一种离子迁移管

技术领域

本发明涉及离子迁移谱核心部件离子迁移管的密封，具体来说是采用卡槽和O型圈实现离子迁移管内部密封的一种新方法。

背景技术

迁移管作为离子迁移谱的核心部件，其密封性的好坏直接影响到离子迁移谱的灵敏度、初始状态的恢复时间和迁移管内部的清洁度，直接影响离子迁移谱性能指标的连续性和稳定性，因此，本发明设计了一种实现离子迁移管高密封性的新方法。

目前，迁移管密封采用内腔加绝缘套筒和橡胶O型圈的方式，这样一方面由于绝缘套筒是塑料材质会造成严重的电荷累积效应，另一方面橡胶O型圈在高温条件下会释放出有机物污染迁移管内部；使用陶瓷作为绝缘材料，通过陶瓷密封胶将陶瓷环和不锈钢电极相粘合也是一种实现离子迁移管密封的方式，但是这种方式无法在高温下使用。低温共火陶瓷一体成型技术，也被用于高密封性离子迁移管的设计，但这种技术需要耗费大量时间，并且成本高；陈创等人采用平面配合和应力弹簧挤压的方法实现离子迁移管内部的气相密封，存在装配过程中轴向压紧力大，低温环境下绝缘材料冷缩变形的影响，端面之间可能出现接触不好的情况，影响低温环境下的使用；因此，本发明公开一种实现离子迁移管高密封性的新方法，采用卡槽和O型圈相结合的内外双密封方式实现迁移管内部的气相密封。由于采用凸起双面与卡槽配合装配，利用绝缘材料受热变形的特性，自动将卡槽充满实现内密封，不需要很大的轴向压紧力；电极环与绝缘外径形成的环形槽放置O型圈，O圈受到外筒内壁的挤压产生密封效果，形成迁移管内部的外层密封，从而实现迁移管内部的内外双层密封，达到在高低温环境下都可以实现高密封的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：迁移管高温环境O型圈释放有机物，低温环境下密封不好，装配需要很大预紧力的情况。

具体内容包括：

一种实现离子迁移管高密封性的新方法，由外筒、外筒压盖、电极环和绝缘环组成；外筒上面有环形槽和内螺纹；外筒压盖上面有外螺纹，通过旋合与外筒连接起来；电极环双面都开有环形槽，可以与绝缘环的两面凸起配合，形成两面接触，两个电极环和一个外径小一点的绝缘环合成一个环形槽，在环形槽里面放置O型密封圈，并通过外筒内壁的挤压，形成密封。

外筒上面有与绝缘环配合的环形槽，深度要大于绝缘环上面的凸起高度0.01-0.05mm

电极环前后面有环形槽，深度要大于绝缘环上面的凸起高度0.01-0.05mm，并且电极环上面的环形槽外边缘要保证一定的加工精度，其粗糙度不大于1.6μm。

绝缘环前后有凸起圆环，高度要小于外筒和电极环上面的环形槽0.05mm，绝缘环采用采用具有密封性能的特氟龙材料，并且在高温环境中可以膨胀的型号。

外筒上盖采用绝缘材质，要有一定强度的PPS材质，上面有外螺纹，与外筒上面的内螺纹配合，固定迁移管内部的电极环和绝缘环。

这种结构主要采带有双面环形槽的电极环和带有双面凸起的绝缘环内部形成内密封，外部合成的环形槽，放置O型圈形成的外密封，内外双密封结构。内密封主要由绝缘环的材料性质决定，采用本身具有密封性质的特氟龙材料，该材料在高温下不会释放杂质气体，对内部密封腔体造成污染，外密封采用耐低温O型圈材料，可以在低温的环境下保持良好的密封性能。

附图说明

图1实现离子迁移管结构示意图。其中：1--外筒，2--O型密封圈，3--电极环，4--绝缘环，5--出气口，6--进气口，7--外筒压盖。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种离子迁移管包括外筒1、外筒压盖7、电极环3和绝缘环4；

