一种高密封性能的光学观察窗口制造技术

本发明专利技术公开了一种高密封性能的光学观察窗口，属于光学观察窗领域，包括：窗体法兰、光学窗口片、石英玻璃管、第一密封圈和密封圈组，光学窗口片和石英玻璃管分别固定连接在窗体法兰的两侧；窗体法兰中用于外套连接石英玻璃管的筒状结构上设置有环形凹槽，第一密封圈设置在环形凹槽中；当光学观察窗口中抽真空时，第一密封圈发生形变以真空密封石英玻璃管的内壁；窗体法兰与石英玻璃管一侧的连接端面处形成为环形沟道；密封圈组套设在环形沟道内的石英玻璃管上，用于在外力作用下发生形变以真空密封石英玻璃管的外壁。对石英玻璃管的内壁和外壁进行真空软密封，增大密封强度且不会破坏石英玻璃管，满足石英玻璃管的高密封要求和安装需求。安装需求。安装需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高密封性能的光学观察窗口


[0001]本专利技术属于光学观察窗领域，更具体地，涉及一种高密封性能的光学观察窗口。

技术介绍

[0002]光学观察窗是很多实验中必不可少的结构之一，常见于真空室以及各种需要进行光学诊断的装置中，用来观察真空室内部的状态，或者观察诊断装置中的等离子体状态。良好的真空密封是开展实验的重要基础，一些特殊的实验装置，对真空度的要求更高。由此，光学观察窗密封性能的好坏关系着实验能否顺利进行，具有重大意义。传统光学观察窗中，窗口法兰被焊接在钢材质的真空室上，通过拧紧法兰上的固定螺丝，使得密封橡胶圈发生形变，夹紧窗口镜片，实现密封。这种密封方式结构简单、密封性能好，在很多钢制真空室上得到了广泛应用。
[0003]在场反等离子体研究装置中，由于其特殊的放电结构，放电区域的管子不能采用钢结构，而是采用石英玻璃管。如果仍然采用传统焊接窗口法兰的方式固定窗口镜片，由于石英玻璃本身材质的脆性，当抽真空达到一定程度时，容易造成法兰处石英玻璃局部受力不均匀而破裂。此外，由于场反等离子体研究装置的研究需求，会石英玻璃管外面缠绕线圈，线圈为焊接有法兰的石英玻璃管的安装造成困难。因此，无法采用焊接法兰的方式进行场反等离子体研究装置中光学诊断窗口的安装。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种高密封性能的光学观察窗口，其目的在于对石英玻璃管的内壁和外壁进行真空软密封，满足不便于焊接法兰的石英玻璃管的高密封要求和安装需求。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种高密封性能的光学观察窗口，包括：窗体法兰、光学窗口片、石英玻璃管、第一密封圈和密封圈组，所述光学窗口片和石英玻璃管分别固定连接在所述窗体法兰的两侧；所述窗体法兰中用于外套连接所述石英玻璃管的筒状结构上设置有环形凹槽，所述第一密封圈设置在所述环形凹槽中；当所述光学观察窗口中抽真空时，所述第一密封圈发生形变以真空密封所述石英玻璃管的内壁；所述窗体法兰与石英玻璃管一侧的连接端面处形成为环形沟道；所述密封圈组套设在所述环形沟道内的石英玻璃管上，用于在外力作用下发生形变以真空密封所述石英玻璃管的外壁。
[0006]更进一步地，还包括：第一密封压板和第一螺栓；所述第一螺栓用于连接所述第一密封压板和所述窗体法兰，使得所述第一密封压板挤压所述密封圈组变形以真空密封所述石英玻璃管的外壁。
[0007]更进一步地，所述第一密封压板的截面形状为L形，一个端面抵接所述密封圈组，另一个平面通过所述第一螺栓连接所述窗体法兰。
[0008]更进一步地，还包括：垫片，设置在所述环形沟道内，且位于所述密封圈组与窗体
法兰之间。
[0009]更进一步地，所述密封圈组包括依次套设在所述石英玻璃管上的三个密封圈，所述三个密封圈的形状依次为圆形、方形和圆形。
[0010]更进一步地，还包括：第二密封压板、第二螺栓以及分别位于所述光学窗口片两侧的第二密封圈和第三密封圈；所述第二螺栓用于连接所述第二密封压板和所述窗体法兰，使得所述第二密封圈、光学窗口片和第三密封圈被固定在所述第二密封压板和窗体法兰之间。
[0011]更进一步地，还包括：所述第二密封压板以及所述窗体法兰中用于固定所述光学窗口片的端面中均设置有凹槽，分别用于放置并固定所述第三密封圈和第二密封圈。
[0012]更进一步地，所述第二密封圈和第三密封圈的形状均为方形。
[0013]更进一步地，所述环形凹槽和第一密封圈的数量均为两个，每一所述环形凹槽中设置有一所述第一密封圈。
[0014]更进一步地，所述第一密封圈的形状为圆形。
