一种快拆式穿板弹性连接器

技术领域

本发明涉及质谱检测系统技术领域，更具体地，涉及一种快拆式穿板弹性连接器。

背景技术

质谱仪器的电控部分，一般由控制单元和执行单元组成，这两个单元分别放置于质谱仪器真空腔室的外部和内部，而这两个单元的连通就需要一种电气穿板连接器来实现，现有技术方案一种是采用标准公母套件的高压真空密封连接器，另一种是采用真空钎焊陶瓷穿板连接器。

真空钎焊陶瓷穿板连接器的安装过程为，可伐合金基座与导电针采用真空钎焊工艺实现真空密封绝缘焊接，然后该组件再与不锈钢板采用真空钎焊工艺完成真空密封绝缘焊接，从而实现真空腔室内外两侧电路的连接导通。

该技术方案存在以下缺点：钎焊工艺加工费用较高，导致成本增加；钎焊工艺对腔体材料的选用具有局限性，仅能选用不锈钢材质的腔体与可伐合金材质的导电针组件进行真空密封绝缘焊接；真空钎焊产品如出现密封不良，安装现场无法处理，需整个组件返厂补焊；导电针出现损坏时，无法拆卸更换，只能整个组件报废处理；导电针在腔体内侧采用套合插拔式的连接方式，不能快速免插拔地导通。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术至少一项的不足，提供一种快拆式穿板弹性连接器，用于解决质谱检测系统穿板连接器难以拆卸更换的问题，并实现免插拔快速导通。

本发明采取的技术方案是，提供一种快拆式穿板弹性连接器，穿过腔体，用于实现腔体两侧电连接，包括贯穿腔体的绝缘座，腔体与绝缘座之间的密封件，以及贯穿绝缘座的导电针，所述导电针通过螺纹连接所述绝缘座，其特征在于，还包括套管，在所述套管内滑动的弹簧针，以及套在弹簧针中部的压缩弹簧；所述导电针的腔体内侧部内设有空腔，所述套管与导电针的腔体内侧部通过螺纹连接，所述弹簧针部分插入所述空腔内，在所述空腔内的滑动受到所述套管限制。所述绝缘座有两方面作用：一方面，所述绝缘座与所述腔体之间形成高压绝缘，用于实现腔体两侧电连接；另一方面，所述绝缘座与所述导电针通过螺纹连接形成真空密封，同时所述绝缘座与腔体固定形成真空密封，保证了质谱检测系统工作时所述腔体内侧真空状态不受影响。所述绝缘座与所述导电针之间的螺纹连接有利于快速安装；所述导电针的腔体内侧部与所述套管之间的螺纹连接有利于维修时快速更换套管和弹簧针。弹簧针与导电针的弹性连接实现了免插拔快速导通，操作简便。

进一步地，所述空腔的内径大于所述套管的内径，所述弹簧针中部外侧设有限位件，抵接所述套管在空腔内侧的上底面。有利于限制弹簧针在空腔内的滑动，防止弹簧针脱出空腔。

进一步地，所述套管在所述空腔开口处固定有法兰；所述弹簧针包括腔内部、腔外部和膨胀端，所述腔内部插入所述空腔内，所述压缩弹簧套在所述腔外部上，一端抵接所述膨胀端，另一端抵接所述法兰。所述法兰用于安装和拆卸套管与导电针之间的螺纹连接。

进一步地，所述绝缘座在所述腔体外侧设有楔形凹陷，所述导电针位于所述楔形凹陷的中央，向靠近腔体的一侧呈阶梯状逐渐增粗；所述导电针与所述楔形凹陷通过密封胶填充密封。填充密封胶有利于在导电针与绝缘座之间的螺纹连接的基础上进一步强化密封效果，且工艺简单可靠，有利于降低成本。导电针呈阶梯状逐渐增粗的外形，一方面有利于增加导电针强度，另一方面，阶梯状侧面与密封胶形成Z字形结合部，有利于强化密封效果。

