CN220191069U - 一种微小型电极装置及真空热处理设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种微小型电极装置及真空热处理设备，涉及热处理设备的技术领域，电极装置包括电极杆和电极法兰，电极法兰与电极杆相互连接，电极法兰厚度方向沿电极杆轴向设置，电极法兰上沿自身厚度方向贯穿开设有若干个安装定位孔；电极法兰上贯穿开设有若干冷却通孔，电极法兰两侧壁分别设置有若干进水管与若干出水管；电极杆上设置有锥面部，锥面部外侧壁沿电极杆轴向呈锥面；电极法兰上沿自身厚度方向贯穿开设有连接孔，连接孔沿自身轴向呈缩口状；当电极杆沿自身轴向与连接孔插接配合时，连接孔内壁与锥面部外侧壁相互贴合。本申请结构简单、体积小、冷却效果好、冷却管道短且安装空间小、密封性好，使用寿命长，生产成本低。

Description

一种微小型电极装置及真空热处理设备

技术领域

本申请涉及热处理设备的技术领域，尤其是涉及一种微小型电极装置及真空热处理设备。

背景技术

真空热处理技术属于材料改性的先进制造技术的重要领域，是高精度、优质、节能和清洁无污染的材料热处理加工制造技术。目前，真空热处理工艺的研究和应用已经普及真空退火、真空钎焊、真空渗碳以及真空烧结等领域。现有的真空热处理设备都是在密封的工作腔室内设置加热器，在工作腔室真空或处于气体保护状态下，对工件进行加热，工作温度一般在800℃至2200℃，工作真空度一般在1.33×10^-1至1.33×10^-4Pa。

目前，真空热处理设备采用的加热系统多采用内加热方式，内加热的真空热处理设备主要包括加热元件和电极装置，加热元件以及电极装置常采用高温钼、钨或者石墨等制成，电极装置与加热元件相连，通过电极装置将外界电流引入至真空热处理设备内并对真空热处理设备的加热元件供电，实现加热元件的加热功能。电极装置主要包括电极杆与电极法兰，电极杆与加热元件相互连接，实现电流的连通，而电极法兰则实现电极杆的固定。

针对上述中的相关技术，常用电极装置在使用时间过长之后，本身会发热，从而影响电极装置的使用寿命，为了延长电极装置的使用寿命，常在热处理设备的外加冷却系统，通过冷却系统连接的水冷管道环绕热处理设备的外侧，并将水冷管道与电极装置相互接触，使得固定在热处理设备外侧的电极装置能够降温。但是，这样的冷却系统所需要的管道长度较长以及安装空间较大，从而较难保证电极装置的散热效果。

实用新型内容

本申请提供一种用于真空热处理设备的微小型电极装置，其目的是提高电极装置的散热效果。

第一方面，本申请提供的微小型电极装置采用如下的技术方案：

一种微小型电极装置，包括电极杆和电极法兰，所述电极杆采用导电材料制成；所述电极法兰与所述电极杆相互连接，所述电极法兰厚度方向沿所述电极杆轴向设置，所述电极法兰上沿自身厚度方向贯穿开设有若干个安装定位孔；所述电极法兰上贯穿开设有若干冷却通孔，所述电极法兰两侧壁分别设置有若干进水管与若干出水管，所述冷却通孔、进水管以及出水管一一对应设置，且所述冷却通孔两端分别与对应的所述进水管以及对应的所述出水管相互连通。

通过采用上述技术方案，电极杆采用导电材料的设置，保证了电极装置导电的功能；而连接法兰上开设安装定位孔，则能够实现电极杆的安装与固定。在连接法兰上开设冷却通孔，并连接进水管与出水管，实现冷却通孔中冷却水的供给与排出，由于冷却通孔开设在连接法兰上，所以冷却水能够直接进入到连接法兰内部，因此能够更好的带走连接法兰以及电极杆的热量，从而能够增加电极杆以及连接法兰的散热效果；同时，由于冷却通孔作为冷却水流通的管道的一部分，所以减少了冷却水系统所需要的冷却水流动的管道长度，因此降低了冷却水系统所需要的安装空间。

