CN104141792A - 一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置 - Google Patents

一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置 Download PDF

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程平
郑倩瑛
洪义
黄晓
郭艳林
邵杰
周振
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Guangzhou Hexin Analytical Instrument Co., Ltd.
Kunshan Hexin Zhipu Technology Co.,Ltd.
University of Shanghai for Science and Technology
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KUNSHAN HEXIN ZHIPU TECHNOLOGY CO LTD
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Abstract

本发明公开了一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，涉及密封装置领域，为解决光腔衰荡光谱技术中腔长不可调等问题而设计。该密封装置具有设有密封端和开口端的外管和设有密封端和开口端的内管，内管的开口端可移动式的插入外管中，通过螺纹连接调节管件伸缩量，实现腔长可调，还具有锁定环和密封圈，以实现内管和外管间的良好的密封性，并且保证了内管和外管的同心度，便于光腔衰荡光谱技术的研究。

Description

一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置
技术领域
本发明涉及一种密封装置领域，具体涉及一种用于光腔衰荡光谱技术中的密封装置。
背景技术
光腔衰荡光谱技术具有检测限低、时间分辨率高及不受光源强度变化影响等优点，因此被广泛应用于气溶胶消光系数的研究中，其原理为：将一束脉冲激光耦合进光学谐振腔中，谐振腔由一对平行相对、曲率半径为r，反射率为R的反射镜组成，激光在腔内两个反射镜间来回反射，由于反射镜的损耗和腔内介质的消光等，输出反射镜后的激光强度会随时间成单指数衰减，所以该谐振腔也被称为衰荡腔。
真空中，衰荡腔中的光强随时间变化关系为：i(t)＝i0exp[-(1-R)tc/L]，其中L为光腔长度，c为光速，t为激光脉冲在腔体中的时间；当衰荡腔内有气体时，光强随时间变化关系为i(t)＝i0exp{-[(1-R)+αext,gl]tc/L}，其中αext,g为气体的消光系数，l为样品的吸收光程长度；当衰荡腔内通入气溶胶(即气体中混有气溶胶)时，光强随时间变化关系变为i(t)＝i0exp{-[(1-R)+αext,gl+αext,sl]tc/L}，其中αext,s为气溶胶的消光系数，通过分别测量背景气体及气体和气溶胶的衰荡时间(τ0和τ)，就可得到气溶胶的消光系数，即αext,s＝(1/τ-1/τ0)L/cl，由此式可见气溶胶的消光系数与腔长L成正比。
腔长L在光腔衰荡光谱技术中具有重要作用，在研究阶段需要通过不断的调整腔长L以确定适合于特定应用的腔长L值，现有技术中大多采用固定腔长L的单管，因而在研究阶段需要分别加工不同腔长的腔体以满足腔长调整的需求，加工耗时耗成本，更换腔体费时且麻烦，因而对研究具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，以实现密封装置的腔长可调。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，包括设有密封端和开口端的内管、设有密封端和开口端的外管、进气口和排气口，所述内管的开口端可移动式的插入在所述外管的开口端内形成密封腔；所述进气口和排气口与所述密封腔相连通。
优选的，所述内管的外圆周面设有外螺纹，外管的内圆周面设有内螺纹，所述内管的开口端通过螺纹连接在所述外管的内部。
进一步的，本发明提供的密封装置还包括锁定环以及密封圈，所述锁定环和密封圈均可滑动地套置在所述内管上，且所述密封圈设在所述锁定环和所述外管开口端之间；
进一步的，所述锁定环在靠近所述外管开口端一侧的端面内侧设有第一环形凹槽；
进一步的，所述外管与所述内管的连接端的端面内侧设有第二环形凹槽；
进一步的，所述密封圈置于所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽之间；
优选的，所述锁定环通过螺纹连接于所述内管的外部。
进一步的，所述外管的密封端采用第一腔体法兰焊接而成，所述内管采用第二腔体法兰焊接而成；优选的，所述进气口设于靠近第一腔体法兰侧的外管上；
优选的，所述排气口设于靠近第二腔体法兰侧的内管上，且设于所述第二腔体法兰和所述锁定环之间。
当锁定环处于锁定位置时，所述密封圈被锁定环压在第一环形凹槽和第二环形凹槽共同形成的空腔内，实现内管和外管间的密封，并且保证了内管和外管的同心度；当锁定环处于非锁定位置时，锁定环和密封圈可互不干涉。
所述内管和外管的连接并不局限于螺纹连接，还可以是卡扣连接或者其他连接方式；所述锁定环与内管的连接也并不局限于螺纹连接，可以通过卡箍连接实现锁定环对密封圈的压紧进而起到密封的作用。
本发明的有益效果为：
(1)通过内管和外管的螺纹连接，使得管件的伸缩量可以灵活调节，根据研究的需求即时改变腔长。
(2)锁定环处于锁定位置时，锁定环将密封圈压紧在环形凹槽形成的空腔内，对内管和外管间进行密封，密封性好，稳固性强，有利于光谱技术的精确研究。
(3)内管和外管通过密封圈和锁定环的连接，保证了内管和外管的同心度，使得激光同心穿过前后两片高反镜，减少了调节腔体的工序。
附图说明
图1为本发明的密封装置结构示意图；
图2为本发明提供的密封装置内管和外管间非锁定的结构示意图；
图中：
1、内管；2、外管；31、第一腔体法兰；32、第二腔体法兰；41、进气口；42、排气口；5、密封圈；6、锁定环；71、第一腔体法兰72、第二腔体法兰。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
参见图1、2，一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置：包括设有密封端和开口端的内管1、设有密封端和开口端的外管2、进气口41和排气42，所述内管1的开口端可移动式的插入在所述外管2的开口端内形成密封腔；所述进气口41和排气口42与所述密封腔相连通，通过移动内管位置实现调节腔长，具体方式是通过螺纹连接，所述内管1的外圆周面设有外螺纹，外管2的内圆周面设有内螺纹，所述内管1的开口端通过螺纹连接在所述外管2的内部，通过螺纹连接改变管件的伸缩量，进而改变腔长。
本实施例提供的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，还具有外表面滚花的锁定环6及密封圈5，所述锁定环6和密封圈5均可滑动地套置在所述内管1上，且所述密封圈5设于所述锁定环6和所述外管2的开口端之间，所述锁定环6是通过螺纹连接于所述内管1的外部，所述锁定环6外表面滚花在工作时可以起到防滑作用。锁定环6在靠近所述外管2开口端一侧的端面内侧设有第一环形凹槽71，所述外管2开口端的端面内侧设有第二环形凹槽72，所述密封圈5置于所述第一环形凹槽71和所述第二环形凹槽72之间。内管1和外管2的密封端是通过采用焊接腔体法兰实现密封，外管2的密封端焊接第一腔体法兰31，内管1的密封端焊接有第二腔体法兰32，所述进气口41设于靠近第一腔体法兰31侧的外管2上，所述排气口42设于靠近第二腔体法兰32侧的内管1上，且所述排气口42设于所述第二腔体法兰32和所述锁定环6之间。内管1和外管2之间形成的腔长可调，因此会形成一个最大密封腔和最小密封腔，所述进气口41的位置可根据形成最小密封腔的内管1的位置而定，即不能设于内管1和外管2的螺纹重合部分上，阻碍其连通。
内管1和外管2的连接并不局限于螺纹连接，也可以是在外管2内设置多个卡扣，内管1通过与不同卡扣连接实现调节腔长，锁定环6与内管1的连接也可以通过卡箍锁定或者其他方式实现连接，而不局限于螺纹连接。当调节好内管和外管之间的伸缩量满足合适的腔长时，锁定环需要对管件进行锁定，以实现内管和外管间的密封，并且保证内管和外管的同心度，使得激光同心穿过前后两片高反镜，减少调节腔体位置的工序，在锁定环处于锁定位置时，所述密封圈被锁定环压在第一环形凹槽71和第二环形凹槽72共同形成的空腔内，实现内管1和外管2间的密封；当锁定环处于非锁定位置时，密封圈可脱离于所述第二环形凹槽，锁定环和密封圈均可处于排气口一侧的自由位置。
以上是结合附图给出的实施例，仅是实现本发明的优选方案而非对其限制，任何对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。本发明的保护范围还包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。