进一步地，所述绝缘座在腔体内侧的一端围绕导电针设有环形凸起，所述环形凸起与导电针通过间隙配合。设置环形凸起，有利于隔离导电针与腔体，增强绝缘效果，防止爬电。

进一步地，所述空腔内形成滑动空间，所述滑动空间的侧壁设有横向孔，所述横向孔贯穿导电针侧壁后连通所述间隙。所述滑动空间、横向孔和间隙共同构成排气通道，有利于质谱仪工作时将所述滑动空间抽成真空。

优选地，所述横向孔为复数个且呈对称分布。有利于快速排出所述滑动空间中的气体。

进一步地，所述导电针的腔体内侧部的外壁设有膨胀部，所述膨胀部上设有摩擦部。添加摩擦部后，导电针外壁变窄，强度降低，因此外壁向外膨胀有利于提高导电针的强度。设置摩擦部起到防滑作用，用于在通过螺纹连接安装和拆卸部件时握紧导电针，例如将套管旋进或旋出导电针的腔体内侧部，以及将导电针旋进绝缘座。

进一步地，所述绝缘座和腔体的连接方式包括螺纹连接，所述导电针和绝缘座之间的螺纹与绝缘座和腔体之间的螺纹的方向相反。通过螺纹连接安装所述快拆式穿板弹性连接器时，需要从腔体内侧到外侧的方向将导电针旋入绝缘座，还需要以从腔体外侧到内侧的方向将绝缘座旋入腔体。两处螺纹相反，有利于安装过程中拧紧其中一处螺纹时避免另一处螺纹松动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本方案采用免插拔设计，连接器与腔体内侧电路为弹压式连接，操作简便。多个部件之间采用螺纹连接，形成可拆式结构，维修时只需更换套管和弹簧针，且安装拆卸操作简便，无焊接工艺制约，适用各种穿板材料和腔体材料，如穿板材料不限于可伐合金，腔体材料不限于不锈钢。采用密封圈结合填胶的密封方式，工艺简单可靠，成本低廉。绝缘座设置环形凸起，防止爬电，保证高压绝缘。

附图说明

图1为快拆式穿板弹性连接器的剖面图。

图2为导电针的剖面图。

图3为弹簧针和套管的剖面图。

标号说明：导电针100，绝缘座200，密封圈300，腔体400，压缩弹簧500，弹簧针600，套管700，摩擦部110，限位件610，六角螺母710，密封胶800，环形凸起210，滑动空间120，横向孔130，间隙140。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1所示，本实施例提供的一种快拆式穿板弹性连接器，穿过腔体400，用于实现腔体400两侧电连接，包括贯穿腔体400的绝缘座200，腔体400与绝缘座200之间的密封圈300，以及贯穿绝缘座200的导电针100，所述导电针100通过螺纹连接所述绝缘座200，其特征在于，还包括套管700，在所述套管700内滑动的弹簧针600，以及套在弹簧针600中部的压缩弹簧500；所述导电针100的腔体400内侧部内设有空腔，所述套管700与导电针100的腔体400内侧部通过螺纹连接，所述弹簧针600部分插入所述空腔内，在所述空腔内的滑动受到所述套管700限制。所述绝缘座200有两方面作用：一方面，所述绝缘座200与所述腔体400之间形成高压绝缘，用于实现腔体400两侧电连接；另一方面，所述绝缘座200与所述导电针100通过螺纹连接形成真空密封，同时所述绝缘座200与腔体400固定形成真空密封，保证了质谱检测系统工作时所述腔体400内侧真空状态不受影响。所述绝缘座200与所述导电针100之间的螺纹连接有利于快速安装；所述导电针100的腔体400内侧部与所述套管700之间的螺纹连接有利于维修时快速更换套管700和弹簧针600。弹簧针600与导电针100的弹性连接实现了免插拔快速导通，操作简便。

