CN108448209B - 一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构，所述多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构包括若干层聚酰亚胺薄膜，相邻的所述聚酰亚胺薄膜之间设置有法兰，所述法兰以及真空窗的窗口与聚酰亚胺薄膜的接触面均设置有O型密封圈容置槽，所述O型密封圈容置槽内设置有O型密封圈。本申请与传统的单层聚酰亚胺薄膜以及薄膜与泡沫组合的技术方案相比，在多层聚酰亚胺薄膜真空窗的技术方案中，相邻腔体内部的压强差小于一个大气压，使得腔体之间的薄膜变形量减小，从而使得使用薄膜的可靠性和寿命得到提高。

Description

一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构

技术领域

本发明属于机械结构领域，具体涉及一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构。

背景技术

微波透明的真空窗是射电望远镜接收机前端制冷杜瓦上必需的结构，其作用是作为微波信号的通道，使其进入杜瓦内部，被极化器等微波器件接收。微波透明真空窗通常的做法如图1所示：在真空窗1的窗口直径尺寸较小时，直接用聚酰亚胺薄膜2覆盖窗口部位，然后在聚酰亚胺薄膜2上方设置法兰；真空窗1的窗口部位与聚酰亚胺薄膜2的接触面设置有O型密封圈3；聚酰亚胺薄膜2同时起到密封和承载大气压力的作用。

当真空窗口直径尺寸较大时，根据窗口直径的大小裁取与口径一致的泡沫材料4粘接在泡沫支撑圆环5的内壁，用于承载来自杜瓦外部的大气压力，泡沫材料4的上表面覆盖聚酰亚胺薄膜2用于密封窗口，其结构如图2所示。

对于频率较低的接收机的制冷杜瓦，杜瓦真空窗口直径随着内部微波器件口径的增大而增大。由于杜瓦工作时内部是高真空状态，这样窗口泡沫承受的压力随口径的增大而加大，需要选择强度和厚度更大的泡沫来抵抗大气压力。过厚的泡沫对微波信号的衰减加大，并且安装粘结过程中环氧胶不容易均匀粘合，真空窗容易出现泡沫断裂而失效现象。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构，其采用了多层腔体的多层真空窗结构，解决了传统真空窗结构在较大口径的情况下泡沫易脱落和碎裂，从而真空窗失效的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构，所述多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构包括若干层聚酰亚胺薄膜，相邻的所述聚酰亚胺薄膜之间设置有法兰，所述法兰以及真空窗的窗口与聚酰亚胺薄膜的接触面均设置有O型密封圈容置槽，所述O型密封圈容置槽内设置有O型密封圈。

进一步，所述聚酰亚胺薄膜不少于3层。

进一步，所述法兰的厚度从下至上依次减小。

本发明具有以下有益技术效果：

本申请与传统的单层聚酰亚胺薄膜以及聚酰亚胺薄膜与泡沫组合的技术方案相比，在多层聚酰亚胺薄膜真空窗的技术方案中，相邻腔体内部的压强差小于一个大气压，使得腔体之间的薄膜变形量减小，从而使得使用薄膜的可靠性和寿命得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中单层聚酰亚胺薄膜结构的真空窗结构的剖面结构示意图；

图2为现有技术中单层聚酰亚胺薄膜结构与泡沫材料组合的真空窗结构的剖面结构示意图；

图3为本发明的多层聚酰亚胺薄膜的真空窗结构的剖面结构示意图；

图中：1-真空窗、2-聚酰亚胺薄膜、3-O型密封圈、4-泡沫材料、5-泡沫支撑圆环。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

如图3所示，本发明提供了一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构，该多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构包括若干层聚酰亚胺薄膜2，相邻的所述聚酰亚胺薄膜2之间设置有法兰，所述法兰以及真空窗的窗口与聚酰亚胺薄膜的接触面均设置有O型密封圈容置槽，所述O型密封圈容置槽内设置有O型密封圈3。

聚酰亚胺薄膜不少于3层，优选为5层。

在该实施例中采用5层厚度相同的法兰，形成5个体积相同的腔体，这样腔体1与2间的聚酰薄膜承受的变形力最大，依次向上，腔体4与腔体5间聚酰薄膜承受的变形力最小。这个结构也可以采用自下而上5块厚度依次渐小的法兰，形成5个体积依次渐小的腔体，经过精确计算法兰厚度，可以使每两个腔体间聚酰薄膜承受相同的变形力。

本发明在传统真空窗结构的外部，增加由法兰和聚酰膜形成的四到五个独立的腔体结构，每个腔体用O形圈与大气隔离。这样当杜瓦内部在真空泵的作用下，逐渐进入真空状态时，最下层的薄膜因上下压力不平衡，会向下凹陷，这使得腔体1内部的压强也随之下降；腔体1内部压强的下降又导致了腔体1和2之间的薄膜受力不平衡而向下凹陷....最终，腔体1、2、…内部的压强依次递增，最上层的腔体内部的压强最接近大气压。与传统的单层聚酰薄膜和薄膜与泡沫组合的技术方案相比，在多层聚酰薄膜真空窗的技术方案中，相邻腔体内部的压强差小于一个大气压，使得腔体之间的薄膜变形量减小，从而使得使用薄膜的可靠性和寿命得到提高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构，其特征在于，所述多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构包括若干层聚酰亚胺薄膜，相邻的所述聚酰亚胺薄膜之间设置有法兰，所述法兰以及真空窗的窗口与聚酰亚胺薄膜的接触面均设置有O型密封圈容置槽，所述O型密封圈容置槽内设置有O型密封圈；所述聚酰亚胺薄膜为5层。

2.根据权利要求1所述的用于射频前端制冷杜瓦的多层聚酰亚胺薄膜真空窗结构，其特征在于，所述法兰的厚度从下至上依次减小。