CN109301568B - 一种用于低温及真空环境的电连接器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于低温及真空环境的电连接器及其制造方法，电连接器包括G10环氧管，G10环氧管两端螺纹连接有第一不锈钢管及第二不锈钢管，电极杆穿设在G10环氧管中，G10环氧管的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管及第二不锈钢管的外壁上均密封裹设有低温环氧胶，低温环氧胶内填充有玻璃纤维；制造方法包括涂抹低温环氧胶、绕制玻璃纤维等步骤。本发明利用同材料线膨胀系数相同的原理，配合结构的改进优化，使电连接器能够适应真空及低温环境，保证电连接器两侧无泄漏，具有加工简单，安全可靠，强度好，工艺优良，成本低廉的优势。

Description

一种用于低温及真空环境的电连接器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电连接器，具体涉及一种用于低温及真空环境的电连接器及其制造方法。
背景技术
低温超导线圈装置，为了消除电流引线传输线真空环境对超导线圈主真空环境的影响，需要使用不锈钢真空隔板隔开，同时低温超导线圈在4.2K液氦温度下进行工作，如果超导线圈失超会造成液氦汽化使导体内压强急剧升高，引起严重的安全事故，失超保护线与超导线圈同步布置，测量线圈两端的电压信号做为反馈信号，保护整个装置的安全运行。
此种电连接器，用以真空隔断超导线圈端与电流引线端失超保护线的连接，同时具备气密性及对地绝缘，以往的装配工艺是：如图1所示，失超保护线1穿过G10环氧板2板上的小孔3后，孔内部填充低温环氧胶10，常温固化，穿过隔板4对地绝缘，隔板5与G10环氧板2之间设置密封圈5。在装置使用过程中发现产生泄漏问题，分析结论为，主要是由于低温及真空环境下由于上述各种材料线膨胀系数不同引起的，从而造成材料产生不同程度的形变，整体结构发生改变，结合面出现裂纹或者缺陷，无法确保密封状态，导致泄露。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够确保在真空及低温环境下保证电连接器两侧真空无泄漏的用于低温及真空环境的电连接器，以及提供一种上述电连接器的制造方法。
一种用于低温及真空环境的电连接器，包括G10环氧管，G10环氧管两端螺纹连接有第一不锈钢管及第二不锈钢管，电极杆穿设在G10环氧管中，G10环氧管的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管及第二不锈钢管的外壁上均密封裹设有低温环氧胶，低温环氧胶内填充有玻璃纤维。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述第一不锈钢管及第二不锈钢管靠近G10环氧管中部处的外壁向外翻边。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述G10环氧管与第一不锈钢管及第二不锈钢管的螺纹连接处涂设有低温环氧胶。
一种用于低温及真空环境的电连接器的制造方法，制造上述用于低温及真空环境的电连接器，所述制造方法包括以下步骤：
所述用于低温及真空环境的电连接器的制造方法，包括以下步骤：
(1)、将G10环氧管、第一不锈钢管及第二不锈钢管清洗后，进行烘干；
(2)、在G10环氧管的两端螺纹处涂抹低温环氧胶，并与第一不锈钢管及第二不锈钢管通过螺纹相连接；
(3)、插入电极杆，电极杆与第二不锈钢管焊接固定；
(4)、将玻璃纤维绕制到G10环氧管的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管及第二不锈钢管的外壁上，在绕制过程中同时涂抹低温环氧胶；
(5)、烘干固化；
(6)、按设计尺寸进行车加工。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述步骤(5)中，烘干温度为80℃，保温24h后实现固化。
本发明利用同材料线膨胀系数相同的原理，配合结构的改进优化，使电连接器能够适应真空及低温环境(4.2K)，保证电连接器两侧无泄漏，具有加工简单，安全可靠，强度好，工艺优良，成本低廉的优势，能有效满足低温超导装置指在实验时工况需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明背景技术中电连接器的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图2，本发明提供的一种用于低温及真空环境的电连接器，包括G10环氧管6，G10环氧管6两端螺纹连接有第一不锈钢管7及第二不锈钢管8，电极杆9穿设在G10环氧管6中，两端延伸出第一不锈钢管7及第二不锈钢管8，通过电极杆连接电连接器两侧的失超保护线，从而实现电路连通，G10环氧管6的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管7及第二不锈钢管8的外壁上均密封裹设有低温环氧胶10，低温环氧胶10内填充有玻璃纤维11。
