本實用新型專利技術公開了一種用于在低溫下對分置式杜瓦焊縫加壓檢漏的裝置，它適用于檢查分置式杜瓦冷平臺與芯柱之間焊縫的焊接質量。本實用新型專利技術的檢漏裝置包括冷指、蓋帽、直角銅管、冷帽、彈簧、冷鏈座、螺母、螺栓、O型圈、銅管、充氣接頭、充氣活塞。將已裝配好冷鏈座、彈簧、冷帽的冷指插入焊好冷平臺的芯柱內，彈簧被壓縮產生彈力，將冷帽頂在冷平臺上。將抽好真空的檢漏裝置接入氦質譜檢漏儀，向冷指內倒入液氮，使冷平臺通過冷鏈座與冷帽冷到所需的溫度。當液氮快蒸發完畢時，沖入氦氣至冷指與芯柱形成的密閉腔體中，觀察漏率。本實用新型專利技術可模擬分置式紅外探測器組件杜瓦的工作狀態，預先檢測出分置式紅外探測器組件杜瓦是否會發生“冷漏”現象。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
用于在低溫下對分置式杜瓦焊縫加壓檢漏的裝置
本專利涉及杜瓦檢漏裝置，具體指一種用于在低溫下時分置式杜瓦焊縫加壓檢漏的裝置，它適用于檢查分置式杜瓦冷平臺與芯柱之間焊縫的焊接質量。
技術介紹
紅外探測器杜瓦組件在航天航空紅外領域有著廣泛的應用。隨著波長向長波擴展和探測靈敏度的提高，紅外探測器必須在深低溫下才能工作。由于機械制冷具有結構緊湊、體積小、重量輕、制冷時間短、制冷溫度可調范圍大等優點，目前該類探測器件在應用中多采用機械制冷方式。斯特林制冷機是常選的機械制冷方式之一。當制冷機與紅外探測器杜瓦組件耦合后，紅外探測器杜瓦組件冷平臺受力，并且在低溫下，冷平臺與芯柱焊接處可能發生“冷漏”現象。即在常溫常壓狀態下檢不出的漏孔，在低溫受壓狀態下卻顯示出來，而且要比常溫下的漏率大好幾倍，甚至幾個數量級。如美國NASA航天飛機燃料輸送管線在常溫狀態下并沒有檢出漏來，而在低溫狀態下，泄露卻顯示出來，而這種泄露造成了爆炸環境，使航天飛機不得不推遲發射。“冷漏”現象的原因是各種各樣的，如(I)材料本身有缺陷，裂紋等；(2)焊接材料不匹配；(3)焊接質量不高，有夾雜現象；(4)焊縫強度不牢靠等；(5)焊接部位受力不均勻等。因 此，在常溫常壓和非工作狀態下檢漏合格認為不漏的，并不等于在工作環境和工作狀態下也不漏。綜上所述，對分置式制冷型紅外探測器杜瓦組件而言，實現工作狀態下的檢漏非常困難，但為了保證檢漏結果的真實，必須要探索一種新方法來解決這一問題。
技術實現思路
本專利的目的是提供一種用于在低溫下時分置式杜瓦焊縫加壓檢漏的裝置，可模擬紅外探測器組件杜瓦的工作狀態，預先檢測出紅外探測器組件杜瓦是否會發生“冷漏”現象。本專利的裝置包括冷指1、蓋帽3、直角銅管4、冷帽6、彈簧7、冷鏈座8、螺母9、螺栓10、一號O型圈11、二號O型圈12及充氣組件；其特征在于:所述的冷指I材料選用柯伐，冷指I的中心有一中心內孔103，在冷指I的圓形底座上有4個均勻分布的通孔102，并在靠近冷指I的中心內孔103處有一直徑為2.5mm~3mm的小通孔101,冷指I的底座外徑為50mm~60mm,內徑為9mm~9.5mm,厚度為3mm~4mm,通孔103處的外圓薄壁104的長度為60mm~70mm,壁厚為0.2mm~0.3mm ；所述的蓋帽3的材料選用不銹鋼，其圓柱面外邊有一圓形凸邊301，在圓形凸邊301上有與冷指I上通孔102相同的4個均勻分布的通孔302，在蓋帽3的圓柱面外邊的中部有一直徑為Φ6的用于安裝直角銅管4的通孔303，在蓋帽3的下端面中間有一條圓形凹槽304,槽深為1mm~1.2mm,槽寬為2mm~2.2mm,蓋帽3的高度為h+3mm,h為冷平臺5與芯柱2焊接成一體的總高度；所述的直角銅管4的材料為無氧銅，其形狀彎成L型，銅管的外徑為6mm，長度為2(h+3)；所述的冷帽6選用無氧銅材料，形狀為圓柱形，在其中心有一個安放彈簧7的圓形盲孔601，冷