阅读说明：本技术 一种应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构 (Cabin-penetrating heat-insulating pressing mechanism applied to ultrahigh vacuum low-temperature refrigerating system ) 是由 俞兵 袁林光 秦艳 范纪红 杨传森 卢耀文 周青枝 张灯 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构,包括操作手轮、螺杆、刀口法兰、波纹管、弹簧、隔热柱；螺杆前部安装操作手轮,中部通过螺纹连接安装在刀口法兰中心螺纹孔内,后部套设波纹管,螺杆后部端部连接波纹管的后接头II；波纹管的前端固定在刀口法兰上,后端设置弹簧,弹簧后端布置沿轴向可活动的隔热柱；转动操作手轮,带动螺杆前后移动,波纹管压缩或伸长。本发明可以使得操作人员可以通过旋转操作手轮,改变螺杆伸入真空舱室的长度使隔热组件获得不同压力,实现对超高真空舱室内活动的低温器件的压紧,而不使舱室内超高真空环境被破坏；选择低热导率的陶瓷材料制作隔热柱,达到一定绝热效果。(The invention discloses a cabin-penetrating heat-insulating pressing mechanism applied to an ultrahigh vacuum low-temperature refrigerating system, which comprises an operating hand wheel, a screw rod, a knife edge flange, a corrugated pipe, a spring and a heat-insulating column, wherein the operating hand wheel is connected with the screw rod through the operating hand wheel; an operating hand wheel is arranged at the front part of the screw rod, the middle part of the screw rod is arranged in a central threaded hole of the knife edge flange through threaded connection, a corrugated pipe is sleeved at the rear part of the screw rod, and the end part of the rear part of the screw rod is connected with a rear joint II of the corrugated pipe; the front end of the corrugated pipe is fixed on the knife edge flange, the rear end of the corrugated pipe is provided with a spring, and the rear end of the spring is provided with a heat insulation column which can move along the axial direction; the operating hand wheel is rotated to drive the screw rod to move back and forth, and the corrugated pipe is compressed or extended. The invention can lead an operator to change the length of the screw rod extending into the vacuum cabin by rotating the operating hand wheel so as to lead the heat insulation component to obtain different pressures, thus realizing the compaction of the movable low-temperature device in the ultrahigh vacuum cabin without damaging the ultrahigh vacuum environment in the cabin; the heat insulation column is made of ceramic materials with low heat conductivity, so that a certain heat insulation effect is achieved.)

一种应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构

技术领域

本发明属于超高真空应用技术领域，涉及一种应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构。

背景技术

在超高真空低温制冷系统中，经常需要对不同形状、大小的低温器件进行压紧固定，通常需要通过穿舱压紧机构给予器件一定压力，但是常规的真空穿舱结构往往存在三个方面的问题：一是穿舱结构带来的额外漏率、材料真空放气等因素造成系统真空度被一定程度的破坏，影响超高真空环境的维持；二是穿舱结构会将超高真空系统外的热源传导到低温器件上，造成器件温度难以维持目标低温；三是穿舱机构会因热胀冷缩和震动，不能与低温器件保持紧密贴合。

发明内容

(一)发明目的

针对常规真空穿舱压紧机构设计所存在的问题，本发明的目的在于提供一种可以降低气体泄漏、材料出气、热量泄漏，避免因震动或变温造成压紧效果不佳的超高真空穿舱绝热压紧机构。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构，包括操作手轮1、螺杆2、刀口法兰3、波纹管5、弹簧9、隔热柱11；螺杆2前部安装操作手轮1，中部通过螺纹连接安装在刀口法兰3中心螺纹孔内，后部套设波纹管5，螺杆2后部端部连接波纹管5的后接头II7；波纹管5的前端固定在刀口法兰3上，后端设置弹簧9，弹簧9后端布置沿轴向可活动的隔热柱11；转动操作手轮1，带动螺杆2前后移动，波纹管5压缩或伸长。

波纹管5的前接头I4套设在螺杆2且端面焊接到刀口法兰3的后端面安装台阶上。

波纹管5的后接头II7中心开容置凹槽，容置凹槽开口处设挡圈6，挡圈6的中心孔直径小于容置凹槽的直径，螺杆2后部端部装入凹槽内，后部端部前部开环形凹槽，挡圈6卡挡在环形凹槽处，实现螺杆2前后移动时，带动波纹管5的后接头II7同步移动。

