专利名称：具有熔炉制造的馈通部件的特征的环绕式处理的玻璃与金属密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃加工技术。其找到了结合大功率x射线管的馈通部件
的具体应用，而且将具体参考该应用来进行描述。然而，要理解，本发明 还找到了结合其他真空管、玻璃压力容器或真空容器等的应用。
背景技术：
通常，x射线管包括安装在真空玻璃封套或框架内的阳极和阴极。通
常，经过馈通部件向阴极提供电功率，该馈通部件穿过玻璃框架馈入了多 个电导体。
在现有的馈通部件实施方案中，将顶部开放的科瓦铁镍钴合金(Kovar) 套管焊接并密封到金属阴极组件的多个部位上。当然，科瓦铁镍钴合金是 一种高温导电合金，具有与玻璃类似的膨胀系数，并在玻璃软化温度上熔 化为玻璃。将多条导线通过科瓦铁镍钴合金柱体，从大气外部延伸到管内 部。为了形成真空紧密密封，提供了玻璃塞，该玻璃塞的外径允许其与科 瓦铁镍钴合金套管紧密匹配，该玻璃塞具有轴向的内部穿孔，通过该穿孔 来接纳导线。将每个导线的穿过玻璃柱体的部分与科瓦铁镍钴合金段接合。 然后，该科瓦铁镍钴合金套管与插入到其中的玻璃柱体以及在该玻璃柱体 的穿孔内接纳的导线的科瓦铁镍钴合金段所构成的组件，放置于大约 1000°C的炉灶内，以便将玻璃柱体熔化到科瓦铁镍钴合金套管的内表面上 且包围该导线的科瓦铁镍钴合金段的外表面。
尽管该技术形成了有效的真空密封，但是在把科瓦铁镍钴合金套管的 凸缘焊接到阴极组件的其他部分之后就会存在小比率的密封失败。本发明 的理论在于在焊接过程中将凸缘加热至200°C左右，这样就加热了导电 的科瓦铁镍钴合金套管，科瓦铁镍钴合金套管的加热和膨胀比热绝缘性更 高的玻璃柱体迅速的多，这偶尔在科瓦铁镍钴合金套管密封中引起玻璃柱 体内轻微的裂纹。不幸的是，这种泄漏通常很轻微，所以直到管组件完成
且被抽空之前(即，基本上是在制造工艺结束时)都不会检测到该泄漏。泄漏 的管被报废。
本发明提供了一种新的、改进的密封技术，其克服了上述问题和其他 问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种真空容器或压力容器的馈通部件。 该馈通部件包括套管，所述套管具有由传导性材料制成的管状端部，其中 该传导性材料能够以加热方式熔化到玻璃上。所述玻璃塞在一端上形成有 凹进部，该凹进部的尺寸被设定为接纳所述套管的管状端部。所述玻璃塞 还形成有至少一个穿孔，所述穿孔的尺寸被设定为接纳传导性材料段，其 中，该传导性材料能够以加热方式熔化到电导线的玻璃上。将所述玻璃塞 以加热方式熔化到所述套管的管状端部和所述电导线的所述段上。
根据本发明的另一方面，提供了一种真空管，其包括真空密封的框架、 安装在该框架内的阳极和阴极，以及上述馈通部件。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种在制造上述馈通部件时使用的玻 璃塞。
根据另一方面，提供了一种用于制造压力容器或真空容器的馈通部件 的方法。形成玻璃塞，其具有贯穿其中延伸的穿孔和在一端上形成的凹进 部，该凹进部形成有圆周形的圈环。使电导线穿过所述穿孔，所述电导线 具有由传导性材料制成的段，其中，所述传导性材料能够以加热方式熔化 到玻璃上，然后将所述电导线与所述段一起放置在所述穿孔内。将所述玻 璃塞和由传导性材料制成的套管彼此相对放置，使得所述套管的管状端部 被接纳在所述凹进部内，其中，所述传导性材料能够以加热方式熔化到玻 璃上。将所述电导线的所述段插入所述穿孔中，将所述套管的管状端部置 于所述凹进部中，以上两个操作可以采用任意次序进行。在足够的温度上 加热所述玻璃塞、套管和电导线，并持续足够的时间，从而按照真空密封 的关联形式将所述玻璃塞熔化到所述电导线段和所塑套管的管状端部。 根据另一方面，提供了一种由上述方法制造的馈通部件。 根据另一方面，提供了一种真空管，其包括由上述方法制造的馈通部
