一种封闭式玻璃烧结连接器及其工艺的制作方法

1.本发明属于连接器技术领域，具体为一种封闭式玻璃烧结连接器及其工艺。


背景技术：

2.玻璃烧结层连接器由于玻璃与金属间的密封，远比一般密封牢固，它也可以承受较高的温度与压力，哪怕一直处在高温环境工作，它的密封性也比一般高很多，根据这些特点，使玻璃烧结层连接器成为真空、低温、高压、高机械应力和高温度应力场合下使用的理想产品，玻璃做绝缘材料的连接器，虽然生产工艺较复杂，成本较高，但它具有一些特性是塑料密封连接器所无法替代的，在海洋、航空及航天科技领域，有许多特殊要求的连接器，用塑料密封无法满足其性能要求，而只能采用玻璃与金属封接，才能满足连接器的高精度、高可靠性的要求。
3.与塑料密封连接器相比，玻璃烧结层连接器具有下列优点：
4.较好的机械强度：由于玻璃与金属封接时，是通过玻璃液与金属氧化层互相浸润，形成混合化学键，这种化学键结合力远大于塑料粘附金属的结合力。
5.耐高温性：玻璃是一种无机非金属材料，它具有较高的软化点温度，而且它在较高温度环境中使用时不会释放任何有害成分。而塑料不仅不耐高温，而且在高温环境下易挥发出有害成分，这就是有些连接器特别是一端需要完全密封并用来做工作界面的连接器不能用塑料做绝缘材料的原因。
6.良好的密封性：泄露率很低，此外玻璃同一般绝缘材料一样，它具有良好的电性能参数，玻璃的绝缘电阻和介质耐压完全能满足连接器的设计要求，它还具有很强的防腐蚀能力，适用于恶劣环境。
7.目前，密封连接器的插针均是通过玻璃烧结层进行密封，在使用玻璃进行烧结密封时，合金插杆的位置很难固定且容易出错，会造成大量的残次品的出现；连接器在上机进行高温焊接时会产生热应力，导致导体与插针之间产生轴向的微小的位移，若产品烧结时玻璃与导体和插针之间的附着力不够，易出现松动的情况，严重影响产品的品质。


技术实现要素：

8.(一)解决的技术问题
9.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种封闭式玻璃烧结连接器及其工艺，解决了使用玻璃进行烧结密封时，合金插杆的位置很难固定且容易出错，会造成大量的残次品的出现；连接器在上机进行高温焊接时会产生热应力，导致导体与插针之间产生轴向的微小的位移，若产品烧结时玻璃与导体和插针之间的附着力不够，易出现松动的情况，严重影响产品的品质的问题。
10.(二)技术方案
11.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种封闭式玻璃烧结连接器，包括防护壳，所述防护壳的内壁设置有内导体，所述内导体的内部设置有玻璃烧结层，所述玻璃烧
结层的下表面与垫板的上表面搭接，所述垫板的下表面与加强隔热柱的上表面搭接，所述加强隔热柱的下表面与紧固组件的上表面固定连接，所述垫板的外壁卡接在内导体内壁的底部，所述内导体的底部设置在防护壳内壁的底部。
12.所述紧固组件的底部设置在防护壳内壁的下表面，所述内导体的内壁开设有三个环形槽，所述玻璃烧结层的中部卡接有六个插针，所述插针穿过紧固组件、垫板和防护壳，所述内导体内壁的上方设置有密封组件，所述密封组件的下表面与防护壳的上表面搭接，六个插针插接在密封组件内，所述密封组件顶部的边缘处通过四个紧固螺栓与防护壳的上表面连接，所述防护壳的外壁设有六个固定孔。
13.作为本发明的进一步方案：所述紧固组件包括固定座，所述固定座的下表面与防护壳内壁的下表面固定连接，所述固定座的外壁设有外螺纹，所述固定座的上表面与加强隔热柱的下表面固定连接，六个插针卡接在固定座内。
14.作为本发明的进一步方案：所述内导体内壁的底部设置有内螺纹，所述内导体的内壁螺纹连接在固定座的外壁。
15.作为本发明的进一步方案：所述内导体的下表面与密封环的上表面搭接，所述密封环的下表面与防护壳内壁的下表面搭接，所述密封环设置在固定座的外部。
