[发明专利]高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及高低温真空密封结构领域，具体为一种高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构。

背景技术

金属与金属之间的高低温真空密封随处可见，然而玻璃与金属之间在高（+100℃）低（-196℃）温情况下的真空密封在工程实践中却不易实现，其主要原因如下：一、玻璃在常温特别是低温下的易碎性使两者之间的直接密封存在极大的装配风险；二、在高低温环境交替出现的情况下，玻璃与金属之间的密封材料选择有很大的局限性；三、玻璃与金属在低温情况下的不同收缩率会导致原密封结构失效。

对于玻璃与金属之间的密封，目前常见的技术方案是：将玻璃通过可伐合金与金属CF法兰焊接在一起形成一个部件，在保证该部件真空密封可靠性的前提下，将玻璃与金属间的密封转换成金属与金属间的密封。这种技术的局限性在于：一、制作工艺复杂且代价较高，技术方案的经济可行性差；二、不能实现玻璃与金属之间的直接可拆密封，且结构尺寸上必须符合CF法兰相关标准，尺寸选择性差；三、通过可伐合金焊接成型后的玻璃两个面均水平，且不能再进行二次机械加工，这对于形状或结构上有特殊要求的玻璃，如玻璃的两个面中需有一个为斜面时，目前常见的技术方案显然无法解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构，以解决现有技术中无法解决的制作工艺复杂、玻璃与金属间无法直接密封、玻璃结构形式单一无法加工等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构，包括有石英玻璃、金属密封腔体端面法兰，其特征在于：所述金属密封腔体端面法兰的上端面沿圆周均匀设有若干个半圆形凹槽，石英玻璃的下端面为平面端、上端面上设有凸台，凸台的上端面为斜面端；所述半圆形凹槽中填充有密封用铟丝，石英玻璃的平面端置于金属密封腔体端面法兰上并与密封用铟丝接触，石英玻璃的凸台外周的台阶上设置有一个环形的非金属垫片，非金属垫片上盖设有一个金属盖板，所述金属盖板的截面为台阶形，金属盖板的内侧部分盖设在非金属垫片上、外侧部分盖设在金属密封腔体端面法兰的边缘上，金属盖板的外侧部分上设有通孔，金属密封腔体端面法兰外圆周上设有螺纹盲孔，金属盖板与金属密封腔体端面法兰通过穿过通孔和螺纹盲孔的黄铜螺钉和黄铜垫片紧固；通过黄铜螺钉的紧固作用使石英玻璃平面端、密封用铟丝及金属密封腔体端面法兰三者紧密结合。非金属垫片安装在石英玻璃斜面端凸台与金属盖板之间，起保护石英玻璃作用。

所述的高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构，其特征在于：所述金属盖板为不锈钢材料加工而成的盖板，非金属垫片为聚四氟乙烯材料加工而成的垫片。

所述的高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构，其特征在于：所述密封用铟丝外径不小于2mm，且不大于5mm。

所述的高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构，其特征在于：所述半圆形凹槽的半径与密封用铟丝半径相同。

本发明的结构整体处于高（+100℃）低（-196℃）温交替的真空环境中，石英玻璃平面端承受来自金属密封腔体内部的正压作用力，密封结构为玻璃与金属间直接接触密封。

本发明为解决高低温真空工程领域中常常遇到的玻璃与金属间密封问题所采用技术方案与现有的和曾有的关于玻璃与金属间通过可伐合金焊接的密封技术相比有以下几方面优点和改进：

第一、本发明密封结构中玻璃与金属直接形成密封，相比现有和曾有的通过可伐合金焊接密封结构，大大优化了制作工艺，降低了生产成本。

第二、本发明密封结构中玻璃可拆，而非现有和曾有的通过可伐合金焊接密封结构中玻璃与CF法兰形成一个整体，提高了玻璃的重复利用率和可替代性。

第三、本发明密封结构中玻璃的其中一个面可加工成有一定角度的斜面，相比现有和曾有的通过可伐合金焊接密封结构中玻璃两个面必须是平面，拓宽了所使用玻璃的结构形式。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种高低温真空环境下玻璃与金属间直接密封结构，包括金属密封腔体端面法兰6，饱满填充于金属密封腔体端面法兰6半圆形凹槽中的密封用铟丝7，平面端与密封用铟丝7紧密贴合的石英玻璃2，压合在石英玻璃2斜面端凸台上的非金属垫片3，压于非金属垫片3之上的金属盖板1，起连接及紧固作用的黄铜螺钉5及黄铜垫片4。