CN107732519A - 一种用于真空仪器的超高电压接头 - Google Patents

一种用于真空仪器的超高电压接头 Download PDF

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Abstract

本发明为一种超高电压连接头，包括高电压电缆、护线套、密封垫、固定螺母、冷压公针、绝缘件、接头本体、冷压母针、导线；护线套套设于高电压电缆外周，固定螺母与护线套固定连接；密封垫为中间设置有通孔的锥形体，套设于高电压电缆的外周；绝缘件一端设置有与密封垫相配合的内凹槽，另一端设置有通孔，通孔可容纳焊接有导线的冷压母针；冷压公针固定于通孔内；绝缘件套设于在接头本体内部，并通过接头本体与固定螺母固定。使用时，绝缘件的密封垫受压膨胀，形成密封隔离，同时，冷压母针与冷压公头接触，实现真空电极的引入。本发明中的超高电压真空接头，尺寸小巧、结构简单、成本低，可实现真空密封和高电压传输效果。

Description

一种用于真空仪器的超高电压接头
技术领域
本发明涉及电源连接装置，特别涉及真空类仪器的高电压电接头。
背景技术
精密分析仪器常常需要在真空环境下运行，如质谱仪器，该类仪器常常需要保证高真空环境以取得更好的检测效果。于此同时，该类仪器也常常需要高电压运行。因此如何既保证仪器所需要的高真空环境，又要使能在保证结构设计紧凑的情况下采用高电压接头将超高电压电极引入仪器，避免放电现象，往往成为精密仪器设计的一大难题。
目前常见的普通超高电压接头采取公头和母头分开的形式，公头一般与精密仪器安装在一起，中间芯为导体，利用环氧树脂胶封固定导体，起到密封和绝缘作用；外面采用o圈的形式压在精密仪器腔体上起到密封作用；母头内部利用长硅胶管套住导线，导线上焊上插针。现有技术中只是增加了电极和地极的距离，并未从真正意义上隔离开电极和地极；整套系统占用空间大，难以将其应用于需要节省空间的精密仪器上；并且成本技术要求高，结构复杂。
另外还有焊接形式的超高电压接头，利用陶瓷焊接代替环氧树脂封胶形式起到密封和绝缘效果，这种方式对技术要求高。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明旨在提供一种真空仪器的超高电压接头，该超高电压真空接头，尺寸小巧、结构简单、成本低，可实现真空密封和高电压传输效果。
本发明的具体技术方案为一种超高电压连接头，包括高电压电缆(1)、护线套(2)、密封垫(3)、固定螺母(4)、冷压公针(5)、绝缘件(8)、接头本体(9)、冷压母针(10)、导线(11)；护线套(2)套设于高电压电缆外周，固定螺母(4)与护线套(2)固定连接；密封垫(3)为中间设置有通孔的锥形体，套设于高电压电缆(1)的外周；绝缘件一端设置有与密封垫相配合的内凹槽，另一端设置有通孔，通孔可容纳焊接有导线的冷压母针；冷压公针末端固定于通孔内，冷压公针的前端位于内凹槽的底部；绝缘件套设于在接头本体内部，并通过接头本体与固定螺母固定。
进一步地，护线套(2)的外周上设置有凹槽，固定螺母(4)的一端设置为凸出端，凸出端与凹槽嵌合实现护线套与固定螺母的固定连接。
进一步地，密封垫(3)的通孔直径小于绝缘层直径；密封垫位于不锈钢螺母内部，并与护线套相抵接。
进一步地，冷压公针(5)焊接在高电压电缆(1)的电极导体上。
进一步地，绝缘件由绝缘材料制成，例如聚醚醚酮材料、陶瓷或其它绝缘材料。绝缘件的通孔内还设置有卡块；冷压公针(5)通过卡块固定于通孔内。冷压公针与绝缘件通过胶水进一步固定及密封。绝缘件还设置有固定件。
进一步地，还包括有第一密封圈，第一密封圈(6)设置于绝缘件(8)与接头本体之间。
进一步地，还包括有第二密封圈，第二密封圈设置于接头本体外周。
本发明与现有技术相比可实现以下有益效果：
本发明通过密封垫与绝缘件的形状配合，使得密封垫受压膨胀，形成密封隔离组件，同时，还在绝缘件与接头本体之间设置第一密封圈，并用胶水固定冷压公针，实现高电压连接头的全面隔离。该设备通过绝缘密封的方式，全面隔离开电极和地极，实现了隔离的放电，无限延长放电沿面的作用效果，能在有限的距离内实现高电压连接。
本发明中的超高电压真空接头本接头尺寸较小，最大外径仅20mm，总长仅45mm，便可耐35kV以上的直流电压，解决了真空仪器真空密封以及高电压电放电的问题，可实现真空密封和高电压传输效果。
本发明制作成本较低，方便灵活用于各种精密仪器上，在功效、成本、结构方面可以替换现有仪器上常用的商业化电接头，在分析仪器上具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述超高电压接头未接通状态下的结构图。
图2为本发明所述超高电压接头接通状态下的结构图。
图3为本发明所述超高电压接头整体外观示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及说明书附图对本发明作进一步具体详细描述。