可选的，所述电极法兰上设置有若干个绝缘瓷套，所述绝缘瓷套与所述安装定位孔一一对应设置，且所述绝缘瓷套与对应的所述安装定位孔插接配合。

通过采用上述技术方案，绝缘瓷套的设置，在绝缘瓷套插接入对应的安装定位孔之后，在连接法兰上的安装定位孔插入螺栓用来实现法兰连接时，螺栓的外侧壁与安装定位孔的内壁侧间隔开，因此能够提高螺栓与连接法兰之间的绝缘性。

可选的，所述电极杆外侧壁上设置有环形凸台，所述电极杆上还设置有压紧板，沿所述电极杆轴向，所述压紧板以及所述电极法兰分别设置在所述环形凸台两端且均与所述环形凸台相互抵触；所述压紧板与所述电极法兰通过螺栓连接。

通过采用上述技术方案，电极杆上环形凸台的设置，能够对压紧板以及电极法兰在电极杆上的位置进行限位；同时，环形凸台在将压紧板与电极法兰间隔开之后，通过螺栓连接压紧板和电极法兰，压紧板与电极法兰连接的整体在沿电极杆轴向滑动时均会与弧形凸台相互抵触，从而压紧板与电极法兰均无法从电极杆上脱离，所以压紧板能够增加电极法兰与电极杆固定的稳定性。

可选的，所述电极杆上设置有绝缘垫，所述绝缘垫沿所述电极杆轴向设置在所述电极法兰一侧。

通过采用上述技术方案，绝缘垫设置在电极法兰一侧，从而在电极法兰连接至真空热处理设备的外壳上时，绝缘垫能够将电机法兰与对应的外壳相互间隔开，实现绝缘隔离，降低电极杆漏电至外壳上的可能。

可选的，所述电极杆上还套设有密封垫，所述密封垫沿所述电极杆的轴向设置在所述电极法兰与所述绝缘垫之间。

通过采用上述技术方案，密封垫设置在电机杆与绝缘垫之间，因此能够增加电极杆与电极法兰连接处的密封性。

可选的，所述电极杆上设置有锥面部，所述锥面部外侧壁沿所述电极杆轴向呈锥面；所述电极法兰上沿自身厚度方向贯穿开设有连接孔，所述连接孔沿自身轴向呈缩口状；当所述电极杆沿自身轴向与所述连接孔插接配合时，所述连接孔内壁与所述锥面部外侧壁相互贴合。

通过采用上述技术方案，电极杆上锥面部的设置，配合电极法兰上连接孔为缩口状的设置，使得电极法兰能够与电极杆插接配合；并且，在电机法兰的连接孔沿电极杆轴向插接入电极杆锥面部时，连接孔内壁能够与锥面部外侧壁相互贴合，因此能够实现锥面密封，提高电极法兰与电极杆之间的固定稳定性以及密封性。

可选的，所述锥面部外侧壁与所述连接孔内壁之间设置有密封圈。

通过采用上述技术方案，锥面部与连接孔内壁之间设置密封圈，能够增加电极杆与电极法兰之间连接处的密封性以及稳固性。

第二方面，本申请提供的一种真空热处理设备采用如下的技术方案：

一种真空热处理设备，安装有上述电极装置，包括加热炉和真空系统，所述加热炉与所述真空系统相互连通；若干个所述电极装置设置在所述加热炉外侧壁上，且所述电极杆一端插入所述加热炉内；所述加热炉内设置有若干个加热带，所述加热带与所述电极杆一一对应设置且所述电极杆一端与对应的所述加热带相互连接；所述加热炉上还设置有冷却水供给装置，所述冷却水供给装置与所述电极装置内的所述进水管以及所述出水管相互连通。

