一種具有耐高溫高壓的螺旋式自適應(yīng)封裝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種具有耐高溫高壓的螺旋式自適應(yīng)封裝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家能源戰(zhàn)略中提出重點(diǎn)開發(fā)海洋油氣資源，我國(guó)深海油氣資源開發(fā)裝備隊(duì)伍迎來了空前發(fā)展良機(jī)，作為深海油氣資源開發(fā)裝備隊(duì)伍的重要成員，油管及其附屬裝置承擔(dān)著輸油輸氣的關(guān)鍵任務(wù)。而以電子標(biāo)簽為代表的一系列電子元器件，承擔(dān)著井下設(shè)備和深?？碧皆O(shè)備的全壽命周期的管理和維護(hù)使命，無論在井下作業(yè)還是在深海作業(yè)，其不可避免地，面臨著極其嚴(yán)苛的要求以及極其惡劣的工況，作業(yè)環(huán)境具有高壓(50Mpa?10Mpa)、高溫(60°C?180°C)、酸弱性、振動(dòng)的特點(diǎn)，因而亟需一種具有耐高溫耐壓減振式吸能封裝組件。
[0003]通常地，耐壓的封裝結(jié)構(gòu)大多采用螺紋副配合和橡膠密封圈來進(jìn)行密封、承壓。螺紋副在加工工藝中需車削極其多的牙數(shù)，密封部位需要極其長(zhǎng)的牙數(shù)，以期達(dá)到預(yù)期的密封效果，這種設(shè)計(jì)有以下缺點(diǎn):占據(jù)了有限空間，消弱了耐壓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，同時(shí)在具有嚴(yán)重腐蝕性的液體中螺紋配合極其容易被腐蝕失效，無法實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下密封和承壓。與此同時(shí)，通常方案需配置防老化的高質(zhì)量密封圈以期實(shí)現(xiàn)密封，但橡膠密封圈的使用壽命極其有限，而質(zhì)量好的密封圈需從意大利、日本等國(guó)外進(jìn)口，周期長(zhǎng)，價(jià)格貴，難以在經(jīng)濟(jì)成本上滿足需求，因而為推進(jìn)高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性環(huán)境下、承擔(dān)振動(dòng)的工況下封裝體的工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，特研制出一種具有耐高溫耐壓減振式吸能封裝組件，已做力學(xué)仿真、高溫試驗(yàn)、高壓試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)驗(yàn)證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種具有耐高溫高壓的螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，能夠運(yùn)用于在圓柱空間內(nèi)利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝的裝置，解決不同使用工況下對(duì)于封裝套件的要求。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施方案如下:
[0006]—種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，該封裝裝置包括:封裝殼體，封裝蓋板和承壓板；
[0007]所述封裝殼體的材質(zhì)為工程塑料，所述殼體為一端封閉，另一端開放的圓殼，圓殼內(nèi)底面設(shè)有一圓凹槽，圓殼內(nèi)圓周面依據(jù)所裝配芯片的外形徑向加工一以圓殼直徑對(duì)稱的限位臺(tái)，在圓殼內(nèi)圓周面徑向沿伸一個(gè)圓環(huán)支撐臺(tái)；封裝殼體的外周設(shè)有螺紋；
[0008]所述封裝蓋板的一端面有一環(huán)形凸沿，所述凸沿的截面為三角形，其另一端面外凸后形成角度為Θ的圓錐面；
[0009]所述承壓板為一圓形板，所述圓形板的外圓直徑與所述封裝殼體的支撐臺(tái)內(nèi)直徑相等；
[0010]芯片粘接在所述封裝殼體的底面上，承壓板置于芯片上，所述封裝蓋板的凸沿套裝在所述封裝殼體的開放端，凸沿與支撐臺(tái)面接觸，通過超聲波焊接將凸沿與支撐臺(tái)面焊接后，使得封裝蓋板將封裝殼體的開放端密封。
[0011]進(jìn)一步地，所述角度為:ο〈θ〈ιο°。
[0012]進(jìn)一步地，所述螺紋為細(xì)牙螺紋。
[0013]進(jìn)一步地，所述工程塑料為含30 %玻纖的塑料。
[0014]進(jìn)一步地，在所述圓殼體的外底面加工一對(duì)呈對(duì)角線的安裝槽。
[0015]進(jìn)一步地，所述三角形為底邊為0.5mm和高度為0.6mm的等腰三角形。
[0016]有益效果:
[0017](I)本發(fā)明設(shè)計(jì)的所述封裝蓋板和壓板對(duì)內(nèi)部電子元器件產(chǎn)生支撐、保護(hù)作用；
