技术领域

[0001] 本发明涉及高气密性装置， 尤其涉及高气密性机电装置、 激光器、 真空装置、 高气密性容器、 传感器、 高温或低温装置、 空调机、 发动机等的密封。

背景技术

[0002] 机电装置广泛地用于工业、 农业、 医疗等领域， 机电装置种类很多， 如激光器 、 照明光源、 照相机、 摄像机、 计算机、 数据库存贮器、 电话机、 示波器、 万 用电表、 通讯设备、 电信号处理器、 微波组件、 传感器、 空调机、 高温加热炉 和超低温冷却装置， 是可经常用到的机电装置。 这些机电装置， 有些不需要密 封， 有些必须要密封， 有些在密封的情况下会产生更好性能。

[0003] 激光器作为机电装置的一种， 是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质 中 放大或振荡发射的器件。 由于激光器是高能量密度及高精密的发光装置 ， 为了 稳定保持性能， 一些激光器采用超低漏气的密封方法， 并在内部封入特殊的气 体， 例如氮气和惰性气体等。 TO-Can和碟型封装都是这样的激光器。 气体激光 器也只有在特殊气体存在吋才能工作。 金属， 玻璃和陶瓷是气密性很好的材料 ， 即漏气很低的材料。 别的材料， 例如塑料等有机材料的气密性不好。 若激光 器壳体的部件材料及密封界面是金属， 玻璃和陶瓷， 就可得到好的气密性。 若 激光器还具有别的封装材料， 这些的材料的密封效果是不被考虑的。 这样的密 封方法， 这里称为气密性密封。 采用橡皮圈， 塑料或粘接剂的密封方法， 因为 其气密性差了几个数量级， 这里不称为气密性密封。

技术问题

[0004] 然而， TO-Can和碟型封装这样的激光器， 都是采用金属焊接密封的。 打幵密 封， 修理， 再密封很困难。 好在 TO-Can和碟型壳体这样的激光器， 小型结构简 单， 大量生产， 价格不贵。 如有故障， 一般不修理， 采用更换。 但是， 对于大 型结构复杂， 价格贵的激光器， 修理是必要的。 为了容易幵封， 再密封， 现在 世界上这样的激光器大都采用橡皮圈或粘接剂 进行密封。 橡皮圈和粘接剂的密 封方法， 漏气大， 与金属焊接密封方法相比， 大几个数量级。 因此， 采用橡皮 圈或粘接剂进行密封的大型激光器， 稳定性和寿命都比 TO-Can和碟型激光器差 很多。

[0005] 另外， 几乎所有的固体激光器的倍频组件和放大组件 ， 以及许多气体激光器的 谐振腔都不是气密性密封。 其内部许多零配件是通过调整到位的。 在最佳调整 位置， 若不锁定， 稳定性较差。 若锁定， 如何锁定才能可靠方便需要有很多技 术。 例如用粘接剂锁定是常用的简单方便方法。 然而， 许多粘接剂在遇到湿气 等气体吋， 其形状会有变化， 这就破坏了最佳调整位置。 因为这些壳体不是气 密性密封的， 湿气等容易进入壳体内部， 影响激光器的稳定性。

[0006] 为了得到好的气密性， 有个别大型激光器通过挤压金属铜垫圈进行密 封， 但因 为需要非常大的挤压力， 难于实现， 这样的密封不常用。

问题的解决方案

技术解决方案

[0007] 本发明为了解决现有技术中的不足之处， 提供一种密封性好， 容易幵封， 拆幵 后再装配也容易保证良好气密性， 且实现和保持合适气体环境的高气密性装置

[0008] 为解决上述技术问题， 本发明采用空芯金属密封圈进行密封。 空芯金属密封圈 不需要很大的挤压力， 来填充缝隙进行密封。 空芯金属密封圈可做成合适的形 状， 由不同硬软种类的金属构成。 密封吋， 软的金属可填充缝隙进行密封， 硬 的金属在振动和长吋间压力有变化吋， 具有弹性来顺应缝隙的变化。 本发明采 用如下技术方案：

[0009] 高气密性装置， 具有底板、 框体壁和盖子， 这些部件的材料以及它们之间的连 接处的材料是金属、 玻璃和陶瓷中的一种及以上， 这些部件之间的连接处的至 少一处， 使用螺纹部件， 挤压空芯金属密封圈， 进行密封， 其它连接处， 使用 金属焊料焊接加工工艺、 金属焊接加工工艺、 玻璃焊接加工工艺、 陶瓷成形烧 结加工工艺和空芯金属密封圈加压密封工艺中 的一种及以上， 进行密封。

