一种水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载制造技术

一种水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载，包括波导、介质窗片和金属水盖，所述波导的波导圆法兰上形成有用于放置所述介质窗片的窗片配合孔，所述波导圆法兰和所述介质窗片之间设置有金属垫板，从而在所述波导圆法兰和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖上具有水盖凸台，所述水盖凸台伸入所述窗片配合孔并与所述介质窗片相接触，所述水盖凸台上具有用于放置密封圈的密封槽，从而在所述水盖凸台和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖的水盖圆法兰上形成有用于放置金属密封垫的金属垫凹槽，从而在所述水盖圆法兰和所述波导圆法兰之间实现密封。所述水负载的水密封和气密封均为双层密封结构，可靠性和安全性高，制作难度低，成品率高，且结构简单、装配方便。

Water and gas dual sealed removable radiation type microwave water load

A double sealed, removable microwave water load of water and gas, including a waveguide, a medium window piece, and a metal water cover. The waveguide circular flange of the waveguide is formed with a window plate matching hole for placing the medium window sheet. A seal is realized between the blue and the medium window sheet. The metal water cover is covered with a water cover protruding platform. The water cover protruding platform is in contact with the medium window piece. The water cover protruding platform has a sealing groove for placing the seal ring so as to seal the seal between the water cover protruding platform and the medium window sheet. A metal cushion groove for placing a metal seal is formed on the water cover circle flange of the metal water cover so as to seal the seal between the water cover circular flange and the waveguide circular flange. The water sealed and airtight seal of the water load are both double layer sealing structure, high reliability and safety, low difficulty, high yield, simple structure and convenient assembly.