[0015]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0016](1)在窗体法兰上开槽以在窗体法兰与石英玻璃管内壁之间放置密封圈，当石英玻璃管内抽真空时，密封圈由于大气压作用离开槽口并填满窗体法兰与石英玻璃管内壁之间的间隙，实现石英玻璃管的内壁密封；在石英玻璃管与窗体法兰的一连接端面处形成环形沟道，以放置外壁密封圈，外壁密封圈受力变形以贴紧石英玻璃管外壁，实现石英玻璃管的外壁密封；由此，在不焊接至法兰的情况下，实现了石英玻璃管内壁和外壁的真空密封，既避免石英玻璃管受损，又实现了良好的密封效果，且实际操作中拆装方便；
[0017](2)利用螺栓连接外壁密封压板与窗体法兰，拧紧螺栓的过程中为外壁密封圈提供相应的外力，挤压外壁密封圈变形，可以通过调节螺栓的拧紧程度调节外壁密封的程度，以在保证密封性能的基础上满足不同的密封需求；
[0018](3)将外壁密封圈设置为圆形密封圈+方形密封圈+圆形密封圈相配合的形式，中间的方形密封圈一方面起到形变密封的功能，另一方面可以隔开其两侧的圆形密封圈，使得这两个圆形密封圈不至于因为形变而错位，从而实现更好的密封效果；
[0019](4)将密封光学窗口片的密封圈的形状设计为方形，在对光学窗口片的过程中，更大的接触面积保证了更好的密封效果，且减小了光学窗口片上的压强，避免损坏光学窗口片。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的高密封性能的光学观察窗口的剖视图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的高密封性能的光学观察窗口的爆炸图；
[0022]图3A
‑
3C分别为本专利技术实施例提供的高密封性能的光学观察窗口的整体工程图、正视图和侧视图；
[0023]图4A
‑
4C分别为本专利技术实施例提供的窗体法兰与石英玻璃管内壁圆形密封圈合体后的效果图、正视图和侧视图。
[0024]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：
[0025]1为窗体法兰，2为光学窗口片，3为石英玻璃管，4为第一密封圈，5为密封圈组，61
为第一密封压板，62为第一螺栓，63为垫片，71为第二密封压板，72为第二螺栓，73为第二密封圈，74为第三密封圈。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]在本专利技术中，本专利技术及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的高密封性能的光学观察窗口的剖视图。参阅图1，结合图2
‑
图4C，对本实施例中高密封性能的光学观察窗口进行详细说明。
[0029]参阅图1和图2，高密封性能的光学观察窗口包括窗体法兰1、光学窗口片2、石英玻璃管3、第一密封圈4和密封圈组5。光学窗口片2和石英玻璃管3分别固定连接在窗体法兰1的两侧。窗体法兰1中用于外套连接石英玻璃管3的筒状结构上设置有环形凹槽，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密封性能的光学观察窗口，其特征在于，包括：窗体法兰(1)、光学窗口片(2)、石英玻璃管(3)、第一密封圈(4)和密封圈组(5)，所述光学窗口片(2)和石英玻璃管(3)分别固定连接在所述窗体法兰(1)的两侧；所述窗体法兰(1)中用于外套连接所述石英玻璃管(3)的筒状结构上设置有环形凹槽，所述第一密封圈(4)设置在所述环形凹槽中；当所述光学观察窗口中抽真空时，所述第一密封圈(4)发生形变以真空密封所述石英玻璃管(3)的内壁；所述窗体法兰(1)与石英玻璃管(3)一侧的连接端面处形成为环形沟道；所述密封圈组(5)套设在所述环形沟道内的石英玻璃管(3)上，用于在外力作用下发生形变以真空密封所述石英玻璃管(3)的外壁。2.如权利要求1所述的高密封性能的光学观察窗口，其特征在于，还包括：第一密封压板(61)和第一螺栓(62)；所述第一螺栓(62)用于连接所述第一密封压板(61)和所述窗体法兰(1)，使得所述第一密封压板(61)挤压所述密封圈组(5)变形以真空密封所述石英玻璃管(3)的外壁。3.如权利要求2所述的高密封性能的光学观察窗口，其特征在于，所述第一密封压板(61)的截面形状为L形，一个端面抵接所述密封圈组(5)，另一个平面通过所述第一螺栓(62)连接所述窗体法兰(1)。4.如权利要求2所述的高密封性能的光学观察窗口，其特征在于，还包括：垫片(63)，设置在所述环形沟道内，且位于所述密封圈组(5)与窗...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽，杨诚宇，陈志鹏，丁永华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：