CN105065453A - 一种具有复合密封方式的静压气体轴承及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种具有复合密封方式的静压气体轴承及其使用方法，它至少由：轴承体(1)、电加热器(2)、回流槽(3)、供气孔I(4)、气腔(5)、节流孔(6)、供气孔II(7)、承载面(8)、回流孔I(9)、回流孔II(10)、机械泵(11)、机械泵进气管(12)、开关阀(13)、真空泵排气管(14)、真空泵(15)、真空泵进气管(16)、插板阀(17)、压缩机(18)、压缩机排气管(19)和调压阀(20)组成，本发明使静压气体轴承可工作在真空或超洁净环境并能避免润滑气体对真空或超洁净环境的污染。

Description

一种具有复合密封方式的静压气体轴承及其使用方法

技术领域：

一种具有复合密封方式的静压气体轴承及其使用方法，属于超精密静压气体润滑领域。

背景技术：

静压气体轴承以外部供给的压缩气体为气源，通过在轴承体和承载面之间形成一层厚度微小的润滑气体薄膜实现运动支撑。相对于润滑油或润滑脂，气体粘性系数极小，作为润滑介质摩擦力小，因此静压气体轴承支撑的运动定位平台具有运动定位精度高、使用寿命长，发热量低、轴承高速运动温度变化小，克服了传统轴承高温工作时润滑介质失效、热稳定性差等缺点，并可以弥补磁悬浮轴承的磁场对加工环境的影响，广泛应用于光刻曝光、干涉测量和半导体检测等超精密工程技术领域。

随着超精密加工和测量工艺的进步，不仅要求运动平台具有极高的运动定位精度，而且必须工作在真空或超洁净环境中，但常规静压气体轴承润滑气体从轴承边缘直接排出，将污染真空或超洁净环境，无法满足真空或超洁净环境下光刻曝光、干涉测量和半导体检测的苛刻要求。

针对上述问题，本发明提出一种具有复合密封方式的静压气体轴承及其使用方法，使静压气体轴承的润滑气体得到直接回收，同时提高轴承外缘的密封性能，使静压气体轴承可工作在真空或超洁净环境并能避免润滑气体对真空或超洁净环境的污染。

发明内容：

本发明之目的是：提出一种具有复合密封结构的静压气体轴承及其使用方法，使静压气体轴承可工作在真空或超洁净环境并能避免润滑气体对真空或超洁净环境的污染，便于静压气体轴承的进一步推广应用。

为了实现本发明之目的，拟采用以下的技术方案：

本发明由：轴承体、电加热器、回流槽、供气孔I、气腔、节流孔、供气孔II、承载面、回流孔I、回流孔II、机械泵、机械泵进气管、开关阀、真空泵排气管、真空泵、真空泵进气管、插板阀、压缩机、压缩机排气管和调压阀组成，其特征在于，所述的轴承体上设置电加热器，轴承体与承载面之间的气膜与回流槽下部连通，回流槽上部通过回流孔I与回流孔II连通，回流孔II与插板阀的进气口连通，插板阀的出气口通过真空泵进气管与真空泵的进气口连通，真空泵的出气口通过真空泵排气管与开关阀的进气口连通，开关阀的出气口通过机械泵进气管与机械泵的进气口连通，压缩机的出气口通过压缩机排气管与调压阀的进气口连通，调压阀的出气口与供气孔I连通，供气孔I通过供气孔II与节流孔连通，节流孔通过气腔与气膜连通，回流槽、回流孔I、回流孔II、插板阀、真空泵进气管、真空泵、真空泵排气管、开关阀、机械泵进气管和机械泵组成轴承排气系统，上述的轴承排气系统和电加热器的数量可根据密封需要设置。

本发明的使用方法如下：

轴承工作前，为电加热器通电加热，启动机械泵、打开开关阀，当真空泵进气管内的压力小于真空泵的开启压力时，启动真空泵直至真空泵进气管内的压力保持不变，开启压缩机，通过调压阀调整供气压力，使轴承体浮于承载面上而处工作状态，工作结束后，依次关闭压缩机、调压阀、插板阀、真空泵、开关阀和机械泵，切断电加热器的电源。

本发明的特点：

由回流槽、回流孔I、回流孔II、插板阀、真空泵进气管、真空泵、真空泵排气管、开关阀、机械泵进气管和机械泵组成的轴承排气系统使润滑气体得到有效回收，电加热器引起的温升增大局部气体压力，增加润滑气体泄漏进入真空或超洁净环境的阻力，增强密封性能，从而构成复合密封静压气体轴承。

