CN110173557A - 一种超高真空旋转馈入装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超高真空旋转馈入装置，用于解决现有技术中旋转馈入装置有效通径小、承重能力差、密封圈容易损坏、密封性差的技术问题，包括：电机、电机支架、联轴器、固定架、交叉滚子轴承、蜗杆、蜗轮、上法兰和下法兰；固定架包括轴承外圈盖板、蜗杆支架和蜗杆固定件；上法兰包括内圈固定端和延长端，下法兰包括外圈固定端和密封端；实施本发明的技术方案，使用蜗杆和蜗轮作为主传动机构，装置结构简单；密封圈设置在下法兰内侧，避免直接承受压力，可延长密封圈的寿命；设置交叉滚子轴承，降低装置工作过程中产生的晃动，提高装置的控制精度；设置多条密封圈并设置差分抽气法兰，装置可适用超高真空腔体。

Description

一种超高真空旋转馈入装置

技术领域

本发明涉及超高真空反应装置领域，特别涉及一种超高真空旋转馈入装置。

背景技术

现有技术中，旋转馈入装置，多使用角接触轴承、深沟球轴承或带固定螺纹孔的交叉滚子轴承作为支撑；若使用角接触轴承作为支撑，装置通常外径大，有效通径小，装置使用过程中晃动大，承重能力差，容易发生粉末污染，并且密封圈受挤压，磨损大，寿命短；若使用带固定螺纹孔的交叉滚子轴承作为支撑，但是装置整体结构过于庞大，笨重，有效通径较小，装置兼容性差，使用条件受限严重；若使用深沟球轴承作为支撑的结构会装置出现承重能力弱，晃动大导致密封圈磨损严重，寿命短的问题。

因此需要一种装置结构简单、承重能力强、寿命长、可用于超高真空的旋转馈入装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种超高真空旋转馈入装置，本发明的技术方案是这样实施的：

一种超高真空旋转馈入装置，包括：电机、电机支架、联轴器、固定架、交叉滚子轴承、蜗杆、蜗轮、上法兰和下法兰；其中，所述固定架包括轴承外圈盖板、蜗杆支架和蜗杆固定件；所述电机支架固定至所述电机，所述蜗杆支架固定至所述电机支架；所述蜗杆固定件固定至所述蜗杆支架，所述蜗杆安装在所述蜗杆固定件上，所述蜗杆一端连接至所述联轴器；所述上法兰包括内圈固定端和伸入所述下法兰的延长端，所述下法兰包括外圈固定端和密封端；所述轴承外圈盖板固定至所述外圈固定端，所述交叉滚子轴承的外圈安装至所述外圈固定端和所述轴承外圈盖板；所述延长端和所述密封端密封连接；所述蜗轮安装在所述上法兰上，与所述蜗杆啮合连接；所述电机驱动所述蜗杆旋转，带动所述蜗轮和所述上法兰旋转。

优选地，所述蜗杆支架和所述轴承外圈盖板为一体化制造的。

优选地，所述下法兰还包括第一台阶，所述交叉滚子轴承的外圈安装在所述第一台阶和所述轴承外圈盖板之间。

优选地，所述内圈固定端包括第二台阶、挡板和挡板凹槽，所述挡板卡接在所述挡板凹槽中；所述交叉滚子轴承安装在所述第二台阶和所述挡板之间。

优选地，所述可用于真空腔体的旋转馈入装置，还包括密封圈；所述密封端内侧设置环形凹槽，所述密封圈安装在所述环形凹槽中；所述凹槽与所述密封圈的数量相等，均设置为大于一个的。

优选地，所述下法兰还包括抽气机构，所述抽气机构包括抽气通道和差分抽气法兰；所述差分抽气法兰设置于所述密封端外侧，所述抽气通道设置于多个所述环形凹槽之间，通过无缝管连通至所述差分抽气法兰。