件。
本发明的一个优势在于，提供了一种具有更为可靠的真空密封的馈通 部件。
本发明的另一个优势在于， 一种用于将玻璃塞密封到科瓦铁镍钴合金 套管中的改进的技术。
本领域普通技术人员在阅读和理解了以下详细的描述后将理解本发明 的其它优势。
本发明可以用各个部件及部件排列来实现，并且可以用各种步骤及步 骤排列来实现。附图仅仅是为了图示优选实施例而不认为是对本发明的限 制。
图1是包含根据本发明的的馈通部件的旋转阳极x射线管的示意性的
横截面视图2是图1中的馈通部件的展开图，显示了仅仅两个在装配过程中的 馈通部件(为了图示的简单起见)；以及
图3是图2在装配完毕的状态下的横截面视图；以及 图4是图2和3中的玻璃塞的端视图。
具体实施例方式
参照图1，旋转阳极型X射线管IO包括玻璃封套或框架12。在玻璃框 架的一端，以真空密封的关联形式安装了阳极14和相关的轴承16。在该玻 璃框架的相对端以真空密封的关联形式安装阴极组件20，该阴极组件20包 括阴极杯22、臂24、集管(header)26和吸气剂28。馈通组件30使多条金属 丝32从环境大气进入真空，并提供真空密封。
继续参照图l，并且进一步参照图2、 3和4(其中，为了简单起见，仅 仅显示了图1所示四根金属丝中的两根)，馈通部件30包括科瓦铁镍钴合金 套管34，该科瓦铁镍钴合金套管34具有管状部分36和凸缘38。当然，也 可以采用除了科瓦铁镍钴合金以外的其他能够以加热方式熔化到玻璃上的 材料。在后续操作中，将以真空密封的关联形式把凸缘焊接到阴极集管26。
每一根金属丝32都包括科瓦铁镍钴合金段40，该科瓦铁镍钴合金段的 长度比得上玻璃塞或柱体42的长度。科瓦铁镍钴合金段40在任一端上与 更柔软、更可弯曲且潜在导电性更好的导线连接，以便与阴极杯相互连接， 且可选地与真空端上的吸气剂相互连接，且该科瓦铁镍钴合金段40与连接 点连接，用以将该真空管与大气端的电源和控制源相互连接。在图1的实 施例中，显示了三根镍丝，它们延伸到阴极杯22，以控制一根或多根细丝， 而且可选地控制用于汇聚从阴极向阳极加速的电子束的栅格。
玻璃塞42包括穿孔44，该穿孔44的尺寸被形成为用以在其中可滑动 但紧密结合地接纳电导线，具体而言，是接纳科瓦铁镍钴合金段40。该玻 璃塞在朝向科瓦铁镍钴合金套管34的一端，包括环形凹进部，例如凹槽或 沟槽46，其直径和宽度与科瓦铁镍钴合金套管的管状部分36的相应端部 36a匹配。该凹槽的尺寸设置为，使得能够在其中可滑动但紧密结合地接纳 科瓦铁镍钴合金套管。当科瓦铁镍钴合金套管的该端部被接纳在凹槽中时， 玻璃塞的外围部分形成了围绕着科瓦铁镍钴合金套管的圆柱形部分的外圆 周的环48。 一旦被熔合在一起，该环48就充当控制该管状部分36的该端 部的膨胀的外围约束。在凹槽或沟槽的实施例中，玻璃塞还熔化到科瓦铁 镍钴合金套管的内表面上。在示意性实施例中，凹槽或沟槽46的深度大约 为1.5mm并且宽度大约为0.75毫米mm。圈环48的宽度也是大约1.5mm。 当然，沟槽和环可以具有其他尺寸。例如，该环的宽度可以是lmm或2mm， 且凹槽的深度可以是2mm。当然，套管的管状部分36和环形凹进部46可 以是圆形的、椭圆的、六边形的、等等。
