CN104614831B - 大口径真空密封光学窗口组件 - Google Patents

大口径真空密封光学窗口组件 Download PDF

Info

Publication number
CN104614831B
CN104614831B CN201510005942.3A CN201510005942A CN104614831B CN 104614831 B CN104614831 B CN 104614831B CN 201510005942 A CN201510005942 A CN 201510005942A CN 104614831 B CN104614831 B CN 104614831B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical window
flange
inner flange
groove
window glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510005942.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104614831A (zh
Inventor
张鹏嵩
杨林华
蒋山平
李竑松
向艳红
王丹艺
张博伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Original Assignee
Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering filed Critical Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Priority to CN201510005942.3A priority Critical patent/CN104614831B/zh
Publication of CN104614831A publication Critical patent/CN104614831A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104614831B publication Critical patent/CN104614831B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/007—Pressure-resistant sight glasses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大口径真空密封光学窗口组件，包括光学窗口玻璃，内法兰，外法兰，吊带，六个固定块，两条密封圈，内法兰侧壁上设置螺纹孔用于装配过程中的吊装、翻转；内法兰外侧均布沉孔用于连接空间环模设备的接口法兰；内法兰中侧设置凹槽用于限定六个固定块的径向移动，同时在凹槽内上、下方向设置螺纹孔用于分别螺接六个固定块，左右方向设置螺纹孔固定吊带；内法兰内侧位置设置燕尾形密封槽，并采用O形密封圈实现光学窗口玻璃的静态密封，内法兰内侧设置方形密封槽用于方形密封圈的安装，使得外法兰在大气和真空环境下均能压紧光学窗口玻璃，而外法兰与固定块之间的间隙有所变化。

