一种玻璃-金属密封电气贯穿件及其制备方法技术

本发明专利技术属于核反应安全技术领域，涉及一种玻璃

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃
‑
金属密封电气贯穿件及其制备方法


[0001]本专利技术属于核反应安全
，具体是涉及玻璃
‑
金属密封电气贯穿件及其制备方法。

技术介绍

[0002]电气贯穿件是安装在核电站反应堆安全壳上，用于电缆贯穿安全壳的专用电气设备。在正常及各种事故工况下，电气贯穿件应能够保证安全壳的完整性，阻止放射性物质外泄，同时维持安全壳内电气和信号的连续性。
[0003]电气贯穿件密封材料的种类主要包括高分子、玻璃和陶瓷，金属壳体和金属导体之间由密封材料进行密封，其中密封材料的决定了电气贯穿件的性能。目前，高分子密封材料使用最为广泛，但高分子材料在长期运行以及延寿运行时难免发生脆化、蠕变等老化现象，存在丧失密封和绝缘功能的风险。而玻璃材料具有化学性质稳定、强度高、寿命长等优势从而使得玻璃
‑
金属密封技术逐步受到人们的追捧，但是玻璃和铜的密封难题一直以来都没有得到稳妥的解决，因此玻璃
‑
金属密封电气贯穿件在国内应用案例几乎没有。
[0004]中国专利公开了一种电气贯穿件及其制备方法(申请号202210088324.X)采用先封接筒体，然后筒体再与导针之间采用机械配合进行密封，密封可靠性具有明显缺陷，密封强度不会太高，其选用金属筒体为4J42合金(电阻率为0.61μΩ
·
m)，其电阻率较大，在通大电流时发热量过大，且生产过程略显复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种玻璃
‑<br/>金属密封电气贯穿件及其制备方法。本专利技术的电气贯穿件，通过封接玻璃密封连接金属壳体和金属内管，金属内管与连接导体通过螺纹连接，再采用焊接方式密封两端的结构解决密封效果差的技术难题，提高了生产效率。通过使用该结构，完成了电气贯穿件导体组件密封材料由高分子替换为无机玻璃的跨越，满足了核电反应堆电气贯穿件的各项鉴定试验要求，同时提高了电气贯穿件的使用寿命。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种玻璃
‑
金属密封电气贯穿件，包括金属壳体、金属内管、封接玻璃、连接导体；所述金属内管穿设在所述金属壳体中通过封接玻璃密封连接固定；所述连接导体通过螺纹连接穿设在所述金属内管中；所述金属内管两端内壁与所述连接导体间间隙，在所述间隙中填充金属焊料。
[0007]优选地，所述金属内管两端内壁分别设置阶梯孔，在两端所述阶梯孔之间金属内管内壁上设置有内螺纹；所述连接导体上设置有外螺纹；所述金属焊料填充在在所述阶梯孔处。
[0008]优选地，所述连接导体上设置有外螺纹处的两端与所述连接导体两端保留有同等距离；所述连接导体与所述金属内管阶梯孔侧壁间保留有间隙，所述金属焊料填充在所述阶梯孔处。
[0009]优选地，所述阶梯孔的侧壁上开设有环形槽，所述金属焊料填充所述环形槽。
[0010]优选地，所述阶梯孔深度大于5mm。
[0011]优选地，所述内螺纹和所述外螺纹为细牙螺纹。
[0012]优选地，所述金属内管的螺纹结构长度大于所述金属壳体宽度20
‑
100mm。
[0013]优选地，所述连接导体上的螺纹结构长度比金属内管螺纹长度短5
‑
20mm。
[0014]本专利技术还提供了玻璃
‑
金属密封电气贯穿件的制备方法，其步骤包括：
[0015]S1：按照要求制备所需规格的金属壳体、封接玻璃、金属内管、连接导体和金属焊料；
[0016]S2：将连接导体穿设在金属内管中并通过螺纹结构连接，并将金属焊料放置于金属内管两端内壁与连接导体之间的间隙处，并用石墨夹具进行定位；
[0017]S3：将金属壳体、封接玻璃、及装有金属焊料的金属内管
‑
连接导体组装于烧结模具上，其中：先将金属内管穿过封接玻璃内径，然后将金属壳体套在封接玻璃外径处，形成压缩密封；
[0018]S4：将组装好的工件放置于烧结炉中进行熔封。在S4步骤中，烧结温度为950～1000℃，保温时间为10～20min；逐步降温退火处理，降温制度为850℃
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650℃
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450℃
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250℃。
[0019]本专利技术的玻璃
‑
金属密封电气贯穿件，相对于现有技术的有益效果：
[0020]1、金属内管和连接导体通过贯通金属壳体宽度的螺纹连接结合在金属内管和连接导体两端填充金属焊料实现密封，提高了密封强度和密封可靠性。
[0021]2、通过在金属内管两端内壁开设阶梯孔，在阶梯孔开设环形槽，进一步提高了金属焊料的牢固性，提高了密封可靠性。
