一种承重真空高压电极制造技术

本发明专利技术涉及一种承重真空高压电极，属于材料表面处理工艺装备技术领域。该电极由组合电极柱、电极密封模块以及电极支撑模块组成。组合电极柱包括通过内螺套连接的上段外螺杆和下段封装电极，绝缘套筒下端插装在法兰套管中；电极密封模块包括与法兰套管固连的刀口法兰；法兰套管的上端法兰具有嵌装密封圈的中部凹陷，刀口法兰的环槽内形成带周圈刃口的凸台；电极支撑模块包括位于下部支柱上的至少一级过渡支柱；相邻支柱的相对端面具有嵌装支撑垫圈的沉窝，周圈由支撑垫圈圆周面朝外形成Z字形间隙；Z字形间隙小于辉光厚度。本发明专利技术承重性能好、可靠性高，可以杜绝真空泄漏以及阴阳极之间的短路，基本实现了免维护。基本实现了免维护。基本实现了免维护。

【技术实现步骤摘要】
一种承重真空高压电极


[0001]本专利技术涉及一种可应用于等离子场的热处理或表面处理装备的高压电输入电极，尤其是一种承重真空高压电极，属于材料表面处理工艺装备


技术介绍

[0002]由电离放电基础理论可知，源气体在高频或直流电场作用下电离后的电子和正离子将分别向阳极和阴极运动，并集聚在两极附近形成空间电荷区。正离子因质量大而漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多，结果使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内，一旦空间电荷达到阈值时，会发生辉光放电现象。辉光放电的发光分布从阴极到阳极的分布如附图1所示，分为阿斯顿暗区A、阴极辉区B、阴极暗区C、负辉区D、法拉第暗区E、正柱区F、阳极暗区G、阳极辉区H等几个辉光亮度和电压位降不同的区域。阿斯顿暗区、阴极辉区和阴极暗区称为阴极位降区，为辉光放电的特征区域，阴极位降区的厚度称为dk。
[0003]真空高压电引入电极作为热等离子处理装备的关键部件，作用是将高压电通过与工件具有相反电极性的炉底座输送给待处理工件，要求其具有输电、绝缘、密封、防止弧光放电以及一定的承重能力，并且需要在受热状态下长期工作，其设计可靠性对保证表面改性处理过程能否稳定工作的十分重要。现有技术的电极结构如图2（结合图4，图中1
’
料盘，2
’
支柱，3
’
护间隙外套，4
’
护间隙内套，5
’
陶瓷管，6
’
电极柱，7
’
拖座，8
’
底座，9
’
O型橡胶密封圈，10
’
陶瓷垫套，11
’
压紧螺母，12
’
陶瓷套筒，13
’
滑环，14
’
输电板，15
’
固定螺母，16
’
灭弧间隙）所示，电极柱6
’
穿过由陶瓷管5
’
、陶瓷垫套10
’
以及陶瓷筒套12
’
组成的绝缘组件通过输电板14
’
对料盘上的工件输电。绝缘组件将电极柱6
’
与拖座7
’
及底座8
’
等电隔离，使工件处于电悬浮状态。
[0004]实际应用过程中，上述现有技术反映出以下缺点：1）由于热等离子体的溅射，裸露在外的陶瓷管5
’
需要定期打磨外表面，清除因溅射而沉积的金属膜，以避免因金属膜聚集导致陶瓷管5
’
表面导电，清理维护复杂；2）电极柱6
’
除了对料盘输电外，还承担所有工件的重量，长期承重状态下的热冲击过程容易发生偏载，严重时会导致紧贴电极柱6
’
的陶瓷管5
’
破碎引起阴阳极间的短路；3）O型橡胶密封圈9
’
在长期输电过程中发热老化会导致真空泄漏，因此需要定期更换，多有不便；4）仅通过护隙调整外套3
’
以及护隙调整内套4
’
之间的间隙灭弧，一旦该间隙因落入异物等外力因素发生形变时，灭弧间隙即会失效，并导致该部位出现弧光放电现象；5）绝缘组件中任一个部件损坏都会导致电隔离失效、引起阴阳极短路。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，通过结构改进，提出一种承载能力强、可以有效防止短路故障，并且显著延长检修维护周期的承重真空高压电极。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术承重真空高压电极的基本技术方案为：由组合电极柱、
电极密封模块以及电极支撑模块组成。