附图说明：

图1示意了本发明的轴承结构

图2示意了图1所示的A-A面剖视图

图3示意了图1所示的B-B面剖视图

1、轴承体；2、电加热器；3、回流槽；4、供气孔I；5、气腔；6、节流孔；7、供气孔II；8、承载面；9、回流孔I；10、回流孔II；11、机械泵；12、机械泵进气管；13、开关阀；14、真空泵排气管；15、真空泵；16、真空泵进气管；17、插板阀；18、压缩机；19、压缩机排气管；20、调压阀；K、轴承排气系统。

具体实施方式：

本发明的轴承体1上设置电加热器2，轴承体1与承载面8之间的气膜21与回流槽3下部连通，回流槽3上部通过回流孔I9与回流孔II10连通，回流孔II10与插板阀17的进气口连通，插板阀17的出气口通过真空泵进气管16与真空泵15的进气口连通，真空泵15的出气口通过真空泵排气管14与开关阀13的进气口连通，开关阀13的出气口通过机械泵进气管12与机械泵11的进气口连通，压缩机18的出气口通过压缩机排气管19与调压阀20的进气口连通，调压阀20的出气口与供气孔I4连通，供气孔I4通过供气孔II7与节流孔6连通，节流孔6通过气腔5与气膜21连通，回流槽3、回流孔I9、回流孔II10、插板阀17、真空泵进气管16、真空泵15、真空泵排气管14、开关阀13、机械泵进气管12和机械泵11组成轴承排气系统K。

上述的轴承排气系统K和电加热器2的数量可根据密封需要设置。

本发明的轴承工作前，为电加热器2通电加热，启动机械泵11、打开开关阀13，当真空泵进气管16内的压力小于真空泵15的开启压力时，启动真空泵15直至真空泵进气管16内的压力保持不变，开启压缩机18，通过调压阀20调整供气压力，使轴承体1浮于承载面8上而处工作状态，工作结束后，依次关闭压缩机18、调压阀20、插板阀17、真空泵15、开关阀(13)和机械泵(11)，切断电加热器(2)的电源。

Claims (3)

1.一种具有复合密封方式的静压气体轴承，它至少由：轴承体(1)、电加热器(2)、回流槽(3)、供气孔I(4)、气腔(5)、节流孔(6)、供气孔II(7)、承载面(8)、回流孔I(9)、回流孔II(10)、机械泵(11)、机械泵进气管(12)、开关阀(13)、真空泵排气管(14)、真空泵(15)、真空泵进气管(16)、插板阀(17)、压缩机(18)、压缩机排气管(19)和调压阀(20)组成，其特征在于，所述的轴承体(1)上设置电加热器(2)，轴承体(1)与承载面(8)之间的气膜(21)与回流槽(3)下部连通，回流槽(3)上部通过回流孔I(9)与回流孔II(10)连通，回流孔II(10)与插板阀(17)的进气口连通，插板阀(17)的出气口通过真空泵进气管(16)与真空泵(15)的进气口连通，真空泵(15)的出气口通过真空泵排气管(14)与开关阀(13)的进气口连通，开关阀(13)的出气口通过机械泵进气管(12)与机械泵(11)的进气口连通，压缩机(18)的出气口通过压缩机排气管(19)与调压阀(20)的进气口连通，调压阀(20)的出气口与供气孔I(4)连通，供气孔I(4)通过供气孔II(7)与节流孔(6)连通，节流孔(6)通过气腔(5)与气膜(21)连通，回流槽(3)、回流孔I(9)、回流孔II(10)、插板阀(17)、真空泵进气管(16)、真空泵(15)、真空泵排气管(14)、开关阀(13)、机械泵进气管(12)和机械泵(11)组成轴承排气系统(K)。

2.根据权利要求1所述的一种具有复合密封方式的静压气体轴承，其特征在于：轴承排气系统(K)和电加热器(2)的数量可根据密封需要设置。

3.根据权利要求1所述的一种具有复合密封方式的静压气体轴承的静压气体轴承的使用方法，其特征在于：轴承工作前，为电加热器(2)通电加热，启动机械泵(11)、打开开关阀(13)，当真空泵进气管(16)内的压力小于真空泵(15)的开启压力时，启动真空泵(15)直至真空泵进气管(16)内的压力保持不变，开启压缩机(18)，通过调压阀(20)调整供气压力，使轴承体(1)浮于承载面(8)上而处工作状态，工作结束后，依次关闭压缩机(18)、调压阀(20)、插板阀(17)、真空泵(15)、开关阀(13)和机械泵(11)，切断电加热器(2)的电源。