Claims (10)

1.一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：包括设有密封端和开口端的内管(1)、设有密封端和开口端的外管(2)、进气口(41)和排气口(42)，所述内管(1)的开口端可移动式的插入在所述外管(2)的开口端内形成密封腔；所述进气口(41)和排气口(42)与所述密封腔相连通。 
2.根据权利要求1所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述内管(1)的外圆周面设有外螺纹，外管(2)的内圆周面设有内螺纹，所述内管(1)的开口端通过螺纹连接在所述外管(2)的内部。 
3.根据权利要求1所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：还包括锁定环(6)和密封圈(5)，所述锁定环(6)和密封圈(5)均可滑动地套置在所述内管(1)上，且所述密封圈(5)设在所述锁定环(6)和所述外管(2)的开口端之间。 
4.根据权利要求3所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述锁定环(6)在靠近所述外管(2)开口端一侧的端面内侧设有第一环形凹槽(71)。 
5.根据权利要求4所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述外管(2)的开口端的端面内侧设有第二环形凹槽(72)。 
6.根据权利要求5所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述密封圈(5)置于所述第一环形凹槽(71)和所述第二环形凹槽(72)之间。 
7.根据权利要求3所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述锁定环(6)通过螺纹连接于所述内管(1)的外部。 
8.根据权利要求3所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述外管(2)的密封端采用第一腔体法兰(31)焊接而成，所述内管(1) 的密封端采用第二腔体法兰(32)焊接而成。
9.根据权利要求8所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述进气口(41)设于靠近所述第一腔体法兰(31)侧的外管(2)上； 
所述排气口(42)设于靠近所述第二腔体法兰(32)侧的内管(1)上，且所述排气口(42)设于所述第二腔体法兰(32)和所述锁定环(6)之间。 
10.根据权利要求6所述的一种基于光腔衰荡光谱技术的密封装置，其特征在于：所述密封圈(5)被锁定环(6)压在第一环形凹槽(71)和第二环形凹槽(72)共同形成的空腔内，实现内管(1)和外管(2)间的密封。 
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