CN103968073B - 超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置 - Google Patents

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Abstract

超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，属于在超高真空环境下光学元件热缓释研究领域，为解决现有技术中存在的问题，水管及连接螺母组件装入改制连接法兰通孔中，改制连接法兰上安装法兰O型密封圈，并与多功能转换焊接组件通过B连接法兰固紧环连接紧固密封；A刀口密封圈与B刀口密封圈分别安装在多功能转换焊接组件中；将安装好的水管及连接螺母组件通过水管连接两通与水路连接密封；将水管护套波纹管焊接组件通过A刀口密封圈与多功能转换焊接组件密封连接，并用A垫圈、A螺栓与螺母组件固紧密封；将压紧螺钉、密封法兰及弹性锁紧螺母、低真空密封圈、与改制连接法兰连接并密封水管及连接螺母组件；本发明提高了工作效率。

Description

超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置
技术领域
本发明涉及一种超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，属于在超高真空环境下光学元件热缓释研究领域。
背景技术
超高真空环境下工作的高热载光学元件表面,在高能光束辐照下对光学元件表面造成热吸收,使其光学表面受热后产生热变形影响了光斑质量，降低了光学表面反射率。
为了降低超高真空环境下工作的光学元件表面受热后产生热变形的影响，对光学元件必须采用水冷减少其受热。超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接及优化是科技人员追求的目标。
现有技术中构建实现超高真空环境下高热载光学元件冷却水路密封连接采用超高真空内密封连接水路输入与输出口，该密封连接方法缺点：考虑箱体装拆方便及真空密封因此水管护套波纹管密封法兰必须安装在超高真空腔内侧底板上，一旦超高真空环境中水管护套波纹管密封法兰检漏超标，维修时就要拆掉整个腔体工作量极大也不方便。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提出一种超高真空高热载中光学元件冷却水路密封的连接装置，满足安装调试、维修及超高真空检漏方便、优化冷却水路密封连接，实现了超高真空与低真空及其与大气密封隔离。该装置减少了安装调试、维修及超高真空检漏工作量，提高了工作效率。
超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置包括：
水管及连接螺母组件装入改制连接法兰通孔中，改制连接法兰上安装法兰O型密封圈，并与多功能转换焊接组件通过B连接法兰固紧环连接紧固密封；
水管及连接螺母组件下端通过水管连接两通与水路连接密封；
将水管护套波纹管焊接组件通过A刀口密封圈与多功能转换焊接组件密封连接，并用A垫圈、A螺栓与螺母组件固紧密封；
超真空腔及法兰焊接组件与多功能转换焊接组件之间设置B刀口密封圈密封连接，且将水管护套波纹管焊接组件及其通过A刀口密封圈与多功能转换焊接组件密封连接的部位置于超真空腔内。
多功能转换焊接组件由A刀口法兰、A法兰连接管及B法兰、B法兰连接管与组合法兰、松套法兰外环的优化组合而成；A刀口法兰与A法兰连接管焊接；B法兰与B法兰连接管焊接；松套法兰外环与组合法兰配合安装。
将水管护套波纹管焊接组件通过A刀口密封圈与多功能转换焊接组件下端的A刀口法兰密封连接；
将O型密封圈装入多功能转换焊接组件中B法兰上，通过连接法兰连接再使用A连接法兰固紧环使其紧固密封；通过连接法兰连接检漏仪；
多功能转换焊接组件中组合法兰及B刀口密封圈与超高真空腔及法兰组件连接,并通过螺栓与螺母组件、B垫圈固紧密封。
将压紧螺钉、密封法兰及弹性锁紧螺母、低真空密封圈与改制连接法兰连接，起到密封水管及连接螺母组件的作用。
本发明的有益效果：在超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接方法与装置中所采用超高真空腔体外真空连接的方法实现超高真空中高热载光学元件冷却水路低真空侧与超高真空腔、冷却水路低真空侧与大气之间的密封连接。多功能转换焊接组件中留有超高真空检漏抽气口(低真空抽气口)及超高真空密封口、低真空密封口，多功能转换焊接组件通过氩弧焊接工艺手段将其管道与密封法兰连接焊接密封，集成了一个多功能组件，通过各密封口的密封连接及密封法兰及弹性锁紧螺母锁紧实现了超高真空中高热载光学元件冷却水路密封连接及冷却水管定位固紧，即将多功能转换焊接组件进行了优化设计减少了安装调试、维修及超高真空检漏的工作量，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明所述的多功能转换焊接组件结构示意图。
图2是本发明超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置主视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，具体制作安装过程如下：
1)如图1所示，首先加工多功能转换焊接组件4，其通过A刀口法兰4-1、A法兰连接管4-2、B法兰4-3、B法兰连接管4-4、组合法兰4-5与松套法兰外环4-6的优化组合而成。将A刀口法兰4-1与A法兰连接管4-2焊接，B法兰4-3与B法兰连接管4-4焊接。将松套法兰外环4-6与组合法兰4-5配合安装，再将A法兰连接管4-2焊接在组合法兰4-5下部，B法兰连接管4-4焊接在组合法兰4-5上部的圆柱面上，各部件与组合法兰4-5的焊接采取氩弧焊接工艺手段，集成了一个多功能具有超高真空及低真空密封的连接体组件。使用检漏仪对焊接后多功能转换焊接组件4进行超高真空检漏，并保证其漏率小于0.2×10-10Torr.L/S。
2)如图2所示，本发明在超高真空中高热载光学元件冷却水路密封装置采用超高真空腔体外密封的连接方法，实现超高真空中高热载光学元件冷却水路低真空侧与超高真空之间、冷却水路低真空与大气间的密封连接。
首先是将水管及连接螺母组件19装入改制连接法兰11通孔中，之后再将改制连接法兰11上安装法兰O型密封圈20，并与多功能转换焊接组件4通过B连接法兰固紧环12连接紧固密封；其次将A刀口密封圈3与B刀口密封圈15分别安装在多功能转换焊接组件4中，将上述安装好的水管及连接螺母组件19通过水管连接两通2与水路连接密封，之后将水管护套波纹管焊接组件1通过A刀口密封圈3与多功能转换焊接组件4中A刀口法兰4-1密封连接，并用A垫圈13、A螺栓与螺母组件14固紧密封；并将压紧螺钉8、密封法兰及弹性锁紧螺母9、低真空密封圈10、与改制连接法兰11连接并密封水管及连接螺母组件19。
3)完成上述1)、2)步骤后对多功能转换焊接组件4中A刀口法兰4-1密封连接处进行超高真空检漏。
首先将O型密封圈6装入多功能转换焊接组件4中B法兰4-3上，通过连接法兰5连接再使用A连接法兰固紧环7使其紧固密封。通过连接法兰5连接检漏仪(安装调试后可作为真空泵抽口的连接口)，进行超高真空检漏并保证其漏率小于0.2×10-10Torr.L/S；检漏满足要求后可继需下面步骤，否则重复2)、3)步骤直至检漏满足要求后；此步骤可在超高真空外检测水管护套波纹管焊接组件1密封口漏率。
4)完成步骤1)、2)、3)并检漏保证其漏率小于0.2×10-10Torr.L/S后将多功能转换焊接组件4中组合法兰4-5及B刀口密封圈15与超高真空腔及法兰组件16连接,并通过螺栓与螺母组件17和B垫圈18固紧密封。通过上述步骤使多功能转换焊接组件4的连接功能实现了各密封口的连接密封，并通过密封法兰及弹性锁紧螺母9的锁紧实现了超高真空中高热载光学元件冷却水路密封连接及冷却水管定位固紧；实现了超高真空中高热载光学元件冷却水路低真空侧与超高真空之间、冷却水路低真空与大气间的密封连接；本发明装置提高了安装调试、维修效率，并方便了超高真空检漏。
本发明中水管护套波纹管焊接组件1、水管连接两通组件2、多功能转换焊接组件4、连接法兰5、A连接法兰固紧环7、压紧螺钉8、密封法兰及弹性锁紧螺母9、改制连接法兰11、B连接法兰固紧环12、A垫圈13、A螺栓与螺母组件14、超高真空腔及法兰组件16、B螺栓与螺母组件17、B垫圈18、水管及连接螺母组件19材料均为不锈钢；A刀口密封圈3、B刀口密封圈15材料均为无氧铜；O型密封圈6、低真空密封圈10、法兰O型密封圈20材料均为硅橡胶。