16.作为本发明的进一步方案：所述插针的外壁设置有若干个通孔和限位槽，所述限位槽为柱形设计。
17.作为本发明的进一步方案：所述插针顶部和底部的两侧均开设有支撑槽，两个支撑槽设置在挡槽内，所述挡槽开设在挡块的上表面，六个挡块的上表面均与防护壳的下表面固定连接。
18.作为本发明的进一步方案：所述密封组件包括盖板，所述盖板的下表面与限位环的上表面固定连接，所述限位环卡接在内导体内壁的上方，所述盖板的下表面与密封圈的上表面固定连接，所述密封圈的下表面与防护壳的上表面搭接，六个插针卡接在盖板内。
19.作为本发明的进一步方案：所述封闭式玻璃烧结连接器的玻璃烧结工艺包括以下步骤：
20.s1、首先准备玻璃烧结层的原料，将硅砂、芒硝、白云石和碎玻璃进行研磨筛选，制成玻璃绝缘子材料，玻璃绝缘子材料粒度控制在180-200目。
21.s2、将玻璃绝缘子材料送入烧结炉烧结融化，将熔炉抽真空，其次玻璃绝缘子材料在135-1600℃的环境下进行融化，同时向烧结炉烧注入氮气和氧气的混合气体。
22.s3、玻璃绝缘子材料融化后呈液态，并且在135-1600℃的环境下保持8-15min，不断通入氮气和氧气的混合气体，即完成玻璃烧结工序，形成待用玻璃液体。
23.s4、将内导体、垫板和盖板内壁进行电镀镍处理，且镀层厚度6-8μm，其次对防护壳、内导体、垫板、盖板和插针进行余热处理，且预热的温度控制在900-950℃，保温时间控制在50-65min。
24.s5、再对内导体与插针之间进行预氧化处理，且预氧化处理的时间控制在650-700℃，时间控制在8-10min。
25.s6、将s3中形成的玻璃液体注入内导体内部，使玻璃液体的液位保持在内导体顶部的边缘处，将盖板插接在插针的外壁，使限位环紧贴内导体内壁，采用机械压制盖板后待玻璃液体自然冷却。
26.(三)有益效果
27.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
28.1、本发明中，通过设置防护壳、内导体、插针、固定座、垫板、环形槽、通孔和限位槽，将插针插入垫板、固定座和防护壳后，向内导体置入玻璃液体，在玻璃烧结层完成自然冷却后，由于环形槽的设置，使玻璃烧结层冷却后的形状与环形槽与导体内壁的形状相适配，形成三圈有效着力点，将玻璃烧结层卡接在内导体内部，同时通过插针上设有通孔和限位槽，使玻璃液体浸入通孔和限位槽内，玻璃烧结层冷却后且形状与通孔和限位槽的形状相适配，形成多个支撑点，使该连接器在焊接产生热应力的过程中，内导体与插针之间不易产生轴向的微小的位移，增加内导体与插针之间的附着力，不易出现松动情况，从而提高产品的品质。
29.2、本发明中，通过设置防护壳、垫板、外螺纹、固定座、密封环、密封圈和盖板，将内导体插入防护壳后，使固定座位于内导体的中部，旋转内导体后使其与固定座螺纹连接，且内导体底部的密封环与防护壳内底部紧密接触，起到限位作用的同时，保证其高密封性，同时通过向盖板机械增加后，密封圈与防护壳紧密接触，进一步提高其密封性。
30.3、本发明中，通过设置插针、挡块、挡槽、支撑槽和限位环，将插针穿过防护壳及盖板后，由于支撑槽的设置，使插针底部与挡槽贴合，且挡块与防护壳相固定，使挡槽有效对插针进行支撑，避免插针因重力向下滑动从而导致插针参差不齐，且盖板上限位环卡入内导体后有起到对插针限位的作用，保证其不会偏移位置，进一步提高对插针的固定效果。
附图说明
31.图1为本发明立体的结构示意图；
32.图2为本发明立体的剖面结构示意图；
33.图3为本发明防护壳与内导体剖面的结构示意图；
34.图4为本发明插针与密封组件连接的结构示意图；
35.图5为本发明内导体与紧固组件分离的结构示意图；
36.图6为本发明密封组件仰视的立体结构示意图；