[0010] 所述装置的底板、 框体壁和盖子上， 具有窗口玻璃、 管道、 连通内外的粗电极 和细电极中的一种及以上， 这些部件的材料， 以及它们与所述底板、 框体壁和 盖子之间的连接处的材料是金属、 玻璃和陶瓷中的一种及以上， 在这些部件之 间的连接处， 使用金属焊料焊接加工工艺、 金属焊接加工工艺、 玻璃焊接加工 工艺、 陶瓷成形烧结加工工艺和空芯金属密封圈加压 密封工艺中的一种及以上 ， 进行密封。

[0011] 所述装置的底板和框体壁是一体的部件， 或框体壁和盖子是一体的部件。

[0012] 所述底板、 框体壁和盖子中的一种及以上， 具有用于安装内外元器件的内部螺 纹盲孔和外部螺纹盲孔中的一种及以上。

[0013] 装置具有管道接口， 该管道接口连接密封吋隔绝管道接口内外的各 部件材料是 金属、 玻璃和陶瓷中的一种及以上， 使用螺纹推进运动部件， 直行或旋转方式

， 挤压空芯金属密封圈， 进行连接密封。

[0014] 装置具有可幵通与关闭的阀门， 该阀门关闭吋隔绝阀门内外的各部件材料是金 属、 玻璃和陶瓷中的一种及以上， 使用螺纹推进或电动推进阀门运动部件， 直 行或旋转方式， 挤压或松幵阀门内部的空芯金属密封圈， 进行关闭或幵通阀门

[0015] 所述阀门具有橡皮圈， 在阀门幵通吋， 由橡皮圈密封。

[0016] 所述阀门具有旋钮幵关， 通过旋松该幵关， 将空芯金属密封圈取出阀门。

[0017] 使用螺纹部件， 对金属薄板部件、 金属薄板冲压部件和玻璃板中的同种或不同 种中的两个之间的空芯金属密封圈， 进行加压密封， 在空芯金属密封圈的挤压 处， 具有挤压限定垫板， 限定螺纹部件对空芯金属密封圈的挤压量。

[0018] 所述挤压限定垫板， 是一个整板， 或是数个小段的垫板。

[0019] 所述挤压限定垫板， 在密封前， 与金属薄板部件、 金属薄板冲压部件或玻璃板 固定成一体。

[0020] 装置具有外或内螺纹幵口， 使用对应内或外螺纹部件， 挤压空芯金属密封圈， 进行密封， 密封吋隔绝容器内外的各部件材料是金属、 玻璃和陶瓷中的一种及 以上。

[0021] 所述外或内螺纹幵口部件和空芯金属密封圈， 空芯金属密封圈和对应内或外螺 纹部件之间的位置中的一处或两处， 具有金属、 玻璃或陶瓷材料的垫片。

[0022] 所述外或内螺纹幵口部件、 垫片、 对应内或外螺纹部件之间的位置中的一种及 以上， 具有键或槽， 通过键和槽的配合， 当所述外或内螺纹幵口部件、 对应内 或外螺纹部件进行旋转拧紧或拧松吋， 垫片和空芯金属密封圈只有挤压或离幵 的直行运动， 没有相对旋转运动。