Claims (4)

1.超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，其特征是，
水管及连接螺母组件(19)装入改制连接法兰(11)通孔中，改制连接法兰(11)上安装法兰O型密封圈(20)，并与多功能转换焊接组件(4)通过B连接法兰固紧环(12)连接紧固密封；
水管及连接螺母组件(19)下端通过水管连接两通(2)与水路连接密封；
将水管护套波纹管焊接组件(1)通过A刀口密封圈(3)与多功能转换焊接组件(4)密封连接，并用A垫圈(13)、A螺栓与螺母组件(14)固紧密封；
超真空腔及法兰焊接组件(16)与多功能转换焊接组件(4)之间设置B刀口密封圈(15)密封连接，且将水管护套波纹管焊接组件(1)及其通过A刀口密封圈(3)与多功能转换焊接组件(4)密封连接的部位置于超真空腔内。
2.根据权利要求1所述的超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，其特征在于，多功能转换焊接组件(4)由A刀口法兰(4-1)、A法兰连接管(4-2)及B法兰(4-3)、B法兰连接管(4-4)与组合法兰(4-5)、松套法兰外环(4-6)组合而成；A刀口法兰(4-1)与A法兰连接管(4-2)焊接；B法兰(4-3)与B法兰连接管(4-4)焊接；松套法兰外环(4-6)与组合法兰(4-5)配合安装。
3.根据权利要求2所述的超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，其特征在于，
将水管护套波纹管焊接组件(1)通过A刀口密封圈(3)与多功能转换焊接组件(4)下端的A刀口法兰(4-1)密封连接；
将O型密封圈(6)装入多功能转换焊接组件(4)中B法兰(4-3)上，通过连接法兰(5)连接再使用A连接法兰固紧环(7)使其紧固密封；
多功能转换焊接组件(4)中组合法兰(4-5)及B刀口密封圈(15)与超高真空腔及法兰组件(16)连接,并通过螺栓与螺母组件(17)、B垫圈(18)固紧密封。
4.根据权利要求1所述的超高真空中高热载光学元件冷却水路密封的连接装置，其特征在于，将压紧螺钉(8)、密封法兰及弹性锁紧螺母(9)、低真空密封圈(10)与改制连接法兰(11)连接，起到密封水管及连接螺母组件(19)的作用。
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