电极环3为中部带有圆形通孔的圆形平板状电极，于平板的两侧表面开设有相对称的圆环形凹槽，通孔处于环形凹槽所围绕的区域内；绝缘环4为中部带有圆形通孔的圆形平板状电极，于平板的两侧表面设有相对称的圆环形凸台，通孔处于环形凸台所围绕的区域内；圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；

沿轴向方向，n+1个绝缘环4和n个电极环3依次交替叠合形成一左右两端开口的圆筒状离子迁移管内筒，n为14，电极环3和绝缘环4的中部圆形通孔同轴；圆环形凸台置于与其相信邻的圆环形凹槽内；绝缘环4的外径小于电极环3的外径，于每个绝缘环4的外侧壁上相邻电极环3之间形成环形槽，于环形槽内设有O型密封圈2；

外筒(1)为左端密闭、右端开口的圆筒形筒体，筒状离子迁移管内筒放置于圆筒形外筒1内，内筒和外筒1同轴；于外筒1内部的左端面上设有与绝缘环4上圆环形凸台相对应的圆环形凹槽，圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；内筒最左侧的绝缘环4圆环形凸台置于外筒1内部的左端面的圆环形凹槽内；于最左侧的绝缘环4的外侧壁与外筒1内壁面间设有O型密封圈；

于外筒1右开口端的内壁面上设有内螺纹，外筒压盖7为带有外螺纹的圆盖，外筒压盖7通过其上的外螺纹螺合于外筒1右开口端；

于外筒压盖7的左端面上设有与绝缘环4上圆环形凸台相对应的圆环形凹槽，圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；内筒最右侧的绝缘环4圆环形凸台置于外筒压盖7的左端面的圆环形凹槽内；于最右侧的绝缘环4的外侧壁与外筒1内壁面间设有O型密封圈；

于外筒压盖7左部的侧壁面上开设有作为出气口5的通孔，于外筒压盖7设有作为进气口6的通孔。

外筒内径40mm，外筒上面的环形槽内径27mm，外径30mm，深度1.5mm；

电极环外径尺寸39mm，小于外筒内径，O型圈外径40.5mm，大于外筒内径，绝缘环外径37mm，凸起内径大于27mm，公差为0-0.05之间。外径小于30mm，公差为0-0.05之间。

将绝缘环卡入外筒，依次装入电极环和绝缘环，最后拧入外壳压盖，不放入O型圈，只有内密封其作用构成的迁移管，在气体压力200kpa时测试密封性，将密封好迁移管放入室温水中，1分钟后有气泡冒出，压力表指数下降，说明在低温环境下，单纯依靠卡槽密封，密封性不好。

实施例2

如图1所示，一种离子迁移管包括外筒1、外筒压盖7、电极环3和绝缘环4；

电极环3为中部带有圆形通孔的圆形平板状电极，于平板的两侧表面开设有相对称的圆环形凹槽，通孔处于环形凹槽所围绕的区域内；绝缘环4为中部带有圆形通孔的圆形平板状电极，于平板的两侧表面设有相对称的圆环形凸台，通孔处于环形凸台所围绕的区域内；圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；

沿轴向方向，n+1个绝缘环4和n个电极环3依次交替叠合形成一左右两端开口的圆筒状离子迁移管内筒，n为13，电极环3和绝缘环4的中部圆形通孔同轴；圆环形凸台置于与其相信邻的圆环形凹槽内；绝缘环4的外径小于电极环3的外径，于每个绝缘环4的外侧壁上相邻电极环3之间形成环形槽，于环形槽内设有O型密封圈2；

外筒1为左端密闭、右端开口的圆筒形筒体，筒状离子迁移管内筒放置于圆筒形外筒1内，内筒和外筒1同轴；于外筒1内部的左端面上设有与绝缘环4上圆环形凸台相对应的圆环形凹槽，圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；内筒最左侧的绝缘环4圆环形凸台置于外筒1内部的左端面的圆环形凹槽内；于最左侧的绝缘环4的外侧壁与外筒1内壁面间设有O型密封圈；