通过采用上述技术方案，电极装置安装在加热炉上，且电极杆插入导加热炉内并与加热带相互连接，从而能够实现加热炉的加热功能；而真空系统的设置能够在加热炉内形成真空；而冷却水供给装置与进水管以及出水管相互连通，则实现了对电极装置冷却水的供给以及循环，实现了对电极装置的散热。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.电极法兰上开设冷却通孔，并通过进水管与出水管实现冷却水的通入与流出，从而提高了电极装置的散热效果，同时，降低了冷却水系统所需要的管道长度以及安装空间。

2.电极法兰与电极杆之间采用锥面密封结合环形密封圈的双密封方式，轴向力作用下的锥面密封通常比平面密封高，工作时存积硬杂物一般较少，大大提高密封效果。

3.电极杆上方安装压紧板，压紧板与电极法兰进行螺装，减少了焊接工艺的使用，同时提高了电极法兰的安装稳固性。

附图说明

图1是本申请电极装置的整体结构示意图。

图2是本申请电极装置的连接块位置的爆炸结构示意图。

图3是本申请电极装置的剖视结构示意图。

图4是本申请电极装置的爆炸结构示意图。

图5是本申请真空热处理设备的整体结构示意图。

图6是本申请真空热处理设备的剖视结构示意图。

图中，1、电极杆；11、外接线排；12、接线孔；13、内接线板；14、第一接电孔；15、连接块；151、固定部；152、第二接电孔；153、连接部；154、第三接电孔；16、锥面部；17、环形密封槽；18、环形凸台；2、电极法兰；21、冷却通孔；22、安装定位孔；23、绝缘瓷套；24、限位环；25、连接孔；26、第二加固孔；3、进水管；4、出水管；5、压紧板；51、压紧孔；52、第一加固孔；6、绝缘垫；61、绝缘孔；62、密封沉槽；63、让位孔；7、密封垫；8、密封圈；100、加热炉；101、炉盖；102、真空系统；103、炉盖反射屏；104、封头反射屏；105、炉体反射屏；106、法兰座；107、冷却水供给装置；108、加热带。

具体实施方式

以下结合附图1-附图6，对本申请作进一步详细说明。

一种微小型电极装置，参照图1，包括电极杆1，电极杆1轴向一端设置有外接线排11，外接线排11上沿自身厚度方向贯穿开设有若干接线孔12，接线孔12的开设便于外接线排11进行接线；电极杆1另一端设置有内接线板13，内接线板13设置有两个，两个内接线板13沿自身厚度方向相互间隔设置且电极杆1设置在两个内接线板13之间的间隔之中，内接线板13与电极杆1通过螺栓相互连接，外接线排11、电极杆1以及内接线排均采用导电材料制成，因此，在电极装置安装至对应的真空热处理设备的外壳上时，电极杆1能够将外壳外界电流引入到外壳之内，实现电流的引入。

参照图1和图2，内接线板13上沿自身厚度方向贯穿开设有第一接电孔14，两个内接线板13上的第一接电孔14相互连通；两个内接线板13之间设置有连接块15，连接块15包括固定部151，固定部151长度方向沿电极杆1轴向设置且固定部151设置在两个内接线板13之间，固定部151上贯穿开设有第二接电孔152，第二接电孔152与第一接电孔14相互连通，当第二接电孔152与第一接电孔14插入螺栓时，能够实现连接块15与内接线板13之间的连接。

参照图1和图2，连接块15采用导电材料制成，固定部151远离电极杆1的一端设置有连接部153，连接部153上沿电极杆1的轴向贯穿开设有若干个第三接电孔154，通过第三接电孔154的设置，在第三接电孔154内插入螺栓能够将连接块15与真空加热装置内的加热元件相互连接，从而为加热元件供电。

参照图1和图3，电极杆1上设置有电极法兰2，电极法兰2上开设有若干个冷却通孔21，若干个冷却通孔21相互平行开设，冷却通孔21轴向沿电极杆1的径向贯穿电极法兰2；电极法兰2相对两侧壁分别设置有进水管3与出水管4，进水管3与出水管4均与冷却通孔21相互连通。通过在进水管3内排入冷却用水，冷却用水会经过电极法兰2，然后从出水管4排出，从而能够实现电极法兰2以及电极杆1的降温冷却效果。

