CN110307334B - 一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法，所述氢原子频标储存泡泡口真空密封装置包括套设在纵向管状的储存泡泡口上部外的铜螺母，储存泡泡口和铜螺母之间设置有纵向管状的胶层，铜螺母的下面依次设置有套设在储存泡泡口外的环形的波形弹垫、第一钛环、聚四氟乙烯环、第二钛环和铟丝圈，储存泡泡口的下端设置有环形的聚四氟乙烯帽，铜螺母下部外、及波形弹垫、第一钛环、聚四氟乙烯环、第二钛环、铟丝圈和聚四氟乙烯帽外均套设有纵向管状的钛联接件；其能避免氢原子频标在装配调试甚至后期使用过程中在泡口真空密封处发生微漏，提高密封可靠性，以保障氢原子频标能够长期可靠运行。

Description

一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法

技术领域

本申请涉及建筑装饰技术领域，尤其涉及一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法。

背景技术

目前，用于氢原子频标储存泡泡口真空密封的方法是：将特定规格的铟丝圈置于储存泡泡口与泡联接件之间缝隙处，铟丝圈上部依次放置钛环和铜螺母，通过旋拧铜螺母使钛环受到向下的作用力致使铟丝圈受力变形，填充储存泡与泡联接件之间的缝隙空间，最后经检漏确认后在铜螺母与泡口壁缝隙内进行点胶粘固，当储存泡内制备真空后，外界大气无法通过储存泡泡口处的原有缝隙进入储存泡内，从而实现储存泡泡口的真空密封，但上述密封方法有如下缺陷：(1)铟丝圈在挤压过程中，由于没有空间限制，导致部分铟丝在挤压过程中从钛环和泡口出溢出；(2)储存泡在微波腔内调试装配及外真空充放气过程中储存泡密封口处铟丝圈受到横向与纵向力而发生微小形变，由于铟丝圈不能回弹导致密封处出现孔隙引起真空微漏；(3)储存泡泡口密封处缠有加热丝，该处多次经历热冲击导致铟丝圈延展后出现微漏。为此，需要一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法，解决现有技术中所存在的氢原子频标在装配调试甚至后期使用过程中在真空密封处发生微漏，导致整台设备报废的问题。公告号为CN104062081A的中国发明专利公开了一种远程控制宽量程气体漏率检测装置，由摄像设备、数据处理器、单元控制台、测控电缆、集气管、流量计、气泡检漏仪、电磁阀、金属管组成。其中数据处理器、单元控制台分别是远程数据采集装置和单元控制装置，实现远程监测、控制功能；摄像设备主要监测气泡检漏仪；集气管、流量计、气泡检漏仪、电磁阀、金属管组成漏率检测装置，集气管设置入口电磁阀、出口电磁阀、N个出口，N个“电磁阀+流量计”、“电磁阀+气泡检漏仪”并联，分别连接集气管的N个出口。公告号为CN104505132A的中国发明专利文献公开了一种辐照后燃料棒真空气泡法检漏箱，包括一个上端开口的检漏箱本体，检漏箱本体的上端开口端面设置有凹槽，该凹槽内设置有密封胶条，在检漏箱本体上方还设置有盖板，盖板面向检漏箱本体设置有凸出块，该凸出块插入到凹槽内将检漏箱本体的上端开口端密封。其虽然均能够实现捡漏的作用，但是同样存在上述问题。

发明内容

本申请提出一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法，旨在解决现有技术中所存在的氢原子频标在装配调试甚至后期使用过程中在真空密封处发生微漏，导致整台设备报废的问题。

本申请一方面提供一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，所述氢原子频标储存泡泡口真空密封装置包括套设在纵向管状的储存泡泡口上部外的铜螺母，储存泡泡口和铜螺母之间设置有纵向管状的胶层，铜螺母的下面依次设置有套设在储存泡泡口外的环形的波形弹垫、第一钛环、聚四氟乙烯环、第二钛环和铟丝圈，储存泡泡口的下端设置有环形的聚四氟乙烯帽，铜螺母下部外、及波形弹垫、第一钛环、聚四氟乙烯环、第二钛环、铟丝圈和聚四氟乙烯帽外均套设有纵向管状的钛联接件。

