Узел герметизации электровакуумного прибора Советский патент 1982 года по МПК H01J9/26 

(54) УЗЕЛ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОВАКУУМНОГО

1

Изобретение относится к электро1шой технике и может быть исполнено при разработке электровакуумных приборов, таких как электронно-оптические преобразователи, кинескопы, рентгеновские труб- , ки, фотоумножители и ряд других прибо- рот.

Известен узел герметизации электровакуумного прибора, содержащий герметичный корпус и металлический штенгель, ,д через который производится откачка и герметизация прибора С1 3 .

Недостатком известного устройства является низкая проводимость штенгеля, затрудняющая первоначальную откачку js прибора, а при разгерметизации повторная откачка и герметизация в ряде случаев крайне затруднена.

Известен узел герметизации электровакуумного прибора, содержащий соедини- 20 тельные фланцы, закрепленные на частях корпуса прибора, в одном из которых выполнен кольцевой канал, наполненный металлическим уплотнителем, а другой

ПРИБОРА

содержит кольцевой фигурный выступ, погруженный в металлический уплотнитель С 2 3 .

Недостатком известного устройства является наличие микроканалов в зоне контакта металлического уплотнителя и взаимодействующих с ним частей соединительных фланцев, снижающих гер-ютячность приборги

Кроме того, надежность известного устройства при многократных циклах герметизации и разгерметизации невелика.

