RU2560080C2 - Sealed device with current conductor - Google Patents

Sealed device with current conductor Download PDF

Info

Publication number
RU2560080C2
RU2560080C2 RU2013149787/07A RU2013149787A RU2560080C2 RU 2560080 C2 RU2560080 C2 RU 2560080C2 RU 2013149787/07 A RU2013149787/07 A RU 2013149787/07A RU 2013149787 A RU2013149787 A RU 2013149787A RU 2560080 C2 RU2560080 C2 RU 2560080C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulator
current lead
current conductor
housing
area
Prior art date
Application number
RU2013149787/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013149787A (en
Inventor
Юрий Вячеславович Лакиза
Александр Александрович Малащенко
Иван Владимирович Алексеев
Алексей Александрович Семенов
Григорий Зиновьевич Хазак
Original Assignee
Открытое акционерное общество научно-производственный комплекс "Северная заря"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество научно-производственный комплекс "Северная заря" filed Critical Открытое акционерное общество научно-производственный комплекс "Северная заря"
Priority to RU2013149787/07A priority Critical patent/RU2560080C2/en
Publication of RU2013149787A publication Critical patent/RU2013149787A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560080C2 publication Critical patent/RU2560080C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is related to solid sealed devices such as connectors, relays and so on. A sealed device with a current conductor comprises a body, an insulator installed in the body with at least one axial opening, wherein the current conductor is placed. At that the insulator is soldered with the body and the current conductor along contacting surfaces, and the above surfaces are made of materials forming a matched seal within the range of operating temperatures. In the area of the current conductor connection with the body the surface of the current conductor comprises the area melted along the perimeter and placed in the area of its contact with the insulator. At that the melting area represents a layer of a remelted metal without defects.
EFFECT: improving the hermeticity of the device.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к неразборным герметичным устройствам таким, как соединители, реле и так далее, то есть к устройствам.The invention relates to electrical engineering, namely to non-separable sealed devices such as connectors, relays and so on, that is, to devices.

Известно герметичное устройство с тоководом - электрический соединитель (RU, патент №2171523, МПК H01R 13/40, H01R 24/00), содержащий корпус с керамическим 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, причем корпус, токовод и изолятор выполнены из материалов, образующих согласованный спай в диапазоне рабочих температур. Токовод(ы) выполнен(ы) в виде медного стержня. Высокий уровень вакуумной плотности обеспечивается подбором используемых материалов по согласованности значений коэффициентов температурного линейного расширения и качеством пайки. В согласованном спае металлические и керамические компоненты обладают близкими по величине температурными коэффициентами линейного расширения, что предотвращает развитие напряжений в металлических и керамических элементах устройства, способных нарушить герметичность соединения металла и керамики.Known sealed device with a current lead is an electrical connector (RU, patent No. 2171523, IPC H01R 13/40, H01R 24/00), comprising a housing with a ceramic 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, and the casing, current lead and insulator are made of materials forming a consistent junction in the range of operating temperatures. The current lead (s) is made (s) in the form of a copper rod. A high level of vacuum density is ensured by the selection of materials used according to the consistency of the values of the coefficients of linear thermal expansion and the quality of soldering. In the coordinated joint, the metal and ceramic components have close-in temperature linear expansion coefficients, which prevents the development of stresses in the metal and ceramic elements of the device that can violate the tightness of the metal-ceramic compound.

Для обеспечения высокого уровня вакуумной плотности соединения токовода с корпусом иногда используют переходную втулку, которой снабжают токовод (RU, патент №2219623, МПК H01R 13/40). 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.To ensure a high level of vacuum density of the connection of the current lead to the housing, an adapter sleeve is sometimes used, which is supplied with the current lead (RU, Patent No. 229196, IPC H01R 13/40). 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.

Общим недостатком для обоих рассмотренных устройств является то, что несмотря на все принятые меры вакуумная плотность герметичного соединения может быть пониженной из-за наличия поверхностных и приповерхностных дефектов материала токовода - это могут быть продольные риски, расслоения, трещины, поры и т.д. Наличие этих дефектов снижает прежде всего герметичность устройства.A common drawback for both considered devices is that, despite all the measures taken, the vacuum density of the sealed connection can be reduced due to the presence of surface and near-surface defects in the current lead material — these can be longitudinal risks, delaminations, cracks, pores, etc. The presence of these defects primarily reduces the tightness of the device.

Задачей, решаемой изобретением, является создание конструкции герметичного устройства с уменьшенным влиянием поверхностных и приповерхностных дефектов токовода на общую герметичность устройства.The problem solved by the invention is to create a design of a sealed device with a reduced effect of surface and near-surface defects of the current lead on the overall tightness of the device.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является герметичное устройство, защищенное патентом №2171523.The closest set of essential features to the proposed is a sealed device, protected by patent No. 2171523.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство так же, как и известное, содержит корпус с изолятором, установленным в корпусе и имеющим 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. Но в отличие от известного в предлагаемом устройстве поверхность токовода содержит оплавленную по периметру зону, расположенную в области его контакта с изолятором.The problem is solved due to the fact that the proposed device, as well as 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 with the housing and the current lead is soldered along contacting surfaces, and they are made of materials forming a consistent junction in the range of operating temperatures. But unlike the known in the proposed device, the surface of the current lead contains a zone fused along the perimeter, located in the area of its contact with the insulator.