若干冷却通孔21以两个为一组，一组冷却通孔21中，一个冷却通孔21与对应的进水管3相互连通的一侧，另一个冷却通孔21与对应的出水管4相互连通；一个冷却通孔21与对应的出水管4相互连通的一侧，另一个冷却通孔21与对应的进水管3相互连通；从而，同一组中的两个冷却通孔21能够相互串联，使得电极法兰2内的冷却水呈蛇形流通，增加降温效果。

参照图1和图3，电极法兰2厚度方向沿电极杆1的轴向设置，电极法兰2上开设有若干个安装定位孔22，若干安装定位孔22沿电极杆1的周向围绕电极杆1均匀间隔设置，安装定位孔22沿电极法兰2的厚度方向贯穿电极法兰2开设。从而，安装定位孔22的设置，使得电极法兰2与真空热处理设备的外壳能够通过法兰连接，实现电极装置的安装。

参照图1和图3，电极法兰2上设置有若干个绝缘瓷套23，绝缘瓷套23与安装定位孔22一一对应设置，绝缘瓷套23为圆柱形中空管，绝缘瓷套23与对应的安装定位孔22插接配合，且绝缘瓷套23外侧壁与对应的安装定位孔22内侧壁滑动连接。当电极装置与真空热处理设备的外壳相互连接时，绝缘瓷套23插入螺栓，螺栓实现电极法兰2与外壳的连接；同时，绝缘瓷套23将螺栓的外侧壁能够与安装定位孔22的内壁间隔开，从而能够防止电极杆1漏电至真空热处理设备的外壳上。

参照图3和图4，绝缘瓷套23一端外侧壁上设置有限位环24，限位环24与绝缘瓷套23外侧壁固定连接，当绝缘瓷套23与对应的安装定位孔22插接配合时，限位环24沿绝缘瓷套23轴向与电极法兰2靠近外接线排11的一侧面相互抵触。一方面，限位环24能够对绝缘瓷套23在对应的安装定位孔22内的滑动距离进行限位，防止绝缘瓷套23完全掉落入对应的安装定位孔22内，而不易取出；另一方面，限位环24能够在安装定位孔22装入螺栓之后，将螺帽或螺母与电极法兰2间隔开，降低电极杆1漏电的可能。

参照图3和图4，电极杆1上设置有锥面部16，锥面部16外侧壁为圆锥面，沿电极杆1的轴向，锥面部16靠近外接线排11一侧的截面积大于锥面部16靠近内接线板13一侧的截面积；电极法兰2沿自身厚度方向贯穿开设连接孔25，连接孔25轴向与电极杆1的轴向共线设置且连接孔25沿自身轴向呈缩口状，沿电极杆1轴向，连接孔25靠近外接线排11一侧的截面积大于连接孔25靠近内接线板13一侧的截面积；当电极杆1沿自身后轴向与连接孔25插接配合时，连接孔25内壁与锥面部16内侧壁相互相互抵紧。从而锥面部16与连接孔25的配合设置，实现了锥面密封，一方面能够增加电极法兰2与电极杆1之间的连接稳定性，另一方面也增加了电极法兰2与电极杆1之间连接处的密封性。

锥面部16外侧壁上开设有环形密封槽17，环形密封槽17轴向沿电极杆1轴向设置，环形密封槽17内设置有密封圈8，密封圈8采用O型密封圈；当电极杆1与电极法兰2相互插接时，密封圈8位于连接孔25内壁与环形密封槽17内壁之间，因此密封圈8的设置能够增加锥面部16与电极杆1连接处的密封性以及锥面部16与电极杆1之间的连接紧密性。

参照图3和图4，电极杆1外侧壁上还设置有环形凸台18，环形凸台18轴向与电极杆1轴向共线设置且环形凸台18沿电极杆1轴向靠近内接线板13的一侧与电极法兰2相互抵触。因此环形凸台18能够用于电极法兰2在安装过程之中的定位作用。