[0007]所述组合电极柱包括位于绝缘套筒内的上段外螺杆和下段封装电极，所述外螺杆的下端和封装电极的上端通过内螺套连接；所述绝缘套筒下端插装在法兰套管中，所述封装电极的下端螺纹头延伸出绝缘套筒和法兰套管；所述绝缘套筒和法兰套管被邻近封装电极下端的陶瓷封装头封装；所述电极密封模块包括借助紧固件与所述法兰套管的上端法兰固连的刀口法兰，以及由刀口法兰朝上延伸的金属管，所述金属管的上端与炉底封闭固连；所述法兰套管的上端法兰具有嵌装密封圈的中部凹陷，所述刀口法兰与法兰套管的上端法兰的对合端面具有直径大于所述中部凹陷的环槽，所述环槽内形成带周圈刃口的凸台；组装时，所述周圈刃口接触所述密封圈的端面并使其产生塑性形变；所述电极支撑模块包括下端与炉底密封固连的下部支柱、位于下部支柱上的至少一级过渡支柱、以及通过与所述外螺杆上端连接扣在最上一级过渡支柱上的顶部支柱；相邻支柱的相对端面中部分别具有嵌装支撑垫圈的沉窝，且周圈分别具有由支撑垫圈圆周面朝外形成Z字形间隙的凸凹起伏；所述Z字形间隙的两处横向间隙以及两处横向间隙之间的纵向间隙小于辉光厚度。
[0008]本专利技术的上述组合模块化结构设计可以方便根据实际需要调整电极以及支撑模块的高度；通过道口法兰以及密封圈实现电极的密封，承重以及耐高温性能良好并且不会出现老化的问题，因此也无需定期更换密封圈；绝缘套筒以及支撑垫圈内置，不会沉积金属膜，无需定期维护；通过电极支撑模块实现电极与底座的隔离，多层隔离措施，在正常使用条件下，可以杜绝因某只支撑垫圈破碎而出现的阴阳极短路问题；各支柱之间的横向及纵向间隙，在实现电隔离的同时，亦可有效防止辉光进入，避免缝隙内部温度过高而导致弧光放电等异常情况。
[0009]本专利技术进一步的完善是：所述陶瓷封装头下端具有与所述封装电极紧配的缩径口，所述缩径口朝上延伸出包覆在法兰套管外的包覆段。
[0010]本专利技术更进一步的完善是：所述封装电极对应缩径口处通过环槽与缩径口紧配。
[0011]本专利技术再进一步的完善是：所述电极过渡支柱包括位于下部支柱上的中间支柱和位于中间支柱上的上部支柱。
[0012]本专利技术还进一步的完善是：相邻的在下支柱与在上支柱的相对端面中部分别具有嵌装中间支撑垫圈的沉窝；所述在下支柱的上端周圈具有缩径台阶中部朝上延伸形成的凸台，所述在上支柱下端具有中部凹陷周边朝下延伸形成的凸环。
[0013]本专利技术又进一步的完善是：所述在下支柱和在上支柱组装后由中间支撑垫圈的外圆朝外形成Z字形间隙。
[0014]本专利技术仍进一步的完善是：所述外螺杆和各密封圈采用紫铜制作；所述绝缘套筒和各支撑垫圈采用氧化铝陶瓷制作。
[0015]总之，本专利技术承重性能好、可靠性高，可以杜绝真空泄漏以及阴阳极之间的短路，基本实现了免维护。
附图说明
[0016]图1为辉光放电发光分布示意图。
[0017]图2为现有技术真空高压电输入电极结构示意图。
[0018]图3为本专利技术一个实施例的结构示意图。
[0019]图4为图2中A处放大结构示意图。
[0020]图5为图3实施例的B处放大结构示意图。
[0021]图6为图3实施例的C处放大结构示意图。
具体实施方式
[0022]以下结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种承重真空高压电极，由组合电极柱（1）、电极密封模块（2）以及电极支撑模块（3）组成；其特征在于：所述组合电极柱包括位于绝缘套筒（1
‑
4）内的上段外螺杆（1
‑
3）和下段封装电极（1
‑
1），所述外螺杆的下端和封装电极的上端通过内螺套（1
‑
2）连接；所述绝缘套筒（1
‑
4）下端插装在法兰套管（1
‑
5）中，所述封装电极（1
‑
1）的下端螺纹头延伸出绝缘套筒（1
‑
4）和法兰套管（1
‑
5）；所述绝缘套筒（1
‑
4）和法兰套管（1
‑
5）被邻近封装电极（1
‑
1）下端的陶瓷封装头（1
‑1’
）封装；所述电极密封模块包括借助紧固件（2
‑
3）与所述法兰套管的上端法兰固连的刀口法兰（2
‑
1），以及由刀口法兰朝上延伸的金属管（2
‑
4），所述金属管的上端与炉底（D）封闭固连；所述法兰套管的上端法兰具有嵌装密封圈（2
‑
2）的中部凹陷，所述刀口法兰与法兰套管的上端法兰的对合端面具有直径大于所述中部凹陷的环槽（2
‑1’
），所述环槽内形成带周圈刃口（2
‑
1”）的凸台；组装时，所述周圈刃口接触所述密封圈的端面并使其产生塑性形变；所述电极支撑模块包括下端与炉底密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，胡淏，李灵敏，刘建军，李娄明，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：