Техническим результатом является повышение герметичности устройства за счет того, что зона оплавления представляет собой слой переплавленного металла без дефектов.The technical result is to increase the tightness of the device due to the fact that the fusion zone is a layer of molten metal without defects.

Совокупность признаков, сформулированная в п. 2 формулы изобретения, характеризует устройство, в котором изолятор выполнен из стекла.The set of features set forth in paragraph 2 of the claims characterizes the device in which the insulator is made of glass.

Использование стекла в качестве изолятора обеспечивает возможность получения механически прочного и герметичного спая с металлом, обеспечивающего высокую герметичность, механическую прочность и малую газопроницаемость.The use of glass as an insulator provides the possibility of obtaining a mechanically strong and airtight junction with metal, providing high tightness, mechanical strength and low gas permeability.

Совокупность признаков, сформулированная в п. 3 формулы изобретения, характеризует герметичное устройство, в котором оплавленная зона имеет рельефную поверхность.The set of features formulated in paragraph 3 of the claims characterizes a sealed device in which the fused zone has a relief surface.

Техническим результатом является увеличение прочности соединения за счет увеличения площади спая и, как следствие, увеличение допустимой разрушающей нагрузки сдвига вдоль оси и разрушающей нагрузки при скручивании выводов вокруг оси за счет взаимного сцепления выступов в оплавленном слое токовода и в слое изолятора в зоне оплавления.The technical result is an increase in joint strength due to an increase in the junction area and, as a result, an increase in the permissible ultimate shear load along the axis and the ultimate load when twisting the terminals around the axis due to the interlocking of the protrusions in the molten layer of the current lead and in the insulator layer in the fusion zone.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен пример выполнения герметичного устройства с тоководом, на фиг.2 - вид этого устройства по разрезу А-А.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows an example of a sealed device with a current lead, figure 2 is a view of this device in section aa.

В рассматриваемом примере в корпусе 1 установлен стеклянный изолятор 2, в котором зафиксирован токовод 3, выполненный в виде биметаллического вывода, внешняя часть которого 4 выполнена из ковара, а внутренняя 5 - из меди. Внешняя поверхность токовода содержит оплавленную по периметру зону 6, расположенную в области его контакта с изолятором. Причем зона оплавления имеет рельефную поверхность. Ее можно получить разными способами, например с помощью импульсного лазерного излучения установки «Квант-15». Многоточечное рельефное (чешуйчатое) оплавление коваровой поверхности токовода в области его контакта с изолятором производится частичным наложением друг на друга точек проплавления, получаемым при вращении токовода со скоростью 15-16 об/мин под сфокусированном на поверхность токовода излучением, имеющим энергию импульса 1,4-1,5 Дж, длительность 4 мс и частоту повторения 10 Гц. Получаемое при таких параметрах обработки оплавление имеет на поверхности около 80% перекрытие точек проплавления на глубину около 0,2 мм, составляющую примерно 0,5 толщины внешней части биметаллического вывода.In this example, a glass insulator 2 is installed in the housing 1, in which a current lead 3 is fixed, made in the form of a bimetallic output, the outer part of which 4 is made of insidious and the inner 5 is made of copper. The outer surface of the current lead contains a zone 6 melted around the perimeter, located in the area of its contact with the insulator. Moreover, the fusion zone has a relief surface. It can be obtained in various ways, for example, using pulsed laser radiation from the Quant-15 setup. Multipoint relief (scaly) melting of the insidious surface of the current lead in the area of its contact with the insulator is carried out by partially superimposing the penetration points obtained by rotating the current lead at a speed of 15-16 rpm under radiation focused on the surface of the current lead with a pulse energy of 1.4- 1.5 J, duration 4 ms and repetition rate 10 Hz. The fusion obtained with these processing parameters has on the surface about 80% overlap of the penetration points to a depth of about 0.2 mm, which is about 0.5 of the thickness of the outer part of the bimetallic output.

При использовании данного технического решения в процессе изготовления слаботочных электромагнитных реле выход годных реле по требуемой степени герметичности (10-8 Па·м3·с-1 по эквивалентному нормализованному потоку воздуха или 10-6 л·мкм·рт.ст.·с-1 по пробному газу гелий) увеличивается до 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 · μm · mercury · s - 1 for test gas helium) increases to 30%.