参照图3和图4，电极杆1上还套设有压紧板5，压紧板5上沿自身厚度方向贯穿开设有压紧孔51，电极杆1与压紧孔51插接配合；沿电极杆1轴向，压紧板5设置在环形凸台18远离电极法兰2的一侧。

压紧板5上开设有若干个第一加固孔52，第一加固孔52沿压紧板5厚度方向贯穿压紧板5，若干第一加固孔52沿电极杆1周向围绕电极杆1均匀间隔设置；电极法兰2上开设有若干个第二加固孔26，第二加固孔26沿电极法兰2的厚度方向贯穿电极法兰2，若干第二加固孔26沿电极杆1周向围绕电极杆1均匀间隔设置；第一加固孔52与第二加固孔26一一对应设置且第一加固孔52与对应的第二加固孔26沿电极杆1轴向相互连通。当第一加固孔52与对应的第二加固孔26内插入螺栓后，压紧板5能够加固电极法兰2，从而增加电极法兰2与电极杆1之间的抵触，以此增加电极杆1与电极法兰2之间的密封效果。

参照图3和图4，电极杆1上还套设有绝缘垫6，绝缘垫6上贯穿开设有绝缘孔61，绝缘孔61与电极杆1插接配合；沿电极杆1的轴向，绝缘垫6设置在电极法兰2远离压紧板5的一侧，绝缘垫6上沿自身厚度方向贯穿开设有若干让位孔63，让位孔63与安装定位孔22一一对应设置，且沿电极杆1的轴向，让位孔63与对应的安装定位孔22相互连通。从而，当电极装置安装到真空热处理设备的外壳上，绝缘垫6能够将电极法兰2与真空热处理设备的外壳隔离开，降低漏电的可能。

绝缘垫6沿自身厚度方向一侧与电极法兰2厚度方向一侧以及锥面部16一端面相互抵触；因此，能够实现电极杆1上绝缘垫6安装的定位与限位。电极杆1上套设置有密封垫7，密封垫7沿电极杆1的轴向设置在绝缘垫6与电极法兰2之间，从而密封垫7能够增加电极杆1与连接方案之间的密封性。

绝缘垫6上开设有密封沉槽62，密封沉槽62开设在绝缘垫6朝向电极法兰2的一侧且密封沉槽62与绝缘孔61同轴开设，密封垫7沿自身轴向与密封沉槽62插接配合，因此密封沉槽62的设置为密封垫7提供了安装空间，同时也使得绝缘垫6能够与电极法兰2相互抵触。

本申请实施例的实施原理为：将若干个电极装置呈线性分布在真空热处理设备的外壳上，通过螺栓将电极法兰2固定至外壳上，电极杆1一端的外接线排11通过螺栓与铜排相互连接，再通过铜排能够与变压器柜内的导线相互连接，实现供电；电极杆1一端的内接线板13与连接块15通过螺栓相互连接，而连接块15通过螺栓与真空热处理设备内的加热元件相互连接；将同一电极法兰2上的冷却通道相互串联，并将若干电极法兰2上的冷却通道串联，将冷却通道接入冷却水供给装置107之中。

一种真空热处理设备，参照图5和图6，包括加热炉100，加热炉100一端开口，且加热炉100开口端连接有炉盖101，炉盖101封闭加热炉100的开口；加热炉100上设置有真空系统102，真空系统102与加热炉100相互连通，因此真空系统102能够实现加热炉100内的真空工作环境；加热炉100轴向两端内壁分别设置有炉盖反射屏103以及封头反射屏104，炉盖反射屏103设置在炉盖101内壁上，加热炉100内侧壁上还设置有炉体反射屏105，从而炉盖反射屏103、封头反射屏104和炉体反射屏105的设置，能够降低加热炉100内的热量散失，加快加热炉100的加热速度。

