一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，包括玻璃钢外筒、金属辐射体、密封圈、压块和连接螺钉；金属辐射体为圆柱、圆锥和圆球相结合的结构体，在金属辐射体圆柱面上有凹槽，密封圈位于金属辐射体的凹槽内，实现金属辐射体与玻璃钢外筒内壁面密封配合；在玻璃钢外筒内壁面接近两端的位置处各开有一圈凹槽，压块嵌入玻璃钢外筒内壁面的凹槽内，且连接螺钉沿玻璃钢外筒轴向将压块与金属辐射体端面连接固定。本实用新型以具备高绝缘性能的非金属筒料为基材进行外筒的加工，结合一种可大幅增加密封性能的特殊结构形式，达到更高的极限爆破压力，确保设备的安全性，同时使得辐射器内部可以充更高压力的绝缘气体，以获得更高的辐射性能。
【专利说明】一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电磁辐射器，具体为一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，应用于高电压、高气压工作状态下。
【背景技术】
[0002]在脉冲功率技术中，相当多的电磁辐射器在原理上可以简化成如图1所示的圆对称结构。这类辐射器通常主要包含两个互相无接触的金属辐射体，以及用于支撑和隔离两个金属辐射体的非金属外筒，其中两个金属辐射体分别连接电压源的正负极。
[0003]这类电磁辐射器通常需要工作在高电压和高气压状态下，需要解决辐射器两个金属辐射体之间的高电压绝缘和气密腔体的高气压密封问题。
[0004]现有的高压绝缘和密封方法通常是采用陶瓷材料作为非金属外筒的材质，这种材质具有较好的绝缘性能同时具有较高的硬度，但是缺点也很突出，首先是加工和制造难度大，外形定制成本也高，其次是陶瓷材料自身显脆性，不适合承受较高的气体压力，另外陶瓷材料具有较高的介电常数，对辐射器的辐射性能会带来不可忽略的影响。
[0005]更加普遍的做法是采用玻璃钢作为绝缘和密封材料，这种材料具有较高的绝缘系数和较低的介电常数，电磁波透波性能好，非常适合用于这种电磁辐射器的外筒制造。但是以往的技术是采用玻璃钢板料或棒料直接进行外形加工，同时采用密封圈结构进行密封。这种方式由于在外形加工时切割和破坏了玻璃钢原材料内部的加强纤维，材料整体结构强度大大降低，外筒能够承受的压力极限较低，使用中存在一定的安全隐患。同时这种结构形式对金属辐射体缺乏有效的锁紧限位，腔体内部压力作用于两个金属辐射体上会造成金属辐射体向外筒两端缓慢位移，气体密封效果较差，腔体内部气体压力会不断下降，无法解决辐射器内部的高电压绝缘问题，限制了辐射器性能的发挥，位移严重时还会造成金属辐射体脱落。
[0006]另一种方式对此进行了改进，如图2所示，通过螺钉穿过玻璃钢外筒，连接到内部的金属辐射体上，以此锁紧金属辐射体。这种方式可以限制金属辐射体因受力而发生位移，腔体内部压力能够得到较好地保持。但是这种方式需要在玻璃钢外筒上打孔穿螺钉，螺钉数目太多的话，外筒上需要打很多过孔，严重破坏外筒结构强度，内部压力过大时可能造成螺钉孔处整体开裂。而螺钉数目少的话，螺钉承受剪切力过大可能发生断裂，同样存在失效风险。
【发明内容】
[0007]为了综合现有技术的优点，克服现有技术的不足，本实用新型提出以具备高绝缘性能的非金属筒料为基材进行外筒的加工，结合一种可大幅增加密封性能的特殊结构形式，达到更高的极限爆破压力，确保设备的安全性，同时使得辐射器内部可以充更高压力的绝缘气体，以获得更高的辐射性能。
[0008]本实用新型的技术方案为:
[0009]所述一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，包括玻璃钢外筒、金属辐射体、密封圈，其特征在于:还包括有压块和连接螺钉；金属辐射体为圆柱、圆锥和圆球相结合的结构体，在金属辐射体圆柱面上有凹槽，密封圈位于金属辐射体的凹槽内，实现金属辐射体与玻璃钢外筒内壁面密封配合；在玻璃钢外筒内壁面接近两端的位置处各开有一圈凹槽，压块嵌入玻璃钢外筒内壁面的凹槽内，且连接螺钉沿玻璃钢外筒轴向将压块与金属辐射体端面连接固定。
