Корпус герметичного прибора

Полезная модель относится к приборостроению и может быть использована, например для корпусов герметичных приборов, в которых необходимо обеспечить вакуумный электрический ввод, а также для герметизации физических приборов со стандартными многоштырьковыми разъемами негерметичного исполнения.
Существует большое количество приборов (или отдельных их частей), которые необходимо размещать в герметичном корпусе и вакуумировать. При этом возникает необходимость обеспечить вывод или ввод электрических соединений через герметичную стенку прибора. Часто удается решить эту задачу с помощью вакуумных электрических вводов или соединителей.
Вакуумные электрические вводы имеют различное исполнение и назначение: сильноточные, высокочастотные, многопиновые и т.п. Они обычно имеют корпусные части и токоведущие элементы, разделенные герметичными диэлектрическими конструктивными элементами на основе стекла, керамики или компаундов (1).
Вакуумные электрические соединители, выпускаемые промышленностью, имеют блочную часть, внутри которой находится диэлектрическая перегородка, герметично соединенная с корпусом соединителя и вмонтированными в нее токопроводящими штырьками. Такие соединители (типа РМГ, РМГС, выпускаемые заводами ОАО «Атлант» и «Эликон», W SUBD, поставляемые компанией «Vacom» и др.) изготавливаются с различным числом пинов (контактов), обычно не более 50. Ограничение числа пинов вызвано сложностью технологии изготовления и высокими требованиями к надежности соединителей. Потеря герметичности любого из токопроводящих штырьков приводит к выходу из строя прибора из-за невозможности получения требуемого вакуума.
В тех случаях, когда для работы прибора необходимо большее количество пинов, приходится использовать несколько таких соединителей. Учитывая, что сам соединитель должен крепиться к корпусу прибора так же герметично, т.е. содержать соответствующие уплотнительные и крепежные элементы или соединяется с корпусом прибора с помощью пайки или сварки, то это приводит к увеличению габаритов прибора и снижает надежность его герметизации.
Известен электрический разъемный вакуумный соединитель для герметизации физических приборов патент RU 2452065 С1, включающий в себя первый разъем в первом корпусе с первыми электрическими контактами, в каждом из которых имеется выемка для соединения с проводом или перемычкой, и второй разъем во втором корпусе со вторыми электрическими контактами, при этом первый корпус зафиксирован на втором корпусе, отличающийся тем, что в него введены ответная часть электрического разъемного вакуумного соединителя для герметизации физических приборов, включающая второй разъем, установленный в обнижении на плите герметизируемого прибора, с крепежными отверстиями на плите, и переходная плата, включающая первый разъем и третий разъем в третьем корпусе, установленные на плату с токоведущими дорожками, причем между первым корпусом и платой имеется зазор, при этом переходная плата жестко установлена на стойках внутри фланца, а внутренняя первая полость фланца с переходной платой заполнена герметиком (выше уровня выемок первого разъема, при этом на третий корпус третьего разъема установлена крышка, закрепленная на стойках, и фланец, причем внутри фланца вдоль нижней кромки боковой стенки по всему периметру внутренней первой полости сформирована канавка, а снаружи по бокам фланец имеет приливы с отверстиями на поверхности фланца вокруг первого корпуса предусмотрена площадка для фиксации, уплотнения в обнижении плиты фланцем.
Это техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа, кроме сложности изготовления, является то, что передаваемые сигналы должны проходить через три разъемных соединения, а размеры корпуса прибора, в котором применяется такой соединитель значительно превышают габариты стандартных соединителей, выпускаемых промышленностью.
Задачей изобретения является создание простого по конструкции корпуса герметичного прибора, в котором применяется электрический многопиновый соединитель, обеспечивающий надежную передачу сигналов к элементам прибора, находящимся в вакуумной полости.
Техническим результатом является обеспечение надежной работы измерительных приборов при проведении исследований различного типа.
Поставленная техническая задача достигается в результате того, что в корпусе герметичного прибора с вакуумным объемом между его крышкой и вставленным в отверстие в корпусе многопиновым разъемом, содержащим печатную плату с токоведущими дорожками в корпусе прибора со стороны, обращенной в вакуумную полость прибора, вокруг отверстия под многопиновый разъем выполнена замкнутая канавка под уплотнительный элемент. Вокруг канавки конгруэнтно ее периметру сделаны глухие отверстия под винты, которые предназначены для прижатия печатной платы через нажимную планку к уплотнительному элементу, обеспечивая тем самым герметичность вакуумной полости прибора. Уплотнительный элемент может быть выполнен из эластомера, причем он может иметь прямоугольную или округлую форму.
Конструкция корпуса для герметичного прибора, обеспечивающая подключение электрического многопинового соединителя, поясняется схемами на фигурах.
фиг. 1 - схема корпуса в продольном разрезе;
фиг. 2 - пример использования корпуса герметичного прибора в конструкции детектора рентгеновского излучения, в котором применяется герметичное соединение, имеющий не менее 200 контактов,
Предлагаемый корпус прибора снабжен крышкой 2. Объем 3 между корпусом 1 и крышкой 2 вакуумируется. В корпусе 1 прибора также выполнено отверстие 4 под многопиновый разъем 5. Вокруг отверстия 4 в корпусе 1 сделана замкнутая канавка 6. Внутри канавки размещен уплотнительный элемент 7. Вокруг канавки 6 и конгруэнтно ее периметру выполнены глухие резьбовые отверстия 8, а в печатной плате 9 соответствующие этим глухим отверстиям сквозные отверстия 10. Смежно по отношению к плате расположена нажимная планка 11, снабженная сквозными отверстиями 12, которые соосны с отверстиями 10 в плате 9 и глухими отверстиями 8 в корпусе. Глухие отверстия 8 предназначены для винтов 13.
Сборку устройства осуществляют следующим образом. Перед установкой крышки 2 в корпус 1 внутрь канавки 6 укладывают уплотнительный элемент 7. Затем устанавливают печатную плату 9 и нажимную планку 11 так, что отверстия 10 в плате и отверстия 12 в нажимной планке совпадают с глухими отверстиями 8 в корпусе 1. Ввинчивая и затягивая винты 13 через нажимную планку 11, сжимают уплотнительный элемент 7. Названный элемент деформируется. Плотное прилегание уплотнительного элемента к плате 9 и поверхности канавки 6 обеспечивает герметичность соединения. При этом многопиновый разъем 5, соединенный с токоведущими дорожками платы располагается в отверстии 4, обеспечивая прохождение сигналов через соединитель.
Предлагаемая конструкция нашла применение, в частности, в детекторе рентгеновского излучения (фиг. 2), имеющем объектив 14, размещенный в вакуумной полости 3 корпуса прибора, чувствительный элемент 15 и подсоединенный к многопиновому разъему 5 кабель 16.
Приведенный пример подтверждает промышленную применимость полезной модели.
Источники информации:
1. A. Рот. Вакуумные уплотнения. Пер. с англ. М.: Энергия, 1971 г.
2. Патент RU 2452065 «Электрический разъемный вакуумный соединитель для герметизации физических приборов», МПК H01R 13/52, Н05K 7/10, опубл. 27.05.2012 г.