在装配过程中，将导线32馈通并穿过玻璃塞42内的穿孔44，直到科 瓦铁镍钴合金部40被接纳在穿孔44内且横跨该穿孔为止。将内置有导线 的玻璃塞放置在科瓦铁镍钴合金套管上，并且将该科瓦铁镍钴合金套管接 纳在凹槽或沟槽46中。然后将该组件加热到足够的温度且持续足够的时间， 例如，进行大约30-60分钟的900-1000。C左右的加热，以便以真空密封的 关联形式将玻璃塞42熔化到科瓦铁镍钴合金部分40和科瓦铁镍钴合金套 管34上。随后，将馈通组件30放置在阴极集管26上，并将其焊接在适当 的位置上。在装配了所有阴极部件和阳极部件且将它们密封进玻璃框架内 之后，通过管状延伸段50抽气形成真空。 一旦该管被完全抽空，就加热并
密封管50。快速点燃吸气剂28，可选地是通过由其中一个导线32施加的 功率，其激发了该吸气剂28，以吸收任何现有的或在该框架中逐渐出现的 残留气体。
已经参照优选实施例描述了本发明。 一旦阅读和理解了前述的详细描 述，别人就会想到进行修改和变化。这意味着本发明被认为是包括所有这 些落入了附加的权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。
权利要求
1、一种用于压力或真空容器的馈通部件(30)，其包括套管(34)，其由传导性材料制成且具有管状端部(36a)，所述传导性材料能够以加热方式熔化到玻璃上；玻璃塞(42)，其在一端上形成有凹进部(46)，该凹进部的尺寸被设定为接纳所述套管(34)的管状端部，所述玻璃塞还形成有至少一个穿孔(44)，所述穿孔(44)的纵向贯穿尺寸被设定为接纳电导线(32)的段(40)，所述段(40)由传导性材料形成，所述传导性材料能够以加热方式熔化到玻璃上，所述玻璃塞(42)以加热方式熔化到所述套管(34)的管状端部(36a)以及所述段(40)上。
2、 如权利要求1所述的馈通部件，其中，所述熔化到玻璃上的传导性 材料包括科瓦铁镍钴合金。
3、 如权利要求1所述的馈通部件，其中，所述凹进部(46)形成有所述 玻璃塞(42)的环(48)，该环在外围上包围并熔化到所述套管(34)的管状端部 (36a)的外围表面上。
4、 如权利要求1所述的馈通部件，其中，所述玻璃塞(42)包括多个穿 孔(44)，并且贯穿所述多个穿孔(44)插入了多个相应的具有科瓦铁镍钴合金 部分(40)的电导线。
5、 如权利要求1所述的馈通部件，其中，所述玻璃塞是圆柱形的。
6、 如权利要求1所述的馈通部件，其中，所述导电玻璃可熔的套管(34) 是圆柱形的，且所述凹进部(46)是圆柱形的凹槽，在该凹槽中接纳且瑢化所 述套管(34)的管状端部(36a)。
7、 如权利要求1所述的馈通部件，其中，所述凹进部(46)的深度小于2mm。
8、 一种真空管，包括 真空密封的框架(12); 安装在所述框架内的阳极(14); 安装在所述框架内的阴极(20);以及如权利要求1所述的馈通部件，用于以真空密封的关联形式将金属线 从所述框架的外部馈送入所述框架的内部。
9、 如权利要求8所述的真空管，其中，所述阳极(14)可旋转地安装在 轴承(16)上。
10、 一种用于制造如权利要求1所述的馈通部件的玻璃塞。
