專利名稱：一種用于高壓傳輸的絕緣真空密封法蘭及配套電極的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于絕緣真空密封領域，具體涉及一種用于高壓傳輸的真空法 蘭以及配套的電極以實現高壓信號或者電流傳輸的安全的穿真空傳輸方式。
背景技術：
真空環境是目前進行科研生產比較常用的特殊環境之一，在真空鍍膜、真 空干燥、真空熔煉、航天器空間環境地面模擬等工業領域有廣泛的應用。考慮 到制造成本等因素，真空室一般不可能有足夠容積容納所有的樣品、電源和各 種測試儀器等。因此，除了樣品之外的諸如各種電源、測試儀器均置于真空容 器之外，這樣就需要通過穿真空的電連接法蘭將電源、控制信號等引入真空內， 并將測量信號等引出真空外。目前，市面上已經有了多種型號、滿足各種不同
需要系列真空電連接器。但是這些電連接器基本只針對電流不大(不大于5A)、 電壓不高(220V/380V)的情況，部分特殊用途的電連接器雖然具有一定的高 壓傳輸功能(3kV 5kV)，但其高壓上限依然不能滿足實際需要(25kV); 同時，市售常用電連接器在某種程度上也不能滿足實際使用中大電流(20A)傳 輸的要求。因此，如何解決高電壓、大電流的真空傳輸問題一直是真空應用領 域一個普遍重視的問題。
針對上述問題，現有技術提出了一種比較合適的解決方案，利用陶瓷燒結 技術實現高電壓、大電流的真空'傳輸，如圖l所示。真空密封法蘭3通過固定 螺栓2與真空容器罐體1對接，利用法蘭密封O形圈4進行密封，電極6通 過陶瓷燒結技術固定在金屬真空密封法蘭3上。燒結陶瓷5與金屬真空密封法 蘭3和電極6之間均燒結到一起，既起到密封的作用，也能保持電極6與金屬 真空密封法蘭3之間的絕緣。這種方法的好處在于工藝比較成熟，利用陶瓷優 良的絕緣和耐高溫性能，能實現高電壓和大電流的傳輸。這種方法的缺點也同 樣明顯，首先，掌握這種燒結工藝的廠家較少，而且工藝本身相對較復雜，導 致加工成本較高，加工周期長；其次，陶瓷本身具有極大的脆性，在使用過程
中要特別注意電極上不能承受較大的作用力，如果電極受力導致燒結陶瓷損 壞，密封不嚴，整個密封法蘭便喪失功能；同時，這種傳輸方式將電極直接暴
露在空氣中，在傳輸高壓的時候有一定風險，還需要另外設計絕緣保護罩。
實用新型內容
本實用新型提出了一種用于高壓傳輸的真空法蘭及與之配套使用的電極， 以解決現有技術中存在的陶瓷密封方式加工難度大、電極得不到保護而導致的 安全性差、電極固定難以更換等問題。
為了解決上述問題，本實用新型的解決方案是
一種用于高壓傳輸的絕緣真空密封法蘭，包括一個圓形平板、位于圓形平 板的中部的上下對稱的圓形凸臺，凸臺的半徑小于要對接的真空容器罐體的法 蘭接口的內徑。在凸臺上均布有數個通孔，凸臺通孔內壁開有多個密封槽，內 嵌密封圈。上部凸臺的上表面在凸臺通孔周圍形成環形槽，環形槽內嵌有電極 密封O形圈。上部與下部的凸臺的側壁均設有外螺紋。圓形平板的外緣處開 有多個螺栓通孔。
其中，絕緣真空密封法蘭還'包括兩個尾罩，尾罩呈桶狀，尾罩在接近開口 處的圓柱形內壁上設有內螺紋，可與絕緣真空密封法蘭的凸臺固定。尾罩底板 上開有通孔。底板外側，沿通孔的周圍設有數個固定片。
其中，絕緣真空密封法蘭通過壓緊法蘭與真空容器罐體的法蘭接口對接， 對接采用緊固螺栓連接。壓緊法蘭呈環狀，尾罩可以從其中心孔穿過。與絕緣 真空密封法蘭接觸的法蘭接口上開有環形槽，槽內嵌有法蘭密封O形圈。