优选地，所述挡板设置为半月形的。

优选地，所述蜗杆固定件为深沟球轴承。

优选地，所述固定架还包括蜗杆盖板，所述蜗杆盖板固定至所述蜗杆支架。

优选地，所述可用于真空腔体的旋转馈入装置，还包括标尺指针；所述上法兰设置标尺，所述标尺指针固定在所述蜗杆支架上，指向所述标尺。

实施本发明的技术方案可解决现有技术中一种超高真空旋转馈入装置有效通径小、承重能力差、密封圈容易损坏、密封性差的技术问题；实施本发明的技术方案，使用蜗杆和蜗轮作为主传动机构，装置结构简单；密封圈设置在下法兰内侧，避免直接承受压力，可延长密封圈的寿命；设置交叉滚子轴承，降低装置工作过程中产生的晃动，提高装置的控制精度；设置多条密封圈并设置差分抽气法兰，装置可适用超高真空腔体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的旋转馈入装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1的旋转馈入装置的上法兰结构示意图；

图3为本发明实施例1的旋转馈入装置的立体剖面图；

图4为本发明实施例1的旋转馈入装置的水平剖面图；

图5为本发明实施例1的旋转馈入装置的仰视图；

图6为本发明实施例2的旋转馈入装置的结构示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-电机；2-电机支架；3-联轴器；4-固定架；5-交叉滚子轴承；6-蜗杆；7-蜗轮；8-上法兰；9-下法兰；10-轴承外圈盖板；11-蜗杆支架；12-蜗杆固定件；13-内圈固定端；14-延长端；15-外圈固定端；16-密封端；17-第二台阶；18-第一台阶；19-挡板；20-挡板凹槽；21-标尺指针；22-环形凹槽；23-抽气通道；24-差分抽气法兰；25-无缝管；26-蜗杆盖板；27-标尺。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的一种具体实施方式中，一种超高真空旋转馈入装置，如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括：电机1、电机支架2、联轴器3、固定架4、交叉滚子轴承5、蜗杆6、蜗轮7、上法兰8和下法兰9；其中，固定架4包括轴承外圈盖板10、蜗杆支架11和蜗杆固定件12；电机支架2固定至电机1，蜗杆支架11固定至电机支架2；蜗杆固定件12固定至蜗杆支架11，蜗杆6安装在蜗杆固定件12上，蜗杆6一端连接至联轴器3；上法兰8包括内圈固定端13和伸入下法兰9的延长端14，下法兰9包括外圈固定端15和密封端16；轴承外圈盖板10固定至外圈固定端15，交叉滚子轴承5的外圈安装至外圈固定端15和轴承外圈盖板10；延长端14和密封端16密封连接；蜗轮7安装在上法兰8上，与蜗杆6啮合连接；电机1驱动蜗杆6旋转，带动蜗轮7和上法兰8旋转。

在该具体实施方式中，固定架4和电机支架2可以使用螺栓固定等可拆卸方式固定，便于安装和维护。上法兰8、下法兰9、固定架4和电机支架2可以使用不锈钢、铝合金、碳纤维等高强度材料，蜗杆固定件12可以使用一体化浇铸或折弯等工艺制造，电机支架2可以使用一体化浇铸等工艺制造，具有较高的结构强度，可以给装置主体提供有效支撑，提高装置的承重能力和可靠性。轴承外圈盖板10和蜗杆支架11可以使用螺栓固定等可拆卸方式固定，便于拆卸，用户可以更换不同的上法兰8、交叉滚子轴承5，可以提高装置的兼容性。蜗杆固定件12可以使用安装在蜗杆支架11上的轴承，用以固定蜗杆6的位置。轴承外圈盖板10可以使用螺栓固定等可拆卸方式安装至下法兰9，便于用户拆下下法兰9更换交叉滚子轴承5，降低装置维护的时间成本和人力成本。