本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其储存泡泡口一般为石英玻璃材质的结构，所以本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置属于铜螺母与储存泡泡口，即无磁金属与非金属真空密封；密封时，通过挤压铟丝圈填充两种材质部件间的缝隙实现真空密封，其着重考虑铟丝圈的延展性及不可收缩性等特点，针对性的增加了防止铟丝圈从缝隙溢出、及通过波形弹垫对铟丝圈持久施加压力等措施，保障了密封口处铟丝圈长期可靠的填充在缝隙内，从而不会在后期使用中出现漏孔；之后通过检漏设备对密封口漏率做检测，以确认密封效果；最后点胶固化，完成储存泡泡口真空密封全部操作内容。

本发明另一方面提供一种如本发明一个方面所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，包括以下步骤：

将钛联接件装配到氢原子频标相应位置处；

取待密封的储存泡，依次在待密封的所述储存泡的储存泡泡口处放置铜螺母、波形弹垫、第一钛环、聚四氟乙烯环、第二钛环、铟丝圈和聚四氟乙烯帽；

将储存泡泡口放置到钛联接件内，并确认将储存泡泡口压至钛联接件的最底端；

将铜螺母拧紧；

将所述氢原子频标通过阀门与检漏仪连接检漏；

当漏率优于漏率设定值后，在密封处套袋并喷吹氦气，若设定时间内漏率不变大，表明所述密封满足设计要求，则关所述阀门静置；

在设定重复时间后重复上述铜螺母的拧紧操作过程，并再次进行检漏操作；

当漏率优于漏率设定值后，再次在密封处套袋并喷吹氦气，若漏率检测设定时间内漏率不变大，表明所述密封满足设计要求，则关所述阀门静置，并在铜螺母处点涂胶层，且静置设定固化时间以进行胶层固化。

本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，接下来用真空泵将储存泡内抽至高真空，由于接缝处已完成密封无漏点，故可以长期保持高真空。

本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法能够达到以下有益效果：

本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置和真空密封方法，能够解决现有技术中所存在的氢原子频标在装配调试甚至后期使用过程中在真空密封处发生微漏，导致整台设备报废的问题；能够有效地避免氢原子频标在装配调试甚至后期使用过程中在泡口真空密封处发生微漏，提高密封可靠性，以保障氢原子频标能够长期可靠运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的结构示意图。

图中，1为储存泡泡口，2为胶层，3为铜螺母，4为波形弹垫，5为第一钛环，6为聚四氟乙烯环，7为第二钛环，8为铟丝圈，9为聚四氟乙烯帽，10为钛联接件。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，参见图1，所述氢原子频标储存泡泡口真空密封装置包括套设在纵向管状的储存泡泡口1上部外的铜螺母3，储存泡泡口1和铜螺母3之间设置有纵向管状的胶层2，铜螺母3的下面依次设置有套设在储存泡泡口1外的环形的波形弹垫4、第一钛环5、聚四氟乙烯环6、第二钛环7和铟丝圈8，储存泡泡口1的下端设置有环形的聚四氟乙烯帽9，铜螺母3下部外、及波形弹垫4、第一钛环5、聚四氟乙烯环6、第二钛环7、铟丝圈8和聚四氟乙烯帽9外均套设有纵向管状的钛联接件10。

本实施例的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其储存泡泡口1一般为石英玻璃材质的结构，所以本申请的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置属于铜螺母3与储存泡泡口1，即无磁金属与非金属真空密封；密封时，通过挤压铟丝圈8填充两种材质部件间的缝隙实现真空密封，其着重考虑铟丝圈8的延展性及不可收缩性等特点，针对性的增加了防止铟丝圈8从缝隙溢出、及通过波形弹垫4对铟丝圈8持久施加压力等措施，保障了密封口处铟丝圈8长期可靠的填充在缝隙内，从而不会在后期使用中出现漏孔；之后通过检漏设备对密封口漏率做检测，以确认密封效果；最后点胶固化，完成储存泡泡口真空密封全部操作内容。

本实施例还可以进一步地，胶层2为DG-4胶层。

本实施例还可以进一步地，储存泡泡口1为石英玻璃管结构。

本实施例还可以进一步地，钛联接件10的内壁上设置有联接内螺纹，铜螺母3的外壁上设置有螺母外螺纹，钛联接件10与铜螺母3通过所述联接内螺纹与所述螺母外螺纹配合连接。

本实施例还可以进一步地，钛联接件10的外壁上设置有联接外螺纹，氢原子频标本体结构件的内壁上设置有结构内螺纹，钛联接件10与所述氢原子频标本体结构件通过所述联接外螺纹和所述结构内螺纹配合连接，且钛联接件10与所述氢原子频标本体结构件间设置有金属密封结构。