37.图7为本发明插针与挡块的分离结构示意图；
38.图中：1、防护壳；2、内导体；3、玻璃烧结层；4、紧固组件；41、外螺纹；42、固定座；5、加强隔热柱；6、垫板；7、环形槽；8、插针；9、通孔；10、限位槽；11、支撑槽；12、密封组件；121、盖板；122、限位环；123、密封圈；13、紧固螺栓；14、挡块；15、挡槽；16、固定孔；17、密封环。
具体实施方式
39.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
40.如图1-7所示，本发明提供一种技术方案：一种封闭式玻璃烧结连接器，包括防护壳1，防护壳1的内壁设置有内导体2，内导体2的内部设置有玻璃烧结层3，玻璃烧结层3的下表面与垫板6的上表面搭接，垫板6的下表面与加强隔热柱5的上表面搭接，加强隔热柱5的下表面与紧固组件4的上表面固定连接，垫板6的外壁卡接在内导体2内壁的底部，内导体2的底部设置在防护壳1内壁的底部。
41.紧固组件4的底部设置在防护壳1内壁的下表面，内导体2的内壁开设有三个环形
槽7，环形槽7的设置，使玻璃烧结层3冷却后的形状与环形槽7与导体内壁的形状相适配，形成三圈有效着力点，将玻璃烧结层3卡接在内导体2内部，有效起到对玻璃烧结层3限位的作用，玻璃烧结层3的中部卡接有六个插针8，插针8穿过紧固组件4、垫板6和防护壳1，内导体2内壁的上方设置有密封组件12，密封组件12的下表面与防护壳1的上表面搭接，通过插针8上设有通孔9和限位槽10，使玻璃液体浸入通孔9和限位槽10内，玻璃烧结层3冷却后且形状与通孔9和限位槽10的形状相适配，形成多个支撑点，进一步提高对玻璃烧结层3和插针8限位的效果，六个插针8插接在密封组件12内，密封组件12顶部的边缘处通过四个紧固螺栓13与防护壳1的上表面连接，防护壳1的外壁设有六个固定孔16。
42.具体的，如图2、图3和图4所示，紧固组件4包括固定座42，固定座42的下表面与防护壳1内壁的下表面固定连接，固定座42的外壁设有外螺纹41，固定座42的上表面与加强隔热柱5的下表面固定连接，通过设置固定座42，固定座42位于内导体2的中部，旋转内导体2后使其与固定座42螺纹连接，且内导体2底部的密封环17与防护壳1内底部紧密接触，起到限位作用的同时，保证其高密封性，六个插针8卡接在固定座42内，内导体2内壁的底部设置有内螺纹，内导体2的内壁螺纹连接在固定座42的外壁，内导体2的下表面与密封环17的上表面搭接，密封环17的下表面与防护壳1内壁的下表面搭接，密封环17设置在固定座42的外部，插针8的外壁设置有若干个通孔9和限位槽10，限位槽10为柱形设计。
43.具体的，如图3、图5和图7所示，插针8顶部和底部的两侧均开设有支撑槽11，两个支撑槽11设置在挡槽15内，通过挡槽15与支撑槽11之间的相互配合，使插针8底部与挡槽15贴合，且挡块14与防护壳1相固定，使挡槽15有效对插针8进行支撑，避免插针8因重力向下滑动从而导致插针8参差不齐，挡槽15开设在挡块14的上表面，六个挡块14的上表面均与防护壳1的下表面固定连接，密封组件12包括盖板121，盖板121的下表面与限位环122的上表面固定连接，通过设置限位环122，盖板121上限位环122卡入内导体2后有起到对插针8限位的作用，保证其不会偏移位置，进一步提高对插针8的固定效果，限位环122卡接在内导体2内壁的上方，盖板121的下表面与密封圈123的上表面固定连接，密封圈123的下表面与防护壳1的上表面搭接，六个插针8卡接在盖板121内。
44.封闭式玻璃烧结连接器的玻璃烧结工艺包括以下步骤：
45.s1、首先准备玻璃烧结层3的原料，将硅砂、芒硝、白云石和碎玻璃进行研磨筛选，制成玻璃绝缘子材料，玻璃绝缘子材料粒度控制在180-200目。