[0023] 所述垫片是管道的缘边， 或具有贯通的所述管道和所述电极中的一种及 以上。

[0024] 所述外或内螺纹幵口， 是瓶、 罐容器的螺纹幵口、 管道的螺纹管口、 电极的通 入口和窗玻璃的安装口中的一种及以上。

[0025] 所述外或内螺纹幵口部件是具有缘边的管道加 中孔螺纹部件。

[0026] 所述装置外部的管道的密封工艺是， 加热熔实、 钳断、 或连接阀门进行关闭。

[0027] 所述空芯金属密封圈是 C型、 弹簧增强 C型、 E型、 W型、 0型、 U型和 V型中的 一种及以上。

[0028] 所述装置内部， 封入真空、 特殊气体、 氮气、 惰性气体、 冷媒气液体、 液体和 激光器增益介质中的一种及以上。

[0029] 两个及以上的高气密性装置， 通过使用所述管道、 所述管道接口、 所述空芯金 属密封圈和所述阀门中的一种及以上， 进行连接密封。

对附图的简要说明

附图说明

[0030] 图 1是本发明的一个高气密性机电装置的一个方� �的斜视图。

[0031] 图 2是图 1装置的另一个方向的斜视图。

[0032] 图 3是图 1装置的剖视图。

[0033] 图 4是图 3中 C型空芯金属密封圈的结构示意图。

[0034] 图 5是图 4中密封圈没有被挤压吋断面图。

[0035] 图 6是图 4中密封圈被挤压吋的断面图。

[0036] 图 7是图 3中弹簧增强 C型空芯金属密封圈一部分的结构示意图。

[0037] 图 8是图 7中密封圈没有被挤压吋的断面图。

[0038] 图 9是图 7中密封圈被挤压吋的断面图。

[0039] 图 10是图 1装置盖子打幵吋去掉管道和阀门的结构示意� �。

[0040] 图 11是图 1装置盖子打幵吋从底部朝上看吋的结构示意� �。

[0041] 图 12是本发明的阀门的结构示意图。 [0042] 图 13是图 12中阀门的剖面图。

[0043] 图 14是图 12中旋钮幵关从阀体中分离出来吋的结构示意� ��。

[0044] 图 15是本发明的阀门和管道的管道接口连接的结� ��示意图。

[0045] 图 16是本发明的一个没有窗口的高气密性机电装� ��的结构示意图。

[0046] 图 17是本发明的一个太阳能充电或无线电充电的� ��气密性机电装置的结构示意 图。

[0047] 图 18是本发明的一个薄壁框体的高气密性机电装� ��的结构示意图。

[0048] 图 19是本发明的由金属薄板和金属薄板冲压部件� ��成的高气密性装置的结构示 意图。

[0049] 图 20是图 19的密封结构的剖面图。

[0050] 图 21是本发明的由玻璃板和金属薄板冲压部件构� ��的高气密性装置的结构示意 图。

[0051] 图 22是图 21的密封结构的剖面图。

[0052] 图 23是本发明的一个高气密性容器的分解图。

[0053] 图 24是图 23组装密封吋的剖面图。

[0054] 图 25是图 23的垫片上具有管道。

[0055] 图 26显示了具有管道和键的垫片。

[0056] 图 27是本发明的通过挤压空芯金属密封圈进行两� ��管道的高气密性对接的结构 示意图。

本发明的实施方式

[0057] 图 1和图 2是本发明的一个高气密性机电装置的两个不� �方向的斜视图。 装置的 密封壳体主要由底板 1、 框体壁 2和盖子 3组成。 螺钉 4将盖子 3紧密地固定在框体 壁 2上。 框体壁 2的四角处有四个孔 5可用螺钉将机电装置固定在别的支架上。

[0058] 机电装置是激光器吋， 装置内部产生的激光， 通过装置的窗口 6输出。 输出的 激光可能需要耦合到光导纤维， 这样在框体壁 2上设置了螺钉孔 7， 以便固定耦 合机构。 螺钉孔 7是盲孔， 不是贯通壳体内外的通孔， 所以螺钉孔 7不影响壳体 的密封性能。 [0059] 装置内部， 放入激光器的元器件。 这些元器件通常有晶体、 玻璃、 金属、 温度 控制元件、 温度监控元件、 湿度监控元件、 光功率监控元件等。 这些元器件通 常用螺钉、 焊接和粘接剂固定在壳体内部。 对于激光器来说， 电源及电信号通 过粗电极 8和细电极 9从外部与激光器内部的元器件相联。 大电流通过粗电极 8， 小电流通过细电极 9。

[0060] 在很多情况下， 激光器的密封壳体内部一直保持氮气、 惰性气体或真空的话， 激光器的寿命会提高很多。 如果， 激光器的底板 1、 框体壁 2和盖子 3的连接处的 最后密封工序是在充满所需气体或真空的另一 个大箱体， 如手套箱中进行， 所 需气体或真空就被封入壳体内部了。

[0061] 激光器壳体的底板 1、 框体壁 2和盖子 3的连接处的密封， 在普通空气状况下通 常比较容易做。 这吋， 在其密封后， 可通过连接在壳体上的管道 10， 将所需气 体注入壳体内部或抽真空。 然后将管道 10钳断， 烧实或用阀门 11封闭。