本实施例还可以进一步地，第一钛环5的内沿处设置有用于对波形弹垫4进行限位的凸台结构。

本实施例的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，储存泡泡口1可以由石英玻璃管加工而成，其管内径可以为4～6mm，其管外径可以为8～10mm，其管壁的厚度可以为2～3mm，该管优选为具有力学强度，以承受外来挤压力。钛联接件10可以由TC4钛材车制。当储存泡泡口1与钛联接件10间真空密封后，即能够实现氢原子频标储存泡以内的真空制备和保持。储存泡泡口1与钛联接件10之间的各个部件中：聚四氟乙烯帽9紧扣在储存泡泡口1上并与钛联接件10紧密配合，以防止铟丝圈8挤压时从储存泡泡口1处溢出；铟丝圈8是由直径1～2mm的铟丝制成的，考虑到满足填充空间的需求时，此处一般采用多个铟丝圈8叠加使用；第二钛环7为具有厚度的环片，用于挤压铟丝圈8，将铟丝圈8挤压填充在缝隙内；聚四氟乙烯环6形同第二钛环7，但聚四氟乙烯环6的内径与储存泡泡口1的外径紧密配合，聚四氟乙烯环6的外径与钛联接件10的内径紧密配合，以防止铟丝圈8被挤压时从铜螺母3处溢出；第一钛环5用于限位并传递波形弹垫4的弹力；波形弹垫4用于产生持久的弹力以补偿铟丝圈8形变所需的回弹力；铜螺母3用于储存泡泡口1密封时挤压铟丝圈8形变以填充密封口处的缝隙；胶层2用于填充铜螺母3与铟丝圈8及钛联接件10之间的空隙，防止振动时铜螺母3及储存泡松动。

本实施例的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，具体地，例如可以是，储存泡泡口1的管内径为4mm，管外径为10mm，管壁厚度为3mm；铟丝圈8所用铟丝的直径为2mm；铜螺母3的内径为12mm，外螺牙外径为18mm，螺距为1mm，顶端外六角适配内径为22mm的扳手；波形弹垫4的内径为13mm厚度为0.5mm；第一钛环5的内径为12mm，外径为17mm，厚度为1mm，所述凸台结构的高度和宽度均为0.5mm；第二钛环7的内径和外径及厚度尺寸可以与第一钛环5相同，但是第二钛环7无所述凸台结构。聚四氟乙烯环6的内径为10mm，外径为18mm，厚度为1mm；聚四氟乙烯帽9的高度为3mm，厚度为0.5mm，其紧扣储存泡泡口1，聚四氟乙烯帽9的外围与钛联接件10紧密配合；钛联接件10的高度为30mm，其上端10mm处可以设置连接内螺纹，连接内螺纹的外径可以为18mm，其中间10mm处的内径可以为18mm，其下端10mm处的内径可以为11mm，其底部端面可以设置有开孔，所述开孔的孔径可以为6mm，其端面厚度可以为1mm。

实施例2

一种如实施例1所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，包括以下步骤，

将钛联接件10装配到氢原子频标相应位置处；

取待密封的储存泡，依次在待密封的所述储存泡的储存泡泡口1处放置铜螺母3、波形弹垫4、第一钛环5、聚四氟乙烯环6、第二钛环7、铟丝圈8和聚四氟乙烯帽9；

将储存泡泡口1放置到钛联接件10内，并确认将储存泡泡口1压至钛联接件10的最底端；

将铜螺母3拧紧；

将所述氢原子频标通过阀门与检漏仪连接检漏；

当漏率优于漏率设定值后，在密封处套袋并喷吹氦气，若漏率检测设定时间内漏率不变大，表明所述密封满足设计要求，则关所述阀门静置；

在设定重复时间后重复上述铜螺母3的拧紧操作过程，并再次进行检漏操作；

当漏率优于漏率设定值后，再次在密封处套袋并喷吹氦气，若设定时间内漏率不变大，表明所述密封满足设计要求，则关所述阀门静置，并在铜螺母3处点涂胶层，且静置设定固化时间以进行胶层固化。

本实施例的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，接下来用真空泵将储存泡内抽至高真空，由于接缝处已完成密封无漏点，故可以长期保持高真空。

本实施例还可以进一步地，将铜螺母3拧紧时，通过力矩扳手操作；且当达到力矩设定值后，停止对铜螺母3的拧动操作。

本实施例还可以进一步地，在铜螺母3处点涂胶层，且静置设定时间以进行胶层固化后，用真空泵将储存泡内抽至真空。

本实施例还可以进一步地，所述力矩设定值为20N·m；所述漏率设定值为3E-11Pa·m3/s；所述漏率检测设定时间为10min；所述设定重复时间为24h；所述设定固化时间为24h。

