Устройство для ввода электрической цепи в вакуумную камеру Российский патент 2024 года по МПК H01R9/16 H01B17/26 

Изобретение относится к области вакуумной техники, в частности к конструкциям для ввода электрических цепей в вакуумную камеру, и может быть использовано в электровакуумных приборах и оборудовании.

Известен аналог - гермоввод (патент RU 2322718 С1), техническим результатом которого является создание металлокерамического узла высокой степени герметичности. Состоит из токоввода, изолятора и втулки. Основными недостатками данного устройства являются отсутствие возможностей в перекомплектации и дооснащения разными токовводами, а также высокая трудоемкость и себестоимость изготовления.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существующих признаков относится гермоввод (патент RU 2538093 С1), предназначенный для осуществления электрического контакта между внешними и внутренними элементами гермообъема. Состоит из наружного корпуса, неметаллизированных изоляторов и токовводов. Основными недостатками этого устройства являются отсутствие возможности в перекомплектации и дооснащения дополнительными токовводами, а также наличие вероятности образования пустот в паяемом соединении, возникающих в результате плохого качества очистки поверхностей, завышенной температуры и времени пайки, испарения компонентов флюса и другое.

Анализ известных технических решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств для ввода разноточных электрических цепей в электровакуумных приборах и оборудовании.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления гермоввода высокой степени герметичности за счет быстроразборной конструкции, обеспечивающей возможность размещения в ней любых разноточных электрических токовводов.

Для решения указанной технической проблемы и достижения заявленного технического результата в устройстве для ввода электрической цепи в вакуумную камеру использованы корпус, втулка, токовводы, упоры, уплотнения и прижим, при этом в упомянутый корпус монтирована втулка через уплотнение, в которую установлена матрица, содержащая токовводы, упоры и вакуумную резину, и прижим.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, на которых представлены:

Фиг. 1 - Устройство для ввода электрической цепи в вакуумную камеру;

Фиг. 2 - Распределение уплотнения в между контактном пространстве.

Устройство для ввода электрической цепи в вакуумную камеру (фиг. 1) состоит из корпуса 1, втулки 2, уплотнения 3, упора 4, уплотнения 5, токовводов 6, упора 7 и прижима 8.

Корпус 1 выточен, имеет цилиндрическую форму и изготовлен из нержавеющей стали. Внутри корпуса 1 расположен буртик с резьбой, которые служат для его сопряжения со втулкой 2 через уплотнение 3. Втулка 2 выточена, изготовлена из нержавеющей стали, имеет сквозное отверстие, содержит хвостовик с внешней резьбой, предназначенных соответственно для центровки при монтаже и соединения ее с корпусом 1, проточку, которая предназначена для уплотнения 3, обеспечивающего герметичность вакуумной камеры соединения «корпус - втулка», и оснащена цилиндрической направляющей А, в которую монтируются элементы устройства 4-7, образующие матрицу, приемной площадкой Б, служащей упором для этих элементов 4-7, и внутренней резьбой, в которую устанавливается прижим 8.

Упоры 4 и 6 изготовляются из текстолита, при чем упор 4 может быть изготовлен из фторопласта, и представляют собой форму диска, в которых содержатся отверстия, при этом с одной стороны диаметр отверстий равен диаметру токовводов 6, а с другой имеют фаску, которая напоминает запорный конус, требующийся для увеличения площади их контакта с деталями 4 и 6. При этом упомянутый запорный конус предназначен для монтажа токовводов 6 в целях обеспечения равномерного их зажима, центровки и выравнивания относительно друг друга в перпендикулярной плоскости цилиндрической направляющей А втулки 2. Между упорами 4 и 6 монтировано уплотнение 5, состоящее из вакуумной резины и имеющее отверстия под токовводы 6.

Токовводы 6 установлены в упоры 4 и 6 через уплотнение 5, являющихся диэлектриками. При этом диаметр трковвода 6 в середине, в соответствии с фиг. 1, больше в 2 и более раз, чем у его краев. Переход между диаметрами токоввода 6 выполнен в виде конуса. Подобная геометрическая форма обеспечивает равномерное распределение уплотнения 5 при монтаже прижима 8 путем сжатия вакуумной резины, позволяющей ею заполнить микрообъем пустот (фиг. 2). В зависимости от мощности электрической цепи вводимой в гермообъем диаметр и количество токовводов 6 может варьироваться путем оперативной замены упоров 4 и 6 и уплотнения 5.