[0018](2)封裝殼體外螺紋的設(shè)計(jì)，可以方便旋入、旋出，在應(yīng)用場(chǎng)合方便進(jìn)行拆裝；
[0019](3)錐度具有一定的分壓功能;斜度上的增量轉(zhuǎn)化為圓周方向的螺紋進(jìn)給(嚙合)。
[0020](4)所選特種工程塑料材料具有耐高溫(長(zhǎng)期可耐260°C)、耐腐蝕、耐水解、自潤(rùn)滑性好、耐磨損、高強(qiáng)度、高精度、阻燃、耐輻照性、絕緣性穩(wěn)定、易加工及尺寸穩(wěn)定等突出優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0021]圖1為封裝殼體圖。
[0022]圖2為封裝蓋板圖。
[0023]圖3為封裝蓋板視圖的A-A剖視圖。
[0024]圖4為一種具有耐高溫高壓的螺旋式自適應(yīng)封裝裝置的裝配分解圖。
[0025]其中，1-封裝殼體，2-承壓板，3-封裝蓋板，4-芯片，5-支撐臺(tái)，6_限位臺(tái)，7_圓形凹槽，8-螺紋。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]本發(fā)明提供了一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，該裝置運(yùn)用于在環(huán)繞支撐軸/管的圓柱空間內(nèi)利用壓力進(jìn)行加持的緊固裝置。
[0028]所述一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，該封裝裝置包括:封裝殼體I，封裝蓋板2和承壓板3 ；
[0029]如圖1所示，所述封裝殼體I的材質(zhì)為工程塑料，所述殼體為一端封閉，另一端開放的圓殼，圓殼內(nèi)底面設(shè)有一圓凹槽7，圓殼內(nèi)圓周面依據(jù)所裝配芯片的外形徑向加工一以圓殼直徑對(duì)稱的限位臺(tái)5，在圓殼內(nèi)圓周面徑向沿伸一個(gè)圓環(huán)支撐臺(tái)6;在所述圓殼體的外底面加工一對(duì)呈對(duì)角線的安裝槽，防止局部壓力過大導(dǎo)致凹陷，安裝槽內(nèi)的底面距離封裝體的腔體最小距離必須大于該材料在該壓力下的最小耐壓厚度值;適當(dāng)增大高度，為承壓板受壓形變留有空間，同時(shí)為耐壓型材質(zhì)形變留有空間。；封裝殼體I外周是螺紋8，用于固定。
[0030]如圖2和3所示，所述封裝蓋板2的一端面有一環(huán)形凸沿，所述凸沿的截面為三角形，其另一端面外凸后形成角度為Θ的圓錐面;所述三角形為底邊為0.5mm和高度為0.6mm的等腰三角形。蓋板厚度足以承受外壓的同時(shí)，不能有較大的內(nèi)陷，一則不能被壓裂，導(dǎo)致液體壓入腔體，二則不能內(nèi)陷，內(nèi)陷導(dǎo)致內(nèi)部的電子元器件承壓受損，而在高壓下蓋板一定會(huì)具有一定的內(nèi)陷，錐角只能在一定程度較少凹陷的程度。
[0031]設(shè)計(jì)中引入承壓板結(jié)構(gòu)，具體為具有一定厚度的金屬板，所述承壓板3為一圓形板，所述圓形板的外圓直徑與所述封裝殼體的支撐臺(tái)6內(nèi)直徑相等;其承壓能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于封裝體材質(zhì)，(實(shí)際中采用的是不銹鋼材質(zhì)，厚度為1mm)，其外形設(shè)計(jì)為與腔體截面較為相似但是可以為不同的圓形或者矩形、多邊形均可以；從機(jī)加工的優(yōu)勢(shì)考慮，圓形工藝簡(jiǎn)單，且具有較大的適應(yīng)性;圓錐角設(shè)計(jì)在0〈θ〈10°。仍然保留一定的錐度，為第一道承接振動(dòng)、壓力的結(jié)構(gòu)。
[0032]如圖4所示，芯片4粘接在所述封裝殼體I的底面上，承壓板3置于芯片4上，所述封裝蓋板2的凸沿套裝在所述封裝殼體I的開放端，凸沿與支撐臺(tái)6面接觸，通過超聲波焊接將凸沿與支撐臺(tái)6面焊接后，使得封裝蓋板2將封裝殼體I的開放端密封。
[0033]所述螺紋為細(xì)牙螺紋;螺紋越粗，其螺紋強(qiáng)度越大，但是牙數(shù)少，嚙合后自鎖性差，因而采用較好的材料加工細(xì)螺紋較好，本設(shè)計(jì)中螺紋內(nèi)側(cè)距離腔體內(nèi)壁之間最薄的地方其壁厚必須大于該材料在該壓力場(chǎng)下的最小耐壓厚度值。
[0034]電子類芯片4及灌膠:為第三道承接振動(dòng)、壓力的結(jié)構(gòu);試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)及其改進(jìn)如下:水平方向上，電子類芯片4側(cè)翼加裝吸能肋，左右對(duì)稱布置2條，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子類芯片4水平面內(nèi)的保護(hù);豎直方向上，增加底部保護(hù)槽的深度，增大面積，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電子類芯片4的空位，在裝配的過程中加裝膠，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片4的妥善保護(hù)；另，增大電子類芯片4的豎直方向的空間，增大電子類芯片4沉放的槽深，為承壓板3受壓形變留有高度方向空間，裝配時(shí)灌膠，達(dá)到減振目的；