如图1所示的超高电压连接头，包括高电压电缆(1)、护线套(2)、密封垫(3)、固定螺母(4)、冷压公针(5)、第一密封圈(6)、第二密封圈(7)、PEEK绝缘件(8)、不锈钢接头本体(9)、冷压母针(10)、导线(11)。高电压电缆(1)的单芯线缆外周依次设置有绝缘层、屏蔽层及外护套层。护线套(2)的外周上设置有凹槽，护线套(2)套设于高电压电缆的外护套层和屏蔽层的外周。固定螺母(4)的一端设置为凸出端，凸出端的内径小于螺母的内径，且凸出端的宽度与护线套凹槽宽度相适应，通过凸出端与凹槽的嵌合实现护线套与固定螺母的连接，使高电压电缆的屏蔽层与固定螺母(4)接通。固定螺母(4)可采用不锈钢材料制成。在本实施例中，固定螺母(4)的外径的为20mm。密封垫(3)为中间设置有通孔的锥形体，通孔直径小于绝缘层直径，套设于高电压电缆(1)的绝缘层的外周；密封垫位于不锈钢螺母内部，并与护线套相抵接。密封垫可以为硅胶垫或其它具有密封特性的材料。
所述冷压公针(5)焊接在高电压电缆(1)的电极导体上。绝缘件由绝缘材料制成，例如聚醚醚酮材料、陶瓷或其它绝缘材料。绝缘件为漏斗状，绝缘件第一部分设置有与密封垫相配合的内凹槽，第二部分设置有通孔，通孔用于容纳冷压母针(10)，且第一部分的外径大于第二部分的外径。通孔内还设置有卡块，冷压公针(5)通过卡块固定于通孔内，冷压公针的前端位于内凹槽的底部，并通过胶水使冷压公针与绝缘件进一步固定及密封。当高电压连接头接通时，冷压公针的前端与高电压电缆接触并连接。绝缘件(8)的外部形状与接头本体的内部通孔形状相对应，绝缘件套设于接头本体(9)的内部，在绝缘件的第一部分与第二部分的台阶连接处设置有第一密封圈(6),通过第一密封圈(6)使两者接触密封。接头本体与固定螺母通过螺纹连接。绝缘件(8)还设置有固定件，与绝缘件(8)的第二部分的外侧端螺纹连接，用于紧固绝缘件(8)与接头本体的相对位置。接头本体外周还设置有密封圈槽，安装设置有第二密封圈(7)，用于实现接头本体与仪器之间的密封。
冷压母针(10)与导线(11)焊接，使用时，将冷压母针(10)插入绝缘件(8)中，与冷压公头接触，实现真空电极的引入。
如图2、3所示，当超高电压接头接通时，接头本体(9)旋入固定螺母(4)内部，绝缘件挤压密封垫，使得密封垫处于压缩状态，此时，硅胶在内力作用下向外膨胀，在高电压线缆与固定螺母的接地部分之间形成密封隔离，高电压实现放电沿面无限长，从而阻止高电压放电。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高电压连接头，其特征在于：包括高电压电缆(1)、密封垫(3)、固定螺母(4)、冷压公针(5)、绝缘件(8)、接头本体(9)、冷压母针(10)、导线(11)；其特征在于：固定螺母(4)与高电压电缆固定连接；密封垫(3)为中间设置有通孔的锥形体，套设于高电压电缆(1)的外周；绝缘件一端设置有与密封垫相配合的内凹槽，另一端设置有通孔，通孔可容纳焊接有导线的冷压母针；冷压公针固定于通孔内，冷压公针的前端可与高电压电缆导通；绝缘件与固定螺母固定；当所述超高压连接头接通时，通过密封垫(3)及绝缘件(8)实现绝缘密封，将冷压公针(5)和地极隔离，实现无限延长放电沿面。
2.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：还设置有护线套(2)，护线套(2)套设于高电压电缆外周，护线套(2)的外周上设置有凹槽，固定螺母(4)的一端设置为凸出端，凸出端与凹槽嵌合实现护线套与固定螺母的固定连接。
3.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：密封垫(3)的通孔直径小于绝缘层直径；密封垫位于螺母内部，并与护线套相抵接；密封垫为硅胶垫。
4.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：冷压公针(5)焊接在高电压电缆(1)的电极导体上。
5.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：绝缘件由聚醚醚酮或陶瓷材料制成。
6.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：绝缘件的通孔内还设置有卡块；冷压公针(5)通过卡块固定于通孔内。
7.根据权利要求6所述的超高电压连接头，其特征在于：冷压公针与绝缘件通过胶水进一步固定及密封。
8.根据权利要求6所述的超高电压连接头，其特征在于：还设置有接头本体，绝缘件套设于在接头本体内部，并通过接头本体与固定螺母固定；绝缘件还设置有固定件。
9.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：还包括有第一密封圈，第一密封圈(6)设置于绝缘件(8)与接头本体之间。
10.根据权利要求1所述的超高电压连接头，其特征在于：还包括有第二密封圈，第二密封圈设置于接头本体外周。
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