【技术实现步骤摘要】
一种水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载
本专利技术属于微波
，具体涉及一种水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载。
技术介绍
微波水负载是一种微波功率吸收器件，其利用水或其它冷却液吸收微波能，将微波能转化为热能，并通过冷却液的流动源源不断地带走热能。从原理上讲，在流速充足的情况下，微波水负载可以吸收的微波功率是没有限制的。因而，微波水负载在大功率微波系统中得到了广泛应用。一般来说，微波水负载作为匹配负载，连接在系统中大功率微波输出的端口。如环形器、滤波器的隔离端口，微波馈线的输出端口等。常见的微波水负载一般分为吸收式水负载和辐射式水负载。吸收式水负载一般使用玻璃管作为水室，存在玻璃管容易破碎，连接处容易漏水等缺点，所以其使用时存在较大的安全隐患。相比吸收式水负载，辐射式水负载采用不易破碎的介质窗片和金属水盖构成水室，因而其具有体积小、重量轻、可靠性高等特点。不过，传统的辐射式水负载是将介质窗片覆盖在波导圆法兰上，盖上金属水盖后由螺钉拧紧，如图1所示。这种水负载接入微波馈线时，不能实现波导内部与外界环境的气密封，也即不能应用于要求向波导中填充高击穿气体，提高波导功率容量的场合。针对这一情况，现有技术将介质窗片和波导圆法兰钎焊连接，进而满足水负载的气密要求。在这种结构中，介质窗片与圆法兰是金属钎焊连接的，所以其密封性能较好，但也存在焊接工艺复杂、成品率低、无法返修、维护成本较高等缺点。特别是低频段水负载的尺寸较大，介质窗片的尺寸也将增大，使得金属陶瓷钎焊的焊接难度极大增加，工艺复杂，可靠性降低。另一方面，在水负载零部件焊接、装配的过程中，由于高温形变或应力释放，波导圆法兰和金属水盖往往存在不同程度的变形，难以保证二者之间良好的电接触。这容易导致电磁泄露，甚至高频打火。
技术实现思路
为了解决上述难题，本专利技术涉及一种实现水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载，并实现了可靠的电磁密封。本专利技术的水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载包括波导、介质窗片和金属水盖，其特征在于，所述波导的波导圆法兰上形成有用于放置所述介质窗片的窗片配合孔，所述波导圆法兰和所述介质窗片之间设置有金属垫板，从而在所述波导圆法兰和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖上具有水盖凸台，所述水盖凸台伸入所述窗片配合孔并与所述介质窗片相接触，所述水盖凸台上具有用于放置密封圈的密封槽，从而在所述水盖凸台和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖的水盖圆法兰上形成有用于放置金属密封垫的金属垫凹槽，从而在所述水盖圆法兰和所述波导圆法兰之间实现密封。优选地，所述水盖凸台的外径与所述窗片配合孔的内径相同。优选地，在自然状态下，所述密封圈凸出所述水盖凸台的高度为a，所述金属密封垫和所述波导圆法兰的间隙为b，所述金属密封垫凸出所述水盖圆法兰的高度为c，其中a大于b，且比b、c之和小1mm。优选地，所述金属垫板和所述金属密封垫的材料选自退火的无氧铜。优选地，所述密封圈的材料选自聚四氟乙烯圈或者O型氟胶圈。优选地，所述密封圈的材料为聚四氟乙烯圈，a为聚四氟乙烯圈厚度的10-20％，b为0.1-0.3mm。优选地，所述密封圈的材料为O型氟胶圈，a为O型氟胶圈线径的20-30％，b为a的45-55％。优选地，所述波导圆法兰和所述水盖圆法兰之间通过连接件固定连接，所述连接件包括螺栓和螺母。优选地，所述介质窗片的材质选自氧化铝瓷或聚四氟乙烯。优选地，所述金属水盖包括两个进出水嘴，其中液面较高的水嘴为出水水嘴，另一个为进水水嘴。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的微波水负载在波导和介质窗片之间设置金属垫板、在介质窗片和金属水盖之间设置密封圈、在波导和金属水盖之间设置金属密封垫。通过拧紧连接件，同时夹紧金属垫板、密封圈、金属密封垫，并产生一定变形，实现水负载的水气双密封。这种水气双密封体现为负载水室的水密封和波导内腔的气密封，且水密封和气密封均为双层密封结构，可靠性和安全性更高。因而此水负载可用于充气的微波馈线中，提高馈线的功率容量。(2)本专利技术的水负载中金属密封垫夹紧在金属水盖和波导之间，使得二者之间有良好的电接触，实现了水负载的电磁密封，保证了使用的安全性。(3)本专利技术的水负载采用可拆卸的密封结构，免去了波导圆法兰和介质窗片之间的钎焊工序，降低了制作难度，提高了成品率，且结构简单、装配方便、可靠性较高。并且由于本专利技术中水负载的密封结构是可拆卸的，所以当水负载中的部分零件发生损坏时，可以方便地拆卸和维护，降低了水负载的维护成本。附图说明图1是传统的辐射式水负载的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的可拆卸辐射式微波水负载的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的可拆卸辐射式微波水负载的局部结构放大图；图4是本专利技术实施例中的可拆卸辐射式微波水负载连接件未拧紧时的局部结构示意图。附图标记说明：1-波导；11波导法兰；12波导本体；13波导圆法兰；131窗片配合孔；2-介质窗片；3-金属垫板；4-密封圈；5-金属密封垫；6-连接件；7-金属水盖；71水盖本体；72进出水嘴；73水盖圆法兰；731金属垫凹槽；74水盖凸台；741密封槽；8-水室。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载的一种典型结构如图2所示，主要包括波导1、介质窗片2、金属垫板3、密封圈4、金属密封垫5、连接件6、金属水盖7和水室8。波导1包括波导法兰11、波导本体12和波导圆法兰13，其中波导法兰11可按照相应标准制作，是水负载的对外连接接口；波导圆法兰13的作用是放置介质窗片2和连接金属水盖7；波导本体12主要起到传输微波、连接波导法兰11和波导圆法兰13的作用。波导1的形状较为复杂且对材料的导电性有一定要求，可以采用铝材成型加工和氩弧焊焊接相结合的方法制作；也可以通过不锈钢、无氧铜成型加工，金属钎焊为一体的方法制作。介质窗片2的作用是实现微波的传输，以及波导内腔和水室8的隔离，其与金属水盖7之间的空间形成水室8，水室8填充水介质后，可吸收从波导1传输而来的微波能量。介质窗片2和波导圆法兰13之间设置有金属垫板3。对于介质窗片2，考虑到充气和充水时的强度要求和介电损耗要小，一般可选用氧化铝瓷和聚四氟乙烯板材。金属水盖7包括水盖本体71、进出水嘴72、水盖圆法兰73和水盖凸台74。金属水盖7上的两个进出水嘴72中，一般液面较高的水嘴为出水水嘴，另一个为进水水嘴。金属水盖7和波导圆法兰13通过连接件6进行连接和固定。连接件6主要包括螺栓、螺母、弹垫和平垫，可直接采购国标中的相应紧固件。金属水盖7一般可采用不锈钢成型加工和氩弧焊相结合的方法制作，即可满足高耐压的强度要求，又满足不易生锈的长期使用要求。如图3所示，波导圆法兰13上有窗片配合孔131，用于放置金属垫板3、介质窗片2和插入水盖凸台74；水盖圆法兰73上有金属垫凹槽731，用于放置金属密封垫5；水盖凸台74上有密封槽741，用于放置密封圈4。密封圈4可以选用聚四氟乙烯圈或者O型氟胶圈，其压缩量一般为10％～30％。金属垫板3和金属密封垫5，可选用退火的无氧铜，退火后的无氧铜，弹性模量和屈服强度均降低，密封性能较好。水负载典型的安装方式是：先将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载，包括波导、介质窗片和金属水盖，其特征在于，所述波导的波导圆法兰上形成有用于放置所述介质窗片的窗片配合孔，所述波导圆法兰和所述介质窗片之间设置有金属垫板，从而在所述波导圆法兰和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖上具有水盖凸台，所述水盖凸台伸入所述窗片配合孔并与所述介质窗片相接触，所述水盖凸台上具有用于放置密封圈的密封槽，从而在所述水盖凸台和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖的水盖圆法兰上形成有用于放置金属密封垫的金属垫凹槽，从而在所述水盖圆法兰和所述波导圆法兰之间实现密封。

【技术特征摘要】
1.一种水气双密封的可拆卸辐射式微波水负载，包括波导、介质窗片和金属水盖，其特征在于，所述波导的波导圆法兰上形成有用于放置所述介质窗片的窗片配合孔，所述波导圆法兰和所述介质窗片之间设置有金属垫板，从而在所述波导圆法兰和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖上具有水盖凸台，所述水盖凸台伸入所述窗片配合孔并与所述介质窗片相接触，所述水盖凸台上具有用于放置密封圈的密封槽，从而在所述水盖凸台和所述介质窗片之间实现密封，所述金属水盖的水盖圆法兰上形成有用于放置金属密封垫的金属垫凹槽，从而在所述水盖圆法兰和所述波导圆法兰之间实现密封。2.如权利要求1所述的可拆卸辐射式微波水负载，其中，所述水盖凸台的外径与所述窗片配合孔的内径相同。3.如权利要求1所述的可拆卸辐射式微波水负载，其中，在自然状态下，所述密封圈凸出所述水盖凸台的高度为a，所述金属密封垫和所述波导圆法兰的间隙为b，所述金属密封垫凸出所述水盖圆法兰的高度为c，其中a大于b，且比b、c之和小1mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海兵，陆登峰，唐亮，唐科，李伟松，肖韧，刘楠洋，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11