另外，在开始密封前，上述所有部件可以采用酒精超声净化后晾干待用。然后将钛联接件10装配到氢原子频标相应位置处，取待密封储存泡，依次在其储存泡泡口1处放置铜螺母3、两个波形弹垫4、第一钛环5、聚四氟乙烯环6、第二钛环7、两个铟丝圈8、聚四氟乙烯帽9，然后将储存泡泡口1放置到钛联接件10内并确认压至最底端，最后如前所述开始用力矩扳手拧紧铜螺母3、检漏、静置、再拧紧、再检漏、点胶固化，直至完成真空密封。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，所述氢原子频标储存泡泡口真空密封装置包括套设在纵向管状的储存泡泡口(1)上部外的铜螺母(3)，其特征在于，储存泡泡口(1)和铜螺母(3)之间设置有纵向管状的胶层(2)，铜螺母(3)的下面依次设置有套设在储存泡泡口(1)外的环形的波形弹垫(4)、第一钛环(5)、聚四氟乙烯环(6)、第二钛环(7)和铟丝圈(8)，储存泡泡口(1)的下端设置有环形的聚四氟乙烯帽(9)，铜螺母(3)下部外、及波形弹垫(4)、第一钛环(5)、聚四氟乙烯环(6)、第二钛环(7)、铟丝圈(8)和聚四氟乙烯帽(9)外均套设有纵向管状的钛联接件(10)。

2.如权利要求1所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其特征在于，胶层(2)为DG-4胶层。

3.如权利要求1所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其特征在于，储存泡泡口(1)为石英玻璃管结构。

4.如权利要求1所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其特征在于，钛联接件(10)的内壁上设置有联接内螺纹，铜螺母(3)的外壁上设置有螺母外螺纹，钛联接件(10)与铜螺母(3)通过所述联接内螺纹与所述螺母外螺纹配合连接。

5.如权利要求4所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其特征在于，钛联接件(10)的外壁上设置有联接外螺纹，氢原子频标本体结构件的内壁上设置有结构内螺纹，钛联接件(10)与所述氢原子频标本体结构件通过所述联接外螺纹和所述结构内螺纹配合连接，且钛联接件(10)与所述氢原子频标本体结构件间设置有金属密封结构。

6.如权利要求1所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置，其特征在于，第一钛环(5)的内沿处设置有用于对波形弹垫(4)进行限位的凸台结构。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，其特征在于，包括以下步骤，

将钛联接件(10)装配到氢原子频标相应位置处；

取待密封的储存泡，依次在待密封的所述储存泡的储存泡泡口(1)处放置铜螺母(3)、波形弹垫(4)、第一钛环(5)、聚四氟乙烯环(6)、第二钛环(7)、铟丝圈(8)和聚四氟乙烯帽(9)；

将储存泡泡口(1)放置到钛联接件(10)内，并确认将储存泡泡口(1)压至钛联接件(10)的最底端；

将铜螺母(3)拧紧；

将所述氢原子频标通过阀门与检漏仪连接检漏；

当漏率优于漏率设定值后，在密封处套袋并喷吹氦气，若漏率检测设定时间内漏率不变大，表明所述密封满足设计要求，则关所述阀门静置；

在设定重复时间后重复上述铜螺母(3)的拧紧操作过程，并再次进行检漏操作；

当漏率优于漏率设定值后，再次在密封处套袋并喷吹氦气，若设定时间内漏率不变大，表明所述密封满足设计要求，则关所述阀门静置，并在铜螺母(3)处点涂胶层，且静置设定固化时间以进行胶层固化。

8.如权利要求7所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，其特征在于，将铜螺母(3)拧紧时，通过力矩扳手操作；且当达到力矩设定值后，停止对铜螺母(3)的拧动操作。

9.如权利要求8所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，其特征在于，在铜螺母(3)处点涂胶层，且静置设定时间以进行胶层固化后，用真空泵将储存泡内抽至真空。

10.如权利要求9所述的氢原子频标储存泡泡口真空密封装置的真空密封方法，其特征在于，所述力矩设定值为20N·m；所述漏率设定值为3E-11Pa·m3/s；所述漏率检测设定时间为10min；所述设定重复时间为24h；所述设定固化时间为24h。