性提升抛光的均匀度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于椭球型超导腔电化学抛光的电极及其安装方法，属于推杆技术领域。
背景技术
超导腔的电化学抛光是提升超导腔内表面光洁度的重要工艺。通常需要抛光的超导腔都是椭球型的，即两侧的束管直径较小，中间的腔室的直径较大。而抛光用的电极也是一根直径均匀的直杆型电极，采用这种直杆型的电极进行抛光会造成直径较大的腔体内壁抛光速度慢，而束管处的抛光速度又太快，致使束管处的抛光厚度达到要求时，直径较大的腔室的抛光量又远远没有达到要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种用于椭球型超导腔电化学抛光的电极及其安装方法，该电极结构能够降低超导腔在电化学抛光过程中内表面不同位置的不均性提升抛光的均匀度，使得束管和内部腔室内壁都能够达到均匀的抛光量，同时该电极还能够在超导腔内实现装配。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，包括分体式设计的如下各部件：
第一抛光电极导电部件和第二抛光电极导电部件，二者均为杆状导电电极，所述第一抛光电极导电部件和所述第二抛光电极导电部件的第一端均包覆有抛光电极绝缘部件，且二者的第一端卡接连接；
第三抛光电极导电部件，其为轮盘状结构，所述第三抛光电极导电部件套设在所述第一抛光电极导电部件的第一端上或所述第二抛光电极导电部件的第一端上，且连接处未设置所述抛光电极绝缘部件。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，所述第三抛光电极导电部件包括分体式设计的卡盘基座、电极卡环若和干电极片，所述卡盘基座为中空轮盘状结构，套设在所述第一抛光电极导电部件的第一端上或所述第二抛光电极导电部件的第一端上，若干所述电极片沿所述卡盘基座的周向方向均匀分布，所述电极片的两端分别与所述卡盘基座、所述电极卡环卡接。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，所述卡盘基座的周向方向均匀布置有若干T型槽，所述电极片的第一端为T型端，用于与所述T型槽相卡接。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，所述电极卡环包括若干弧形电极卡环部，若干所述弧形电极卡环部卡接在一起共同组成所述电极卡环。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，所述电极片上设置有丝杆孔，用于容纳丝杆，所述丝杆用于将所述电极片送入椭球型超导腔内。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，还包括第一抛光电极固定法兰，用于与束管装配在一起，所述第一抛光电极固定法兰上设置有以轴心为中心共径向延伸且相互连通的长圆孔和第一扇形孔，以形成偏心的电极杆导向固定位。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，所述第一抛光电极固定法兰上还设置有第二扇形孔，所述第二扇形孔与所述长圆孔、所述第一扇形孔互不连通，用于电解质的流通。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，还包括第二抛光电极固定法兰，具有轴心孔，用于将偏心的所述第一抛光电极导电部件或所述第二抛光电极导电部件固定到轴心位置上。
所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，优选地，还包括所述第二抛光电极固定法兰，所述第二抛光电极固定法兰上设置有纠偏法兰，用于将偏心的所述第一抛光电极导电部件或所述第二抛光电极导电部件固定到轴心位置上。
本发明第二方面提供一种用于椭球型超导腔电化学抛光的电极的安装方法，包括如下步骤：
将所述抛光电极绝缘部件、所述卡盘基座与所述第二抛光电极导电部件的第一端预先装配在一起；
将所述第一抛光电极固定法兰与所述束管端部的法兰固定连接，再将预先装配好的所述第二抛光电极导电部件穿过所述第一扇形孔且放置在所述长圆孔处于偏心位置处，然后将丝杆穿过所述电极片上的所述丝杆孔并送入所述椭球型超导腔内与所述卡盘基座卡接，转动所述第二抛光电极导电部件，使所述卡盘基座上未安装所述电极片的所述T型槽与所述丝杆对正，若干所述电极片通过所述丝杆送入所述椭球型超导腔内，依次卡接在所述卡盘基座上，然后将若干所述弧形电极卡环部送入所述椭球型超导腔内与若干所述电极片一一对应卡接在一起；