Прижим 8 выполнен из углеродистой стали и имеет прижимную площадку В, наружную резьбу, шесть граней, выполняющих функцию оперативного монтажа/демонтажа элементов 4 - 7, а внутри содержит сквозное отверстие, выполненное из двух цилиндров разных диаметров, обеспечивающих возможность установки в них клеммной колодки, при этом малый диаметр обеспечивает плотность прижима токовводов 6 в клемме, а больший - жесткость ее диэлектрической части. Аналогично по функциональному составу предусмотрена возможность монтажа клеммной колодки со стороны гермообъема. Однако, при выполнении некоторых технологических операций, в зависимости от требований, внутренняя колодка может быть не установлена, а соединение электрической цепи, расположенной внутри гермообъема, может быть соединено путем пайки с токовводами 6.

Принцип работы устройства построен на законе Гука. Работает устройство следующим образом. Корпус 1 приварен к корпусу сосуда, содержащий гермообъем, изготовленного из нержавеющей стали. Во внутрь корпуса 1 установлена втулка 2 через уплотнение 3. На упоре 4 монтировано уплотнение 5, в отверстия установлены токовводы 6 и сопряжены с упором 7. Матрица состоящая из элементов 4-7 размещена внутри втулки 2 и плотно зажата прижимом 8. Перед первым использованием устройства для ввода электрической цепи и после его монтажа или перекомплектовки другими токовводами необходимо проводить контрольный замер на предмет развакуумизации гермообъема путем контрольного замера изменения глубины вакуума. В случае выявления течи - требуется увеличить силу прижима упора 8.

В случае если место монтажа устройства для ввода электрической цепи в вакуумную камеру имеет прямую плоскость, то допустимо использование данного устройства без корпуса 1 путем высверливания отверстия и нарезания в ней резьбы равной внешней резьбе втулки 2 с последующей ее установкой через уплотнение 3 к плоскости сосуда гермообъема.

Принцип действия устройства основан на вводе электрической цепи в объем вакуумной камеры за счет быстроразъемного соединения, обеспечивающего возможность размещения в нем любых разноточных электрических вводов.

Устройство для ввода электрической цепи в вакуумную камеру по сравнению с прототипом имеет преимущества:

- использование быстроразъемной конструкции обеспечивает плотное соединение, отсутствие пор в между контактном пространстве и электроизоляционные свойства электрических токовводов между упорами и собой за счет сжатия вакуумной резины;

- возможность комбинирования и размещения токовводов в зависимости от мощности устанавливаемого электрооборудования в вакуумной камере;

- низкая трудоемкость изготовления упоров и уплотнения.

Изобретение относится к конструкции ввода электрических цепей в вакуумную камеру. Технический результат заключается в получении быстроразборной конструкции гермоввода высокой степени герметичности. Технический результат достигается тем, что ввод содержит корпус, изолятор и токовводы. В корпус монтирована втулка через резьбовое соединение и уплотнение, устанавливаемое в проточку упомянутой втулки. Втулка выполнена с возможностью размещения внутри неё матрицы на приёмной площадке через цилиндрическую направляющую, причем матрица состоит из токовводов, диэлектрических упоров и вакуумной резины. Токовводы изготовлены с возможностью центровки и равномерного зажима упорами. При этом через внутреннее резьбовое соединение упомянутой втулки установлен прижим, обеспечивающий равномерное сжатие матрицы и заполнение в ней микрообъёма пустот вакуумной резиной. 2 ил.

Устройство для ввода электрической цепи в вакуумную камеру, включающее корпус, изолятор и токовводы, отличающееся тем, что в упомянутом корпусе монтирована втулка через резьбовое соединение и уплотнение, устанавливаемое в проточку упомянутой втулки, при этом втулка выполнена с возможностью размещения внутри неё на приёмной площадке через цилиндрическую направляющую матрицы, состоящей из токовводов, диэлектрических упоров и вакуумной резины, при этом упомянутые токовводы изготовлены с возможностью центровки и равномерного зажима упорами, при этом через внутреннее резьбовое соединение упомянутой втулки установлен прижим, обеспечивающий равномерное сжатие матрицы и заполнение в ней микрообъёма пустот вакуумной резиной.