由于G10环氧管6与玻璃纤维11和低温环氧胶10的复合材料材质结构相近，均为DWZ低温环氧树脂胶(低温下具有良好力学性能和真空性能)，膨胀系数相同，所以在低温及真空环境下，并不影响密封性能。另外由于低温环氧胶10也是包覆在第一不锈钢管7及第二不锈钢管8的外壁上的，不锈钢表面与低温环氧树脂和玻璃纤维复合材料，绕制完成固化后，但是环氧树脂由于粘滞性与柔韧性仅低温固化后依然存在，使得其既有硬性，又有韧性，使低温环氧胶与不锈钢管之间的密封性能不会受到破坏。所加入的玻璃纤维11配合低温环氧胶10后起到骨架、支撑与联结的作用。电极杆9与第二不锈钢管8经火焰钎焊，并检漏后，避免了背景技术中密封圈的采用，故能够有效保证本发明所述的电连接器在真空及低温环境下保证两侧真空无泄漏。
具体的，经测试，性能为
1、耐电压：室温下，介质气体为空气，气压为1atm，耐电压大于15KV；
2、漏率：室温下，电连接器外压1Kg/cm2，漏率≤1.0x10-9Pa.m3/s；
3、耐热冲击：液氮温度与室温之间快速冷热交变50次，耐电压和漏率都能满足要求。
实施例1
作为对上述技术方案的优化说明：
第一不锈钢管7及第二不锈钢管8靠近G10环氧管6中部处的外壁向外翻边。目的在于，可以增强整体结构的强度，避免尖端放电，进一步提高其密封性和可靠性。
实施例2
作为对上述技术方案的优化说明：
G10环氧管6与第一不锈钢管7及第二不锈钢管8的螺纹连接处涂设有低温环氧胶10。目的在于，进一步提高本发明的密封性。
所述用于低温及真空环境的电连接器的制造方法，包括以下步骤：
(1)、将G10环氧管6、第一不锈钢管7及第二不锈钢管8清洗后，进行烘干；
(2)、在G10环氧管6的两端螺纹处涂抹低温环氧胶10，并与第一不锈钢管7及第二不锈钢管8通过螺纹相连接；
(3)、插入电极杆9，电极杆9与第二不锈钢管8焊接固定；
(4)、将玻璃纤维11绕制到G10环氧管6的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管7及第二不锈钢管8的外壁上，在绕制过程中同时涂抹低温环氧胶10；
(5)、烘干固化；
(6)、按设计尺寸进行车加工。
其中，步骤(1)可采用超声波清洗方式，避免杂物影响后期涂胶；另外第一不锈钢管7及第二不锈钢管8可采用喷砂处理方式，用以增加玻璃纤维11与低温环氧胶10的黏合强度；步骤(2)操作时也需确保各构件的洁净度，在涂胶时佩戴干净的橡胶手套；步骤(3)中的焊接方式可采用火焰钎焊；步骤(4)中的绕制可采用绕线机，在绕制之前，将第一不锈钢管7通过三爪卡盘装到绕线机上；步骤(4)中的玻璃纤维11可采用玻璃纤维丝，便于绕制，另外涂胶后的尺寸可以稍大于理论尺寸，技术效果的实现更佳；步骤(5)中的烘干，可将该成型件放入烘箱，温度设定为80℃，保温24h，在烘干的过程中实现固化；步骤(6)中的设计尺寸可根据需要进行车加工，通常为直径22mm，长度87mm，当然可根据使用需要进行对应调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于低温及真空环境的电连接器，其特征在于：包括G10环氧管，G10环氧管两端螺纹连接有第一不锈钢管及第二不锈钢管，电极杆穿设在G10环氧管中，G10环氧管的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管及第二不锈钢管的外壁上均密封裹设有低温环氧胶，低温环氧胶内填充有玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的用于低温及真空环境的电连接器，其特征在于：所述第一不锈钢管及第二不锈钢管靠近G10环氧管中部处的外壁向外翻边。
3.根据权利要求1或2所述的用于低温及真空环境的电连接器，其特征在于：所述G10环氧管与第一不锈钢管及第二不锈钢管的螺纹连接处涂设有低温环氧胶。
4.一种用于低温及真空环境的电连接器的制造方法，制造上述用于低温及真空环境的电连接器，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将G10环氧管、第一不锈钢管及第二不锈钢管清洗后，进行烘干；
（2）、在G10环氧管的两端螺纹处涂抹低温环氧胶，并与第一不锈钢管及第二不锈钢管通过螺纹相连接；
（3）、插入电极杆，电极杆与第二不锈钢管焊接固定；
（4）、将玻璃纤维绕制到G10环氧管的中部外壁以及与其相接的第一不锈钢管及第二不锈钢管的外壁上，在绕制过程中同时涂抹低温环氧胶；
（5）、烘干固化；
（6）、按设计尺寸进行车加工。
5.根据权利要求4所述的用于低温及真空环境的电连接器的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）中，烘干温度为80℃，保温24h后实现固化。
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