一種與絕緣真空密封法蘭配套使用的螺紋電極，兩端均設有螺紋，螺紋電 極穿過凸臺通孔，通過與兩端螺紋相配合的螺母與絕緣真空密封法蘭緊固。
其中，螺紋電極的數目與凸臺通孔的數目相等。
其中，螺紋電極的數目為1 100個，通常為5 20個。
本實用新型具有以下的有益效果①能滿足高電壓、大電流的穿真空傳輸
功能。②采用絕緣材料代替金屬材料制作密封法蘭，這樣就避免了電極-絕緣 介質-金屬密封法蘭之間兩極密封問題。③采用一種新型的電極形式，使得電 極在傳輸電壓和電流的同時還能密封。④采用尾罩保證在傳輸高壓時保證操作 人員安全，并利用固定片固定引線，防止引線與電極接觸點應力過大導致松脫
等問題。⑤加工難度低、配件可更換、安全性高的優點。
圖1是現有技術中使用陶瓷燒結方式實現電極穿真空的組裝示意圖2是本實用新型實施例的法蘭配合電極裝配圖。
圖3是本實用新型實施例的絕緣真空密封法蘭圖。
圖4是本實用新型實施例的螺紋電極圖。 其中，1-真空容器罐體，2-固定螺栓，3-真空密封法蘭，4-法蘭密封0形圈， 5-燒結陶瓷，6-電極，7-壓緊法蘭，8-絕緣真空密封法蘭，9-固定片，10-尾罩， 11-螺紋電極，12-電極密封0形圈，13-凸臺，14-通孔。
具體實施方式
以下結合附圖2-4對本實用新型做進一步的說明。
由較軟的絕緣材料制造的絕緣真空密封法蘭8，其具體結構如圖3所示， 包括一個圓形平板，圓形平板的中部分別向上、下對稱形成圓形的凸臺13， 凸臺13的半徑小于要對接的真空容器罐體1的法蘭接口的內徑。在凸臺13 上均布有數個通孔14，供電極穿過。通孔14之間的間距根據滿足絕緣的要求 來確定。通孔14內壁開有多個密封槽，內嵌密封圈(未示出)。上部凸臺13 的上表面在通孔14周圍形成環形槽，槽內嵌有電極密封O形圈12。上部與下 部凸臺13的側壁均設有外螺紋圓形平板的外緣開有多個通孔，為螺栓緊固 絕緣真空密封法蘭8到法蘭接口而設。
特別設計的螺紋電極11兩端均設有螺紋，具體形式如圖4所示。螺紋電 極11穿過凸臺通孔14，凸臺通孔14內的密封圈可以保證電極與法蘭之間的 氣密性，同時，螺紋電極通過與兩端螺紋相配合的螺母與絕緣真空密封法蘭8 緊固。這樣，電極在傳輸電壓和電流的同時還能形成與絕緣真空密封法蘭8 間的密封，而螺紋也能為固定引線提供方便。
尾罩IO呈桶狀，將電極容納在尾罩形成的空間內。尾罩IO在接近開口處 的圓柱形內壁上設有內螺紋，可以通過螺紋連接的方式與絕緣真空密封法蘭8 的凸臺13固定。尾罩IO底板上開有通孔供引線穿過。底板外側，沿通孔的周 圍設有數個固定片4，可以將引線固定，防止引線與電極之間應力過大而導致
的松脫。尾罩10的大小以能進入真空容器罐體1的法蘭接口中為合適。尾罩 10在傳輸高壓的時候可以對操作人員提供保護。
絕緣真空密封法蘭8通過壓緊法蘭7與真空容器罐體1的法蘭接口對接， 對接采用緊固螺栓連接。壓緊法蘭7呈環狀，尾罩10可以從其中心孔穿過。 與絕緣真空密封法蘭8接觸的法蘭接口上開有環形槽，槽內嵌有法蘭密封O 形圈4。
采用絕緣材料代替金屬材料制作密封法蘭，這樣就避免了電極-絕緣介質-金屬密封法蘭之間兩極密封問題。考慮到需要密封，不推薦使用硬度大同時強 度不夠的材料，如陶瓷，推薦使用聚合材料，如聚四氟乙烯。在這種情況下， 聚合材料的強度不夠，無法直接使用緊固螺栓保持密封，需要配合壓緊法蘭使 用。
可以根據實際電壓、電流的需要確定螺紋電極ll的數目。螺紋電極的數 目在1 100之間，通常為5 2D。