波纹管5的后接头II7的后端面上设置弹簧固定件8，弹簧固定件8为套筒状，弹簧9同轴布置在弹簧固定件8内；隔热柱11装入弹簧固定件8内且可沿弹簧固定件8轴向活动。弹簧固定件8焊接在后接头II7的后端面上。

后接头II7的后端面中心设定位突起，弹簧9一端焊接在定位突起上，另一端连接隔热柱11的前端面。

隔热柱11上沿轴向开设有径向贯通的长圆孔，弹簧固定件8后端沿径向设置开口销10，开口销10穿过长圆孔，使得螺杆2和隔热柱11之间有一段可弹性伸缩的空间。

刀口法兰3后端面通过铜垫片与真空系统舱壁密封连接，每个密封接口漏率小于5×10^-11Pam³/s。

螺杆2一端与操作手轮1通过销钉结构连接。

隔热柱11选择低热导率的陶瓷材料，装配前在高于400℃的真空环境下进行除气。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构，通过特殊工艺方法和结构创新，设计出了基于全金属密封的柔性穿舱密封结构和基于弹簧结构、陶瓷隔热柱的绝热压紧弹性绝热压紧结构；本机构可以使得操作人员可以通过旋转操作手轮，改变螺杆伸入真空舱室的长度使隔热组件获得不同压力，实现对超高真空舱室内活动的低温器件的压紧，而不使舱室内超高真空环境被破坏；选择低热导率的陶瓷材料制作隔热柱，达到一定绝热效果；同时，在螺杆和隔热组件之间安装弹簧，弹簧一端与弹簧固定件连接，另一端与隔热柱通过开口销结构连接，使得螺杆和隔热柱之间有一段弹性伸缩的空间，使得隔热组件与低温器件密切贴合，避免了超高真空低温制冷系统工作时轻微震动或材料热胀冷缩对压紧效果的损害。

附图说明

图1为本发明一种应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明应用于超高真空低温制冷系统的穿舱绝热压紧机构包括操作手轮1、螺杆2、刀口法兰3、波纹管5、弹簧9、隔热柱11；螺杆2前部安装操作手轮1，中部通过螺纹连接安装在刀口法兰3中心螺纹孔内，后部套设波纹管5，螺杆2后部端部连接波纹管5的后接头II7；波纹管5的前端固定在刀口法兰3上，后端设置弹簧9，弹簧9后端布置沿轴向可活动的隔热柱11；转动操作手轮1，带动螺杆2前后移动，波纹管5压缩或伸长。

波纹管5的前接头I4套设在螺杆2且端面焊接到刀口法兰3的后端面安装台阶上。

波纹管5的后接头II7中心开容置凹槽，容置凹槽开口处设挡圈6，挡圈6的中心孔直径小于容置凹槽的直径，螺杆2后部端部装入凹槽内，后部端部前部开环形凹槽，挡圈6卡挡在环形凹槽处，实现螺杆2前后移动时，带动波纹管5的后接头II7同步移动。

波纹管5的后接头II7的后端面上设置弹簧固定件8，弹簧固定件8为套筒状，弹簧9同轴布置在弹簧固定件8内；隔热柱11装入弹簧固定件8内且可沿弹簧固定件8轴向活动。弹簧固定件8焊接在后接头II7的后端面上。

后接头II7的后端面中心设定位突起，弹簧9一端焊接在定位突起上，另一端连接隔热柱11的前端面。

隔热柱11上沿轴向开设有径向贯通的长圆孔，弹簧固定件8后端沿径向设置开口销10，开口销10穿过长圆孔，使得螺杆2和隔热柱11之间有一段可弹性伸缩的空间。

刀口法兰3后端面通过铜垫片与真空系统舱壁密封连接，每个密封接口漏率小于5×10^-11Pam³/s。

螺杆2一端与操作手轮1通过销钉结构连接。

隔热柱11选择低热导率的陶瓷材料，装配前在高于400℃的真空环境下进行除气。

本实施例穿舱绝热压紧机构在使用前进行整体烘烤除气处理，烘烤温度设为150℃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。