[0022]3、具有高气密、高绝缘、高耐电压、高化学稳定性、高寿命特点。
[0023]4、结构简单，制备方法简单，容易实现，容易控制。
[0024]5、玻璃
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金属密封与焊料
‑
金属密封过程是一体熔封完成，具有效率高，一致性好。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一种新型导体连接结构玻璃
‑
金属密封电气贯穿件示意图。
[0026]其中：包含金属外壳1、封接玻璃2、金属内管3、环形槽31、螺纹连接32、连接导体4、金属焊料5。
具体实施方式
[0027]为更好的理解本专利技术，下面的实例是对本专利技术的进一步说明，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0028]本专利技术的玻璃
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金属密封电气贯穿件，参看图1，包括金属壳体1、封接玻璃2、金属内管3、连接导体4、金属焊料5。
[0029]金属壳体1，为两端贯通的筒状结构，其材质为不锈钢。金属内管3穿设在金属壳体1中，通过封接玻璃2密封连接固定。
[0030]金属内管3，为两端贯通的筒状结构，材质为4J50铁镍合金(电阻率0.43μΩ
·
m)。在金属内管3的两端内壁处分别设置有阶梯孔，阶梯孔内径大于两端的阶梯孔之间的金属内管3的内径。阶梯孔的深度大于5mm。在两端阶梯孔之间的金属内管3的内壁上开设有内螺
纹，螺纹处的长度大于金属壳体1宽度20
‑
100mm，以保证当金属内管3穿设在金属壳体1中时，金属内管3的内螺纹结构贯穿金属壳体1的宽度并伸出金属壳体1外。为了螺纹连接紧密性，金属内管3的内螺纹一般采用细牙内螺纹结构。在阶梯孔处的侧壁上，沿其圆周方向，开设有具有一定深度的环形槽31。
[0031]连接导体4，为圆棒状结构，其材质为无氧铜或铁基材料内包覆铜合金。在连接导体4上设置有外螺纹，设置有外螺纹处的两端与连接导体4的两端之间保留有同等距离。连接导体4的外螺纹长度比金属内管3的内螺纹长度略短5
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20mm。连接导体4上的外螺纹为细牙螺纹。连接导体4的外螺纹与金属内管3的内螺纹公称直径相同，为M5
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M100。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃
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金属密封电气贯穿件，其特征在于，包括金属壳体、金属内管、封接玻璃、连接导体；所述金属内管穿设在所述金属壳体中通过封接玻璃密封连接固定；所述连接导体通过螺纹连接穿设在所述金属内管中；所述金属内管两端内壁与所述连接导体间间隙，在所述间隙中填充金属焊料。2.根据权利要求1所述的玻璃
‑
金属密封电气贯穿件，其特征在于，所述金属内管两端内壁分别设置阶梯孔，在两端所述阶梯孔之间金属内管内壁上设置有内螺纹；所述连接导体上设置有外螺纹；所述金属焊料填充在在所述阶梯孔处。3.根据权利要求2所述的玻璃
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金属密封电气贯穿件，其特征在于，所述连接导体上设置有外螺纹处的两端与所述连接导体两端保留有同等距离；所述连接导体与所述金属内管阶梯孔侧壁间保留有间隙，所述金属焊料填充在所述阶梯孔处。4.根据权利要求3所述的玻璃
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金属密封电气贯穿件，其特征在于，所述阶梯孔的侧壁上开设有环形槽，所述金属焊料填充所述环形槽。5.根据权利要求2所述的玻璃
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金属密封电气贯穿件，其特征在于，所述阶梯孔深度大于5mm。6.根据权利要求2所述的玻璃
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金属密封电气贯穿件，其特征在于，所述内螺纹和所述外螺纹为细牙螺纹。7.根据权利要求1至6任一所述的玻璃
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【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，冯庆，华斯嘉，徐绍华，陆艳辉，郗雪艳，王彬峰，施震灏，汤志杰，尤晓楠，关雅静，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：