帽6的上表面602的平面度優于0.05mm,冷帽6的外徑為IOmm?11臟，高度為5謹?5.6謹，圓形盲孔601的直徑為9mm?9.3謹,深度為4mm?4.5謹；所述的彈簧7采用碳素彈簧鋼材料，它的兩個圓柱端面的平行度優于0.05mm,由彈力公式:F=kx求的彈簧7的長度，其中，k為彈性系數，X為彈簧縮短的長度，F為需施加的壓力；所述的冷鏈座8的材料為無氧銅，其形狀如凸臺，上凸臺801的中心有一個放置彈簧7的圓形盲孔802,圓形盲孔802的內徑比彈簧7的外徑大0.5mm?Imm,上凸臺801的外徑小于冷帽6的圓形盲孔601的內徑0.02mm?0.06mm，冷鏈座8的下凸臺803的中心有一個圓形盲孔804,孔徑大于冷指I的外圓薄壁104,深度為2mm?2.2mm,下凸臺803的外徑與冷帽6的外徑相同；所述的充氣組件包括銅管13、充氣接頭14、充氣活塞15和三號O型圈16，其中，所述的銅管13的材料為無氧銅，其形狀為階梯軸狀，即銅管3的上端與下端的外徑小于其中部的外徑0.5mm?0.6mm,上端1301與下端1302的外徑為2.5mm?2.6mm,長度分別為3mm?4mm,銅管的總長為40mm?50mm ;所述的充氣接頭14的材料為不銹鋼，其形狀為圓柱體，外圓柱面有一圓形凹槽1403，圓柱內部有2個階梯狀的通孔，其中小孔1401的內徑大于銅管13的上端1302的外徑，大孔1402的內徑為5mm?5.5mm,深度為8mm?8.5mm,充氣接頭14的外徑為8mm?9mm,長度為IOmm?Ilmm ;所述的充氣活塞15的材料為不銹鋼，其形狀如圓柱狀，外圓柱面有2條圓形凹槽1502、1503，槽深為Imm?1.2mm,槽寬為2mm?2.1mm,在充氣活塞15的上端面開有一 M3的螺紋孔1501，孔深為4mm?4.5mm,充氣活塞15的外徑小于充氣接頭14的內孔1402的直徑Imm?1.2mm,長度為16mm?16.2mm ;銅管13和充氣接頭14通過釬焊的方式焊在一起，充氣活塞15套有三號O型圈16并塞在充氣接頭14中，形成充氣組件；冷指I和冷鏈座8通過釬焊的方式焊接成一體，充氣組件的銅管13錫焊在冷指I上，將涂抹好導熱硅脂的彈簧7放入冷鏈座8的圓形盲孔802內，再將內外表面涂好導熱硅脂的冷帽6蓋在冷鏈座8上，把冷指I插入芯柱2內，兩者通過二號O型圈12密封，將焊好直角銅管4的蓋帽3蓋在芯柱2上，通過一號O型圈11密封，蓋帽3的四個通孔302分別與芯柱2的四個通孔201、冷指I的四個通孔106相對應，最后將4個螺栓10及4個螺母9分別擰入相對應的四個通孔中。檢查芯柱2與冷平臺5焊接形成的圓周焊縫時，彈簧7被壓縮產生彈力，將冷帽6頂在冷平臺5上。拔出充氣活塞15，對冷指I與芯柱2形成的密閉腔體抽真空。抽真空完畢后，塞回充氣活塞15。將已裝配好的檢漏裝置倒置，并通過直角銅管4接入氦質譜檢漏儀，抽真空。當漏率穩定在1.2X10_ntorr.1/s時，定時向冷指I倒入適量液氮，使冷平臺5通過冷鏈座8與冷帽6冷到所需的溫度。當液氮將要蒸發完畢的時候，拔出充氣活塞15，沖入氦氣至冷指I與芯柱2形成的密閉腔體中，觀察氦質譜檢漏儀的漏率是否會上升。這樣就實現了在低溫下分置式杜瓦焊縫的加壓檢漏。本專利的實現方法如下:I將冷指1、蓋帽3、直角銅管4、冷帽6、彈簧7、冷鏈座8、銅管13、排氣接頭14、活塞15用丙酮、酒精、去離子水超聲清洗干凈后，放入烘箱烘干。2將銅管13的上端1302焊在充氣接頭14的內孔1401內。把兩根三號O型圈16分別套入活塞15的圓形凹槽1502、1503內，再將套好三號O型圈16的充氣活塞15塞入充氣接頭14的內孔1402內，如圖2所示。3先將冷指I的外圓薄壁104的上端插入冷鏈座8的下凸臺803的圓形盲孔804中，采用釬焊的方式焊接成一體。