Испытания на прочность металлостеклянных спаев путем поворота (кручения) токовода вокруг своей оси показали, что спаи с оплавленными тоководами не разрушаются и тоководы не отпаиваются при скручивании последних до 1,25-2,5 оборотов. Аналогичные спаи с не оплавленными тоководами выдерживают скручивание последних не более 0,5 оборотов.Strength tests of metal-glass junctions by turning (torsion) of the current lead around its axis showed that the junctions with melted current leads do not break and the current leads do not solder when the latter are twisted to 1.25-2.5 revolutions. Similar junctions with non-fused conductors can withstand twisting of the latter not more than 0.5 revolutions.

Таким образом, описание предлагаемого устройства доказывает повышение его герметичности и механической прочности.Thus, the description of the proposed device proves the increase of its tightness and mechanical strength.

Claims (3)

1. Герметичное устройство с тоководом, содержащее 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, отличающееся тем, что в зоне соединения токовода с корпусом поверхность токовода содержит оплавленную по периметру зону, расположенную в области его контакта с изолятором.1. 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, wherein the insulator with the housing and the current lead are soldered along contacting surfaces, and they are made of materials forming a matched junction in operating temperature range, characterized in that in the zone of connection of the current lead with the housing, the surface of the current lead contains a zone fused along the perimeter, located in the area of its contact with the insulator. 2. Герметичное устройство с тоководом по п.1, отличающееся тем, что изолятор выполнен из стекла.2. A sealed device with a current lead according to claim 1, characterized in that the insulator is made of glass. 3. Герметичное устройство с тоководом по п.1, отличающееся тем, что поверхность оплавления выполнена рельефной. 3. The sealed device with a current lead according to claim 1, characterized in that the reflow surface is embossed.
RU2013149787/07A 2013-11-06 2013-11-06 Sealed device with current conductor RU2560080C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013149787/07A RU2560080C2 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Sealed device with current conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013149787/07A RU2560080C2 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Sealed device with current conductor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013149787A RU2013149787A (en) 2015-05-20
RU2560080C2 true RU2560080C2 (en) 2015-08-20

Family

ID=53283683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013149787/07A RU2560080C2 (en) 2013-11-06 2013-11-06 Sealed device with current conductor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560080C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183608U1 (en) * 2018-06-26 2018-09-27 Юрий Вячеславович Лакиза Sealed device with current lead

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803875A (en) * 1973-02-05 1974-04-16 Bendix Corp Method of forming titanium metal-glass hermetic seals
RU2008145413A (en) * 2008-11-17 2010-05-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU) METHOD FOR PRODUCING MULTI-WATER SOLDER JOINT
RU2457189C1 (en) * 2010-12-23 2012-07-27 ОАО "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "КВАНТ" (ОАО "НППКП "КВАНТ") Method of making connection of current leads with housing of vacuum-tube device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803875A (en) * 1973-02-05 1974-04-16 Bendix Corp Method of forming titanium metal-glass hermetic seals
RU2008145413A (en) * 2008-11-17 2010-05-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU) METHOD FOR PRODUCING MULTI-WATER SOLDER JOINT
RU2457189C1 (en) * 2010-12-23 2012-07-27 ОАО "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "КВАНТ" (ОАО "НППКП "КВАНТ") Method of making connection of current leads with housing of vacuum-tube device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU183608U1 (en) * 2018-06-26 2018-09-27 Юрий Вячеславович Лакиза Sealed device with current lead

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013149787A (en) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5583905B2 (en) Method for manufacturing electrical leadthrough and electrical leadthrough manufactured by the method
US8205786B1 (en) Electromagnetic coil assemblies including aluminum wire splice connectors, aluminum wire splice connectors, and associated methods
RU2560080C2 (en) Sealed device with current conductor
RU2538093C1 (en) Feed-through plate
RU183608U1 (en) Sealed device with current lead
KR20030060814A (en) Sealed battery and method for producing the same
RU2291507C1 (en) Sealed cable entry and its manufacturing process
CN203104977U (en) Solder tank
RU181310U1 (en) Sealed device with current lead
RU212241U1 (en) Sealed device with current lead
RU2351030C1 (en) Method of high-frequency sealed cable terminal manufacturing
RU2685243C1 (en) High-voltage transition
KR20180103906A (en) A corona igniter having a sealing burner at an inner diameter of an insulator
KR101972592B1 (en) Reed switch relay
KR101268490B1 (en) Sealing member and manufacturing method of it
RU2344508C1 (en) High-precision vacuum device and method of its production
CN106041238B (en) A kind of oil well surveys specific retention probing shell structure and its sealing materials
RU2778223C1 (en) Method for producing high-voltage brazed joint
JP6628270B1 (en) Inorganic insulated cable and its welding method
JP2015230937A (en) Package and method of manufacturing package
RU77100U1 (en) SEALED CABLE INPUT DEVICE
CN211057273U (en) Ingot furnace
CN203103030U (en) Polytetrafluoroethylene cable film
US11545800B2 (en) Method for connecting two mineral-insulated cables, arrangement having two mineral-insulated cables joined to one another, and also cable, shaped element and joining kit for joining two cables
TW201814732A (en) Cable, temperature measurement device, and method for the manufacture of a cable