CN217985449U - 一种真空水冷电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空水冷电极,包括水冷接头、电极臂、安装座、绝缘组件、密封组件、隔离组件以及过渡电极，水冷接头与电极臂连接对电极臂温升进行控制，绝缘组件使安装座与炉壳法兰保持绝缘状态，密封组件使安装座与炉壳法兰保持密封状态，通过调整隔离组件使设备的真空度保持在设定的要求范围内，本实用新型真空水冷电极通过绝缘组件对炉体完全绝缘，使绝缘组件在不同环境中能长期正常使用，同时通过密封组件，提高了密封的可靠性，在使用过程中可随时调整压缩量，保证系统真空度要求，真空水冷电极通入循环水冷却，控制真空水冷电极温升在规定范围内。

Description

一种真空水冷电极

技术领域

本实用新型属于半导体领域，涉及一种真空水冷电极。

背景技术

真空电阻炉的加热元件安装在炉内，采用真空水冷电极向炉内加热元件给电，电极与炉壳的接触部位电绝缘处理，绝缘材料一般用酚醛层压布板或其它绝缘材料，电极与炉壳之间用真空橡胶O型圈实现电极真空密封，电极通入冷却水降低电极和O型圈的温度。

酚醛层压布板具有良好的电气绝缘性能，但机械性能较差且易分层，影响其正常使用，真空橡胶O型圈由于安装结构限制无法调整压缩量，使用一段时间会失去弹性，密封性能下降，须整件更换，电极截面尺寸变化大，成本高，本实用新型有效地解决了这种问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种真空水冷电极。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种真空水冷电极,其特征在于：包括水冷接头、电极臂、安装座、绝缘组件、密封组件、隔离组件以及过渡电极，水冷接头与电极臂连接对电极臂温升进行控制，绝缘组件使安装座与炉壳法兰保持绝缘状态，密封组件使安装座与炉壳法兰保持密封状态，通过调整隔离组件使设备的真空度保持在设定的要求范围内。

进一步的；所述电极臂固设有水冷腔，水冷腔的长度与电极臂的长度相配。

进一步的；所述水冷接头包括接头座、进水接头、回水接头和水管，接头座与电极臂螺纹联结，水管螺纹联结在接头座并延伸至水冷腔内，水管的长度与水冷腔的长度相配，水管的进水端位于接头座内，水管的出水端位于电极臂的水冷腔内，进水接头以及回水接头分别与接头座螺纹联结，进水接头与接头座内部腔室连通。

进一步的；所述进水接头与水管的进水端连通，水接头、水管的进水端以及水管形成冷却水的进水路径，回水接头与水冷腔连通，水管的出水端、水冷腔以及回水接头形成冷却水的回水路径，冷却水经进水路径进入电极臂对电极臂进行降温控制电极臂表面温升，热交换后的冷却水经回水路径排出。

进一步的；所述安装座固设有安装孔，安装孔内设有紧固件与炉壳法兰螺纹联结，使安装座与炉壳法兰固设。

进一步的；所述绝缘组件包括第一绝缘套和第二绝缘套，第一绝缘套套设在安装孔，第一绝缘套位于安装孔的孔壁和紧固件之间，隔离紧固件与安装座，使紧固件与安装座之间处于绝缘状态，第二绝缘套套设在安装座，第二绝缘套位于安装座与炉壳法兰之间，隔离安装座与炉壳法兰，使安装座与炉壳法兰之间处于绝缘状态。

进一步的；所述密封组件包括第一O型密封圈，第一O型密封圈设置有两组，分别位于安装座和第二绝缘套的结合面以及第二绝缘套与炉壳法兰的结合面。

进一步的；所述安装座固设有前后贯穿的中间型腔,中间型腔设置有第一定位止口，电极臂的外表面设置有第一定位凸起，电极臂贯穿中间型腔，第一定位凸起与第一定位止口配合，对电极臂与安装座的安装进行定位。

进一步的；所述隔离组件包括调节螺母、第一压板、第二O形圈、隔套、第三O形圈和第二压板，调节螺母、第一压板、第二O形圈、隔套、第三O形圈和第二压板依次安装在电极臂的外表面，调节螺母通过螺纹联结安装在安装座上，第一压板、第二O形圈、隔套、第三O形圈和第二压板位于调节螺母和第一定位止口之间，形成电极密封真空室，转动调节螺母，调整第二O形圈和第三O形圈的压缩量直到满足设备真空度要求。

进一步的；所述水管的出水端端面设置为斜面，电极臂的材料设置为贵金属，其最大截面与最小截面直径之比设置为1.014：1。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

本实用新型真空水冷电极通过绝缘组件对炉体完全绝缘，使绝缘组件在不同环境中能长期正常使用，同时通过密封组件，提高了密封的可靠性，在使用过程中可随时调整压缩量，保证系统真空度要求，真空水冷电极通入循环水冷却，控制真空水冷电极温升在规定范围内。

