一种柱状靶材水冷旋转单元的制作方法

1.本发明涉及靶材冷却设备技术领域，特别涉及一种柱状靶材水冷旋转单元。


背景技术：

2.靶材在使用时，因其发热量极高，所以需要在通电的同时对靶材进行冷却，同时，靶材工作的同时还需要旋转，冷却难度进一步加大。
3.现有的冷却方式因其旋转需求，无法对靶材进行均匀冷却，导致靶材局部温度出现差异。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种柱状靶材水冷旋转单元，能够在为柱状靶材提供旋转驱动以及供电的同时，还能够保证冷却效果。
5.根据本发明的第一方面，提供一种柱状靶材水冷旋转单元，包括壳体；水冷单元，可转动地设置在所述壳体中，靶材设置在所述水冷单元端部；旋转驱动单元，设置在所述水冷单元上，所述旋转驱动单元用于驱动所述水冷单元转动进而带动靶材转动；以及通电单元，设置在所述壳体上并与所述水冷单元电连接。
6.有益效果：一种柱状靶材水冷旋转单元包括壳体、水冷单元、旋转驱动单元以及通电单元。水冷单元可转动地设置在壳体中。靶材设置在水冷单元端部，水冷单元在旋转驱动单元的驱动下，可以带动靶材旋转的同时冷却靶材。通电单元可以在接通水冷单元，为靶材通电。同时通过冷却单元与靶材的充分接触，使得靶材的散热面积增加，加强散热效果。
7.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述水冷单元包括：冷水输入管，设置在所述壳体上；水冷轴，可转动地设置在所述壳体中，所述水冷轴内部设有水冷腔，所述水冷腔的一端与所述冷水输入管连通；冷却套管，可转动地设置在所述壳体中，所述冷却套管套设在所述水冷轴上，所述冷却套管内壁与所述水冷轴外壁之前具有一回水腔，所述回水腔与所述水冷腔连通；靶材夹持盖，设置在所述冷却套管的一端，所述靶材夹持盖上设有固定孔，靶材的阴极插设在所述固定孔的一端，所述水冷轴靠近所述靶材夹持盖一端开设有流通槽，所述流通槽连通所述回水腔与所述水冷腔，所述固定孔的另一端与所述流通槽连通；热水回水管，设置在所述壳体上并与所述冷却套管连通；以及密封组件，用于防止冷却液流出。
8.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述水冷轴上设有若干进水孔，若干所述进水孔沿所述水冷轴周向环形排布且位于所述冷水输入管的出水口，所述水冷轴上还套设有支撑环，所述支撑环抵顶在所述冷却套管内壁上，所述支撑环上开设有若干导流孔。
9.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述旋转驱动单元包括：支撑组件，连接所述壳体与所述水冷单元；以及驱动组件，设置在所述水冷单元上，所述驱动组件用于驱动所述水冷单元转动。
10.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述密封组件包括若干第一密封环、若干第二密封环以及若干第三密封环，若干所述第一密封环套设在所述水冷轴上且位于所述冷水输入管的一侧，所述第一密封环用于防止所述冷水输入管中的冷却液向所述壳体外泄露，若干所述第二密封环套设在所述冷却套管上且位于所述热水回水管的一侧，所述第二密封环用于防止所述热水回水管和所述回水腔中的水想所述壳体内泄露，若干所述第三密封环套设在所述水冷轴上且位于所述冷水输入管和所述热水回水管之间，所述第三密封环用于冷水输入管和所述热水回水管中的冷却液接触混合。
11.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述支撑组件包括若干第一支撑轴承以及若干第二支撑轴承，若干所述第一支撑轴承的内圈套设在所述水冷轴上，若干所述第一支撑轴承的外圈抵顶在所述壳体内壁上，若干所述第二支撑轴承的内圈套设在所述冷却套管上，若干所述第二支撑轴承的外圈抵顶在所述壳体内壁上。
12.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述第二支撑轴承的轴承外圈和所述壳体内壁之间设有一层绝缘垫，所述绝缘垫用于防止所述壳体带电。
13.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述驱动组件为第一驱动环，所述第一驱动环套设在所述冷却套管上，所述第一驱动环用于啮合动力输出设备，带动所述冷却套管转动。
14.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述驱动组件还包括第二驱动环，所述第二驱动环套设在所述水冷轴上，所述第二驱动环用于啮合动力输出设备，带动所述水冷轴)转动。
15.根据本发明所述的一种柱状靶材水冷旋转单元，所述通电单元包括：碳刷安装架，设置在所述壳体上；刷架，可调节地设置在所述碳刷安装架；碳刷，活动设置在所述刷架中，所述碳刷的一端抵顶在所述水冷单元上；以及弹性件，抵顶在所述碳刷远离所述水冷单元的一端，所述弹性件用于抵顶所述碳刷向所述水冷单元运动。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
17.图1为本发明较佳实施例的结构示意图；
18.图2为本发明较佳实施例的正视图；
19.图3为图2中a-a截面的剖视图；
20.图4为本发明较佳实施例水冷轴的结构示意图；
21.图5为本发明较佳实施例通电单元的结构示意图；
22.图6为本发明较佳实施例通电单元的正视图；
23.图7为图6中b-b截面的剖视图。
具体实施方式