[0010]进一步的优选方案，所述一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，其特征在于:玻璃钢外筒为采用缠绕工艺制造的圆筒。
[0011]有益效果
[0012]本实用新型的有益效果是:以缠绕工艺制造的玻璃钢筒料为基材，仅在筒体内壁进行凹槽的少量加工，最大程度地避免了对材料中增强玻璃纤维的破坏，保持了玻璃钢筒体的原有结构强度，同时采用了一种可大幅增加密封性能的特殊结构形式，使电磁辐射器的绝缘和密封性能大大提高，水压试验中成功密封5倍以上正常工作压力，并达到15倍以上的爆破压力，确保了设备的安全性。使得电磁辐射器内部可以充更高压力的绝缘气体，获得更高的辐射性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:电磁辐射器简单结构示意图；
[0014]图中:1、高电压正极；2、非金属外筒；3、金属辐射体；4、气密腔体；5、高电压负极。
[0015]图2:电磁辐射器普通绝缘密封结构形式；
[0016]图中:6、玻璃钢外筒；7、密封圈；8、螺钉。
[0017]图3:本实用新型的剖面图；
[0018]图中:9、压块；10、连接螺钉。
[0019]图4:压块安装结构示意图；
[0020]图5:压块安装结构顶视图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例、附图对本实用新型作进一步描述:
[0022]参照附图3，本实施例中一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，包括玻璃钢外筒6、金属辐射体3、密封圈7，压块9和连接螺钉10。
[0023]金属辐射体为圆柱、圆锥和圆球相结合的结构体，在金属辐射体圆柱面上有凹槽，密封圈位于金属辐射体的凹槽内，实现金属辐射体与玻璃钢外筒内壁面密封配合。
[0024]玻璃钢外筒采用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料进行加工，纤维大都在圆周方向进行缠绕。环氧树脂中添加某种类型的环-链脂化合物可提供适当的介电常数，并可提高复合材料隔离电压击穿的能力。结构增强则采用了多股玻璃纤维绞合线，浇上环氧树脂将多股绞合线以最大的张力螺旋缠绕在直径为金属辐射体外径的圆柱形模具上，缠绕一定厚度后烘干进行脱模即得到玻璃钢外筒坯料。可对坯料进行圆周向的外径和内壁凹槽车削加工，几乎不会破坏沿圆周向缠绕的玻璃纤维，玻璃钢材料原本的结构强度可得到最大程度的保持。
[0025]玻璃钢外筒有一定壁厚，在玻璃钢外筒内壁面接近两端的位置处各开有一圈凹槽。压块是马蹄铁形金属结构体，厚度等于玻璃钢外筒内壁的凹槽宽度，采用不锈钢材料进行加工，压块上均匀开有三个螺钉通孔。玻璃钢外筒内壁面每圈凹槽内使用三个同样尺寸的压块，三个压块沿圆周均布卡进玻璃钢外筒内壁的凹槽内，并通过连接螺钉沿玻璃钢外筒轴向将压块与金属辐射体端面连接固定，对金属辐射体进行限位。
【权利要求】
1.一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，包括玻璃钢外筒、金属辐射体、密封圈，其特征在于:还包括有压块和连接螺钉；金属辐射体为圆柱、圆锥和圆球相结合的结构体，在金属辐射体圆柱面上有凹槽，密封圈位于金属辐射体的凹槽内，实现金属辐射体与玻璃钢外筒内壁面密封配合；在玻璃钢外筒内壁面接近两端的位置处各开有一圈凹槽，压块嵌入玻璃钢外筒内壁面的凹槽内，且连接螺钉沿玻璃钢外筒轴向将压块与金属辐射体端面连接固定。
2.根据权利要求1所述一种采用高压绝缘密封结构的电磁辐射器，其特征在于:玻璃钢外筒为采用缠绕工艺制造的圆筒。
【文档编号】H05K9/00GK204069622SQ201420482749
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】陈宏 , 肖开奇, 许建军, 刘江, 戴韵汶, 封威, 冯骞, 仲成, 陈涛伟 申请人:中国电子科技集团公司第二十九研究所