CN211785270U - 一种适用于液氦杜瓦的真空试验装置 - Google Patents

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伍继浩
王金阵
边星
李青
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Abstract

本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,包括卡扣、液氦杜瓦、吊坠、真空实验罐、卡盘、抽气管及KF接头,所述卡扣可将所述卡盘固定于所述液氦杜瓦的开口处,所述吊坠及所述真空实验罐设置于所述液氦杜瓦内,所述真空实验罐的两端分别连接有所述抽气管及所述吊坠,所述抽气管的另一端通过所述开口延伸出所述液氦杜瓦,所述抽气管的另一端连接有所述KF接头,本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,将实验结构放入真空实验罐,再将真空实验罐放入液氦杜瓦中,相比较于液氦恒温器,大大减少液氦消耗量。

Description

一种适用于液氦杜瓦的真空试验装置
技术领域
本实用新型涉及低温真空实验技术领域,特别涉及一种适用于液氦杜瓦的真空试验装置。
背景技术
为了测量材料或结构在液氦温区下的电阻等电学性质,需要在液氦中的真空腔内进行实验。液氦恒温器可以提供实验的温度条件。然而,对于小型的实验结构,所需要的液氦量很少。如果采用液氦恒温器,首先需要输出液氦杜瓦中的液氦将液氦恒温器冷却并储存一定液位的液氦,实验结束剩余的液氦恒温器底部的液氦无法返回到液氦杜瓦回收,在这个过程中,大量液氦变成氦气回收或排空,实验成本高。
实用新型内容
有鉴如此,有必要针对现有技术存在的缺陷,提供一种可减少液氦消耗量避免氦气的泄露的适用于液氦杜瓦的真空试验装置。
为实现上述目的,本实用新型采用下述技术方案:
一种适用于液氦杜瓦的真空试验装置,包括卡扣、液氦杜瓦、吊坠、真空实验罐、卡盘、抽气管及KF接头,所述卡扣可将所述卡盘固定于所述液氦杜瓦的开口处,所述吊坠及所述真空实验罐设置于所述液氦杜瓦内,所述真空实验罐的两端分别连接有所述抽气管及所述吊坠,所述抽气管的另一端通过所述开口延伸出所述液氦杜瓦,所述抽气管的另一端连接有所述KF接头。
在一些较佳的实施例中,所述真空实验罐包括罐身、设置于所述罐身底部的罐底、开设于所述罐身上的罐口、盖设于所述罐口上的罐盖以及穿设于所述罐盖延伸于所述罐口内的通道管,所述罐身为一长圆管,所述罐底呈阶梯圆台状,其中,所述罐底的小圆柱的直径小于所述罐身的内直径,且所述小圆柱部分插入所述罐身内;所述罐底的大圆柱直径大于所述罐身的内直径,所述罐口为中心开设有通孔的圆柱环形结构,所述罐口靠近所述罐身的一端开设有阶梯,所述罐口与所述罐身通过所述阶梯连接,所述罐口的另一侧沿圆周分布有法兰螺纹盲孔,所述通孔与法兰螺纹盲孔之间设有环形槽,所述环形槽内可用于放置低温密封材料,所述低温密封材料为铅或铟或铝镁合金。
在一些较佳的实施例中,所述罐盖的中心位置开设有三个通孔,所述抽气管穿入其中较大的通孔,所述通道管的外径小于所述罐盖剩余两个通孔的孔径,所述通道管与所述剩余两个通孔连接。
在一些较佳的实施例中,所述抽气管及所述通道管与所述通孔接触拐角处通过焊接或低温胶粘接。
在一些较佳的实施例中,所述抽气管分为上下两部分,其中,下半部分管为无磁性材料,上半部分管为同等直径的不锈钢管,所述无磁性材料为黄铜。
在一些较佳的实施例中,沿所述抽气管且位于所述液氦杜瓦外的部分设置有侧密封公接头,套设于所述侧密封公接头的侧密封母接头以及设置于所述侧密封公接头及侧密封母接头之间的侧密封橡胶圈。
在一些较佳的实施例中,所述侧密封件的公接头包括依次连接的螺纹段、六边形段和光管段,所述螺纹段、六边形段和光管段的内孔直径均大于所述抽气管的外径,所述螺纹段的外周有螺纹,所述光管段端面与所述卡盘固定连接,所述光管段为波纹管;
所述侧密封母接头开设有与所述侧密封公接头的螺纹段的配合的螺纹段和与抽气管配合的光孔段,所述螺纹段和光孔段的外径相同,所述光孔段的孔径大于所述抽气管的外径;
所述侧密封橡胶圈为环形,所述侧密封橡胶圈的上方与所述侧密封母接头的光孔段接触,所述侧密封橡胶圈的下方与所述侧密封公接头的螺纹段接触,所述侧密封橡胶圈的内边缘与所述抽气管紧密贴合。
