CN2223747Y - 一种离子轰击炉用吊挂阴极输电装置 - Google Patents

Abstract

热处理领域中的一种离子轰击炉用的吊挂阴极输电装置，主要是由阴极导套(1)、阴极线插头(2)、十字阴极导电杆(8)、绝缘层、密封垫(6)和气隙保护层(14)所构成，特殊之处是，该装置形成一个整体结构，构成气隙保护层(14)两侧的构件是金属联接螺母(13)和金属屏蔽套(12)，在气隙保护层(14)的外部，还设有防溅套(17)，阴极杆在伸向炉内的一端的端部安设有导电架，它的优点是，①阴极输电装置刚性强，②不形成打弧现象，③阴极输电装置可任意与工件、阴极盘、支承架联接。

Description

一种离子轰击炉用吊挂阴极输电装置

本实用新型涉及到离子轰击表面强化设备专用部件，属于热处理设备领域。

用离子渗使工件表面强化的方法，是一种新兴的强化工艺方法。它是把被处理的工件放人真空容器内，抽真空至6.7Pa，然后，充以稀薄的含氮气体及其他共渗气体，使压力达133～1333Pa。在阴阳两极之间加以高压直流电后，气体被电离成正离子和电子，在高压电场的作用下，正离子以很大的能量轰击阴极(工件)的表面，产生大量的热量使工件温度升高到需要的温度，同时正离子在工件表面产生复合，化学反应和吸附，扩散的物理、化学过程，很快就形成了高硬度的单元或多元的化合物层。

这种工艺方法具有渗速快，渗层致密，热效率高、节能，工件变形小，无公害、无污染，劳动条件好，防渗容易，在处理过程中不氧化、不脱碳和工件表面质量好等优点。因此，近年来受到人们的广泛重视。用于完成这种工艺的专用设备，称之为离子轰击炉。它可以用来对碳钢、合金钢、不锈钢、热强钢、铸铁、球墨铸铁、钛及钛合金等进行离子渗氮、离子碳氮共渗、离子氮碳钛三元共渗、氮碳钛硫多元共渗等工艺处理。

作为离子轰击炉完成上述工艺的关键部件是阴极导电杆，即安装在炉盖上或安装在炉底上的阴极输电装置，本实用新型主要是阐明安放在炉盖上的吊挂阴极输电装置。在进行离子渗时，一般来说其专用设备均以炉壳作为阳极(也可另设阳极)，阴极就是吊挂阴极输电装置，它是将高压直流电通过作为阳极的炉壳而伸进炉膛内送给阴极工件的一个部件。这样，当在完成离子渗工艺时，便会有强电流的输电过程，在绝缘材料与阴极导电杆之间的界面上，易发生弧光放电。虽然采用了气隙保护(或称间隙保护，简称“护隙”)措施，但因温度和炉内真空度变化或由于溅射等因素，使“护隙”失去作用而发生打弧的现象时有发生，因此，吊挂阴极输电装置的结构是否合理，就成为离子轰击炉能否正常工作的关键。这就要求在设计上要有可靠的防止弧光放电的“护隙”，要求有足够的绝缘性能，以防止高电压击穿，使用中又要有较好的密封性和防溅措施。气隙保护层要均匀，厚度要小于1mm，深度要大于10mm。除外，还要求根据工件吊挂和堆放等特点具备承重和重力突然下落的抗冲击能力，并能在长时间内受热和承重状态下连续工作。

在已有的技术中，最典型的是LD-YG吊挂阴极输电装置(图3)。它是在通过用水冷层[19]冷却的炉盖[18]上焊有阴极导套[1]，在其套内装有屏蔽套[12]和绝缘座[9]，阴极导电杆[8]被装设在屏蔽套[12]和绝缘座[9]的中心，在电源线插头[2]的外面加有阴极绝缘罩[30]，为了防止阴极导电杆[8]工作时摆动，使其气隙保护层[14]间隙发生变化和接触屏蔽套[12]，而在气隙保护层[14]的间隙端部，设置有瓷环瓶[31]，以增加阴极导电杆[8]的刚性和保护气隙保护层[14]的间隙不变。阴极导电杆[8]在伸向炉盖[18]内的一端的端部，设有阴极导电杆承重螺母[32]和吊挂阴极盘[33]。这种结构的阴极输电装置，其不足之处在于：①刚性差，经常出现阴极导电杆[8]的摆动挤碎瓷环瓶[31]，使气隙保护层[14]间隙产生变化，而失去气隙保护的作用，②经常出现打弧或因此而不能工作的现象，这是由于构成气隙保护层[14]两侧的构件是金属构件(或阴极导电杆)与绝缘体构件所构成，这样，不仅由于它们的膨胀系数差异较大，使气隙保护层产生变化，同时，一旦产生打弧，就会在绝缘体表面上留下粘结物、斑痕或烧坏(如高分子材料)，或碎裂(如陶瓷材料)，最后导致气隙保护层被破坏，③阴极输电装置，常因溅射其残渣会将气隙保护层堵塞，而致短路，不能工作，④阴极输电装置只能与阴极盘连接，操作不方便。

为了解决已有技术的上述不足，并设计出刚性好，不发生打弧现象，能防止溅射和操作方便的吊挂阴极输电装置，特提出本实用新型的技术解决方案。

本实用新型的基本构思是，将阴极导电杆[8]、阴极导套[1]和绝缘层及屏蔽套[12]形成一个整体刚性结构，确保气隙保护层[14]工作时不产生变化；构成气隙保护层[14]两侧的构件，均采用金属构件；在气隙保护层[14]外部加有防溅套[19]。