在本實施例中，使用五個電極，均勻分布在絕緣真空密封法蘭3的凸臺上， 并使用聚四氟乙烯作為絕緣密封法蘭材料，以實現法蘭同時滿足密封和絕緣功 能。經過實際使用，本實施例的工作電壓已經達到了設計的25kV指標。
盡管上文對本實用新型的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但是應該 指明的是，我們可以依據本實用新型的構想對上述實施方式進行各種等效改變 和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在 本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種用于高壓傳輸的絕緣真空密封法蘭，包括一個圓形平板、位于圓形平板中部的上下側對稱的圓形凸臺(13)，其特征在于，凸臺(13)的半徑小于要對接的真空容器罐體(1)的法蘭接口的內徑，凸臺(13)上均布有數個通孔(14)，凸臺通孔(14)內壁開有多個密封槽，內嵌密封圈，上部凸臺(13)的上表面在凸臺通孔(14)周圍形成環形槽，環形槽內嵌有電極密封O形圈(12)，上部與下部的凸臺(13)的側壁均設有外螺紋，圓形平板的外緣處開有多個螺栓通孔。
2、 如權利要求1所述的絕緣真空密封法蘭，其特征在于，絕緣真空密封 法蘭(8)還包括兩個呈桶狀的尾罩(10)，尾罩(10)在接近開口處的圓柱 形內壁上設有內螺紋，可與絕緣真空密封法蘭(8)的凸臺(13)固定，尾罩(10) 的底板上開有通孔，底板外側沿通孔的周圍設有數個固定片(4)。
3、 如權利要求1或2所述的絕緣真空密封法蘭，其特征在于，絕緣真空 密封法蘭(8)通過壓緊法蘭(7)與真空容器罐體(1)的法蘭接口對接。
4、 如權利要求3所述的絕緣真空密封法蘭，其特征在于，壓緊法蘭(7) 呈環狀，尾罩(10)可以從其中心孔穿過；與絕緣真空密封法蘭(8)接觸的 法蘭接口上開有環形槽，槽內嵌有法蘭密封O形圈(4)。
5、 一種與如權利要求1-4中任意一項所述的絕緣真空密封法蘭配套使用 的螺紋電極，其特征在于，螺紋電極(11)兩端均設有螺紋，螺紋電極(11) 穿過凸臺通孔，通過與兩端螺紋相配合的螺母與絕緣真空密封法蘭(8)緊固。
6、 如權利要求5所述的螺紋電極，其特征在于，螺紋電極(11)的數目 與凸臺通孔(14)的數目相等。
7、 如權利要求6所述的螺紋電極，其特征在于，螺紋電極(11)的數目 與凸臺通孔的數目在1-100之間。
8、 如權利要求7所述的螺紋電極，其特征在于，螺紋電極的數目在5-20 之間。
專利摘要本實用新型提出了一種用于高壓傳輸的絕緣真空密封法蘭及與之配套使用的電極，以解決現有技術中存在的陶瓷密封方式加工難度大、電極得不到保護而導致的安全性差、電極難以更換等問題。配套電極通過自帶的螺紋以及容納電極的法蘭通孔，與絕緣真空密封法蘭實現密封，上下尾罩固定在絕緣真空密封法蘭的兩端，保證操作人員安全，并利用其上的固定片固定引線，防止引線與電極接觸點應力過大導致松脫等問題。本實用新型為高壓情況下信號和電流提供了一種結構簡單合理、安全系數高的穿真空傳輸方式。
文檔編號H01R13/02GK201184465SQ20072030500
公開日2009年1月21日 申請日期2007年12月4日 優先權日2007年12月4日
發明者馮偉泉, 劉業楠, 徐焱林, 勇 楊, 王志浩, 聶翔宇 申請人:北京衛星環境工程研究所