在一些较佳的实施例中,所述吊坠为金属球、所述金属球通过金属链连接到所述真空实验罐上。
在一些较佳的实施例中,所述卡盘上还设有橡胶圈。
本实用新型采用上述技术方案的优点是:
本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,将实验结构放入真空实验罐,再将真空实验罐放入液氦杜瓦中,相比较于液氦恒温器,大大减少液氦消耗量。
此外,本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,利用侧密封等密封结构,避免氦气的泄露,使得绝大部分进入氦气回收装置。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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它的附图。
图1为本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置。
图2为本实用新型提供的所述真空实验罐的结构示意图。
图3为本实用新型提供罐口的结构示意图。
图4为本实用新型提供罐盖的结构示意图。
图5为本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置的剖面图。
图6为本实用新型提供的侧密封件公接头的结构示意图。
图7为本实用新型提供的所述侧密封母接头的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1,本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,包括:卡扣110、液氦杜瓦120、吊坠130、真空实验罐140、卡盘150、抽气管160及KF接头170,所述卡扣110可将所述卡盘150固定于所述液氦杜瓦120的开口121处,所述吊坠130及所述真空实验罐140设置于所述液氦杜瓦120内,所述真空实验罐140的两端分别连接有所述抽气管160及所述吊坠130,所述抽气管160的另一端通过所述开口121延伸出所述液氦杜瓦120,所述抽气管160的另一端连接有所述KF接头170。
本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,将实验结构放入真空实验罐,再将真空实验罐放入液氦杜瓦中,相比较于液氦恒温器,大大减少液氦消耗量。
请参阅图2,为本实用新型提供的所述真空实验罐140的结构示意图,包括罐身141、设置于所述罐身141底部的罐底142、开设于所述罐身141上的罐口143、盖设于所述罐口143上的罐盖144以及穿设于所述罐盖144延伸于所述罐口143内的通道管145。可以理解,罐底142和罐身141可以单独制作,再焊接或低温胶粘接起来,也可以一体成型。
需要注意的是,当要求真空实验罐不能有磁性时,真空实验罐140可以选用黄铜。
具体地,所述罐身141为一长圆管,所述罐底142呈阶梯圆台状,其中,所述罐底142的小圆柱的直径小于所述罐身141的内直径,且所述小圆柱部分插入所述罐身141内;所述罐底142的大圆柱直径大于所述罐身141的内直径。可以理解,真空实验罐140的直径不大于所述液氦杜瓦120的开口121孔径。
请参阅图3,为本实用新型提供罐口的结构示意图,所述罐口143为中心开设有通孔1431的圆柱环形结构,所述罐口143靠近所述罐身141的一端开设有阶梯1432,所述罐口143与所述罐身141通过所述阶梯1432连接,所述罐口143的另一侧沿圆周分布有法兰螺纹盲孔1433,所述通孔1431与法兰螺纹盲孔1433之间设有环形槽1434,所述环形槽1434内可用于放置低温密封材料,所述低温密封材料为铅或铟或铝镁合金。
请参阅图4,为本实用新型提供罐盖的结构示意图,所述罐盖144具有和罐口143同样的外径,匹配的法兰孔布置和尺寸,所述罐盖144的中心位置开设有三个通孔,所述抽气管160穿入其中较大的通孔1441,在接触拐角处焊接或低温胶粘接起来。