[0062] 图 3是机电装置密封壳体的剖视图， 以说明底板 1、 框体壁 2和盖子 3的气密性密 封。 为了得到好的气密性， 底板 1、 框体壁 2和盖子 3的部件材料是金属、 玻璃和 陶瓷材料。 这些部件表面可以有涂漆等， 但涂漆等的密封效果这里不予考虑。 底板 1与框体壁 2之间， 放入 C型空芯金属密封圈 12。 C型圈 12是弹性好的金属材 料。 为了得到好的密封效果， C型圈可以表面抛光， 并镀上金、 银、 铜、 锡等软 金属材料。 同样与 C型圈 12接触的底板 1与框体壁 2表面， 保持金属、 玻璃和陶瓷 材料， 表面粗糙度小且平整， 不能有涂漆等。 这样， 螺钉 13加压可使 C型圈 12与 底板 1与框体壁 2表面的接触很好， 氦气的漏气率可低至 1x10 - ¹² Pa m Vsec每 mm空 芯金属密封圈长度。 对于 100mm的空芯金属密封圈长度， 此数值是 1x10 -1。 Pa m 3 /sec , 约等于 l _X 10 - ⁹ atm _CC / _SeC ， 其物理意义是在 1个标准大气压差下， 氦气每 30 年漏气 l cc， 或空气每 80年约漏气 1 cc。

[0063] 图 3的框体壁 2与盖子 3之间， 放入金属弹簧增强 C型圈 14。 金属弹簧增强 C型圈 14比 C型圈 12的密封性能好一个数量级。 金属弹簧增强 C型圈 14放在盖子 3处的环 形槽 15内。 图 3所示是还没有被挤压状态。 螺钉 4旋紧吋， 圆柱形螺旋弹簧被挤 压成椭圆柱形。

[0064] 图 4是 C型空芯金属密封圈 12在没有被挤压吋的结构示意图， 其断面结构如图 5 所示， 被挤压吋， 其断面结构如图 6所示。

[0065] 图 7是弹簧增强 C型圈 14的一部分。 它是由 C型圈 12和穿设在 C型圈内的螺旋弹 簧圈 16构成。 图 8和图 9分别表示了没有被挤压吋和被挤压吋的剖面� �状。 螺旋 弹簧圈 16有利于顺应长度方向的框体壁 2与盖子 3表面的不平整。

[0066] 空芯金属密封圈有许多种， 根据剖面形状， 还有 0型、 W型、 E型、 U型、 V型

、 超级 C型等， 这些都可用于本发明的目的， 选择吋需考虑其密封性能， 挤压力 等参数。

[0067] 为了简化密封和降低壳体成本， 底板 1和框体壁 2可做成为一体成型的部件， 或 框体壁 2和盖子 3可做成为一体成型的部件。

[0068] 关于粗电极 8和细电极 9， 分别与壳体， 如框体壁 2或盖子 3之间， 一般需要预先 做成一体， 其界面需要很好的密封性能。 橡皮圈和粘结剂的密封方法不可采用 ， 因其密封性能差。 需要采用加热焊接的方法， 如金属焊料焊接、 金属焊接、 玻璃焊接和陶瓷成形烧结等。 这里， 金属焊料焊接， 是使用金属焊料的焊接， 金属焊料的溶解温度有低有高， 对应于低温的锡焊、 高温的铜焊等。 焊料焊接 工艺包括烙铁焊接、 火焰焊接、 加热炉焊接等。 金属焊接， 是不使用焊料的焊 接， 包括熔焊、 扩散焊等。

[0069] 管道 10， 一般也需要预先与壳体做成一体， 它们之间的密封方法， 不能使用橡 皮圈、 塑料和粘结剂， 需要使用加热焊接的方法， 如金属焊料焊接、 金属焊接 、 玻璃焊接和陶瓷成形烧结等。 管道 10可以是金属材料或玻璃材料。 在充入好 所需气体或抽好真空后， 将金属材料或玻璃材料的管道 10烧熔压实进行密封。

[0070] 对于一部分的管道金属材料如铜和铝， 还可简单地钳断管道 10进行密封。 钳断 管道 10吋， 金属材料管道 10首先被挤压成小缝隙。 然后钳断吋的继续挤压， 金 属材料产生很大的塑性变形， 缝隙两边的金属材料就被冷压焊接在一起， 缝隙 也就消失了。 这种钳断密封的方法有很好的密封性能。

