专利名称：一种氢原子频标镍提纯器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镍提纯器，特别是一种氢原子频标镍提纯器。
背景技术：
国内使用的钯银提纯器，包括钯银管、过渡件、螺母、保护套、橡胶圈、加热炉。钯 银管一端插入过渡件中，其外壁与过渡件之间密封焊接，钯银管的另一端密封。过渡件是一 种中心有孔的部件，它与真空系统密封连接或焊接，过渡件外面套有螺母。保护套套在钯银 管外面，其末端的外面具有与渡件外面的螺母配合的螺纹结构。保护套、橡胶圈、过渡件依 次压紧，并通过螺母与保护套末端的螺纹压紧密封连接。加热炉套在保护套外面，保护套上 焊接有铜管道与氢源连接。钯银提纯器有如下不足之处 1.透氢反应时间长。由于加热炉与银钯管不相接触，所以热量是主要是通过空气 传递到钯银管的，所以对钯银管加热较慢，达到20(TC所需时间较长，也就是透氢反应时间 较长。 2.透氢稳定性不好。由于空气有一定的导热作用，所以钯银管不容易维持某一恒 定不变的温度，温度发生变化就会影响钯银管的透氢稳定性。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种氢原子频标镍提纯器，解决目前钯银提纯器透氢 稳定性差、反应时间长的问题。 —种氢原子频标镍提纯器，包括螺母、密封件、管道、端盖A、端盖B、端盖C、通孔 A、通孔B、通孔C、螺纹A、螺纹B，还包括螺旋镍管、石英管、陶瓷管。 螺旋镍管是由一根软态镍管按螺旋方式缠绕在螺旋形工装上绕制而成，在绕制 的螺旋部分两端保留有一段未缠绕的镍管。软态镍管的管壁厚为0. Olmm lmm，内径为 0. lmm 10mm。石英管内径比螺旋镍管螺旋部分的外径大1% 50%，陶瓷管的内径比石 英管的外径大1% 50%。端盖A、端盖B、端盖C为可伐材料或钛或钛合金。端盖A外表 面有一段螺纹B，端盖A的圆心有通孔B。端盖C外表面有一段螺纹A，端盖C的圆心有通孔 A。端盖B带有台阶结构的一端和端盖C的粗端扣在陶瓷管两端，端盖A的粗端与端盖B的 另一端插接。石英管置于陶瓷管内，石英管的两端分别与端盖A的粗端和端盖C的粗端紧 密配合。螺旋镍管置于石英管内，螺旋镍管两端未缠绕的镍管分别穿过通孔A、通孔B，镍管 与通孔A、通孔B之间的间隙通过真空钎焊密封，螺旋镍管两端有一端管内密封。端盖A上 有通孔C，管道插入通孔C中，通孔C的外侧与管道之间密封焊接，管道与端盖A形成通道， 管道的另一端与密封件焊接。 使用时，将氢气源与镍管内未密封的一侧端盖密封连接，密封件与真空系统连接。 氢气从氢气源出来进入螺旋镍管内；真空系统开始抽真空后，螺旋镍管外陶瓷管内的空间 被抽成真空，这样在螺旋镍管管壁的内外形成压力差。在螺旋镍管的两端加电压，使电流在 螺旋镍管上流过，由于电流的热效应，螺旋镍管被加热，当螺旋镍管的温度达到5Q(TC以上
3时，氢气就会在压力差的作用下渗透穿过管壁，然后通过管道进入真空系统中。由于螺旋镍 管处于真空环境中，故热导率非常小，而且电流是直接对螺旋镍管本身加热的，热量损失很 小，所以螺旋镍管的升温速度快，氢气很快就可以发生渗透效应，也就是氢气渗透的反应时 间很短。另外在真空环境中保温效果很好，温度达到氢气能够渗透的温度后，比较容易使温 度维持在某一恒定的温度，从而使得氢气渗透的流量很稳定。 本装置采用镍管来提纯氢气，氢气渗透的反应时间短，流量稳定，而且本装置适合 于大批量生产，既利于降低成本，又能保证产品质量。
图1 一种氢原子频标镍提纯器的结构示意图。 1.螺母2.密封件3.管道4.端盖A 5.端盖B 6.陶瓷管7.螺旋镍管 8.石英管9.端盖C 10.通孔A 11.通孔B 12.螺纹A 13.螺纹B 14.通孔C
具体实施方式—种氢原子频标镍提纯器，包括螺母1、密封件2、管道3、端盖A4、端盖B5、端盖 C9 ，通孔A10 ，通孔B11 ，通孔C14，螺纹A12 ，螺纹B13 ，还包括螺旋镍管7 、石英管8 、陶瓷管 6。 螺旋镍管7是由一根软态镍管按螺旋方式缠绕在螺旋形工装上绕制而成，在绕制 的螺旋部分两端保留有一段未缠绕的镍管。螺旋镍管7单管壁厚为0. 05mm，内径为0. 3mm ; 螺旋镍管7的螺旋部分内径为6. 55mm，外径为7. 45mm ;石英管8内径为7. 8mm，外径为10mm ; 陶瓷管6内径为10. 3mm，外径为16. 3mm。端盖A4、端盖B5、端盖C9为可伐材料。端盖A4 外表面有一段螺纹B13，端盖A4的圆心有通孔Bll。端盖C9外表面有一段螺纹A12，端盖 C9的圆心有通孔AIO。