所述通道管145为薄壁管,通道管145的外径小于所述罐盖144剩余两个通孔1442的孔径,所述通道管145与所述剩余两个通孔1442连接,在接触拐角处焊接或低温胶粘接起来,卡盘150上有两个孔,对应于通道管145连接的两个通孔1442。可以理解,通道管145结构实际上是一种信号线传输结构,可以利用低温接插件代替。
进一步地,所述抽气管160分为上下两部分,其中,下半部分管为无磁性材料,上半部分管为同等直径的不锈钢管,所述无磁性材料为黄铜。
可以理解,由于抽气管160分为上下两部分,下半部分管用黄铜等无磁性材料,上半部分用同等直径的不锈钢管,该不锈钢管外径变化小,光滑,无坑痕,可减少导热,两部分焊接起来,焊后打磨,直径和未焊接部分相同,焊接接头无泄漏。
请参阅图5,为本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置的剖面图,沿所述抽气管160且位于所述液氦杜瓦120外的部分设置有侧密封公接头170,套设于所述侧密封公接头170的侧密封母接头180以及设置于所述侧密封公接头170及侧密封母接头180之间的侧密封橡胶圈190,所述卡盘150上还设有橡胶圈200。
请参阅图6,所述侧密封件公接头170包括依次连接的螺纹段171、六边形段172和光管段173,所述螺纹段171、六边形段172和光管段173的内径均大于所述抽气管160的外径,所述螺纹段171的外周有螺纹其内孔径大于所述抽气管160的外径,所述六边形段172形状为六边形拉伸成的柱状体,所述光管段173与所述卡盘150固定连接,所述光管段173为波纹管。
可以理解,螺纹段171、六边形段172和光管段173的内孔直径均大于抽气管160的外径,即抽气管160可以在侧密封公接头170内孔中自由的滑动;光管段173与卡盘150牢固紧密地固定(焊接或粘接)在一起,氦气不能从二者间隙通过。
请参阅图7,所述侧密封母接头180包括开设有与所述侧密封公接头170的螺纹段171的配合的螺纹段181和与抽气管160配合的光孔段182,所述螺纹段181和光孔段182的外径相同,所述光孔段182的孔径大于所述抽气管160的外径。
所述侧密封橡胶圈190为环形,所述侧密封橡胶圈190的上方与所述侧密封母接头180的光孔段182接触,所述侧密封橡胶圈190的下方与所述侧密封公接头170的螺纹段171接触,所述侧密封橡胶圈190的内边缘与所述抽气管160紧密贴合,以保证氦气不能从二者间隙通过。
可以理解,当所述侧密封母接头180与所述侧密封公接头170未拧紧时,所述抽气管160可以在所述侧密封橡胶圈190中自由的滑动;所述侧密封母接头180与所述侧密封公接头170拧紧时,在所述侧密封橡胶圈190将所述抽气管160抱紧,产生的摩擦力数倍于吊坠、真空实验罐、抽气管等部分的重力之和。
请再参阅图1,所述KF接头170连接外接的阀门(图未示),所述阀门连接有真空泵(图未示),所述吊坠130为金属球、所述金属球通过金属链连接到所述真空实验罐140上。
本实用新型提供的适用于液氦杜瓦的真空试验装置的安装方法如下:
1.将罐底142、罐身141和罐口143三部分粘结或焊接在一起;卡盘150和侧密封公接头170粘接或焊接在一起,将通道管145、抽气管160与罐盖144粘结或焊接在一起,用氦气检查各处粘着或焊接真空密封性。
2.将导线穿过通道管145和卡盘150上的通孔,实验线路装入罐底142、罐身141和罐口143组成的腔体中并连接线路接头。
3.利用低温胶灌满导线与通道管145之间的空隙以及导线和卡盘150上的通孔之间的间隙,在罐口143的密封槽装入密封材料(如铅、铟等),再将罐盖144和罐口143的法兰连接在一起。并用氦气检查各处粘着或焊接真空密封性。
4.在抽气管160上依次装上卡盘150、侧密封公接头170、侧密封橡胶圈190,侧密封母接头180,将KF接头170与抽气管160粘接或焊接起来。KF接头170接阀门(未示出),再接真空泵(未示出),利用真空泵抽气,达到要求的真空度后,关闭阀门,关闭真空泵。用氦气检查各处粘着或焊接真空密封性。
5.用酒精擦拭吊坠130,后擦干,拧紧侧密封母接头180,取下杜瓦的液氦杜瓦120接入件,迅速将吊坠130扔进杜瓦罐中,引起液氦挥发。
可以理解,在由吊坠130引起的挥发的液氦完全离开液氦罐之前,使得橡胶圈200、卡盘150、卡扣110安装完毕。