Целью изобретения является повышение герметичности узла гeIЛvIeтизaшIИ электретвакуумного прибора и его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в узле герметизации электровакуумного Прибора, содержащем соединительные корпуса прибора, в одном из которых вь полнен кольцевой канал, наполненный металлическим уплотнителем, а другой содержит кольцевой фигурный выступ, погруженный в металлический уплотнитель, выступ вьяюллен в виде патрубка с кольце вым желобом, в котором коаксиально установлен цилиндр с буртиком, верхний конец которого герметично закреплен на патрубке, при этом высота слоя метал- лического уплотнителя в кольцевом канале более чем в два раза прювосходит вьь соту кольцевого желоба, которая не мень ше, чем внутренний зазор, образованный ,ко1щом цил1-1ндра относительно дна кольцевого желоба, а .сумма величин зазора и высоты цилиндра превосходит высоту слоя металлического уплотнителя в коль цевом кан;але, при этом давление остаточной газовой среды в кольцевой полост ограниченной патрубком, цилиндром с бур тиком и металлическим уплотнителем, не превосходит давления остаточной газо вой среды в полости прибора. На фиг, 1 приведен прибор в собранн виде, общий вид; на фиг. 2 - прибор перед сборкой в период его технологическо обработки в сверхвысоком вакууме. Устройство содержит корпус 1, вьшол ненный в виде стеклянной оболочки, в которой герметично установлены тоководы 2, соединенные во внутренней полости корпуса с катодным узлом 3 и анодным узлом 4. Корпус 1 герметично соединен посредством согласованного спая с патрубком 5, выполненным, в его нижней части в виде кольцевого желоба. В кольцевой желоб герметизирующего экрана KoaitcHajfbHO с зазором установлен нижний конец цилиндра 6 с буртиком, конец которого герметично приварен к патрубку 5. В полости желоба герметизирующего экрана размещен металлический уплот1штель 7, в качестве .которого может бь1ть использован индий, олово или эвтектический сплав. Патрубок 5 взаимодействует также с металлическим упйот шТбЛбм 7, размещенным в кольцевом канале 8, снабжен- иым в нижней части цил1падрической обечайкой, герметично соединенной со стекЛ5ШНЫМ экраном 9. При этом внутренняя поверхность кольцевого желоба 1О патрубка 5 и нижний конец цилик дра 6 с буртиком 11 покрыты материалодм, например серебром, хорощо смачиваемьхм металлическим уплотнителем. При этом следует отметить, что внеш ний зазор между наружной поверхностью цилиндра 6 и внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого желоба имеет величину порядка мм, внутрен1Шй зазор между внутренней поверхностью цилиндра и наружной поверхностью патрубка имеет значение от капиллярного с величиной О,1 мм до 3-5 мм. Для нормального перетекания расплава металла из кольцевого канала в полость между цилиндром и патрубком необходимо, чтобы сумма величин зазора и высоты цилиндра превосходила высоту слоя металлического уплотнителя в кольцевом канале, при этом давление остаточной газовой среды в кольцевой полости, ограниченной патрубком, цилиндром с буртиком и металлическим уплотните- лем, не превосходило давление остаточной газовой среды в полости прибора. Наличие у1сазанных соотнощений в размерах позволяет обеспечить надежный разрьш окисной пленки, образованной на поверхности металлического уплотнителя, размеще}шого во внещнем зазоре. Для разрыва окисной пленки необходима разность давлений по обе стороны озсисной пленки, что и обусловлено соотношением высот кольцевой ванны и желоба. Для после,цующего устранения окисной пленки из зоны внещнего зазора, являющегося местом уплотнения, необходимо обеспечить протекание определенного объема металлического уплотнителя через внещ- НИИ зазор, что и обеспечивается соотношением указанных размеров зазоров и высоты кольцевого желоба. Процесс герметизации прибора осуществляется следующим образом. Экреаг 9 с кольцевым каналом 8, заполненным металлическим уплотнителем 7, устанавливают в вертикальном положении в камере вакуумной установки, где производится сборка прибора. Корпус 1 с сопрягаемыми элементами устанавливают в вертикальном положении в камере выще экрана с кольцевым каналом (фиг. 2). При этом во внутренней полости кольцевого желоба патрубка 5 находится металлический уплотнитель в твердой фазе, уровень которого определяется высотой желоба и одинаков по обе стороны цилиндра 6. При этом поверхность металл1гческо1Х) уплотнителя, расположенного в желобе патрубка 5 с наружной стороны цилиндра бив кольцевом канале 8, подвергаясь воздействию остаточной газовой среды и атмосферы, покрыта прочной и плотной окисной пленкой, температура диссоциашш которой при а-плосфере составляет порядка 2000° С. Предварительное расположение элемен тов прибора порознь в камере обеспечивает их хорошее обезгг1живанив, а также возможность получения более высокого вакуума в приборе после его герметизации. При герметизашш прибора расплавлени металлического уплотнителя в канале 8 осуществляют посредством электронагревателя, размешенного в камере вокруг прибора. Затем патрубок 5 перемещают в метал лический уплотнитель 7 канала 8. В первоначальный момент металлический уплотнитель 7 канала 8 не смачивает- металлический уплотнитель в кольцевом желобе , ввиду наличия на его поверхности окисной пленки, что мещает герметизации, а уровень нерасплавленного металлического уплотнителя с внутренней стороны цилиндра 6 находится ниже уров ня металлического уплотнителя в канале 8. Однако после расплавления металлического уплотнителя в кольцевом желобе патрубка 5 уровень металлического уплотнителя по обе стороны цилиндра 6 выравнивается. Этот процесс сопровождается течением ншдкого металлического уплотнителя в зазоре между наружной поверхностью цилиндра 6 и внутренней стенкой кольцев го желоба патрубка 5, а это приведет к разрьту предварительно образовавшейся окисной пленки и к контакту чистого неокисленного металлического уплотнителя с чистой неокисленной поверхностью цилиндра 6, что обеспечивает полную смачиваемость и герметичность соедрше- ния. Затем выключается электронагреватель, производится охлалодение прибора, и после этого в камеру вакуушюй устано ки -может быть напущен воздух. При появлении нарушений в режиме работы прибора или обнаружении дефектов изготовления его внутренних, .элементов и в р5аде других случаев при необходимости его ремонта производят его раз герметизациюЛля i этого устанавливают прибор на рабочую позицию в камеру, соединяют корпус 1 с механизмом подъема и производят откачку камеры до требуемого вакуума. Затем расш1авл5иот металлический уплотнитель 7 и вьтодягг патрубок 5 из канала 8. При этом уровень металлического уплотнителя в кольцевом желобе патрубка выравнивается по обе стороны цилиндра 6 и определяется высотой кольцевого желоба патрубка, что соответствует положению металлического уплотнителя до момента герметизации. После охлаждения металлическоо уплотнителя в камеру напускают воздух производят необходимый ремонт. Затем роизводят герметизацию прибора. Предлагаемая конструкция узла уплотения прибора позволяет обеспечить мнооразовую сборку и разборку прибора. Как показали испытания узла гермеизации, кол1гаество циклов герметизаии-разгерметизации может составить ного сотен циклов. При этом исследоваия показали, что герметичность соедиения не зависит от числа циклов, так как окисление поверхности металлическо-. о уплотнителя в канале и в кольцевом елобе не влияет на процесс герметизации. Следует отметить, что герметичность прибора характеризуется нате1шни- ем, величина которого равна 7,9 10 Вт. Указа1шая конструкция не требует точности обработки, так как все элементы могут быть выполнены по 5-7 классу точности. Использование у1шзанного принципа герметизации позволяет также получить более высокий вакуум и тем самым улучшить вакуумно-техн1гческие параметры прибора при его эксплуатации. Технико-экономическая эффективность ;:оставит 63 тыс. руб. в год. Высокая герметичность и надежность устройства при NffloroKpaTHOM использовании расширяет область его применения. Формула изобретения Узел герметизации электровакуумного прибора, содержащий соединительные элементы корпуса прибора, в одном из которых вьшолнен кольцевой канал, наполненный металлическим уплотнителем, а другой содержит кольцевой фигурный выступ, погруженный в металлический уплотнитель, отличающийся тем, -что, с целью повьпления герметичности и надежности, выступ выполнен в виде патрубка с кольцевым желобом, в котором коаксиально установлен цилнндр с.буртиком, верхний конец которого герметично закреплен.на патрубке, при этом высота слоя металлического уплотнителя в кольцевом канале более чем в два раза -превосходит высоту кольцевого желоба, которая не меньше, чем внутренний зазор, образовшшый концом цил1Оадра относительно дна кольцевого желоба, а сумма величин зазора и высоты цщишдра превосходит высоту слоя металлического уплотнителя в колышвом канале, при этом давление остаточной газовой среды в кольцевой полости, ограниченной патрубком, шшшщром с буртиком и металлическим уплотнителем, не превосходит давления остаточной газовой среды в полости прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 464031, кл. Н 01 U 35/08, 1973.

2.Царев Б. М. Расчет и конструирование электронных ла. М., Энергия 1967, с. 497 (прототип).

J