交叉滚子轴承5外圈固定，内圈可转动，装置使用交叉滚子轴承5作为支撑件，内圈在转动过程中不易发生位移，可以减少上法兰8在切向上的晃动，降低装置各部件间的磨损，可以延长装置的寿命；交叉滚子轴承5的内圈和外圈间摩擦因数小，可以减缓蜗轮7和蜗杆6啮合处的磨损，延长装置寿命，降低上法兰8旋转所需扭矩，利于提高电机1控制上法兰8旋转的精度。交叉滚子轴承5的外圈固定至轴承外圈盖板10和下法兰9，下法兰9和轴承外圈盖板10共同支撑交叉滚子轴承5的外圈，可以提高交叉滚子轴承5的稳定性，提高装置的承重能力和可靠性。使用蜗杆6和蜗轮7作为主要传动机构，结构简单，利于实现装置的批量化生产。密封端16和延长端14可以通过设置密封硅脂、密封圈等方式进行密封，使装置适用真空腔体。

在一种优选的实施方式中，如图1、图3和图5所示，下法兰9还包括第一台阶18，交叉滚子轴承5的外圈安装在第一台阶18和轴承外圈盖板10之间。

在该具体实施方式中，轴承外圈盖板10和外圈固定端15上设置螺纹孔，轴承外圈盖板10通过螺栓固定至外圈固定端15，外圈固定端15的高度设置为与交叉滚子轴承5外圈的厚度一致的，交叉滚子轴承5的外圈安装在轴承外圈盖板10、外圈固定端15和第一台阶18形成的凹槽中，用户旋紧轴螺栓则可使轴承外圈盖板10压紧交叉滚子轴承5的外圈，有效夹持交叉滚子轴承5，同时外圈固定端15还可以避免交叉滚子轴承5在切向上的晃动，提高装置的可靠性，安装便捷、结构简单，降低装置体积和所需空间。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2、图3和图4所示，内圈固定端13包括第二台阶17、挡板19和挡板凹槽20，挡板19卡接在挡板凹槽20中；交叉滚子轴承5安装在第二台阶17和挡板19之间。

挡板凹槽20根据挡板19的形状，可以设置为环形、半月形等形状，第二台阶17和挡板19靠近第二台阶17一侧边缘的距离可以设置为与交叉滚子轴承5内圈一致的。装置安装过程中，上法兰8的延长端14伸入交叉滚子轴承5内，交叉滚子轴承5放至于第二台阶17处后将挡板19插入挡板凹槽20，挡板19和第二台阶17共同夹持交叉滚子轴承5的内圈，即可将交叉滚子轴承5安装至上法兰8，结构简单，安装便捷，降低装置现场安装所需的时间成本和人力成本，利于降低装置所需的安装空间，可以提高装置的兼容性。装置工作过程中，挡板19可以防止交叉滚子轴承5沿轴向脱出，提高装置的可靠性。

在一种优选的实施方式中，一种超高真空旋转馈入装置，如图2和图3所示，还包括密封圈；密封端16内侧设置环形凹槽22，密封圈安装在环形凹槽22中；凹槽与密封圈的数量相等，均设置为大于一个的。在该具体实施方式中，密封圈设置为O型的，可以使用硅橡胶等材料制造，密封圈的内径可以设置为略小于或等于延长端14外径的，用于密封端16和延长端14的密封。环形凹槽22和密封圈均设置为两个，可以将密封端16和延长端14之间的空间分为高真空区、过渡区和大气压区，外界空气中的气体分子需要两次透过密封圈，先渗入过渡区后才能渗入真空腔体中，装置可以适用高真空腔体。密封圈设置于密封端16与延长端14的侧面，密封圈的侧面用于密封，密封圈承受的压力小，可以有效延长密封圈的寿命，提高装置的可靠性。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2、图3和图5所示，下法兰9还包括抽气机构，抽气机构包括抽气通道23和差分抽气法兰24；差分抽气法兰24设置于密封端16外侧，抽气通道23设置于多个环形凹槽22之间，通过无缝管25连通至差分抽气法兰24。

