RU183608U1

RU183608U1 - Sealed device with current lead

Info

Publication number: RU183608U1
Application number: RU2018123222U
Authority: RU
Inventors: Юрий Вячеславович Лакиза; Андрей Михайлович Фомичев
Original assignee: Юрий Вячеславович Лакиза
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Герметичное устройство с тоководом относится к электротехнике, а именно к неразборным герметичным устройствам таким, как соединители, реле. Устройство содержит корпус, изолятор, установленный в корпусе и имеющий хотя бы одно осевое отверстие, в котором размещен токовод, при этом изолятор с корпусом и тоководом спаян по соприкасающимся поверхностям, и они выполнены из материалов, образующих согласованный спай в диапазоне рабочих температур. Токовод имеет коаксиальную биметаллическую конструкцию и содержит оплавленную зону, расположенную по его периметру вне зоны корпуса, а глубина проплавления превышает толщину внешней оболочки токовода. Техническим результатом является повышение герметичности устройства за счет того, что зона проплавления токовода образует герметичный спай между внутренней и внешней оболочками токовода. Ил. 1.A sealed device with a current lead refers to electrical engineering, namely to non-separable sealed devices such as connectors, relays. The device comprises a housing, an insulator installed in the housing and having at least one axial hole in which the current lead is located, while the insulator with the housing and the current lead are soldered along contacting surfaces, and they are made of materials forming a consistent junction in the range of operating temperatures. The current lead has a coaxial bimetallic design and contains a fused zone located along its perimeter outside the housing zone, and the penetration depth exceeds the thickness of the outer sheath of the current lead. The technical result is to increase the tightness of the device due to the fact that the penetration zone of the current lead forms a sealed junction between the inner and outer shells of the current lead. Fig. one.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к неразборным герметичным устройствам таким, как соединители, реле, тоководы которых имеют коаксиальную биметаллическую конструкцию.The utility model relates to electrical engineering, namely to non-separable sealed devices such as connectors, relays, the current conductors of which have a coaxial bimetallic design.

Известны способы обеспечения герметичности в устройствах с однородными стержневыми тоководами. Например, в устройстве с тоководом - электрический соединитель (RU, патент №2171523, МПК H01R 13/40, H01R 24/00), который содержит корпус с диэлектрическим изолятором, установленным в корпусе и имеющим хотя бы одно осевое отверстие, в котором размещен токовод, а изолятор спаян с корпусом и тоководом по соприкасающимся поверхностям, корпус, токовод и изолятор выполнены из материалов, образующих согласованный спай в диапазоне рабочих температур. Токовод выполнен в виде медного стержня.Known methods for ensuring tightness in devices with homogeneous rod conductors. For example, in a device with a current lead, there is an electric connector (RU Patent No. 2171523, IPC H01R 13/40, H01R 24/00), which contains a housing with a dielectric insulator installed in the housing and having at least one axial hole in which the current lead is placed and the insulator is soldered to the casing and the current lead on contacting surfaces, the casing, the current lead and the insulator are made of materials forming a consistent junction in the range of operating temperatures. The current lead is made in the form of a copper rod.

В согласованном спае металлические и стеклянные компоненты обладают близкими по величине температурными коэффициентами линейного расширения, что предотвращает развитие напряжений в элементах соединителя, способных нарушать герметичность соединения стекла с металлом.In a coordinated joint, metal and glass components have close-in temperature coefficients of linear expansion, which prevents the development of stresses in the elements of the connector, which can violate the tightness of the connection of glass with metal.

В патенте №2219623 (RU, МПК H01R 13/40) применяется аналогичный прием для обеспечения герметичности соединения токовода с корпусом. Рассматриваемое устройство содержит корпус, в котором установлены стеклянные изоляторы, в осевых отверстиях которых установлены тоководы. Причем каждый токовод снабжен втулкой, соединенной с тоководом пластичным металлическим припоем. При этом высота втулки имеет высоту не меньшую, чем высота изолятора, а материалы втулки, корпуса и изолятора образуют согласованный спай. Это решение является наиболее близким к предлагаемому решению по совокупности существенных признаков.In patent No. 2299623 (RU, IPC H01R 13/40), a similar technique is used to ensure the tightness of the connection of the current lead to the housing. The device in question comprises a housing in which glass insulators are installed, in the axial openings of which current conductors are installed. Moreover, each current lead is equipped with a sleeve connected to the current lead with a plastic metal solder. In this case, the height of the sleeve has a height not less than the height of the insulator, and the materials of the sleeve, housing and insulator form a consistent junction. This solution is the closest to the proposed solution for the combination of essential features.

Однако в этих решениях рассматриваются только проблемы герметичности, связанные с герметичностью мест контакта корпуса с тоководом. В случае выполнения токовода в виде коаксиальной биметаллической конструкции добавляется еще один возможный источник нарушения герметичности - место механического негерметичного стыка поверхностей внутренней и внешней части токовода. Здесь могут также быть приповерхностные расслоения, трещины и другие дефекты, приводящие к ухудшению герметичности устройства. В соответствии с п. 2.2.5 ГОСТ 16121-86 для дальнейшего монтажа устройства проводиться облуживание внешних выводов тоководов низкотемпературным припоем, которое может частично загерметизировать коаксиальный токовод с торца, однако при дальнейшем применении изделия, устройство подвергается монтажной пайке, в результате которой может нарушаться целостность припоя и как следствие происходить нарушение герметичности.However, in these solutions, only leakproofness problems associated with the tightness of the contact points of the housing with the current lead are considered. If the current lead is made in the form of a coaxial bimetallic structure, another possible source of leakage is added - the place of the mechanical leaky joint of the surfaces of the internal and external parts of the current lead. There may also be near-surface delaminations, cracks and other defects leading to a deterioration in the tightness of the device. In accordance with clause 2.2.5 of GOST 16121-86, for further installation of the device, external terminals of the current leads are low-temperature soldered, which can partially seal the coaxial current lead from the end, however, upon further use of the product, the device undergoes soldering, as a result of which integrity may be impaired solder and as a result a leakage occurs.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание конструкции герметичного устройства с коаксиальным тоководом, в котором уменьшено влияние дефектов токовода на общую герметичность устройства.The problem solved by the proposed utility model is to create a design of a sealed device with a coaxial current lead, in which the influence of defects of the current lead on the overall tightness of the device is reduced.

