样品管真空密封塞以及真空密封系统的制作方法

本实用新型涉及试验仪器配件领域，特别是指一种样品管真空密封塞以及真空密封系统。

背景技术：

在比表面积测试试验中(如bet吸附法)，样品管真空密封塞用来放于实验样品管开口处，为测试样品提供一个真空密闭的环境，减少预处理样品后到分析实验再抽真空时间，节约实验的用时；为测试仪器提供一个防止样品抽飞进入实验腔体内部的装置；防止经高温真空预处理的样品在拆装、转移、称量过程中与空气接触，污染样品。如果没有样品管真空密封塞，首先对于样品管内实验样品的保真空是无法做到的，其次就是在取下搬运样品管的过程中，样品容易与大气接触，不能保护预处理后的样品，也不能保证实验分析的精度和再现性。

目前为止，现有的密封塞都是整体成型式的真空塞，此类型的真空塞采用的制造方法技术是采用镶件注塑的加工工艺方法，采用塑料与金属件镶结合的方式。这种整体成型式的真空塞存在以下缺点：

1、注塑应用于大批量的生产，对于小批量件，注塑成本较高，而且后期不易改动，改动则会引起模具的改动，改动费用高成本大。

2、金属与塑料相结合的注塑应考虑到两种材料的热收缩系数，热收缩系数的差异直接影响到成本效益和使用性能，前期处理较多，需对金属件做脱脂处理，防止应力集中造成金属件开裂，需做适当的预热处理，防止温度差距较大引起注塑时产生气泡和间隙。

3、采用整体一体成型技术，对于后期用户使用过程中，内部组成部件会存在因老化，弹力减小，造成密封效果达不到。密封球塞存在老化现象，造成密封不均匀。长期使用，金属烧结滤芯存在被样品颗粒堵住引起滤芯气孔通道堵死，造成抽排气困难或者不能抽排气等现象。其中任何一个部件的老化或者损坏都会造成整个真空塞的更换，这样的更换势必造成被测物料本身的损失，也会提高检测成本。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种样品管真空密封塞以及真空密封系统，本实用新型密封效果好，加工方便，成本低，拆装方便，可以直接更换特定的损坏零件，节省了使用成本，提高了实验的效率。

本实用新型提供技术方案如下：

一种样品管真空密封塞，包括真空塞头螺帽、真空塞套管和设置在所述真空塞头螺帽和真空塞套管内的内部组件，所述真空塞头螺帽和真空塞套管可拆卸的连接，其中：

所述内部组件包括密封球、线性压簧和金属滤芯，所述线性压簧位于所述密封球和金属滤芯之间，并且所述线性压簧将所述密封球压在所述真空塞头螺帽的内管锥形面上，所述线性压簧将所述金属滤芯压在所述真空塞套管的内管端面上。

进一步的，所述真空塞套管外圆周上设置有多个密封圈槽，距离所述真空塞头螺帽越远的密封圈槽直径越大。

进一步的，所述真空塞头螺帽和真空塞套管的材质为铝合金。

进一步的，所述真空塞头螺帽设置有内螺纹，所述真空塞套管设置有外螺纹，所述真空塞头螺帽和真空塞套管通过螺纹连接，所述内螺纹和外螺纹为粗螺纹。

进一步的，所述真空塞头螺帽外表面设置有滚花条纹。

进一步的，所述密封球材质为丁腈橡胶，所述金属滤芯材质为不锈钢，所述金属滤芯通过烧结制成，所述金属滤芯具有5um-200um的通透性。

进一步的，所述线性压簧材质为不锈钢，所述线性压簧的材料直径为0.4mm，中径为8mm，自由高度为20mm。

一种真空密封系统，包括前述的样品管真空密封塞，其中：

所述真空塞套管塞进样品管内，并通过卡头将所述真空塞套管与所述样品管连接，所述卡头还将所述真空塞头螺帽与试验设备连接，所述卡头上设置有能够装上和取下的真空塞顶头，所述真空塞顶头用于将密封球顶离真空塞头螺帽的内管锥形面，所述卡头内设置有连接所述真空塞头螺帽和试验设备的通道。