在將如圖2所示的充氣裝置，通過銅管13的下端1301焊接在冷指I的內孔101中，如圖3所示。將彈簧7放置在冷鏈座8的圓形盲孔802內，再將內外表面涂好導熱硅脂的冷帽6蓋在冷鏈座8的上凸臺801上，如圖3所示。4將直角銅管4焊在蓋帽3的內孔303內，再將一號O型圈11放入蓋帽3的圓形凹槽304內。焊好直角銅管4的蓋帽3與芯柱2通過一號O型圈1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于在低溫下對分置式杜瓦焊縫加壓檢漏的裝置，它包括冷指（1）、蓋帽（3）、直角銅管（4）、冷帽（6）、彈簧（7）、冷鏈座（8）、螺母（9）、螺栓（10）、一號O型圈（11）、二號O型圈（12)及充氣組件；其特征在于：所述的冷指（1）材料選用柯伐，冷指（1）的中心有一中心內孔（103），在冷指（1）的圓形底座上有4個均勻分布的通孔（102)，并在靠近冷指（1）的中心內孔（103）處有一直徑為2.5mm～3mm的小通孔（101），冷指（1）的底座外徑為50mm～60mm，內徑為9mm～9.5mm，厚度為3mm～4mm，通孔（103）處的外圓薄壁（104）的長度為60mm～70mm，壁厚為0.2mm～0.3mm；所述的蓋帽（3）的材料選用不銹鋼，其圓柱面外邊有一圓形凸邊（301），在圓形凸邊（301）上有與冷指（1）上通孔（102）相同的4個均勻分布的通孔（302），在蓋帽（3）的圓柱面外邊的中部有一直徑為Φ6的用于安裝直角銅管（4）的通孔（303），在蓋帽（3）的下端面中間有一條圓形凹槽（304），槽深為1mm～1.2mm，槽寬為2mm～2.2mm，蓋帽（3）的高度為h+3mm，h為冷平臺（5）與芯柱（2）焊接成一體的總高度；所述的直角銅管（4）的材料為無氧銅，其形狀彎成L型，銅管的外徑為6mm，長度為2（h+3）；所述的冷帽（6）選用無氧銅材料，形狀為圓柱形，在其中心有一個安放彈簧（7）的圓形盲孔（601），冷帽（6）的上表面（602）的平面度優于0.05mm，冷帽（6）的外徑為10mm～11mm，高度為5mm～5.6mm，圓形盲孔（601）的直徑為9mm～9.3mm，深度為4mm～4.5mm；所述的彈簧（7）采用碳素彈簧鋼材料，它的兩個圓柱端面的平行度優于0.05mm，由彈力公式：F=kx求的彈簧（7）的長度，其中，k為彈性系數，x為彈簧縮短的長度，F為需施加的壓力；所述的冷鏈座（8）的材料為無氧銅，其形狀如凸臺，上凸臺（801）的中心有一個放置彈簧（7）的圓形盲孔（802），圓形盲孔（802）的內徑比彈簧（7）的外徑大0.5mm～1mm，上凸臺（801）的外徑小于冷帽（6）的圓形盲孔（601）的內徑0.02mm～0.06mm，冷鏈座（8）的下凸臺（803）的中心有一個圓形盲孔（804），孔徑大于冷指（1）的外圓薄壁（104），深度為2mm～2.2mm，下凸臺（803）的外徑與冷帽（6）的外徑相同；所述的充氣組件包括銅管（13）、充氣接頭（14）、充氣活塞（15）和三號0型圈（16），其中，所述的銅管（13）的材料為無氧銅，其形狀為階梯軸狀，即銅管（3）的上端與下端的外徑小于其中部的外徑0.5mm～0.6mm，上端（1301）與下端（1302）的外徑為2.5mm～2.6mm，長度分別為3mm～4mm，銅管的總長為40mm～50mm；所述的充氣接頭（14）的材料為不銹鋼，其形狀為圓柱體，外圓柱面有一圓形凹槽（1403），圓柱內部有2個階梯狀的通孔，其中小孔（1401）的內徑大于銅管（13）的上端（1302）的外徑，大孔（1402）的內徑為5mm～5.5mm，深度為8mm～8.5mm，充氣接頭（14）的外徑為8mm～9mm，長度為10mm～11mm；所述的充氣活塞（15）的材料為不銹鋼，其形狀