24.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等
指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
28.参照图1至图3，一种柱状靶材水冷旋转单元包括壳体10、水冷单元20、旋转驱动单元30以及通电单元40。水冷单元20可转动地设置在壳体10中。靶材1设置在水冷单元20端部。旋转驱动单元30设置在水冷单元20上。旋转驱动单元30用于驱动水冷单元20转动进而带动靶材1转动。通电单元40设置在壳体10上并与水冷单元20电连接。
29.进一步地，参照图3和图4，水冷单元20包括：冷水输入管21、水冷轴22、冷却套管23、靶材夹持盖24、热水回水管25以及密封组件26。冷水输入管21设置在壳体10上。水冷轴22可转动地设置在壳体10中。水冷轴22内部设有水冷腔221。水冷腔221的一端与冷水输入管21连通。冷却套管23可转动地设置在壳体10中。冷却套管23套设在水冷轴22上。冷却套管23内壁与水冷轴22外壁之前具有一回水腔231。回水腔231与水冷腔221连通。靶材夹持盖24设置在冷却套管23的一端。靶材夹持盖24上设有固定孔241。靶材1的阴极插设在固定孔241的一端。水冷轴22靠近靶材夹持盖24一端开设有流通槽222。流通槽222连通回水腔231与水冷腔221。固定孔241的另一端与流通槽222连通。热水回水管25设置在壳体10上并与冷却套管23连通。密封组件26用于防止冷却液流出。
30.可以理解的是，冷却单元20工作过程为：冷却液从冷水输入管21输出至冷水腔221，再经过流通槽222和固定孔241将靶材1冷却，随后冷却液通过流通槽222进入回水腔231在从热水回流管25流出。
31.值得说明的是，靶材夹持盖24能够将靶材1的热量导出并通过接触冷却液将热量带走。
32.参照图3和图4，水冷轴22上设有若干进水孔223。若干进水孔223沿水冷轴22周向环形排布且位于冷水输入管21的出水口。水冷轴22上还套设有支撑环27。支撑环27抵顶在冷却套管23内壁上。支撑环27上开设有若干导流孔271。
33.可以理解的是，若干进水孔223沿水冷轴22周向环形排布且位于冷水输入管21的出水口，当水冷轴22转动，冷却液仍可以从不同的进水孔223进入水冷轴22，不会影响冷却液输送的连续性。
34.参照图1和图3，旋转驱动单元30包括：支撑组件31以及驱动组件32。支撑组件31连接壳体10与水冷单元20。驱动组件32设置在水冷单元20上。驱动组件32用于驱动水冷单元20转动。
35.参照图3，密封组件26包括若干第一密封环261、若干第二密封环262以及若干第三密封环263。若干第一密封环261套设在水冷轴22上且位于冷水输入管21的一侧。第一密封
环261用于防止冷水输入管21中的冷却液向壳体10外泄露。若干第二密封环262套设在冷却套管23上且位于热水回水管25的一侧。第二密封环262用于防止热水回水管25和回水腔231中的水想壳体10内泄露。若干第三密封环263套设在水冷轴22上且位于冷水输入管21和热水回水管25之间。第三密封环263用于冷水输入管21和热水回水管25中的冷却液接触混合。
36.值得说明的是，在本发明的一些实施例中，第一密封环261为两组，第二密封环262为三组，第三密封环263为单组。在本发明的一些其他实施例中，第一密封环261、第二密封环262以及第三密封环263的数量可以由本领域技术人员根据冷却液的压强进行具体设置。
37.参照图3，支撑组件31包括若干第一支撑轴承311以及若干第二支撑轴承312。若干第一支撑轴承311的内圈套设在水冷轴22上。若干第一支撑轴承311的外圈抵顶在壳体10内壁上。若干第二支撑轴承312的内圈套设在冷却套管23上。若干第二支撑轴承312的外圈抵顶在壳体10内壁上。
38.可以理解的是，支撑组件31能够为水冷轴22的转动提供有效的支撑。同时第一支撑轴承支撑311支撑水冷轴22，第二支撑轴承312支撑冷却套管23，能够使水冷单元20的转动更加稳定，提升设备运行的稳定性。
39.参照图3，第二支撑轴承312的轴承外圈和壳体10内壁之间设有一层绝缘垫313。绝缘垫313用于防止壳体10带电。
40.值得说明的是，在传统的靶材冷却方案中，壳体10基本都是有电的，会极大地增加工作人员的安全风险，通过绝缘点313，可以将壳体10绝缘，降低生产安全风险。
41.参照图1和图3，驱动组件32为第一驱动环321。第一驱动环321套设在冷却套管23上。第一驱动环321用于啮合动力输出设备，带动冷却套管23转动。
42.可以理解的是，在动力输送设备的带动下，第一驱动环321可以带动冷却套管23转动，进一步带动水冷轴22和靶材1转动，实现靶材1的转动工作。
43.参照图1和图3，驱动组件32还包括第二驱动环322，第二驱动环322套设在水冷轴22上，第二驱动环322用于啮合动力输出设备，带动水冷轴22转动。
44.当然，值得说明的是，通过第二驱动环322对水冷轴22实现与冷却套管23的同步驱动，可以增加水冷单元20转动的稳定性
45.参照图5至图7，通电单元40包括：碳刷安装架41、刷架42、碳刷43以及弹性件44。碳刷安装架41设置在壳体10上。刷架42可调节地设置在碳刷安装架41。碳刷43活动设置在刷架42中。碳刷43的一端抵顶在水冷单元20上。弹性件44抵顶在碳刷43远离水冷单元20的一端。弹性件44用于抵顶碳刷43向水冷单元20运动。
46.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。