[0035]灌膠:在中央、芯片凹槽、四角分別點(diǎn)膠，用電子類芯片4壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子類芯片4保護(hù)，量必須控制不能過多、溢出，如果溢到承壓板3上側(cè)，會(huì)污染焊接面，影響焊接強(qiáng)度;電子類芯片4上部點(diǎn)膠，中央點(diǎn)膠，受力點(diǎn)在中央，承壓、減振；
[0036]焊接線:產(chǎn)品能量聚集區(qū)在支撐臺(tái)面(即焊接面)上，焊接線的橫截面為三角形；
[0037]超聲波焊接的技術(shù)要求如下:
[0038]豎直方向上:蓋板圓周線與底座圓周線的公差為O?0.02mm，焊接深度2.00?2.05mm;同軸度要求高，不產(chǎn)生側(cè)向擠壓導(dǎo)致熔融材料偏心流動(dòng)，影響焊接效果;表面平整，無焊接燒傷；
[0039]水平方向上:側(cè)向間隙配合，單邊配合公差為0.02?0.05mm(2?5°C)；
[0040]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，該封裝裝置包括:封裝殼體(I)，封裝蓋板(2)和承壓板(3)； 所述封裝殼體(I)的材質(zhì)為工程塑料，所述殼體為一端封閉，另一端開放的圓殼，圓殼內(nèi)底面設(shè)有一圓凹槽(7)，圓殼內(nèi)圓周面依據(jù)所裝配芯片的外形徑向加工一以圓殼直徑對(duì)稱的限位臺(tái)(5)，在圓殼內(nèi)圓周面徑向沿伸一個(gè)圓環(huán)支撐臺(tái)(6);封裝殼體(I)的外周設(shè)有螺紋⑶； 所述封裝蓋板(2)的一端面有一環(huán)形凸沿，所述凸沿的截面為三角形，其另一端面外凸后形成角度為Θ的圓錐面； 所述承壓板(3)為一圓形板，所述圓形板的外圓直徑與所述封裝殼體的支撐臺(tái)(6)內(nèi)直徑相等； 芯片(4)粘接在所述封裝殼體(I)的底面上，承壓板(3)置于芯片(4)上，所述封裝蓋板(2)的凸沿套裝在所述封裝殼體(I)的開放端，凸沿與支撐臺(tái)(6)面接觸，通過超聲波焊接將凸沿與支撐臺(tái)(6)面焊接后，使得封裝蓋板(2)將封裝殼體(I)的開放端密封。2.如權(quán)利要求1所述一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，所述角度為:0〈θ〈10°。3.如權(quán)利要求1所述一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，所述螺紋(8)為細(xì)牙螺紋。4.如權(quán)利要求1所述一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，所述工程塑料為含30%玻纖的塑料。5.如權(quán)利要求1所述一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，在所述圓殼體的外底面加工一對(duì)呈對(duì)角線的安裝槽。6.如權(quán)利要求1所述一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，其特征在于，所述三角形為底邊為0.5mm和高度為0.6mm的等腰三角形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有耐高溫高壓螺旋式自適應(yīng)封裝裝置，該封裝裝置包括：封裝殼體，封裝蓋板和承壓板；所述封裝殼體的一端封閉，另一端開放的圓殼，圓殼內(nèi)底面設(shè)有一圓凹槽，圓殼內(nèi)圓周面依據(jù)所裝配芯片的外形徑向加工一以圓殼直徑對(duì)稱的限位臺(tái)，在圓殼內(nèi)圓周面徑向沿伸一個(gè)圓環(huán)支撐臺(tái)；封裝殼體的外周設(shè)有螺紋；所述封裝蓋板的一端面有一環(huán)形凸沿，所述凸沿的截面為三角形，其另一端面外凸后形成角度為θ的圓錐面；所述承壓板為一圓形板，所述圓形板的外圓直徑與所述封裝殼體的支撐臺(tái)內(nèi)直徑相等；能運(yùn)用于在圓柱空間內(nèi)利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝的裝置，解決不同使用工況下對(duì)于封裝套件的要求。
【IPC分類】H05K5/06
【公開號(hào)】CN105517395
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510852630
【發(fā)明人】張華 , 王楠, 張繩, 劉雄, 閻毓杰
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日