加热炉100上沿加热炉100轴向设置有若干个法兰座106，法兰座106与加热炉100相互连通，电极杆1与法兰座106插接配合且法兰座106与电极法兰2相互连接；加热炉100内设置有加热带108，连接块15与加热带108通过螺栓连接。因此，法兰座106实现电极装置的安装，而电极装置能够为加热带108提供加热的电源。

加热炉100还包括冷却水供给装置107，冷却水供给装置107与若干个电极法兰2上的进水管3以及出水管4相互连通，因此能够为电极法兰2上的冷却通孔21供给冷却水，实现对电极杆1以及电极法兰2的降温。

本申请实施例的实施原理为：在电极装置安装完成之后，启动真空热处理设备所连接的变压器为电极装置供电，此时，电极杆1将电流导至加热带108中，能够实现真空热处理设备的加热，同时冷却水对电极装置进行降温和散热。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微小型电极装置，其特征在于，包括电极杆（1）和电极法兰（2），所述电极杆（1）采用导电材料制成；所述电极法兰（2）与所述电极杆（1）相互连接，所述电极法兰（2）厚度方向沿所述电极杆（1）轴向设置，所述电极法兰（2）上沿自身厚度方向贯穿开设有若干个安装定位孔（22）；

所述电极法兰（2）上贯穿开设有若干冷却通孔（21），所述电极法兰（2）两侧壁分别设置有若干进水管（3）与若干出水管（4），所述冷却通孔（21）、进水管（3）以及出水管（4）一一对应设置，且所述冷却通孔（21）两端分别与对应的所述进水管（3）以及对应的所述出水管（4）相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种微小型电极装置，其特征在于，所述电极法兰（2）上设置有若干个绝缘瓷套（23），所述绝缘瓷套（23）与所述安装定位孔（22）一一对应设置，且所述绝缘瓷套（23）与对应的所述安装定位孔（22）插接配合。

3.根据权利要求1所述的一种微小型电极装置，其特征在于，所述电极杆（1）外侧壁上设置有环形凸台（18），所述电极杆（1）上还设置有压紧板（5），沿所述电极杆（1）轴向，所述压紧板（5）以及所述电极法兰（2）分别设置在所述环形凸台（18）两端且均与所述环形凸台（18）相互抵触；所述压紧板（5）与所述电极法兰（2）通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种微小型电极装置，其特征在于，所述电极杆（1）上设置有绝缘垫（6），所述绝缘垫（6）沿所述电极杆（1）轴向设置在所述电极法兰（2）一侧。

5.根据权利要求4所述的一种微小型电极装置，其特征在于，所述电极杆（1）上还套设有密封垫（7），所述密封垫（7）沿所述电极杆（1）的轴向设置在所述电极法兰（2）与所述绝缘垫（6）之间。

6.根据权利要求1所述的一种微小型电极装置，其特征在于，所述电极杆（1）上设置有锥面部（16），所述锥面部（16）外侧壁沿所述电极杆（1）轴向呈锥面；所述电极法兰（2）上沿自身厚度方向贯穿开设有连接孔（25），所述连接孔（25）沿自身轴向呈缩口状；当所述电极杆（1）沿自身轴向与所述连接孔（25）插接配合时，所述连接孔（25）内壁与所述锥面部（16）外侧壁相互贴合。

7.根据权利要求6所述的一种微小型电极装置，其特征在于，所述锥面部（16）外侧壁与所述连接孔（25）内壁之间设置有密封圈（8）。

8.一种真空热处理设备，安装有上述权利要求1-7任意一项所述的电极装置，其特征在于，包括加热炉（100）和真空系统（102），所述加热炉（100）与所述真空系统（102）相互连通；若干个所述电极装置设置在所述加热炉（100）外侧壁上，且所述电极杆（1）一端插入所述加热炉（100）内；所述加热炉（100）内设置有若干个加热带（108），所述加热带（108）与所述电极杆（1）一一对应设置且所述电极杆（1）一端与对应的所述加热带（108）相互连接；所述加热炉（100）上还设置有冷却水供给装置（107），所述冷却水供给装置（107）与所述电极装置内的所述进水管（3）以及所述出水管（4）相互连通。