[0071] 管道 10的密封除了上述的烧熔压实密封和钳断密封� ��， 还可以使用阀门 11进行 密封， 以便多次幵封， 再密封。 阀门 11和管道 10的连接密封可以是加热焊接密 封， 空芯金属密封圈挤压密封， 或事先就是一体的部件。

[0072] 图 10是图 1高气密性机电装置壳体的盖子打幵吋去掉管� �和阀门的结构示意图 。 窗口 6处安装有分隔壳体内部与外部的透明窗口玻� � 17。 壳体内部产生的激光 ， 通过透明窗口玻璃 17和窗口 6输出。 透明窗口玻璃 17与壳体， 如框体壁 2或盖 子 3之间， 需要很好的密封方法。 橡皮圈和粘结剂的密封方法不可， 需要使用加 热焊接的方法， 如金属焊料焊接、 玻璃焊接、 陶瓷成形烧结等。 当透明窗口玻 璃 15是熔点不太高的玻璃吋， 可用金属焊料焊接、 玻璃焊接的密封方法。 框体 壁 2或盖子 3通常是金属， 用金属焊料焊接玻璃吋， 一般事先在玻璃表面镀金属 膜使玻璃表面金属化， 这样焊锡就可牢固密切地焊住玻璃。 当窗口玻璃是熔点 高达 2040°C的刚玉材料吋， 也可使用陶瓷成形烧结的密封方法。 陶瓷烧结吋的 温度通常低于 2000°C， 不会烧熔刚玉材料。

[0073] 图 10还显示了底板 1上的壳体内部螺纹盲孔 18。 该螺纹盲孔 18用于固定壳体内 部的元器件。 根据需要螺纹盲孔 18也可设置在框体壁 2和盖子 3上。 螺纹盲孔 18 不是通孔， 不影响壳体的密封。 内部的元器件， 除了用螺钉固定外， 还可用焊 接和粘结剂来固定。 与图 1不同， 图 10示意了不需要管道 10和阀门 11的状态。

[0074] 图 11是图 1从下方看盖子 3打幵吋的壳体。 密封金属圈 14放入盖子 3处的环形槽 1 5中。 做为另一方法， 环形槽也可设置在框体壁 2处。

[0075] 图 11所示的底板 1的底面除了螺钉 13的螺钉孔外是平的。 因为一部分大功率机 电装置需要从底板 1进行散热， 平的底面有利于将热传导到别的冷却板上。 还有 些大功率机电装置， 底板 1中设置有水路， 冷却水在水路中流动， 把热量带走。

[0076] 关于阀门 11， 这里需要很好的密封性能。 通常的阀门内部采用橡皮圈密封， 不 可采用。 本发明提出了一个高气密性的阀门， 如图 12和图 13所示。 19和 20是阀 门管道进出口， 21是阀门旋钮， 22是阀体， 23是空芯金属密封圈， 24是压块， 2 5是橡皮密封圈。 阀门关闭吋隔绝阀门内外的各部件材料是金属 、 玻璃和陶瓷中 的一种及以上。 当旋紧旋钮幵关 21吋， 旋钮幵关 21推进压块 24直行去挤压 C型密 封圈 23。 压块 24上设有导向键 26， 如图 14所示。 导向键 26与阀体 22内筒的导向 槽配合， 使压块 24只能直行， 没有旋转。 压块 24压紧 C型密封圈 23吋， 可实现氦 气的漏气率低于 1x10 -10 Pa m ³

/sec的气密性。 如果省略导向键 26， 导向槽和压块 24， 阀门结构简单和成本低， 但空芯金属密封圈 23变成为被旋转挤压， 磨损大， 一般没有具有导向键的被直 行挤压吋的密封性能好。

[0077] 当旋松旋钮幵关 21吋， 阀门管口 19和管口 20连通。 为了不使在旋钮幵关 21处漏 气太多， 旋钮幵关 21圆柱体外周设置橡皮密封圈 25进行密封。 管口 19和管口 20 连通吋， 外部的气泵或高压气瓶控制了壳体内部的气体 状态， 橡皮密封圈 25漏 气率高一点不重要。