11、 一种用于制造用于压力或真空容器的馈通部件(30)的方法，包括-形成玻璃塞(42)，其具有纵向贯穿其中延伸的至少一个穿孔(44)和在一个端部上形成的凹进部(46)，该凹进部形成有围绕该端部的圈环(48);使具有由传导性材料制成的段(40)的电导线(32)穿过所述穿孔(44)，并 且将所述段(40)置于所述穿孔(40)中，其中，所述传导性材料能够以加热方 式熔化到玻璃上；将所述玻璃塞(42)和由传导性材料制成的套管(34)布置为，使得在所述 套管(34)的管状端部(36a)被接纳在所述凹进部(46)内，其中，所述传导性材 料能够以加热方式熔化到玻璃上，按照任意顺序执行以下操作将所述电 导线(32)的所述段(40)插入所述穿孔(40)中，以及将所述套管(34)的管状端部 (36a)置于所述凹进部(46)中；在足够的温度上加热所述玻璃塞(42)、所述套管(34)和所述电导线(32)， 并持续足够的时间，以便以真空密封的关联形式将所述玻璃塞(42)熔化到所 述电导线段(40)和所述套管(34)的管状端部(36a)上。
12、 如权利要求ll所述的方法，其中，所述以加热方式熔化到玻璃上的传导性材料包括科瓦铁镍钴合金。
13、 如权利要求12所述的方法，其中，精加工所述玻璃塞(42)，包括 形成多个纵向的穿孔(44)，而且在所述插入步骤中，将多条具有科瓦铁镍钴 合金段(40)的电导线C32)插入所述多个纵向的穿孔(44)。
14、 如权利要求12所述的方法，其中，形成所述科瓦铁镍钴合金套管， 包括形成所述套管，所述套管具有外围凸缘(38)以及与所述管状端部(36a) 相对的端部，并且还包括以真空密封的关联形式将所述凸缘(38)焊接到相关组件上。
15、 一种由权利要求ll的所述方法制造的馈通部件(30)。
16、 一种真空管(IO)，包括由权利要求11所述的方法制造的馈通部件。
17、 一种用于压力或真空容器的馈通部件(30)，包括套管(34)，具有由能够以加热方式熔化到玻璃上的材料所制成的第一端 (36a);玻璃塞(42)，其形成有至少一个穿孔(44)，其中，电导线(32)穿过所述 穿孔，所述玻璃塞(42)以加热方式熔化到所述套管(34)上；玻璃环(48)，配置为围绕所述套管(34)的外缘，并且以加热方式熔化到 所述套管(34)的外缘。
18、 如权利要求17所述的馈通部件，其中，以真空或压力密封的关联 形式，加热熔合所述玻璃塞(42)与通过所述穿孔(44)接纳的所述电导线。
19、 如权利要求18所述的馈通部件，其中，所述玻璃塞(42)以加热方 式熔化到所述套管的第一端部(36a)的内缘表面上，用以在两者之间形成真 空或压力密封。
20、 如权利要求18所述的馈通部件，其中，所述玻璃塞(42)包括多个 穿孔(44)，还包括多条电导线(32)，在所述穿孔(44)的每一个中接纳一根电 导线，且所述电导线以加热方式熔化到所述玻璃塞(42)上。
21、 如权利要求18所述的馈通部件，其中，所述玻璃塞(42)具有形成 了 -个端的凹进部(46)，所述玻璃环(48)围绕所述凹进部(48)延伸，且与所述玻璃塞集成一体。
全文摘要
X射线管(10)包括馈通部件(30)，用于从X射线管的外部向真空的内部馈送电线(32)。馈通部件包括玻璃塞(42)，该玻璃塞具有环形凹槽(46)，在该环形凹槽内接纳且以加热方式熔化科瓦铁镍钴合金套管(34)的管状端部(36a)。玻璃塞还包括多个穿孔(44)，通过所述穿孔接纳导线(32)，所述导线具有科瓦铁镍钴合金部分(40)，该科瓦铁镍钴合金部分(40)被接纳在穿孔内并且以加热方式熔化到玻璃塞上。
文档编号C03C27/00GK101390181SQ200780006248
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月5日 优先权日2006年2月21日
发明者J·T·兰德尔, P·A·沃纳 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司