本实用新型将电极臂的材料设置为贵金属，其最大截面与最小截面直径之比设置为1.014：1，提高了材料利用率，减少了材料费和加工成本。

附图说明

图1为本实用新型的真空水冷电极轴测图。

图2为本实用新型的真空水冷电极半剖图。

图3为图2中A的放大示意图。

图4为图2中B的放大示意图。

图中标识：水冷接头1、接头座11、进水接头12、回水接头13、水管14、电极臂2、第一定位凸起20、水冷腔21、安装座4、紧固件41、中间型腔42、第一定位止口43、第一绝缘套51、第二绝缘套52、过渡电极6、第一O型密封圈71、调节螺母80、第一压板81、第二O形圈82、隔套83、第三O形圈84、第二压板85。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例一：

如图1-4所示，一种真空水冷电极，包括水冷接头1、电极臂2、安装座4、绝缘组件、密封组件、隔离组件以及过渡电极6，水冷接头1与电极臂2连接对电极臂2温升进行控制，绝缘组件使安装座4与炉壳法兰保持绝缘状态，密封组件使安装座4与炉壳法兰保持密封状态，通过调整隔离组件满足系统真空度要求。

电极臂2固设有水冷腔21，水冷腔21的长度与电极臂2的长度相配，使冷却水尽可能将电极臂2进行冷却。

水冷接头1包括接头座11、进水接头12、回水接头13和水管14，接头座11与电极臂2螺纹联结，水管14螺纹联结在接头座11并延伸至水冷腔21内，水管14的长度与水冷腔21的长度相配，水管14的进水端位于接头座11内，水管14的出水端位于电极臂2的水冷腔21内，本实施例中，水管14出水端的端面设置为斜面，进水接头12以及回水接头13分别与接头座11螺纹联结，进水接头12与接头座11内部腔室连通，具体来说，进水接头12与水管14的进水端连通，水接头12、水管14的进水端以及水管14形成冷却水的进水路径，回水接头13与水冷腔21连通，水管14的出水端、水冷腔21以及回水接头13形成冷却水的回水路径，冷却水经进水路径进入电极臂2对电极臂2进行降温控制电极臂2表面温升，热交换后的冷却水经回水路径排出，实现冷却水的循环。

安装座4固设有安装孔(图未标识)，安装孔内设有紧固件41与炉壳法兰螺纹联结，实现安装座4与炉壳法兰固设，安装座4与炉壳法兰之间通过绝缘组件保持绝缘状态，具体来说，绝缘组件包括第一绝缘套51和第二绝缘套52，第一绝缘套51套设在安装孔，第一绝缘套51位于安装孔的孔壁和紧固件41之间，隔离紧固件41与安装座4，使紧固件41与安装座4之间处于绝缘状态，第二绝缘套52套设在安装座4，第二绝缘套52位于安装座4与炉壳法兰之间，隔离安装座4与炉壳法兰，使安装座4与炉壳法兰之间处于绝缘状态。

第二绝缘套52采用具备高机械强度和疲劳强度的非金属材料制作，性能接近普通钢材，这种材料除有良好的电气绝缘性能以及几何尺寸稳定的性能外，还可承受反复冲击，相较于酚醛层压布板而言，本实施例的第二绝缘套52更加可靠。

安装座4与炉壳法兰之间通过密封组件保持密封状态，密封组件包括第一O型密封圈71，第一O型密封圈71设置有两组，分别位于安装座4和第二绝缘套52的结合面以及第二绝缘套52与炉壳法兰的结合面，从而实现了炉壳、绝缘套以及安装座之间的密封。

常规情况下，炉壳通常为水冷结构，炉壳法兰的表面温升一般不大于25℃，第一O型密封圈71的温度也在其工作范围内，避免了温度对第一O型密封圈71性能的影响，提高了第一O型密封圈71的使用寿命。

根据图2的视觉角度，安装座4固设有前后贯穿的中间型腔42,中间型腔42设置有第一定位止口43，电极臂2的外表面设置有第一定位凸起20，电极臂2贯穿中间型腔42，第一定位凸起20与第一定位止口43配合，对电极臂2与安装座4的安装进行定位，提高了真空水冷电极的安装效率。