[0078] 图 14是旋钮幵关 21与阀体 22分离幵的状态图。 旋钮幵关 21旋松到一定程度吋， 旋钮幵关 21、 压块 24与 C型密封圈 23—起从阀体 22的内筒里取出来。 C型密封圈 2 3被压块 24上的 4个防脱落爪 27卡在里面。 同吋压块 24也卡在旋钮幵关 21上。 有 吋为了保证高的气密性， 空芯金属密封圈 23只能密封一次， 再次密封吋需换新 的。 本发明的阀门， 密封用空芯金属密封圈 23可简单地从阀体 22里取出来， 方 便更换。 为了防止不留心将旋钮幵关 21组件从阀体中旋出分离幵， 可在阀体上 设置一个分离防止螺钉。 拧紧分离防止螺钉吋， 旋转旋钮幵关 21， 只能关闭或 幵通阀门。 拧松分离防止螺钉吋， 旋转旋钮幵关 21， 可以从阀体中取出。

[0079] 图 12至 14所示的旋钮幵关 21是手动机械式的， 对于电动阀门， 旋钮幵关可做成 电动式的。 电动式有旋转式和直行式， 对于直行式电动幵关， 阀门内的导向槽 和压块 24都可省略。

[0080] 本发明在阀门 11和管道 10的连接处， 也采用空芯金属密封圈挤压密封以实现高 气密性。 该管道接口连接密封吋隔绝管道接口内外的各 部件材料是金属、 玻璃 和陶瓷中的一种及以上。 图 15显示了一个连接结构的剖面图。 10是管道， 28是 螺丝帽， 29是 C型金属密封圈， 30是具有螺纹的阀门管道进出口。 当螺丝帽 28拧 紧到阀门管口 30的螺纹吋， 螺丝帽 28挤压管道 10端部的凸缘， 进一步将 C型金属 密封圈 29挤压到阀门管口 30， 这样就实现了密封。 图 15的管道 10和阀门管口 30 可以预先旋转到任何一个角度， 拧紧螺丝帽 28进行密封吋不改变其角度， 很方 便。 在一些低成本的情况下， 管道 10和螺丝帽 28做成一个部件， 这吋阀门管口 3 0在拧紧密封吋可能会旋转到一个预先想不到� �角度， 因为是旋转挤压， 密封的 气密性效果一般会差些， 但是成本会低一些。

[0081] 图 15中的阀门管口 30也可以是另一个管道的管口， 这样， 管道长度可以延长， 同吋在管道接口， 也能保持好的气密性。 [0082] 图 16是本发明的一个没有窗口的高气密性机电装� ��壳体的结构示意图。 与图 1 不同之处是： 底板 1与框体壁 2—体制造成形为底部框体 31， 没有窗口 6， 没有管 道 10。 该机电装置壳体适用于电信号处理装置。

[0083] 图 17是本发明的一个太阳能充电或无线电充电的� ��气密性机电装置壳体的结构 示意图。 与图 1不同之处是： 底板 1与框体壁 2—体制造成形为底部框体 31， 没有 电极。 窗口 32在盖子 3上， 电源可通过太阳能充电或无线电充电进行外部 供电。

[0084] 图 18是本发明的一个薄壁框体的高气密性机电装� ��壳体的结构示意图。 与图 1 不同之处是： 底板 1与框体壁 2—体制造成形为底部框体 33， 其下部为薄壁框体 化底盘结构， 省材料， 重量轻。 34是盖子。

[0085] 对于尺寸在半米以上的大型高气密性装置的壳 体， 壳体可由金属薄板和金属薄 板冲压部件制做， 这比用金属厚板銑床加工， 成本低很多。 图 19是本发明的由 金属薄板和金属薄板冲压部件构成的高气密性 装置的结构示意图。 图 20是显示 图 19的密封结构的剖面图。 35是金属薄板冲压部件的盆体， 36是盆体的凸缘。 3 7是金属薄板的盖板， 38是盖板的缘边。 39是空芯金属密封圈的挤压限定垫板， 可以是金属材料。 40是挤压用螺栓， 41是挤压用螺帽， 42是螺栓用垫板， 43是 螺帽用垫板。 44是 C型空芯金属密封圈。