Поставленная задача в предлагаемом устройстве решается за счет того, что оно, как и известное, содержит корпус с изолятором, установленным в корпусе и имеющим хотя бы одно осевое отверстие, в котором размещен токовод, при этом изолятор спаян с корпусом и тоководом по соприкасающимся поверхностям, а корпус, токовод и изолятор выполнены из материалов, образующих согласованный спай в диапазоне рабочих температур. Но, в отличие от известного, в предлагаемом устройстве коаксиальный токовод содержит оплавленную зону, расположенную по его периметру вне зоны корпуса с глубиной проплавления, превышающей толщину внешней оболочки токовода.The problem in the proposed device is solved due to the fact that it, like the known one, contains a housing with an insulator installed in the housing and having at least one axial hole in which the current lead is placed, while the insulator is soldered to the housing and the current lead on contacting surfaces, and the body, current lead and insulator are made of materials forming a consistent junction in the range of operating temperatures. But, in contrast to the known one, in the proposed device, the coaxial current lead contains a fused zone located along its perimeter outside the housing zone with a penetration depth exceeding the thickness of the outer sheath of the current lead.

Достигаемым техническим результатом является повышение герметичности устройства путем повышения герметичности конструкции токовода за счет проплавление внешней оболочки коаксиального биметаллического токовода на глубину, превышающую толщину внешней оболочки.Achievable technical result is to increase the tightness of the device by increasing the tightness of the design of the current lead due to the penetration of the outer shell of the coaxial bimetal current lead to a depth exceeding the thickness of the outer shell.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 схематично изображен пример выполнения герметичного устройства с тоководом.The utility model is illustrated in the drawing, where figure 1 schematically shows an example of a sealed device with a current lead.

В рассматриваемом примере в корпусе 1 установлен стеклянный изолятор 2, в котором зафиксирован токовод с внешнем диаметром 1,6 мм, выполненный в виде биметаллического вывода, внешняя часть которого 3 выполнена из ковара, а внутренняя 4 - из меди. Изолятор спаян с корпусом и тоководом по соприкасающимся поверхностям. Корпус, токовод и изолятор выполнены из материалов, образующих согласованный спай в диапазоне рабочих температур. Внешняя поверхность токовода содержит оплавленную по периметру зону 5, расположенную на расстоянии 0,3 мм от конца торца. Зона проплавления получается, например, с помощью импульсного лазерного излучения установки «МЛ 4-2». Многоточечное рельефное (чешуйчатое) оплавление коваровой поверхности токовода производится частичным наложением друг на друга точек проплавления, получаемым при вращении токовода под сфокусированным на его поверхность излучением, имеющим энергию импульса 5-6 Дж, диаметром пятна излучения ~0,8 мм, длительность 10 мс и частоту повторения 10 Гц. Этот режим обеспечивает проплавление коваровой оболочки и создание герметичного спая ковара с медным стержнем. (Температура плавление ковара 1450°С, а температура плавления меди 950°С.)In this example, a glass insulator 2 is installed in the housing 1, in which a current lead with an external diameter of 1.6 mm is fixed, made in the form of a bimetallic output, the outer part of which 3 is made of insidious and the inner 4 is made of copper. The insulator is soldered to the housing and the current lead on contacting surfaces. The housing, current lead and insulator are made of materials forming a consistent junction in the range of operating temperatures. The outer surface of the current lead contains a zone 5 melted around the perimeter, located at a distance of 0.3 mm from the end of the end. The penetration zone is obtained, for example, using pulsed laser radiation from the ML 4-2 installation. Multipoint relief (scaly) melting of the insidious surface of the current lead is carried out by partially superimposing the penetration points on each other, obtained by rotating the current lead under radiation focused on its surface, having a pulse energy of 5-6 J, radiation spot diameter ~ 0.8 mm, duration 10 ms, and repetition rate of 10 Hz. This mode provides the penetration of the insidious shell and the creation of a hermetically sealed joint of the carpet with a copper rod. (The melting temperature of Kovar is 1450 ° C, and the melting temperature of copper is 950 ° C.)

При использовании данного технического решения в процессе изготовления слаботочных электромагнитных реле выход годных реле по требуемой степени герметичности (10⁸ Па⋅м³⋅с^-1 по эквивалентному нормализованному потоку воздуха или 10^-6 л⋅мкм рт.ст.⋅с^-1 по пробному газу гелий) увеличивается на 30%.When using this technical solution in the manufacturing process of low-current electromagnetic relays, the output of suitable relays according to the required degree of tightness (10 ⁸ Pa⋅m ³ ⋅s ^-1 for the equivalent normalized air flow or 10 ^-6 l⋅mkm hg.sts⋅s ^-1 for test gas helium) increases by 30%.

Claims

A sealed device with a current lead, comprising a housing, an insulator installed in the housing and having at least one axial hole in which the current lead is located, while the insulator with the housing and the current lead are soldered along contacting surfaces, and they are made of materials forming a consistent junction in the range of working temperature, characterized in that the coaxial current lead contains a molten zone located along its perimeter outside the housing zone, and the penetration depth exceeds the thickness of the outer sheath of the current lead.