进一步的，所述卡头包括卡头帽、卡头主体和卡头固定座，其中：

所述卡头主体套在所述样品管真空密封塞和样品管外周上，所述卡头主体与所述样品管之间设置有卡环；所述卡头帽套在所述卡头主体靠近所述样品管的一端，所述卡头固定座连接在所述卡头主体靠近所述试验设备的一端，并且所述卡头固定座将所述卡头主体与所述试验设备连接。

进一步的，所述密封圈槽内设置有密封圈，距离所述真空塞头螺帽越远的密封圈线径越大。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型密封效果好，加工方便，成本低，拆装方便，可以直接更换特定的损坏零件，节省了使用成本，提高了实验的效率。

附图说明

图1为本实用新型的样品管真空密封塞的示意图；

图2为本实用新型的真空密封系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种样品管真空密封塞，如图1所示，包括真空塞头螺帽1、真空塞套管2和设置在真空塞头螺帽1和真空塞套管2内的内部组件，真空塞头螺帽1和真空塞套管2可拆卸的连接，其中：

内部组件包括密封球3、线性压簧4和金属滤芯5，线性压簧4位于密封球3和金属滤芯5之间，并且线性压簧4将密封球3压在真空塞头螺帽1的内管6的锥形面7上，线性压簧4将金属滤芯5压在真空塞套管2的内管8的端面9上。

本实用新型样品管真空密封塞通过如下方法制备并装配：

先制作真空塞套管，使用机加工车出套管，然后加工真空塞头螺帽。真空塞套管内部包括容纳内部组件的容纳腔，还包括内管，容纳腔的直径大于内管的直径，容纳腔和内管的交界处为台阶形的端面。真空塞头螺帽也包括内管，其内管的与密封球接触的面为锥形面。

密封球的直径大小取决于真空塞头螺帽的内径的大小，金属滤芯的直径大小取决于真空塞套管的内径的大小。金属滤芯与真空塞套管内圈的配合采用间隙配合。将金属滤芯放入真空塞套管的容纳腔内，然后再放入线性压簧，密封球则放入在真空塞头螺帽内部，最后将真空塞头螺帽和真空塞套管两部分连接固定在一起固定，最后达到一个压缩状态下的线性压簧，挤压密封球与金属滤芯的作用力从而达到密封效果。

线性压簧在真空塞头螺帽及真空塞套管连接后，处于压缩状态，线性压簧被压缩。线性压簧产生的弹力将金属滤芯与真空塞套管的内管端面紧密接触，达到阻气作用，线性压簧产生的弹力将密封球与真空塞头螺帽内管锥形面形成紧密贴合，达到密封作用。

本实用新型密封效果好，在样品管密封口处能够很好的密封，起到保持试管内真空环境的作用。

并且，本实用新型将现有技术的整体成型式的真空塞改进为分离部件的可拆卸的形式，因为是分离部件的可拆卸的形式，因此本实用新型的样品管真空密封塞的加工工艺为简单的机加工的方式，改变了传统的采用镶件注塑的加工工艺。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、使用机加工的工艺，避免了注塑工艺的更改困难、成本高的缺陷。

2、采用机加工的方式，省去了注塑工艺加工前的预处理，节省了加工工时。

3、本实用新型设计采用标准加工互换式装配方案，每个部件都是标准化，在拆装方面实验人员能够很方便的进行拆装，在使用的过程中，如其中任何一个部件有损坏或者老化，都可以采用相同部件直接进行更替，做到了装配互换性原则，而不需要对整个真空塞进行更换，直接降低了物料与成本上的浪费，节省了使用成本。

综上所述，本实用新型密封效果好，加工方便，成本低，拆装方便，可以直接更换特定的损坏零件，节省了使用成本，提高了实验的效率。

本实用新型中，真空塞套管用于与样品管连接，为了保证与样品管连接的密封性，真空塞套管2外圆周上设置有多个密封圈槽10，且距离真空塞头螺帽1越远的密封圈槽10直径越大，根据密封圈槽直径的不同放入不同大小线径的密封圈。密封圈槽优选为3个，且3个密封圈槽的直径变化梯度相同，可以同时安装1～3个密封圈。

真空塞套管3个密封圈槽用于放三个线径的密封圈，三个密封圈的挤压变形量越来越大，密封效果将随之增加，有效的保证了真空塞的密封效果。

本实用新型的各个部件的材质可以根据需要进行选择，优选的，真空塞头螺帽和真空塞套管的材质为铝合金。

此时，真空塞头螺帽设置有内螺纹，真空塞套管设置有外螺纹，真空塞头螺帽和真空塞套管通过螺纹连接，内螺纹和外螺纹为粗螺纹，在加工时，真空塞头螺帽的内螺纹和真空塞套管的外螺纹配合加工，做到螺纹咬合受力均匀。

本实用新型采用螺纹增扭连接方式，用户可以直接对其进行拆卸更换，只需要双手交错扭动塞头螺帽，即可拆卸出真空塞内部的密封球，线性压簧，金属滤芯，拆卸安装简单方便。

因铝合金材质轻且较软，粗螺纹是为防止使用时间长或者人为扭矩过大造成螺纹的变形引起气体泄漏，从而达不到密封效果。

真空塞头螺帽1外表面设置有滚花条纹11，在手持部位加工成细滚花条纹。在与样品管拔插的过程中，实验人员能够很轻松的拿出和插入。防止打滑，节省人员的手工劳作。

密封球材质优选为丁腈橡胶，丁腈橡胶材质的稳定性高，具有一定程度的变形性，密封球与真空塞头螺帽内圈接触，内圈接触面设置成锥形面。丁腈材质密封效果佳，锥形面与密封球挤压结合增加了接触面积，锥形面有益密封性，同时防止了真空塞头螺帽棱角对密封球的磕伤。

金属滤芯材质优选为sus304不锈钢，金属滤芯通过烧结制成，金属滤芯具有5um-200um的通透性。金属滤芯由不锈钢制成，材质耐腐蚀，对实验的一些化学气体，有很好的防腐蚀作用，使用时间长，寿命高，元件耐高温，透气，分离效果佳。

线性压簧材质优选为不锈钢，耐腐蚀，材质稳定。线性压簧的材料直径为0.4mm，中径为8mm，自由高度为20mm，具有一定的弹力，且弹力稳定。

本实用新型还提供一种真空密封系统，如图2所示，包括前述的的样品管真空密封塞，其中：

真空塞套管2塞进样品管12内，并通过卡头13将真空塞套管2与样品管12连接，卡头13还将真空塞头螺帽1与试验设备连接，卡头13上设置有能够装上和取下的真空塞顶头14，真空塞顶头14用于将密封球3顶离真空塞头螺帽1的内管6的锥形面7，卡头13内设置有连接真空塞头螺帽1和试验设备的通道15。

本实用新型的真空密封系统用于比表面积测试系统的密封，将样品管与试验设备密封连接在一起。样品管真空密封塞起到密封作用，卡头起到连接的作用，样品管真空密封塞的有益效果参见前述。

真空塞顶头可以装上和取下，安装上真空塞顶头后，真空塞顶头将密封球向左顶，密封球离开真空塞头螺帽的内管的锥形面，使得样品管与试验设备连通，进行试验。取下真空塞顶头后，线性压簧将密封球压在真空塞头螺帽的内管的锥形面上，重新形成密封。

卡头13包括卡头帽16、卡头主体17和卡头固定座18，其中：

卡头主体17套在样品管真空密封塞和样品管12外周上，卡头主体17与样品管12之间设置有卡环19；卡头帽套16在卡头主体17靠近样品管12的一端，卡头固定座18连接在卡头主体17靠近试验设备的一端，并且卡头固定座18将卡头主体17与试验设备连接，通道15开在卡头主体和卡头固定座上。

密封圈槽10内设置有密封圈20，距离真空塞头螺帽1越远的密封圈20线径越大，密封圈的挤压变形量越来越大，密封效果将随之增加，有效的保证了真空塞与样品管的密封效果。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。