将第一抛光电极导电部件的第一端与所述抛光电极绝缘部件装配在一起，并穿过所述长圆孔后与所述第二抛光电极导电部件的第一端卡接在一起；
最后将所述第二抛光电极固定法兰与所述第一抛光电极固定法兰装配在一起，所述第二抛光电极固定法兰上的轴向孔或纠偏法兰将处于偏心位置的所述第一抛光电极导电部件和所述第二抛光电极导电部件固定到轴心位置上，完成组装。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明在椭球型超导腔内设置有轮盘状导电部件，使得椭球型超导腔在抛光过程中，束管和内部腔室的内壁都能够达到均匀的抛光量，能够降低椭球型超导腔在电化学抛光过程中内表面不同位置的不均性，提升抛光的均匀度。
2、由于束管的尺寸较小，本发明将轮盘设计成分体式，包括卡盘基座、若干电极片和若干弧形电极卡环部，使得各个部件能够通过丝杆输送到椭球型超导腔内并完成组装。
3、本发明电极的结构设计，经过了电场分布的仿真模拟，以保证超导腔各个位置的抛光电场保持在一个数量级上，根据电场仿真的结果，电极在超导腔内并不能够连续分布，为了保证整个电极的导电性，又要保证电极的不连续分布，因此在仿真结果中，不连续的部分使用具备抗腐蚀性能的绝缘材料(如塑料或树脂材料)加工成绝缘套以防止电极和电解液之间的接触。
4、本发明为了让轮盘状电极能够在超导腔内装配，设计具有偏心结构的固定法兰，法兰材料选择用具备抗腐蚀性能的绝缘材料(如塑料或树脂材料)，该法兰设计有具有偏心的电极杆导向固定位(长圆孔)，能够在电极装配过程中，将电极整体偏心固定。电极装配完成后，再利用第二抛光电极固定法兰将电极固定到中心位置。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的椭球型超导腔的示意图；
图2为本发明该实施例提供的用于椭球型超导腔电化学抛光电极的示意图；
图3为本发明该实施例提供的用于椭球型超导腔电化学抛光电极的局部图；
图4为本发明该实施例提供的用于椭球型超导腔电化学抛光电极中第三抛光电极导电部件的剖面图；
图5为本发明该实施例提供的用于椭球型超导腔电化学抛光电极中第二抛光电极固定法兰的示意图；
图中各标记如下：
1-第一抛光电极导电部件；2-第一抛光电极固定法兰；3-抛光电极绝缘部件；4-第二抛光电极导电部件；5-第三抛光电极导电部件；6-第二抛光电极固定法兰，601-纠偏法兰；7-椭球型超导腔；8-束管；
201-长圆孔；202-第一扇形孔；203-第二扇形孔；
501-电极卡环；502-电极片，5021-丝杆孔；503-卡盘基座。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
本发明所提供的电极主要是在椭球型超导腔内设置有轮盘状导电部件，使得椭球型超导腔在抛光过程中，束管和内部腔室的内壁都能够达到均匀的抛光量，能够降低椭球型超导腔在电化学抛光过程中内表面不同位置的不均性，提升抛光的均匀度。
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
如图2所示，本发明所提供的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，包括：
本发明所涉及的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，包括分体式设计的如下各部件：
第一抛光电极导电部件1和第二抛光电极导电部件4，二者均为杆状导电电极，第一抛光电极导电部件1和第二抛光电极导电部件4的第一端均包覆有抛光电极绝缘部件3，且二者的第一端卡接连接；
第三抛光电极导电部件5，其为轮盘状结构，第三抛光电极导电部件5套设在第一抛光电极导电部件1的第一端上或第二抛光电极导电部件4的第一端上，且连接处未设置抛光电极绝缘部件3。
进一步地，如图3所示，第三抛光电极导电部件5包括分体式设计的卡盘基座503、若干电极片502和电极卡环501，卡盘基座503为中空轮盘状结构，套设在第一抛光电极导电部件1的第一端上或第二抛光电极导电部件4的第一端上，若干电极片502沿卡盘基座503的周向方向均匀分布，电极片502的两端分别与卡盘基座503、电极卡环501卡接。
具体地，本发明的电极结构是经过电场分布的仿真模拟(现有技术)，以保证超导腔各个位置的抛光电场保持在一个数量级上。第一抛光电极导电部件1是采用电极加工常用的金属导电材料加工而成。为了保证电极能够在椭球型的超导腔内具有良好的抛光效果，第三抛光电极导电部件3在椭球处设计成了中空的轮盘状，如图2-4所示。由于椭球型超导腔两侧束管8的直径较小，为了让中空的轮盘状电极能够在超导腔内实现组装，该电极又被均分成6-8片(电极片502)，每一片的尺寸能够通过束管进入超导腔，并能够在电极的卡盘基座503上卡接固定。