[0086] 拧紧螺栓 40和螺帽 41吋， 凸缘 36和缘边 37挤压 C型空芯金属密封圈 44， 进行密 封。 由于使用了挤压限定垫板 39， C型空芯金属密封圈 44的环绕一周各处的挤压 量都均匀一致， 这样就保证了好的密封。 另外， 由于内应力， 大型盆体的凸缘 可能不在一个平面上， 产生翘曲。 为了顺应这一翘曲， 挤压限定垫板 39、 螺栓 用垫板 42和螺帽用垫板 43， 不使用大型的整版， 而把它们分成几个小段。 这些 小段和柔软的金属薄板缘边 37—起， 能很好地顺应盆体凸缘的翘曲。 小段的形 状可以是长条形、 弧形、 圆形、 长方形等。 挤压限定垫板 39， 可事先例如用螺 钉与盆体凸缘 36固定在一起， 以便减少总装工作量。 也可与螺栓用垫板 42， 或 与螺帽用垫板 43， 事先做成一体的部件， 以便减少部件数量。

[0087] 有吋希望高气密性装置的壳体有大的透明窗口 ， 以便可以看清内部的物品状况 。 这吋， 可将图 19的金属薄板 37换成玻璃板， 如图 21所示。 这里， 玻璃板或窗 玻璃的材料， 是玻璃材料、 石英晶体、 宝石晶体等的无机透明材料。 因为在玻 璃板上打孔不容易， 并且玻璃板承受大的压力吋易碎， 因此密封结构示意图改 成图 22。 图 21和图 22中， 45是窗口玻璃板。 46是空芯金属密封圈的挤压限定垫 板。 因为玻璃板 45难于变形去顺应盆体凸缘 36的翘曲， 因此在盆体制造的吋候 ， 盆体凸缘 36的翘曲应控制在一定的量以下， 同吋凸缘 36的宽度适当地加大， 玻璃板 45的厚度适当地增厚。 这样， 玻璃板 45能够抵抗翘曲， 使翘曲能够顺应 玻璃板 45的平整。 如果挤压限定垫板 46、 螺栓用垫板 42和螺帽用垫板 43， 也控 制在好的平整度， 并且不分离成小段， 也有利于抵抗翘曲。 挤压限定垫板 46， 可事先例如用螺钉与盆体凸缘 36固定在一起， 以便减少总装工作量。 挤压限定 垫板 46， 与螺栓用垫板 42， 或与螺帽用垫板 43， 可以事先做成一体的部件， 以 便减少部件数量。

[0088] 图 18、 19和 21的高气密性装置中， 因为使用了薄板， 在上面难于打螺纹盲孔。

因此可以通过粘接剂粘接、 焊接、 陶瓷成形烧结等加工工艺， 将螺纹部件固定 在薄板内壁上。 还可以使用金属焊料焊接加工工艺、 金属焊接加工工艺、 玻璃 焊接加工工艺、 陶瓷成形烧结加工工艺等， 将窗口玻璃、 管道、 连通内外的粗 电极和细电极中的一种及以上， 固定在薄板内壁上。 这样既增加了多的功能， 又保持好的密封性能。

[0089] 本发明的高气密性装置的壳体不限于上述图示 的长方体形状， 也可以是圆柱体 和椭圆柱体等的复杂形状， 例如盖子是圆形， 底板是方形。 另外， 底板和盖子 不限于平面的， 也可以是凸凹不平的复杂曲面。 另外， 底板、 框体壁和盖子中 的任一个也可由数个部件组成， 使用金属焊料焊接加工工艺、 金属焊接加工工 艺、 玻璃焊接加工工艺、 陶瓷成形烧结加工工艺和空芯金属密封圈加压 密封工 艺中的一种及以上， 进行密封连接。

[0090] 图 23是本发明的一个高气密性容器的分解图。 图 24是组装后的剖面图。 该容器 主要由容器本体 47和盖子 49构成。 容器本体 47具有外螺纹幵口和外螺纹 48。 盖 子 49具有内螺纹 50， 与外螺纹 48相配合。 为了保持高气密性密封， 本发明使用 空芯金属密封圈 51和垫片 52。 当盖子 49旋转拧紧吋， 通过外螺纹 48与内螺纹 50 的推进， 挤压空芯金属密封圈 51和垫片 52。 垫片 52上有键 53， 外螺纹幵口处有 槽 54， 它们的配合使垫片 52不跟随盖子 49一起旋转， 而限定容器本体 47、 空芯 金属密封圈 51和垫片 52只有直行挤压， 没有相对旋转。 这样空芯金属密封圈 51 不宜磨损， 密封效果好。 如果盖子 49和垫片 52合为一体的部件， 成本会低一些 ， 但空芯金属密封圈 51有旋转磨损。 55是容器本体 47和盖子 49的定位接触面， 限定空芯金属密封圈 51的挤压量， 不会过份挤压。 图 24显示的密封吋， 隔绝容 器内外的部件是容器本体 47、 垫片 52和空芯金属密封圈 51， 因此容器本体 47和 垫片 52的材料应是具有高气密性能的金属、 玻璃和陶瓷中的一种及以上。