如图1和图3所示，所述空腔的内径大于所述套管700的内径，所述弹簧针600中部外侧设有限位件610，抵接所述套管700在空腔内侧的上底面。有利于限制弹簧针600在空腔内的滑动，防止弹簧针600脱出空腔。

如图1和图3所示，所述套管700在所述空腔开口处固定有六角螺母710；所述弹簧针600包括腔内部、腔外部和膨胀端，所述腔内部插入所述空腔内，所述压缩弹簧500套在所述腔外部上，一端抵接所述膨胀端，另一端抵接所述六角螺母710。所述六角螺母710用于安装和拆卸套管700与导电针100之间的螺纹连接。

如图1所示，所述绝缘座200在所述腔体400外侧设有楔形凹陷，所述导电针100位于所述楔形凹陷的中央，向靠近腔体400的一侧呈阶梯状逐渐增粗；所述导电针100与所述楔形凹陷通过密封胶800填充密封。填充密封胶800有利于在导电针100与绝缘座200之间的螺纹连接的基础上进一步强化密封效果，且工艺简单可靠，有利于降低成本。导电针100呈阶梯状逐渐增粗的外形，一方面有利于增加导电针100强度，另一方面，阶梯状侧面与密封胶800形成Z字形结合部，有利于强化密封效果。

如图1所示，所述绝缘座200在腔体400内侧的一端围绕导电针100设有环形凸起210，所述环形凸起210与导电针100通过间隙140配合。设置环形凸起210，有利于隔离导电针100与腔体400，增强绝缘效果，防止爬电。所述空腔内形成滑动空间120，所述滑动空间120的侧壁设有横向孔130，所述横向孔130贯穿导电针100侧壁后连通所述间隙140。所述滑动空间120、横向孔130和间隙140共同构成排气通道，有利于质谱仪工作时将所述滑动空间120抽成真空。所述横向孔130为复数个且呈对称分布。有利于快速排出所述滑动空间120中的气体。

如图1和图2所示，所述导电针100的腔体400内侧部的外壁设有膨胀部，所述膨胀部设有摩擦部110。添加摩擦部110后，导电针100外壁变窄，强度降低，因此外壁向外膨胀有利于提高导电针100的强度。设置摩擦部110起到防滑作用，用于在通过螺纹连接安装和拆卸部件时握紧导电针100，例如将套管700旋进或旋出导电针100的腔体400内侧部，以及将导电针100旋进绝缘座200。

如图1所示，所述导电针100和绝缘座200的连接方式包括螺纹连接，所述导电针100和绝缘座200之间的螺纹与绝缘座200和腔体400之间的螺纹的方向相反。通过螺纹连接安装所述快拆式穿板弹性连接器时，需要以从腔体400内侧到外侧的方向将导电针100旋入绝缘座200，还需要以从腔体400外侧到内侧的方向将绝缘座200旋入腔体400。两处螺纹相反，有利于安装过程中拧紧其中一处螺纹时避免另一处螺纹松动。

所述快拆式穿板弹性连接器的安装过程如下：握紧导电针100摩擦部110，通过螺纹连接将套管700旋进导电针100的腔体400内侧部；以从腔体400内侧到外侧的方向将导电针100旋入绝缘座200；在腔体400外侧安装密封圈300后，以从腔体400外侧到内侧的方向将绝缘座200旋入腔体400；在腔体400外侧，将密封胶800注入导电针100与绝缘座200之间的楔形凹陷中，等待密封胶800凝固，安装完成。

所述快拆式穿板弹性连接器的拆卸过程如下：用扳手夹紧绝缘座200的腔体400外侧部，通过螺纹连接将绝缘座200从腔体400中旋出，而后取出密封圈300；通过螺纹连接将套管700从导电针100的腔体400内侧部之中旋出。

所述快拆式穿板弹性连接器的损耗件为套管700和弹簧针600，维修更换时，只需通过螺纹连接将套管700从导电针100的腔体400内侧部之中旋出，即可更换套管700和弹簧针600。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。