安装座4与电极臂2之间隔离组件保持密封隔离状态，隔离组件包括调节螺母80、第一压板81、第二O形圈82、隔套83、第三O形圈84和第二压板85，调节螺母80、第一压板81、第二O形圈82、隔套83、第三O形圈84和第二压板85依次安装在电极臂2的外表面，调节螺母80通过螺纹联结安装在安装座4上，第一压板81、第二O形圈82、隔套83、第三O形圈84和第二压板85位于调节螺母80和第一定位止口43之间，形成电极密封真空室，相较于现有的因为安装结构限制而无法调整O型圈压缩量，造成使用一段时间O型圈失去弹性，使密封性能下降，出现需要更换整件的问题，本实施例通过转动调节螺母80，调整第二O形圈82和第三O形圈84的压缩量直到满足设备设定的真空度要求，从而使设备的真空度保持在设定的要求范围内，不同设备的真空度要求不同，本实施例通过调整第二O形圈82和第三O形圈84的压缩量，使不同设备的真空度保持在设定的要求范围内，例如本实施例中，真空度≤4x10^-4Pa，其他设备的真空度也可大于4x10^-4Pa，根据实际需要进行设定即可。

本实施例中，电极臂2的材料设置为贵金属，其最大截面与最小截面直径之比设置为1.014：1，提高了材料利用率，减少了材料费和加工成本。

为了便于与不同加热元件联结，还设置有过渡电极6，适应不同结构的加热元件的联结，过渡电极6的接触面可根据加热元件进行调整，过渡电极6的材质也可根据不同炉子的最高温度而调整，如某型号的炉子最高温度2000℃，过渡电极6的材料为硬质石墨。

本实施例中，真空水冷电极通过绝缘组件对炉体完全绝缘，使绝缘组件在不同环境中能长期正常使用，同时通过密封组件，提高了密封的可靠性，在使用过程中可随时调整压缩量，保证系统真空度要求，真空水冷电极通入循环水冷却，控制真空水冷电极温升在规定范围内。

本实施例中，紧固件41采用现有的螺栓零件，但不限于此，只要能实现两者的螺纹联结即可。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种真空水冷电极,其特征在于：包括水冷接头、电极臂、安装座、绝缘组件、密封组件、隔离组件以及过渡电极，水冷接头与电极臂连接对电极臂温升进行控制，绝缘组件使安装座与炉壳法兰保持绝缘状态，密封组件使安装座与炉壳法兰保持密封状态，通过调整隔离组件使设备的真空度保持在设定的要求范围内。

2.根据权利要求1所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述电极臂固设有水冷腔，水冷腔的长度与电极臂的长度相配。

3.根据权利要求2所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述水冷接头包括接头座、进水接头、回水接头和水管，接头座与电极臂螺纹联结，水管螺纹联结在接头座并延伸至水冷腔内，水管的长度与水冷腔的长度相配，水管的进水端位于接头座内，水管的出水端位于电极臂的水冷腔内，进水接头以及回水接头分别与接头座螺纹联结，进水接头与接头座内部腔室连通。

4.根据权利要求3所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述进水接头与水管的进水端连通，水接头、水管的进水端以及水管形成冷却水的进水路径，回水接头与水冷腔连通，水管的出水端、水冷腔以及回水接头形成冷却水的回水路径，冷却水经进水路径进入电极臂对电极臂进行降温控制电极臂表面温升，热交换后的冷却水经回水路径排出。

5.根据权利要求1所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述安装座固设有安装孔，安装孔内设有紧固件与炉壳法兰螺纹联结，使安装座与炉壳法兰固设。

6.根据权利要求5所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述绝缘组件包括第一绝缘套和第二绝缘套，第一绝缘套套设在安装孔，第一绝缘套位于安装孔的孔壁和紧固件之间，隔离紧固件与安装座，使紧固件与安装座之间处于绝缘状态，第二绝缘套套设在安装座，第二绝缘套位于安装座与炉壳法兰之间，隔离安装座与炉壳法兰，使安装座与炉壳法兰之间处于绝缘状态。

7.根据权利要求6所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述密封组件包括第一O型密封圈，第一O型密封圈设置有两组，分别位于安装座和第二绝缘套的结合面以及第二绝缘套与炉壳法兰的结合面。

8.根据权利要求1所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述安装座固设有前后贯穿的中间型腔,中间型腔设置有第一定位止口，电极臂的外表面设置有第一定位凸起，电极臂贯穿中间型腔，第一定位凸起与第一定位止口配合，对电极臂与安装座的安装进行定位。

9.根据权利要求8所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述隔离组件包括调节螺母、第一压板、第二O形圈、隔套、第三O形圈和第二压板，调节螺母、第一压板、第二O形圈、隔套、第三O形圈和第二压板依次安装在电极臂的外表面，调节螺母通过螺纹联结安装在安装座上，第一压板、第二O形圈、隔套、第三O形圈和第二压板位于调节螺母和第一定位止口之间，形成电极密封真空室，转动调节螺母，调整第二O形圈和第三O形圈的压缩量直到满足设备真空度要求。

10.根据权利要求3所述的一种真空水冷电极，其特征在于：所述水管的出水端端面设置为斜面，电极臂的材料设置为贵金属，其最大截面与最小截面直径之比设置为1.014：1。

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