46.s2、将玻璃绝缘子材料送入烧结炉烧结融化，将熔炉抽真空，其次玻璃绝缘子材料在135-1600℃的环境下进行融化，同时向烧结炉烧注入氮气和氧气的混合气体。
47.s3、玻璃绝缘子材料融化后呈液态，并且在135-1600℃的环境下保持8-15min，不断通入氮气和氧气的混合气体，即完成玻璃烧结工序，形成待用玻璃液体。
48.s4、将内导体2、垫板6和盖板121内壁进行电镀镍处理，且镀层厚度6-8μm，其次对防护壳1、内导体2、垫板6、盖板121和插针8进行余热处理，且预热的温度控制在900-950℃，保温时间控制在50-65min。
49.s5、再对内导体2与插针8之间进行预氧化处理，且预氧化处理的时间控制在650-700℃，时间控制在8-10min。
50.s6、将s3中形成的玻璃液体注入内导体2内部，使玻璃液体的液位保持在内导体2顶部的边缘处，将盖板121插接在插针8的外壁，使限位环122紧贴内导体2内壁，采用机械压
制盖板121后待玻璃液体自然冷却。
51.本发明的工作原理为：
52.首先将内导体2插入防护壳1后，使固定座42位于内导体2的中部，旋转内导体2后使其与固定座42螺纹连接，且内导体2底部的密封环17与防护壳1内底部紧密接触，将插针8穿过防护壳1及盖板121后，由于支撑槽11的设置，使插针8底部与挡槽15贴合，且挡块14与防护壳1相固定，使挡槽15有效对插针8进行支撑，向内导体2置入玻璃液体，在玻璃烧结层3完成自然冷却后，由于环形槽7的设置，使玻璃烧结层3冷却后的形状与环形槽7与导体内壁的形状相适配，形成三圈有效着力点，将玻璃烧结层3卡接在内导体2内部，同时通过插针8上设有通孔9和限位槽10，使玻璃液体浸入通孔9和限位槽10内，玻璃烧结层3冷却后且形状与通孔9和限位槽10的形状相适配，形成多个支撑点，将盖板121插接在插针8的外壁，使限位环122紧贴内导体2内壁，采用机械压制盖板121后待玻璃液体自然冷却，再通过四个紧固螺栓13将盖板121与防护壳1进行固定。
53.综上所得：
54.通过设置防护壳1、内导体2、插针8、固定座42、垫板6、环形槽7、通孔9和限位槽10，将插针8插入垫板6、固定座42和防护壳1后，向内导体2置入玻璃液体，在玻璃烧结层3完成自然冷却后，由于环形槽7的设置，使玻璃烧结层3冷却后的形状与环形槽7与导体内壁的形状相适配，形成三圈有效着力点，将玻璃烧结层3卡接在内导体2内部，同时通过插针8上设有通孔9和限位槽10，使玻璃液体浸入通孔9和限位槽10内，玻璃烧结层3冷却后且形状与通孔9和限位槽10的形状相适配，形成多个支撑点，使该连接器在焊接产生热应力的过程中，内导体2与插针8之间不易产生轴向的微小的位移，增加内导体2与插针8之间的附着力，不易出现松动情况，从而提高产品的品质。
55.通过设置防护壳1、垫板6、外螺纹41、固定座42、密封环17、密封圈123和盖板121，将内导体2插入防护壳1后，使固定座42位于内导体2的中部，旋转内导体2后使其与固定座42螺纹连接，且内导体2底部的密封环17与防护壳1内底部紧密接触，起到限位作用的同时，保证其高密封性，同时通过向盖板121机械增加后，密封圈123与防护壳1紧密接触，进一步提高其密封性。
56.通过设置插针8、挡块14、挡槽15、支撑槽11和限位环122，将插针8穿过防护壳1及盖板121后，由于支撑槽11的设置，使插针8底部与挡槽15贴合，且挡块14与防护壳1相固定，使挡槽15有效对插针8进行支撑，避免插针8因重力向下滑动从而导致插针8参差不齐，且盖板121上限位环122卡入内导体2后有起到对插针8限位的作用，保证其不会偏移位置，进一步提高对插针8的固定效果。
57.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。