端盖B5带有台阶结构的一端和端盖C9的粗端扣在陶瓷管6两端， 端盖A4的粗端与端盖B5的另一端插接。石英管8置于陶瓷管6内，石英管8的两端分别 与端盖A4的粗端和端盖C9的粗端紧密配合。螺旋镍管7置于石英管8内，螺旋镍管7两 端未缠绕的镍管分别穿过通孔A10、通孔Bll，镍管与通孔A10、通孔Bll之间的间隙通过真 空钎焊密封，螺旋镍管7两端有一端管内密封。端盖A4上有通孔C14，管道3插入通孔C14 中，通孔C14的外侧与管道3之间密封焊接，管道3与端盖A4形成通道，管道3的另一端与 密封件2焊接。 使用时，将氢气源与镍管内未密封的一侧端盖密封连接，密封件2与真空系统连 接。氢气从氢气源出来进入螺旋镍管7内；真空系统开始抽真空后，螺旋镍管7外陶瓷管6 内的空间被抽成真空，这样在螺旋镍管7管壁的内外形成压力差。在螺旋镍管7的两端加 电压，使电流在螺旋镍管7上流过，由于电流的热效应，螺旋镍管7被加热，当螺旋镍管7的 温度达到500°C以上时，氢气就会在压力差的作用下渗透穿过管壁，然后通过管道3进入真 空系统中。由于螺旋镍管7处于真空环境中，故热导率非常小，而且电流是直接对螺旋镍管 7本身加热的，热量损失很小，所以螺旋镍管7的升温速度快，氢气很快就可以发生渗透效 应，也就是氢气渗透的反应时间很短。另外在真空环境中保温效果很好，温度达到氢气能够 渗透的温度后，比较容易使温度维持在某一恒定的温度，从而使得氢气渗透的流量很稳定。
权利要求一种氢原子频标镍提纯器，包括螺母(1)、密封件(2)、管道(3)、端盖A(4)、端盖B(5)、端盖C(9)，通孔A(10)，通孔B(11)，通孔C(14)，螺纹A(12)，螺纹B(13)，其特征在于还包括螺旋镍管(7)、石英管(8)、陶瓷管(6)；螺旋镍管(7)是由一根软态镍管按螺旋方式缠绕在螺旋形工装上绕制而成，在绕制的螺旋部分两端保留有一段未缠绕的镍管；端盖A(4)、端盖B(5)、端盖C(9)为可伐材料；端盖A(4)外表面有一段螺纹B(13)，端盖A(4)的圆心有通孔B(11)；端盖C(9)外表面有一段螺纹A(12)，端盖C(9)的圆心有通孔A(10)；端盖B(5)带有台阶结构的一端和端盖C(9)的粗端扣在陶瓷管(6)两端，端盖A(4)的粗端与端盖B(5)的另一端插接；石英管(8)置于陶瓷管(6)内，石英管(8)的两端分别与端盖A(4)的粗端和端盖C(9)的粗端紧密配合；螺旋镍管(7)置于石英管(8)内，螺旋镍管(7)两端未缠绕的镍管分别穿过通孔A(10)、通孔B(11)，镍管与通孔A(10)、通孔B(11)之间的间隙通过真空钎焊密封，螺旋镍管(7)两端有一端管内密封；端盖A(4)上有通孔C(14)，管道(3)插入通孔C(14)中，通孔C(14)的外侧与管道(3)之间密封焊接，管道(3)与端盖A(4)形成通道，管道(3)的另一端与密封件(2)焊接。
2. 根据权利要求l所述的一种氢原子频标镍提纯器，其特征在于所述的螺旋镍管(7) 的软态镍管的管壁厚为0. Olmm lmm，内径为0. lmm 10mm。
3. 根据权利要求l所述的一种氢原子频标镍提纯器，其特征在于所述的石英管(8)内 径比螺旋镍管(7)螺旋部分的外径大1% 50%。
4. 根据权利要求l所述的一种氢原子频标镍提纯器，其特征在于所述的陶瓷管(6)的 内径比石英管(8)的外径大1% 50%。
5. 根据权利要求1所述的一种氢原子频标镍提纯器，其特征在于所述的端盖A(4)、端 盖B(5)和端盖C(9)的材料还可为钛或钛合金。
专利摘要本实用新型公开了一种氢原子频标镍提纯器，包括螺母(1)、密封件(2)、管道(3)、端盖A(4)、端盖B(5)、端盖C(9)、通孔A(10)、通孔B(11)、通孔C(14)、螺纹A(12)、螺纹B(13)，还包括螺旋镍管(7)、石英管(8)、陶瓷管(6)。氢气通入螺旋镍管(7)中，当螺旋镍管(7)的温度达到500℃以上时，氢气就会在管壁内外压力差的作用下渗透穿过管壁，而其它气体不能通过，从而达到了提纯器氢气的作用。该镍提纯器的优点是氢气渗透的反应时间短，流量稳定，而且本装置适合于大批量生产，既利于降低成本，又能保证产品质量。
文档编号B01D53/00GK201519541SQ20092022065
公开日2010年7月7日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者周铁中, 张继红, 操春燕, 李晶, 沈国辉, 邹峰, 陈强, 高连山 申请人:中国航天科工集团第二研究院二○三所