于外筒1右开口端的内壁面上设有内螺纹，外筒压盖7为带有外螺纹的圆盖，外筒压盖7通过其上的外螺纹螺合于外筒1右开口端；

于外筒压盖7的左端面上设有与绝缘环4上圆环形凸台相对应的圆环形凹槽，圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；内筒最右侧的绝缘环4圆环形凸台置于外筒压盖7的左端面的圆环形凹槽内；于最右侧的绝缘环4的外侧壁与外筒1内壁面间设有O型密封圈；

于外筒压盖7左部的侧壁面上开设有作为出气口5的通孔，于外筒压盖7设有作为进气口6的通孔。

外筒内径40mm，外筒上面的环形槽内径27mm，外径30mm，深度1.5mm；

电极环外径尺寸39mm，小于外筒内径，O型圈外径40.5mm，大于外筒内径，绝缘环外径37mm，凸起内径大于27mm，公差为0-0.05之间。外径小于30mm，公差为0-0.05之间。

将绝缘环卡入外筒，依次装入电极环和绝缘环，最后拧入外壳压盖，放入O型圈，内外密封都起作用构成的迁移管，在气体压力200kpa时测试密封性，将密封好迁移管放入室温水中，静止30分钟后，水里面也没有气泡，压力表指数没变，说明在低温环境下，绝缘环材料没有膨胀起密封作用的时候，外层O型圈起密封作用。

实施例3

如图1所示，一种离子迁移管包括外筒1、外筒压盖7、电极环3和绝缘环4；

电极环3为中部带有圆形通孔的圆形平板状电极，于平板的两侧表面开设有相对称的圆环形凹槽，通孔处于环形凹槽所围绕的区域内；绝缘环4为中部带有圆形通孔的圆形平板状电极，于平板的两侧表面设有相对称的圆环形凸台，通孔处于环形凸台所围绕的区域内；圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；

沿轴向方向，n+1个绝缘环4和n个电极环3依次交替叠合形成一左右两端开口的圆筒状离子迁移管内筒，n为10，电极环3和绝缘环4的中部圆形通孔同轴；圆环形凸台置于与其相信邻的圆环形凹槽内；绝缘环4的外径小于电极环3的外径，于每个绝缘环4的外侧壁上相邻电极环3之间形成环形槽，于环形槽内设有O型密封圈2；

外筒1为左端密闭、右端开口的圆筒形筒体，筒状离子迁移管内筒放置于圆筒形外筒1内，内筒和外筒1同轴；于外筒1内部的左端面上设有与绝缘环4上圆环形凸台相对应的圆环形凹槽，圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；内筒最左侧的绝缘环4圆环形凸台置于外筒1内部的左端面的圆环形凹槽内；于最左侧的绝缘环4的外侧壁与外筒1内壁面间设有O型密封圈；

于外筒1右开口端的内壁面上设有内螺纹，外筒压盖7为带有外螺纹的圆盖，外筒压盖7通过其上的外螺纹螺合于外筒1右开口端；

于外筒压盖7的左端面上设有与绝缘环4上圆环形凸台相对应的圆环形凹槽，圆环形凸台径向截面与圆环形凹槽的径向截面形状和尺寸相同或相当；内筒最右侧的绝缘环4圆环形凸台置于外筒压盖7的左端面的圆环形凹槽内；于最右侧的绝缘环4的外侧壁与外筒1内壁面间设有O型密封圈；

于外筒压盖7左部的侧壁面上开设有作为出气口5的通孔，于外筒压盖7设有作为进气口6的通孔。

外筒内径40mm，外筒上面的环形槽内径27mm，外径30mm，深度1.5mm；

电极环外径尺寸39mm，小于外筒内径，O型圈外径40.5mm，大于外筒内径，绝缘环外径37mm，凸起内径大于27mm，公差为0-0.05之间。外径小于30mm，公差为0-0.05之间。

将绝缘环卡入外筒，依次装入电极环和绝缘环，最后拧入外壳压盖，放入O型圈，内外密封都起作用构成的迁移管，在气体压力200kpa时测试密封性，将密封好迁移管加热进行进样测试，发行信号背景峰没有变化，说明在高温环境下，绝缘环膨胀起密封作用，O型圈高温条件下释放的有机物没有进入迁移管内部，这种内外双密封结构在高低温环境下都可以起到良好的密封效果。