[0091] 图 25显示了垫片 52上具有一个管道 56。 这个管道 56可以是与垫片 52—起成型加 工出来的， 也可以是使用金属焊料焊接加工工艺、 金属焊接加工工艺、 玻璃焊 接加工工艺、 陶瓷成形烧结加工工艺和空芯金属密封圈加压 密封工艺进行密封 的。 键 53插入槽 54的状况也图示出来了。 键 53的形状可以是圆柱体、 长方体等 ， 可以是与垫片 52—体的部材， 也可以是不同部件组装成一体的， 或者就是分 离的最后盖子 49拧上之前再组装的。 槽 54可以是方槽， 也可以是圆孔等。 图 26 显示了垫片 52上， 具有一个管道 56和键 53的立体图。

[0092] 垫片 52上还可以具有贯通的电极， 在高气密性容器内侧安装有电子元器件， 通 过电极， 从外部供电、 输入信号， 再将信号从内部输出到外部。 电极的密封方 法可与管道的密封方法相同。 类似地， 容器本体 47也可具有管道、 电极和窗玻 璃等。

[0093] 图 27显示了通过挤压空芯金属密封圈进行两个管� ��的高气密性对接的结构示意 图。 空芯金属密封圈 51的两侧各有一个具有管道的垫片 52和 57。 垫片 52和 57也 可分别是管道 56和 58端部的凸缘。 垫片 52上有键 53， 垫片 57上有槽。 垫片 52可 与键 53分离， 做成与垫片 57上的槽相同， 这吋键 53只是一个圆柱体或长方体。 由于键 53和槽的配合， 垫片 52、 57和空芯金属密封圈 51没有相对旋转， 只有直 行的挤压和分离， 这样避免了对空芯金属密封圈 51的旋转摩擦， 提高密封性能 。 59是具有内螺纹的中孔螺帽， 60是具有外螺纹的中孔螺柱， 内螺纹和外螺纹 在 61处旋转配合， 挤压垫片 52、 57和空芯金属密封圈 51。 定位接触面 55， 限定 了空芯金属密封圈 51的挤压量。 与图 15的旋转挤压相比， 图 27的直行挤压的密 封性能更好。

[0094] 在一些情况下， 两个高气密性机电装置需要通过管道连接在一 起。 例如， 空调 冷媒压缩机与空调散热器一般需要通过管道连 接在一起。 本发明的高气密性管 道接口连接密封方法， 具有好的高低温性能、 耐久， 与现在建筑及车辆用空调 管道的喇叭口连接密封方法和橡皮圈密封方法 相比， 气密性更好。

[0095] 本发明的高气密性装置可以是高温加热炉密封 装置。 高温加热炉壳体由框体壁 和盖子等组成， 他们之间的密封通常采用橡皮圈密封。 橡皮圈材料的耐热温度 一般在摄氏 500度以下， 如果加热温度达到摄氏 1000度以上， 使用橡皮圈进行密 封会变得困难。 橡皮圈附近可设置冷却水管来降温， 但是使用耐热温度更高的 空芯金属密封圈进行密封， 可使结构更加简单。

[0096] 同样， 对于超低温冷却装置， 如摄氏零下 196度的液氮冷却装置， 通常的橡皮 圈等有机材料的耐低温度比摄氏零下 196度要高得多， 这吋使用具有耐极低温度 的空芯金属密封圈进行密封更好。

[0097] 本发明涉及的高气密性装置， 可应用于激光器、 照明光源、 照相机、 摄像机、 计算机、 数据库存贮器、 电话机、 示波器、 万用电表、 通讯设备、 电信号处理 器、 微波组件、 传感器、 空调机、 高温加热炉、 超低温冷却装置、 长期防止氧 化保存装置等的用途。

[0098] 本实施例并非对本发明的形状、 材料、 结构等作任何形式上的限制， 凡是依据 本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简 单修改、 等同变化与修饰， 均属 于本发明技术方案的保护范围。