[发明专利]一种用于单晶炉的柔性水冷金属电极

说明书

技术领域

本发明涉及单晶炉技术领域，是一种用于单晶炉的柔性水冷金属电极。

背景技术

目前，在单晶炉中，石墨加热器位置需要精确固定，以保持合理的热场。加热器位置主要由电极位置确定。一般地，单晶炉加热器的电极为铜或不锈钢制造，一般为柱状结构形式，和石墨电极、加热器连接，柱状铜/不锈钢电极内有循环水道，通过水冷带走柱状电极因大电流产生的热量和由高温加热器传导过来的热量，确保和柱状铜/不锈钢电极相关的密封件的可靠性和柱状电极在炉内高温区不发生变化。电极安装后，其位置不可调整，无论铜/不锈钢电极、石墨电极、加热器任何一个加工或装配出现偏差，会造成各部件连接困难，可靠性差，因此要求铜/不锈钢电极、石墨电极、加热器的加工精度和装配精度很高，才能保证比较可靠的连接。即便如此，由于各材料的热膨胀系数不同，随着加热器温度的变化，连接可靠程度也会受到影响，一般要靠添加垫片等物体以加强连接可靠性。还有由于时效变形等因素，加热器位置会产生变化，在需要精细调整加热器位置的时候，柱状电极调整加热器位置比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于单晶炉的柔性水冷金属电极，它可以在一定范围内调整位置，从而降低了对电极加工和装配的精度要求，并有利于比较精细的调整加热器的位置。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种用于单晶炉的柔性水冷金属电极，其特征在于：它包括有水冷铜管电极、不锈钢电极夹头、铜密封套，所述的水冷铜管电极的下部与不锈钢电极夹头进行焊接，并形成水冷循环，所述的水冷铜管电极的上部穿过铜密封套，并与铜密封套进行密封焊接。

所述的水冷铜管电极是一根完整的水冷铜管，该水冷铜管穿过所述的不锈钢电极夹头后，再穿回不锈钢电极夹头形成水冷循环。

所述的铜密封套的上半部套接有铜接线箍，该铜接线箍呈开口状，在铜接线箍的开口处弯折伸出两个夹板，在该夹板上穿有将铜接线箍与铜密封套紧密连接的紧固螺栓。

在所述的夹板上连接有接线柱。

由于水冷铜管具有塑性变形能力，可以在外力作用下产生适当的形变，从而可以比较方便地在一定范围内移动不锈钢电极夹头的位置，从而改变不锈钢电极和石墨电极与加热器的连接点的位置。有利于消除加工、装配和时效变形等因素造成的误差，有利于精确的固定加热器，从而获得良好热场。

水冷铜管还具有良好的弹性，有利于消除由于热膨胀系数不同带来的装配间隙，保证不锈钢/铜电极、石墨电极和加热器之间的可靠接触。

由于从结构上大大减少了装配间隙和误差，从而降低了加工和装配精度要求。降低了加工和装配的难度，降低了制造成本，方便了用户精确控制加热器的安装。

附图说明

图1是发明的结构示意图

图2是发明的使用状态结构示意图

具体实施方式

参见图1所示：一种用于单晶炉的柔性水冷金属电极，它包括有水冷铜管电极3、不锈钢电极夹头4、铜密封套2，所述的水冷铜管电极3是一根完整的水冷铜管，使用一根完整的水冷铜管穿过不锈钢电极夹头4，利用合金焊料将不锈钢电极夹头4和水冷铜管进行良好焊接，以保证电流和热量的顺利传递。然后水冷铜管穿过铜密封套2并进行良好焊接；所述的铜密封套2的上半部套接有铜接线箍1，该铜接线箍呈开口状，在铜接线箍的开口处弯折伸出两个夹板5，在该夹板5上穿有将铜接线箍1与铜密封套2紧密连接的紧固螺栓7。在所述的夹板5上连接有接线柱6。安装使用时，在接线柱6上连接导线，在水冷铜管上端接冷却水管，内部通冷却水，形成冷却水的循环。

参见图2所示：本发明的使用状态是，在单晶炉上盖8的两个安装孔13内分别安装本柔性水冷金属电极，铜密封套2设置在安装孔13内，在铜密封套2的外径处装有聚四氟绝缘密封圈9，该聚四氟绝缘密封圈用于与不锈钢单晶炉上盖8之间的绝缘，还用于确保单晶炉能够保持良好的真空或正压状态；在不锈钢电极夹头4上用紧固螺栓12连接石墨电极10，该石墨电极10的下端连接圆环形石墨加热器11，在单晶炉壁上的铜密封套2上套接有铜接线箍1，用紧固螺栓7上连接接线柱6，用于连接导线。

本柔性水冷金属电极通过用一根完整的水冷铜管穿过电极夹头，形成水冷回路，既可以导电，又可以水冷，重要的是利用水冷铜管的良好的弹性和塑性变形能力，可以在外力作用下，非常方便地在一定范围内改变石墨电极和加热器的位置，便于比较精确的固定加热器，从而获得良好热场。