根据电场仿真的结果，电极在超导腔内并不能够连续分布，为了保证整个电极的导电性，又要保证电极的不连续分布，因此在仿真结果中，不连续的部分(抛光电极绝缘部件3)使用具备抗腐蚀性能的绝缘材料(如塑料或树脂材料)加工绝缘套以防止电极和电解液之间的接触。
进一步地，如图4所示，卡盘基座503的周向方向均匀布置有若干T型槽，电极片502的第一端为T型端，用于与T型槽相卡接。
进一步地，如图4所示，电极卡环501包括若干弧形电极卡环部，若干弧形电极卡环部卡接在一起共同组成电极卡环501。
进一步地，如图3所示，电极片502上设置有丝杆孔5021，用于容纳丝杆，丝杆用于将电极片502送入椭球型超导腔7内。
进一步地，如图1-3所示，还包括第一抛光电极固定法兰2，用于与束管8装配在一起，第一抛光电极固定法兰2上设置有以轴心为中心共径向延伸且相互连通的长圆孔201和第一扇形孔202，以形成偏心的电极杆导向固定位。
进一步地，如图3所示，第一抛光电极固定法兰2上还设置有第二扇形孔(203)，第二扇形孔203与长圆孔201、第一扇形孔202互不连通，用于电解质的流通。
进一步地，如图2、5所示，还包括第二抛光电极固定法兰6，具有轴心孔，用于将偏心的第一抛光电极导电部件1或第二抛光电极导电部件4固定到轴心位置上。
进一步地，如图2、5所示，还包括第二抛光电极固定法兰6，第二抛光电极固定法兰6上设置有纠偏法兰601，用于将偏心的第一抛光电极导电部件1或第二抛光电极导电部件4固定到轴心位置上。
具体地，为了让轮盘状电极(第三抛光电极导电部件5)能够在超导腔内装配，需要设计特殊结构的固定法兰，即第一抛光电极固定法兰2，法兰材料选择用具备抗腐蚀性能的绝缘材料(如塑料或树脂材料)，该法兰设计有具有偏心的电极杆导向固定位(长圆孔201)，能够在电极装配过程中，将电极整体偏心固定。电极装配完成后，再利用第二抛光电极固定法兰6将电极固定到中心位置。第一抛光电极固定法兰2和第二抛光电极固定法兰6的环周方向上开有通孔和密封圈，通孔用于电解质的流通，密封圈可以用于电解质的密封。
基于上述椭球型超导腔电化学抛光的电极，本发明还提供该电极的安装方法，包括如下步骤：
将抛光电极绝缘部件3、卡盘基座503与第二抛光电极导电部件4的第一端预先装配在一起；
将第一抛光电极固定法兰2与束管8端部的法兰固定连接，再将预先装配好的第二抛光电极导电部件4穿过第一扇形孔202且放置在长圆孔201处于偏心位置处，然后将丝杆穿过电极片502上的丝杆孔5021并送入椭球型超导腔7内与卡盘基座503卡接，转动第二抛光电极导电部件4，使卡盘基座503上未安装电极片502的T型槽与丝杆对正，若干电极片502通过丝杆送入椭球型超导腔7内，依次卡接在卡盘基座503上，然后将若干弧形电极卡环部送入椭球型超导腔7内与若干电极片502一一对应卡接在一起；
将第一抛光电极导电部件1的第一端与抛光电极绝缘部件3装配在一起，并穿过长圆孔201后与第二抛光电极导电部件4的第一端卡接在一起；
最后将第二抛光电极固定法兰6与第一抛光电极固定法兰2装配在一起，第二抛光电极固定法兰6上的轴向孔或纠偏法兰601将处于偏心位置的第一抛光电极导电部件1和第二抛光电极导电部件4固定到轴心位置上，完成组装。
本发明在椭球型超导腔内设置有轮盘状导电部件，使得椭球型超导腔在抛光过程中，束管和内部腔室的内壁都能够达到均匀的抛光量，能够降低椭球型超导腔在电化学抛光过程中内表面不同位置的不均性，提升抛光的均匀度。
由于束管的尺寸较小，本发明将轮盘设计成分体式，包括卡盘基座、若干电极片和若干弧形电极卡环部，使得各个部件能够通过丝杆输送到椭球型超导腔内并完完成组装。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，包括分体式设计的如下各部件：
第一抛光电极导电部件(1)和第二抛光电极导电部件(4)，二者均为杆状导电电极，所述第一抛光电极导电部件(1)和所述第二抛光电极导电部件(4)的第一端均包覆有抛光电极绝缘部件(3)，且二者的第一端卡接连接；
第三抛光电极导电部件(5)，其为轮盘状结构，所述第三抛光电极导电部件(5)套设在所述第一抛光电极导电部件(1)的第一端上或所述第二抛光电极导电部件(4)的第一端上，且连接处未设置所述抛光电极绝缘部件(3)。