Description

大口径真空密封光学窗口组件
技术领域
本发明属于空间环境模拟技术领域，具体涉及一种用于模拟空间下对模拟太阳辐照进行有效通光的关键设备。
背景技术
大口径真空密封光学窗口组件来源于大型太阳模拟器研制任务，与空间环境模拟设备配套使用。担负着将大型太阳模拟器的光辐射引进空间环境模拟器和真空密封的双重作用，是太阳模拟器的重要组成部分。光学窗口玻璃直径非常大，加工尺寸达Φ934mm、通光口径约为Φ840mm，对光学材料、加工、光机结构设置和应用过程的稳定性等提出了很高的要求，常规真空密封光学窗口的固定和密封结构难以保证大口径光学窗口在此使用环境下稳定、可靠的工作。目前，国内还未有类似应用先例；此外，大口径真空密封光学窗口在空间激光武器研发，空间光学系统定标等领域具有重要应用价值，应用前景广阔。
目前，常规真空密封光学窗口组件通光口径在Φ400mm以下，通常采用内、外法兰结构进行光学窗口玻璃的固定和密封。其中，内法兰通过O形密封圈和螺栓与空间环模设备进行密封固定；外法兰与内法兰通过螺栓连接；光学窗口玻璃安装在内、外法兰之间，并通过外法兰压紧光学窗口玻璃与内法兰之间的O形密封圈进行密封连接，外法兰同时担负着光学窗口玻璃的承重和密封的双重作用。该光学窗口结构，能保证较小口径光学窗口组件的正常工作；但通过仿真计算和试验验证，对于上述的加工尺寸达Φ934mm，质量约为125kg的大口径光学窗口玻璃，在实际使用中容易造成外法兰结构变形，影响光学窗口玻璃与内法兰之间的密封效果和光学窗口玻璃安装的可靠性，从而使光学窗口组件失效。
鉴于现有常规真空密封光学窗口组件存在技术问题，难以适用于大口径光学窗口玻璃的真空密封。因此，研制一种新的大口径真空密封光学窗口组件非常必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大口径真空密封光学窗口组件，满足将大型太阳模拟器的光辐射引进空间环境模拟器和真空密封的双重需求。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
大口径真空密封光学窗口组件，主要包括光学窗口玻璃，内法兰，外法兰，吊带，六个固定块，两条密封圈，其中，光学窗口玻璃选用的材料为石英玻璃，内法兰侧壁上设置8个工艺螺纹孔用于装配过程中的吊装、翻转；内法兰径向按照离法兰通径中心距离从大到小依次为外侧、中侧、内侧，内法兰外侧均布24个沉孔用于连接空间环模设备的接口法兰；内法兰中侧设置凹槽用于限定六个固定块的径向移动，同时在凹槽内的纵向设置6组螺纹孔用于分别螺接六个固定块，横向设置2组螺纹孔固定吊带；内法兰内侧位置设置燕尾形密封槽，并采用O形密封圈实现光学窗口玻璃的静态密封，外法兰外侧设置12个沉孔用于分别与六个固定块螺接，4个螺孔用于安装吊具接口；外法兰上横向设置2个凹槽，用于吊带的通过；外法兰内侧设置方形密封槽用于方形密封圈的安装，并采用弹簧螺钉，使得外法兰在大气和真空环境下均能压紧光学窗口玻璃，而外法兰与固定块之间的间隙有所变化。
其中，吊带采用两端的固定结构螺接在内法兰上，用于承担窗口镜的重量。
其中，六个固定块上分别设置有2个沉孔用于与内法兰螺接，2个螺纹孔用于与外法兰螺接，2个销孔用于安装定位。
其中，两条密封圈分别为O形氟橡胶密封圈和方形氟橡胶密封圈。
其中，石英玻璃的直径为Φ934mm。
本发明的大口径真空密封光学窗口设置具有以下效果：
(1)能够实现加工尺寸达Φ934mm、通光口径约为Φ840mm光学窗口玻璃的固定安装；
(2)使光学窗口在1个大气压下处于良好的应力状态和密封状态，不发生突然断裂和具有较长使用寿命，以及使光学窗口玻璃自生的面型改变最小，保证光束的有效传播；
(3)克服了光学窗口受到来自内外压差和光、热环境的改变产生面形和密封状态变化所带来像质变化等光学性能影响的难题。
(4)能保证1×10-5Pa真空度的密封要求、漏率小于1.33×10-7Pa.m3/s要求，以及耐受压差应力优于9.6MPa。
附图说明
图1为本发明的大口径真空密封光学窗口组件的结构示意图。
图中：1—光学窗口玻璃；2—外法兰；3—吊带；4—固定块；5—内法兰。
图2为本发明的大口径真空密封光学窗口组件中外法兰的结构示意图。
图中，21—外法兰沉孔；22—外法兰工艺螺纹孔；23—密封槽；24—凹槽。
图3为本发明的大口径真空密封光学窗口组件中固定块的结构示意图。
图中，31—螺纹孔；32—销孔；33—固定块沉孔。
图4为本发明的大口径真空密封光学窗口组件中内法兰的结构示意图。
图中，41—内法兰吊装螺纹孔；42—内法兰沉孔；43—凹槽；44—密封槽；45—吊带螺纹孔；46—固定块螺纹孔。
具体实施方式
以下介绍的是作为本发明内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。
图1是本发明的大口径真空密封光学窗口组件的结构示意图。其中，本发明的大口径真空密封光学窗口组件是指用于安装固定Φ934mm、通光口径约为Φ840mm光学窗口玻璃的真空密封光学窗口组件，其包括光学窗口玻璃1、外法兰2、固定块3、内法兰4、吊带5。其中，光学窗口玻璃1通过1条吊带5承担重量，并由外法兰2、内法兰4安装定位；吊带5通过两端的固定结构螺接在内法兰4上；外法兰2、内法兰4通过六个固定块3进行连接。
图2是本发明的大口径真空密封光学窗口组件中外法兰的结构示意图。外法兰包括：外法兰沉孔21、外法兰工艺螺纹孔22、密封槽23、凹槽24。其中，外法兰通过外侧的12个沉孔21与6个固定块使用弹簧螺钉进行螺接并压紧窗口镜，使光学窗口玻璃与内法兰实现静态密封；外法兰外侧的4吊装螺纹孔22作为吊具安装接口；外法兰内侧的密封槽23放置方形氟橡胶垫圈，左右方向上设置2个凹槽24用于吊带的通过。
图3是本发明的大口径真空密封光学窗口组件中的固定块结构示意图。包括：螺纹孔31、销孔32、固定块沉孔33。其中，固定块通过2个螺纹孔31与外法兰螺接；2个销孔32用于固定块定位；通过固定块2沉孔33螺接在内法兰上，同时作为外法兰的底座。
图4是本发明的大口径真空密封光学窗口组件中的内法兰结构示意图。包括：内法兰吊装螺纹孔41、内法兰沉孔42、凹槽43、密封槽44、吊带螺纹孔45、固定块螺纹孔46。内法兰是与空间环境模拟器接口法兰以及固定块相连接的法兰。内法兰侧壁上的8个工艺螺纹孔41用于装配过程中的吊装、翻转，通过内法兰外侧均布24个沉孔42与空间环境模拟器接口法兰连接，内法兰中间位置的凹槽43用于限定固定块的径向移动，在内法兰内侧密封槽44放置O形密封圈，通过左右方向的2组吊带螺纹孔45固定吊带，通过凹槽内上、下方向设置6组螺纹孔固定块螺纹孔46与固定块进行螺接。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.大口径真空密封光学窗口组件，主要包括光学窗口玻璃，内法兰，外法兰，吊带，六个固定块，两条密封圈，其中，光学窗口玻璃选用的材料为石英玻璃，内法兰侧壁上设置8个工艺螺纹孔用于装配过程中的吊装、翻转；内法兰径向按照离法兰通径中心距离从大到小依次为外侧、中侧、内侧，内法兰外侧均布24个沉孔用于连接空间环模设备的接口法兰；内法兰中侧设置凹槽用于限定六个固定块的径向移动，同时在凹槽内的纵向设置6组螺纹孔用于分别螺接六个固定块，横向设置2组螺纹孔固定吊带；内法兰内侧位置设置燕尾形密封槽，并采用O形密封圈实现光学窗口玻璃的静态密封，外法兰外侧设置12个沉孔用于分别与六个固定块螺接，4个螺孔用于安装吊具接口；外法兰上横向设置2个凹槽，用于吊带的通过；外法兰内侧设置方形密封槽用于方形密封圈的安装，并采用弹簧螺钉，使得外法兰在大气和真空环境下均能压紧光学窗口玻璃，而外法兰与固定块之间的间隙有所变化。
2.如权利要求1所述的大口径真空密封光学窗口组件，其中，吊带采用两端的固定结构螺接在内法兰上，用于承担窗口镜的重量。
3.如权利要求1所述的大口径真空密封光学窗口组件，其中，六个固定块上分别设置有2个沉孔用于与内法兰螺接，2个螺纹孔用于与外法兰螺接，2个销孔用于安装定位。
4.如权利要求1所述的大口径真空密封光学窗口组件，其中，两条密封圈分别为O形氟橡胶密封圈和方形氟橡胶密封圈。
5.如权利要求1-4任一项所述的大口径真空密封光学窗口组件，其中，石英玻璃的直径为Φ934mm。
CN201510005942.3A 2015-01-07 2015-01-07 大口径真空密封光学窗口组件 Active CN104614831B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510005942.3A CN104614831B (zh) 2015-01-07 2015-01-07 大口径真空密封光学窗口组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510005942.3A CN104614831B (zh) 2015-01-07 2015-01-07 大口径真空密封光学窗口组件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104614831A CN104614831A (zh) 2015-05-13
CN104614831B true CN104614831B (zh) 2017-01-11