6.拧松侧密封母接头180,使得抽气管160可以相对于卡盘150及侧密封橡胶圈190滑动,调整真空实验罐140的位置,并拧紧侧密封母接头180,使得抽气管160相对于卡盘150及侧密封橡胶圈190锁定。
可以理解,在此安装过程中,利用侧密封等密封结构,避免氦气的泄露,使得绝大部分进入氦气回收装置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
当然本实用新型的适用于液氦杜瓦的真空试验装置正极材料还可具有多种变换及改型,并不局限于上述实施方式的具体结构。总之,本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (9)

1.一种适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,包括卡扣、液氦杜瓦、吊坠、真空实验罐、卡盘、抽气管及KF接头,所述卡扣可将所述卡盘固定于所述液氦杜瓦的开口处,所述吊坠及所述真空实验罐设置于所述液氦杜瓦内,所述真空实验罐的两端分别连接有所述抽气管及所述吊坠,所述抽气管的另一端通过所述开口延伸出所述液氦杜瓦,所述抽气管的另一端连接有所述KF接头。
2.如权利要求1所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述真空实验罐包括罐身、设置于所述罐身底部的罐底、开设于所述罐身上的罐口、盖设于所述罐口上的罐盖以及穿设于所述罐盖延伸于所述罐口内的通道管,所述罐身为一长圆管,所述罐底呈阶梯圆台状,其中,所述罐底的小圆柱的直径小于所述罐身的内直径,且所述小圆柱部分插入所述罐身内;所述罐底的大圆柱直径大于所述罐身的内直径,所述罐口为中心开设有通孔的圆柱环形结构,所述罐口靠近所述罐身的一端开设有阶梯,所述罐口与所述罐身通过所述阶梯连接,所述罐口的阶梯的另一侧沿圆周分布有法兰螺纹盲孔,所述通孔与法兰螺纹盲孔之间设有环形槽,所述环形槽内可用于放置低温密封材料,所述低温密封材料为铅或铟或铝镁合金。
3.如权利要求2所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述罐盖的中心位置开设有三个通孔,所述抽气管穿入其中较大的通孔,所述通道管的外径小于所述罐盖剩余两个通孔的孔径,所述通道管与所述剩余两个通孔连接。
4.如权利要求3所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述抽气管及所述通道管与所述通孔接触拐角处通过焊接或低温胶粘接。
5.如权利要求1所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述抽气管分为上下两部分,其中,下半部分管为无磁性材料,上半部分管为同等直径的不锈钢管,所述无磁性材料为黄铜。
6.如权利要求1所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,沿所述抽气管且位于所述液氦杜瓦外的部分设置有侧密封公接头,套设于所述侧密封公接头的侧密封母接头以及设置于所述侧密封公接头及侧密封母接头之间的侧密封橡胶圈。
7.如权利要求6所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述侧密封公接头包括依次连接的螺纹段、六棱柱段和光管段,所述螺纹段、六边形段和光管段的内孔直径均大于所述抽气管的外径,所述螺纹段的外周有螺纹,所述光管段端与所述卡盘固定连接,所述光管段为波纹管;
所述侧密封母接头开设有与所述侧密封公接头的螺纹段的配合的螺纹段和与抽气管配合的光孔段,所述螺纹段和光孔段外径相同,所述光孔段的孔径大于所述抽气管的外径;
所述侧密封橡胶圈为环形,所述侧密封橡胶圈的上方与所述侧密封母接头的光孔段接触,所述侧密封橡胶圈的下方与所述侧密封公接头的螺纹段接触,所述侧密封橡胶圈的内边缘与所述抽气管紧密贴合。
8.如权利要求1所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述吊坠为金属球、所述金属球通过金属链连接到所述真空实验罐上。
9.如权利要求1所述的适用于液氦杜瓦的真空试验装置,其特征在于,所述卡盘上还设有橡胶圈。
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