2.根据权利要求1所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，所述第三抛光电极导电部件(5)包括分体式设计的卡盘基座(503)、电极卡环(501)和若干电极片(502)，所述卡盘基座(503)为中空轮盘状结构，套设在所述第一抛光电极导电部件(1)的第一端上或所述第二抛光电极导电部件(4)的第一端上，若干所述电极片(502)沿所述卡盘基座(503)的周向方向均匀分布，所述电极片(502)的两端分别与所述卡盘基座(503)、所述电极卡环(501)卡接。
3.根据权利要求2所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，所述卡盘基座(503)的周向方向均匀布置有若干T型槽，所述电极片(502)的第一端为T型端，用于与所述T型槽相卡接。
4.根据权利要求2所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，所述电极卡环(501)包括若干弧形电极卡环部，若干所述弧形电极卡环部卡接在一起共同组成所述电极卡环(501)。
5.根据权利要求2所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，所述电极片(502)上设置有丝杆孔(5021)，用于容纳丝杆，所述丝杆用于将所述电极片(502)送入椭球型超导腔(7)内。
6.根据权利要求2所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，还包括第一抛光电极固定法兰(2)，用于与束管(8)装配在一起，所述第一抛光电极固定法兰(2)上设置有以轴心为中心共径向延伸且相互连通的长圆孔(201)和第一扇形孔(202)，以形成偏心的电极杆导向固定位。
7.根据权利要求6所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，所述第一抛光电极固定法兰(2)上还设置有第二扇形孔(203)，所述第二扇形孔(203)与所述长圆孔(201)、所述第一扇形孔(202)互不连通，用于电解质的流通。
8.根据权利要求7所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，还包括第二抛光电极固定法兰(6)，具有轴心孔，用于将偏心的所述第一抛光电极导电部件(1)或所述第二抛光电极导电部件(4)固定到轴心位置上。
9.根据权利要求7所述的用于椭球型超导腔电化学抛光的电极，其特征在于，还包括所述第二抛光电极固定法兰(6)，所述第二抛光电极固定法兰(6)上设置有纠偏法兰(601)，用于将偏心的所述第一抛光电极导电部件(1)或所述第二抛光电极导电部件(4)固定到轴心位置上。
10.一种根据权利要求8或9所述用于椭球型超导腔电化学抛光的电极的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述抛光电极绝缘部件(3)、所述卡盘基座(503)与所述第二抛光电极导电部件(4)的第一端预先装配在一起；
将所述第一抛光电极固定法兰(2)与所述束管(8)端部的法兰固定连接，再将预先装配好的所述第二抛光电极导电部件(4)穿过所述第一扇形孔(202)且放置在所述长圆孔(201)处于偏心位置处，然后将丝杆穿过所述电极片(502)上的所述丝杆孔(5021)并送入所述椭球型超导腔(7)内与所述卡盘基座(503)卡接，转动所述第二抛光电极导电部件(4)，使所述卡盘基座(503)上未安装所述电极片(502)的所述T型槽与所述丝杆对正，若干所述电极片(502)通过所述丝杆送入所述椭球型超导腔(7)内，依次卡接在所述卡盘基座(503)上，然后将若干所述弧形电极卡环部送入所述椭球型超导腔(7)内与若干所述电极片(502)一一对应卡接在一起；
将第一抛光电极导电部件(1)的第一端与所述抛光电极绝缘部件(3)装配在一起，并穿过所述长圆孔(201)后与所述第二抛光电极导电部件(4)的第一端卡接在一起；
最后将所述第二抛光电极固定法兰(6)与所述第一抛光电极固定法兰(2)装配在一起，所述第二抛光电极固定法兰(6)上的轴向孔或纠偏法兰(601)将处于偏心位置的所述第一抛光电极导电部件(1)和所述第二抛光电极导电部件(4)固定到轴心位置上，完成组装。
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- 2022-05-13 CN CN202210518708.0A patent/CN114855258B/zh active Active
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