如圓柱狀，外圓柱面有2條圓形凹槽（1502、1503），槽深為1mm～1.2mm，槽寬為2mm～2.1mm，在充氣活塞（15）的上端面開有一M3的螺紋孔（1501），孔深為4mm～4.5mm，充氣活塞（15）的外徑小于充氣接頭（14）的內孔（1402）的直徑1mm～1.2mm，長度為16mm～16.2mm；銅管（13）和充氣接頭（14）通過釬焊的方式焊在一起，充氣活塞（15）套有三號O型圈（16）并塞在充氣接頭（14）中，形成充氣組件；冷指（1）和冷鏈座（8）通過釬焊的方式焊接成一體，充氣組件的銅管（13）錫焊在冷指（1）上，將涂抹好導熱硅脂的彈簧（7）放入冷鏈座（8）的圓形盲孔（802）內，再將內外表面涂好導熱硅脂的冷帽（6）蓋在冷鏈座（8）上，把冷指（1）插入芯柱（2）內，兩者通過二號O型圈（12）密封，將焊好直角銅管（4）的蓋帽（3）蓋在芯柱（2）上，通過一號O型圈（11）密封，蓋帽（3）的四個通孔（302）分別與芯柱（2）的四個通孔（201）、冷指（1）的四個通孔（106）相對應，最后將4個螺栓（10）及4個螺母（9）分別擰入相對應的四個通孔中。...
【技術特征摘要】
1.一種用于在低溫下對分置式杜瓦焊縫加壓檢漏的裝置，它包括冷指(I)、蓋帽(3)、直角銅管(4)、冷帽(6)、彈簧(7)、冷鏈座(8)、螺母(9)、螺栓(10)、一號O型圈(11)、二號O型圈(12)及充氣組件；其特征在于: 所述的冷指(I)材料選用柯伐，冷指(I)的中心有一中心內孔(103)，在冷指(I)的圓形底座上有4個均勻分布的通孔(102)，并在靠近冷指(I)的中心內孔(103 )處有一直徑為2.5mm~3_的小通孔(101),冷指(I)的底座外徑為50_~60mm,內徑為9_~9.5mm,厚度為3mm~4mm,通孔(103)處的外圓薄壁(104)的長度為60mm~70mm,壁厚為0.2mm~0.3mm ； 所述的蓋帽(3)的材料選用不銹鋼，其圓柱面外邊有一圓形凸邊(301)，在圓形凸邊(301)上有與冷指(I)上通孔(102)相同的4個均勻分布的通孔(302)，在蓋帽(3)的圓柱面外邊的中部有一直徑為Φ6的用于安裝直角銅管(4)的通孔(303)，在蓋帽(3)的下端面中間有一條圓形凹槽(304),槽深為1_~1.2mm,槽寬為2_~2.2mm,蓋帽(3)的高度為h+3mm, h為冷平臺(5)與芯柱(2)焊接成一體的總高度； 所述的直角銅管(4)的材料為無氧銅，其形狀彎成L型，銅管的外徑為6mm，長度為2(h+3)； 所述的冷帽(6)選用無氧銅材料，形狀為圓柱形，在其中心有一個安放彈簧(7)的圓形盲孔(601),冷帽(6)的上表面(602)的平面度優于0.05mm,冷帽(6)的外徑為IOmm~Ilmm,高度為5臟~5.6臟，圓形盲孔(601)的直徑為9臟~9.3臟,深度為4mm~4.5臟； 所述的彈簧(7)采用碳素 彈簧鋼材料，它的兩個圓柱端面的平行度優于0.05mm，由彈力公式:F=kx求的彈簧(7)的長度，其中，k為彈性系數，X為彈簧縮短的長度，F為需施加的壓力； 所述的冷鏈座(8)的材料為無氧銅，其形狀如凸臺，上凸臺(801)的中心有一個放置彈簧(7)的圓形盲孔(802),圓形盲孔(802)的內徑比彈簧(7)的外徑大0.5mm~Imm,上凸臺(801)的外徑小于冷帽(6)的圓形盲孔(601)的內徑0.02mm~0.0...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張玨穎，王小坤，沈一璋，曾智江，
申請(專利權)人：中國科學院上海技術物理研究所，
類型：新型
國別省市：上海;31
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