本实用新型所设计的一种离子轰击炉用吊挂阴极输电装置，主要是由阴极导套[1]、阴极线插头[2]、十字阴极导电杆[8]、包围十字阴极导电杆[8]的绝缘层(包括外绝缘垫[3]、上压垫[5]、上绝缘垫[7]、绝缘座[9]、下绝缘座[10]和定位绝缘座[11])、密封垫[6]和气隙保护层[14]所构成，其特征在于，用金属螺母[13]通过十字阴极导电杆[8]端部的螺纹，将阴极导套[1]、十字阴极导电杆[8]、包围十字阴极导电杆的绝缘层、密封垫[6]、防溅套[17]和气隙保护层[14]形成一个整体刚性结构；构成气隙保护层[14]两侧的构件，均采用金属构件；在气隙保护层[14]间隙的外部加有防溅套[17]；在阴极输电装置伸向炉内端的端部，用一端带螺纹的联接吊杆[16]，通过金属联接螺母[13]上的螺纹紧固有导电架[15]。其进一步特征在于，构成气隙保护层两侧的构件是由金属螺母[13](或金属内屏蔽套)与金属屏蔽套[12]所构成。

本实用新型的优点是，①由于金属联接螺母[13]的紧固作用，使阴极输电装置成为整体刚性结构，因此刚性好，②由于气隙保护层是由金属制件与金属制件构成，工作平稳，不形成打弧现象，③由于阴极输电装置，在伸向炉内的端部设有导电架，因此可以与工件或阴极盘或支承架进行任意连接，④由于加了防溅套[17]，因此，不会产生由于溅射物而破坏气隙保护层而致短路。

下面是对附图的说明

图1是本实用新型所设计的吊挂阴极输电装置剖面结构示意图。在通过用水冷层[19]冷却的炉盖[18]上焊有阴极导套[1]，绝缘座[9]就安放在其内部，然后，通过绝缘座[9]的中心再安装十字阴极导电杆[8]、上绝缘垫[7]、密封垫[6]、上压垫[5]，在十字阴极导电杆[8]顶部安装电源线插头[2]，电源线插入其中，然后安装外绝缘垫[3]，最后，用压紧螺母[4]与阴极导电套[1]紧固在一起，处在炉盖[18]内侧一端的阴极导套[1]其端部安装有防溅套[17]、下绝缘垫[10]、定位绝缘垫[11]、屏蔽套[12]，最后用金属联接螺母[13]通过十字阴极导电杆[8]上的螺纹紧固在一起，形成一个整体刚性结构，在金属联接螺母[13]与屏蔽套[12]之间形成一个规定的气隙保护层[14]，在十字阴极导电杆[8]下端部，用联接吊杆[16]通过金属联接螺母[13]上的螺纹把导电架[15]与金属联接螺母[13]和联接吊杆[16]紧固在一起。

图2是本实用新型所设计的防溅套[17]正视剖面结构示意图。

图3是已有技术吊挂阴极输电装置剖面结构示意图。在通过用水冷层[19]冷却的炉盖[18]上焊有阴极导套[1]，在其套内装有屏蔽套[12]和绝缘座[9]，而阴极导电杆[8]被装设在屏蔽套[12]和绝缘座[9]的中心，在电源导线插头[2]的外面加有阴极绝缘罩[30]，在气隙保护层[14]的端头，设置有多个瓷环瓶[31]，在阴极导电杆[8]伸向弧形炉盖[18]内一端的端头，设有阴极杆承重螺母[32]和阴极盘[33]。

实施例如下：

一种离子轰击炉采用的吊挂阴极输电装置，首先，在弧形炉盖[18]上，通过水冷层[19]，平行炉体的轴线焊接有阴极导套[1]，再按图1所说明的安装次序，将各零件装配完毕，即成为待用的吊挂阴极输电装置。然后，将联接吊杆[16]上加有吊具(钩)，工件吊装在吊钩上，再将导电架[15]接到工件上，这样，阴极电源的电流由电源线、经电源线插头[2]、十字阴极导电杆[8]、金属联接螺母[13]及联接吊杆[16]，最后通过导电架便可通到工件上去了。

Claims (2)

1.一种离子轰击炉用阴极输电装置，主要是由阴极导套[1]、阴极线插头[2]、阴极导电杆[8]、包围阴极导电杆[8]的绝缘层、密封垫[6]和气隙保护层[14]所构成，其特征在于：

a)用金属联接螺母[13]，通过十字阴极导电杆[8]端部的螺纹，将阴极导套[1]、十字阴极导电杆[8]、包围十字阴极导电杆[8]的绝缘层、防溅套[17]、密封垫[6]和气隙保护层[14]形成一个整体刚性结构，

b)构成气隙保护层[14]两侧的构件，是金属联接螺母[13](或金属内屏蔽套)与金属屏蔽套[12]，

c)在气隙保护层[14]间隙的外部加有防溅套[17]，

d)在阴极输电装置伸向炉内端的端部设有导电架[15]。

2.根据权利要求1所述的一种离子轰击炉用阴极输电装置，其特征在于，在阴极输电装置伸向炉内端的端部，用一端带有螺纹的联接吊杆[16]，通过金属联接螺母[13]上的螺纹紧固有导电架[15]。

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