[发明专利]气密玻璃至金属密封组件及其制造方法

说明书

本申请为于2011年11月16日提交、申请号为201080021530.4、发明名称为“气密玻璃至金属密封组件及其制造方法”的中国专利申请的分案申请。所述母案申请的国际申请日为2009年4月16日，国际申请号为PCT/US2010/031385。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月16日申请的美国临时申请第61/169,883号的权益，该申请的整体公开通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及气密(hermetic)玻璃至金属密封组件。更加具体地，本公开涉及具有如下结构的气密玻璃至金属密封组件，所述结构允许对材料的广泛选择，减少制造成本，并且适合于在气密密封的观察玻璃装置和气密终端组件中使用。

背景技术

在此提供的背景描述目的是为了一般地呈现本公开的背景。当前指定的发明人的工作，在这个背景部分中描述的程度上，以及描述中的可能没有另外限定为提交时的现有技术的那些方面，既没有明显也没有隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

传统的观察玻璃组件例如可以安装到工艺管或容器，以允许人观察工艺管里面的内容(例如流体)。观察玻璃组件一般地包括玻璃和在玻璃周围的金属环。可以将玻璃熔合或密封到金属环。金属环保护在其中的玻璃。通过将金属环焊接或硬焊到工艺管，将观察玻璃组件安装到工艺管。

由于接合玻璃、金属环、导体和工艺管方面的困难，用于传统的观察玻璃和/或气密终端组件的材料受到限制。在高压应用中，玻璃一般熔合到金属环，以便以升高的温度在其间形成气密密封。金属环一般需要具有高熔点，以避免在升高的温度下快速氧化。此外，金属环一般由可焊接的金属制成，以允许金属环接合到工艺管。

激光焊接也可以用来将金属环接合到工艺管。激光焊接需要特殊的技能和维护，以避免对气密终端组件生成热冲击。因此，将传统的观察玻璃和/或气密终端组件安装到工艺管是耗时的，并且比较昂贵。

发明内容

公开了一种适合于气密密封的观察玻璃或气密终端组件的气密玻璃至金属密封组件及其制造方法。

根据本公开的观察玻璃组件包括透明部件(例如透镜)、中间部件和外环。中间部件位于透明部件的外围周围。透明部件接合到中间部件。外环压缩中间部件，使其变形，并且在外环、中间部件和透明部件之间形成压缩密封。外环具有比透明部件的热膨胀系数大的热膨胀系数。

观察玻璃组件包括壳体主体、透明部件(例如透镜)、中间部件和外环。中间部件位于透明部件的外围边界周围。透明部件接合到中间部件。外环压缩中间部件，使其变形，并且在外环、中间部件和透明部件之间加强密封。中间部件通过软焊接头和硬焊接头中的至少一个直接接合到壳体主体。

根据本公开的气密终端组件包括中心密封玻璃部件、穿过中心密封玻璃部件的至少一个导电构件、中间部件和外环。中间部件设置在中心密封玻璃部件周围并且接合到中心密封玻璃部件。外环在中间部件周围压缩并且使中间部件变形。外环具有比中心密封玻璃部件的热膨胀系数大的热膨胀系数。

本公开进一步提供了一种密封组件，该密封组件包括壳体主体、中心密封玻璃部件、穿过中心密封玻璃部件的至少一个导电构件、中间部件和外环。中间部件设置在中心密封玻璃部件周围。外环在中间部件周围压缩并且使中间部件变形。

一种制造观察玻璃组件的方法包括：装配所述观察玻璃组件，所述观察玻璃组件包括透明部件、在所述透明部件周围的中间部件和在所述中间部件周围的外环；将装配的所述观察玻璃组件加热到等于或大于透明部件的玻璃化转变温度的温度，以便所述透明部件的熔化材料填充所述透明部件和所述中间部件之间的间隙；冷却装配的所述观察玻璃组件以允许所述透明部件凝固，以便所述透明部件直接熔合到所述中间部件；以及在所述透明部件直接熔合到所述中间部件之后，使装配的所述观察玻璃组件冷缩，以便所述外环在所述中间部件的外围周围施加压缩力。