Family

ID=53149356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510005942.3A Active CN104614831B (zh) 2015-01-07 2015-01-07 大口径真空密封光学窗口组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104614831B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106124134B (zh) * 2016-07-27 2018-10-16 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学窗口组件漏率检测装置及检测方法
CN106323578B (zh) * 2016-08-10 2019-03-26 中国工程物理研究院流体物理研究所 抗爆炸冲击的密封光学测试窗口装置
CN107144936B (zh) * 2017-06-26 2020-01-10 中国科学院光电技术研究所 一种压差环境光学窗口的加工方法
CN108167707A (zh) * 2018-02-05 2018-06-15 北京卫星环境工程研究所 大口径多通道积分器系统
CN112782821A (zh) * 2019-10-23 2021-05-11 湖州中芯半导体科技有限公司 一种cvd金刚石高真空光学窗装置
CN113123711A (zh) * 2021-04-19 2021-07-16 华中科技大学 一种高密封性能的光学观察窗口
CN113341632B (zh) * 2021-04-30 2022-09-02 北京空间机电研究所 一种相机光学窗口密封结构及其设计方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5459609A (en) * 1993-09-01 1995-10-17 Schrag; Grant M. Hermetically sealed optical mounting assembly
CN202330824U (zh) * 2011-11-02 2012-07-11 上海远跃制药机械股份有限公司 一种新型人孔视镜结构
CN102981236B (zh) * 2012-12-25 2014-10-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种防脱扣的镜头密封装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104614831A (zh) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104614831B (zh) 大口径真空密封光学窗口组件
CN104595495A (zh) 一种新型磁流体密封装置
CN205354675U (zh) 一种主泵水力部件静压试验二、三级密封模拟装置
CN203052055U (zh) 一种快速接头
CN205919125U (zh) 化工管道安全罩
KR101807757B1 (ko) 실링용 진공 배관 장치
CN102101237A (zh) 一种管路拆卸夹具
CN201363623Y (zh) 一种壁灯
CN203926781U (zh) 一种耐腐蚀泵的机械密封装置
US3328573A (en) Explosion-proof joint
CN204300705U (zh) 一种查漏装置
CN205304145U (zh) 一种便于拆装防爆接线箱
CN104048753A (zh) 一种火焰探测装置
CN106813029B (zh) 缠绕垫片
KR101600892B1 (ko) 전기 관통구 집합체
CN211639693U (zh) 填料函拆卸工具
CN109341971B (zh) 一种低冲击空间对接密封泄漏测试系统
CN103851425B (zh) 防爆吊灯结构
Staff Questions & Answers
CN105546242A (zh) 一种不锈钢管连接件
CN203335628U (zh) 一种用于飞机燃油系统试验转台的转盘轴承结构
GB1271095A (en) A seal for an annular space between concentric pipes
RU212291U9 (ru) Вакуумное герметичное соединение
CN204986563U (zh) 一种防爆led灯具结构
CN203929222U (zh) 一种火焰探测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant