真空密封装置及真空光源的制作方法

1.本公开涉及真空密封技术领域，特别涉及一种真空密封装置及真空光源。


背景技术：

2.真空密封广泛应用于生产、科研的诸多领域，例如在真空光源领域。光电离源被广泛应用于生产、科研等诸多领域，目前常用的光电离源包括真空紫外灯、真空紫外激光和同步辐射光源等。其中同步辐射光源是一种利用相对论性电子(或正电子)在磁场中偏转时产生同步辐射的高性能强光光源，具有宽波段、高准直、高亮度、窄脉冲等优点。但是其结构复杂、体积庞大，造价昂贵，通常作为国家级大科学装置，由国家的力量兴建、运营。由于机时有限，用户根据研究需要递交申请材料，预约时间才能使用同步辐射光源产生的光束线。目前的同步辐射光源还无法满足广大科研工作者对于高亮度深紫外光子源日益增加的使用需求。
3.真空紫外激光主要利用激光轰击样品产生离子。主要使用的激光光源有nd:yag激光(1064nm)以及其四倍频和五倍频，arf准分子激光(193nm)。真空紫外激光具有单色性好，方向性好，亮度高等特点，但是其安装复杂，尤其在与真空腔的视窗密封连接时，为防止影响真空腔内的真空度，因而对密封要求极高，形成技术挑战。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种真空密封装置，包括：第一密封件，包括第一安装孔，用于安装待密封件；密封圈，用于紧压密封；第二密封件，用于将密封装置紧压设置在第一安装孔内，以将待密封件与第一密封件真空密封连接。
5.在一些实施例中，真空密封装置还包括设置在第一安装孔上的倒角结构，用于容纳密封圈。
6.在一些实施例中，倒角结构与待密封件相配合。
7.在一些实施例中，第二密封件包括：第二安装孔，可以用于安装待密封件。
8.在一些实施例中，真空密封装置还包括：锁紧装置，锁紧装置包括至少三个螺栓。
9.在一些实施例中，第二密封件包括三个压紧孔，至少三个螺栓穿过三个压紧孔，以通过第二密封件将密封圈紧压设置在第一安装孔内。
10.在一些实施例中，密封圈包括锡环。
11.本公开还提供了一种真空光源，包括：射频激励装置，用于形成射频电场；发生器，用于在射频电场的作用下发射光；以及真空密封装置，用于将发生器与真空腔真空密封连接，其中，真空密封装置为前述任意一项的真空密封装置。
12.根据本公开一些实施例的真空密封装置能够带来有益的技术效果。例如，本公开一些实施例的真空密封装置能够解决常规技术中安装复杂、密封效果受温度影响大、密封效果差等问题，能够实现密封效果好，能够满足较高真空度、耐高温、安装拆卸便捷、降低设备成本的技术效果。
13.根据本公开一些实施例的真空光源能够带来有益的技术效果。例如，本公开一些实施例的真空光源能够解决常规技术中安装复杂，容易影响真空腔体的真空度等问题，能够实现安装拆卸便捷、密封效果好的技术效果。
附图说明
14.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1示出根据本公开一些实施例的真空密封装置的结构示意图；
16.图2示出根据本公开一些实施例的密封圈的结构示意图。
17.在上述附图中，各附图标记分别表示：
18.100 真空密封装置
19.10 第一密封件
20.11 第一安装孔
21.12 圆形凹陷
22.20 密封圈
23.30 第二密封件
24.31 第二安装孔
25.32a、32b、32c、32d 压紧孔
26.40 倒角结构
27.51a、51b、51c、51d 螺栓
28.200 待密封件
具体实施方式
29.下面将结合附图对本公开一些实施例进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开示例性实施例，而不是全部的实施例。
30.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
31.图1示出根据本公开一些实施例的真空密封装置100的结构示意图。
32.如图1所示，真空密封装置100包括：第一密封件10、密封圈20、第二密封件30。第一密封件10包括第一安装孔11，可以用于安装待密封件200。密封圈20可以用于紧压密封。第
二密封件30可以用于将密封圈20紧压设置在第一安装孔11内，以将待密封件200与第一密封件10真空密封连接。
33.第一密封件10可以是能够与真空腔体的窗口配合密封连接的法兰盘，
34.第一密封件10上表面圆心处具有凹陷12，用于容纳第二密封件30。例如，如图1所示，圆形凹陷12可以容纳紧压到第一密封件10上的第二密封件20。这样，真空密封装置100的密封效果更好，而且更加紧凑。
35.第一安装孔可以开设在第一密封件10的中心处，例如圆心处，并且可以在圆形凹陷12内，其内径与待密封件200的外径相匹配。密封圈20套设在待密封件200上且与待密封件200外表面贴合。
36.第二密封件30可以为与圆形凹陷12形状相匹配的法兰盘，第二密封件30能够嵌入圆形凹陷12内，将密封圈20紧压设置在第一安装孔内，以将待密封件200与第一密封件10真空密封连接。
37.本领域技术人员可以理解，虽然图1中示出的第一密封件10上为圆形凹陷12，但第一密封件10上也可以开设方形凹陷、六角形凹陷等任何形状。类似地，第二密封件30的形状并非仅限定为圆形，第二密封件30为与第一密封件10的凹陷相匹配的形状均可。
38.在本公开的一些实施例中，真空密封装置100还包括设置在第一安装孔上的倒角结构40，可以用于容纳密封圈20，以实现更好的密封效果。
39.如图1所示，倒角结构40设置在第一安装孔上且位于圆形凹陷12内，其内径与密封圈20的外径相匹配，倒角结构40可以用来安放密封圈，从而避免第二密封件30压紧时出现密封圈20打滑的情况，能够更好地保证真空腔体的真空度。
40.在本公开的一些实施例中，倒角结构40与待密封件相配合。
41.倒角结构40与待密封件相适配，密封圈20塞入倒角结构40与待密封件之间，能够实现更好的密封效果，使得密封更加严密。
42.在本公开的一些实施例中，第二密封件30包括：第二安装孔31，可以用于安装待密封件200。
43.如图1所示，第二安装孔31开设在第二密封件30圆心处，内径与待密封件200相匹配。待密封件200穿设在第二安装孔31内，第二密封件30能够在待密封件200上滑动。
44.在本公开的一些实施例中，真空密封装置100还包括锁紧装置，锁紧装置包括至少三个螺栓51。在本公开中，螺栓51应做宽泛理解，可以包括螺钉、螺杆和螺母的组合等等。
45.在本公开的一些实施例中，第二密封件30还包括至少三个压紧孔，至少三个螺栓穿过至少三个压紧孔，以通过第二密封件30将密封圈20紧压设置在第一安装孔内。
46.如图1所示，锁紧装置包括四个螺栓51a、51b、51c、51d。第二密封件30还包括四个压紧孔32a、32b、32c、32d，四个螺栓51a、51b、51c、51d分别穿过四个压紧孔32a、32b、32c、32d，第二密封件30将密封圈20压紧后通过四个螺栓51a、51b、51c、51d锁紧，从而使密封圈20紧压在第一安装孔内，填充待密封件200与第一密封件10之间的缝隙，使得待密封件200与第一密封件10密封连接。
47.本领域技术人员可以理解，虽然图1中示出了四个螺栓51a、51b、51c、51d，但是螺栓的数量也可以为三个或大于四个。类似地，本领域技术人员可以理解，虽然图1中示出了四个压紧孔32a、32b、32c、32d，但是压紧孔的数量也可以为三个或大于四个。螺栓与压紧孔
的数量一一对应即可。
48.图2示出根据本公开一些实施例的密封圈的结构示意图。
49.如图2所示，在本公开的一些实施例中，密封圈20包括锡环。
50.锡的硬度高，更适于进行真空密封。而且，锡环可以直接套设在待密封件200外，安装在第一安装孔内，无需手动缠绕。且锡的熔点较高，能够满足180℃左右的烘烤温度，不会因真空腔的烘烤而变形从而影响真空腔内的真空度。使用锡圈作为密封圈，能够使真空腔内获得优于1e-8
mbar的真空度。
51.本领域技术人员可以理解，锡圈作为密封圈20仅是本公开的较佳实施例，并非限定密封圈20的材料。
52.在本公开的一些实施例中，待密封件200包括玻璃管。相对于金属材料，玻璃管较为脆弱，难于真空密封。但是，采用本公开实施例的真空密封装置100，可以将玻璃材料的待密封件200良好地密封到金属材料制成的法兰上，实现高真空，甚至超高真空。
53.虽然锡的硬度大，但是与铜制密封圈相比，在紧压安装的条件下不会破坏玻璃管，从而降低待密封件200的损耗，延长设备使用寿命。而且，相对于传统的橡胶密封，锡环密封能够显著改善真空度，更好地适应真空烘烤。
54.本公开的一些实施例中提供了一种真空光源，包括：可以用于形成射频电场的射频激励装置、用于在射频电场的作用下发射光的发生器以及可以用于将发生器与真空腔真空密封连接的真空密封装置100。
55.发生器可以包括工作腔体，工作腔体为待密封件200，真空密封装置100套设在工作腔体上且将工作腔体与真空腔密封连接。
56.射频激励装置能够在局部空间内形成高密度的射频电场，工作腔体内的工作气体在射频激励装置的作用下成为等离子体并发出紫外光线，真空密封装置100将工作腔体密封安装在真空腔的窗口上，使得真空光源在工作过程中真空腔内的真空度不受影响，从而保证真空腔内的实验效果或生产效率。
57.通常，真空光源的发生器的工作腔200是玻璃管。根据本公开一些实施例的真空密封装置100非常适于玻璃管的密封，因此适于将真空光源的发生器的工作腔200密封到真空腔上。根据本公开一些实施例的真空密封装置100能够显著改善真空光源的真空适应性，延长真空光源的使用寿命，显著提高真空光源的性能。
58.需要指出的是，以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。