在该具体实施方式中，抽气通道23设置于两个环形凹槽22之间，连通至密封端16和延长端14之间的过渡区。设置差分抽气法兰24，便于装置使用不同的机械泵或分子泵等真空泵，抽气通道23通过无缝管25连接至差分抽气法兰24，可以减少抽气机构的漏气。装置工作前，装置所处的真空腔开启真空泵的同时，可以开启连接至差分抽气法兰24的真空泵，其后高真空区、过渡区和大气压区内分别处于超高真空、高真空和大气压环境，减缓装置所处的真空腔真空度的降低，使装置适用于高真空环境。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2、图3和图4所示，挡板19设置为半月形的，安装过程中，将挡板19从内圈固定端13的侧面插入挡板凹槽20中，即可将交叉滚子轴承5的内圈固定至上法兰8，安装拆卸方便，便于用户对装置进行维护。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，蜗杆固定件12为深沟球轴承，摩擦阻力小，转速高，利于电机1驱动蜗杆6，可以提高上法兰8的旋转精度。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2、图3、图4和图5所示，固定架4还包括蜗杆盖板26，蜗杆盖板26固定至蜗杆支架11。蜗杆盖板26上可以设置轴承，用于支撑蜗杆6，提高蜗杆6的稳定性，利于蜗杆6给上法兰8和蜗轮7提供较高的，提高装置的承重能力和可靠性。

在一种优选的实施方式中，一种超高真空旋转馈入装置，如图1、图2、图3、图4和图5所示，还包括标尺指针21；上法兰8设置标尺27，标尺指针21固定在蜗杆支架11上，指向标尺27。在该具体实施方式中，标尺27环绕上法兰8一周设置于上法兰8的侧面，标尺27标示的角度范围在[0°,360°]，设置为当法兰处于初始位置时，标尺指针21指向0°的，便于用于观察上法兰8旋转过的角度，利于实现装置对上法兰8旋转角度的精准控制。

实施例2

在一种优选的实施方式中，如图6所示，与实施例1不同的是，蜗杆支架11和轴承外圈盖板10为一体化制造的。蜗杆支架11和轴承外圈盖板10可以使用一体化浇铸等方式铸造，有效提高装置的承重能力。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，包括：电机、电机支架、联轴器、固定架、交叉滚子轴承、蜗杆、蜗轮、上法兰和下法兰；其中，

所述固定架包括轴承外圈盖板、蜗杆支架和蜗杆固定件；

所述电机支架固定至所述电机，所述蜗杆支架固定至所述电机支架；

所述蜗杆固定件固定至所述蜗杆支架，所述蜗杆安装在所述蜗杆固定件上，所述蜗杆一端连接至所述联轴器；

所述上法兰包括内圈固定端和伸入所述下法兰的延长端，所述下法兰包括外圈固定端和密封端；

所述轴承外圈盖板固定至所述外圈固定端，所述交叉滚子轴承的外圈安装至所述外圈固定端和所述轴承外圈盖板；

所述延长端和所述密封端密封连接；

所述蜗轮安装在所述上法兰上，与所述蜗杆啮合连接；

所述电机驱动所述蜗杆旋转，带动所述蜗轮和所述上法兰旋转。

2.根据权利要求1所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述蜗杆支架和所述轴承外圈盖板为一体化制造的。

3.根据权利要求1或2所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述下法兰还包括第一台阶，所述交叉滚子轴承的外圈安装在所述第一台阶和所述轴承外圈盖板之间。

4.根据权利要求3所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述内圈固定端包括第二台阶、挡板和挡板凹槽，所述挡板卡接在所述挡板凹槽中；所述交叉滚子轴承安装在所述第二台阶和所述挡板之间。

5.根据权利要求4所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，还包括密封圈；所述密封端内侧设置环形凹槽，所述密封圈安装在所述环形凹槽中；所述凹槽与所述密封圈的数量相等，均设置为大于一个的。

6.根据权利要求5所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述下法兰还包括抽气机构，所述抽气机构包括抽气通道和差分抽气法兰；所述差分抽气法兰设置于所述密封端外侧，所述抽气通道设置于多个所述环形凹槽之间，通过无缝管连通至所述差分抽气法兰。

7.根据权利要求6所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述挡板设置为半月形的。

8.根据权利要求7所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述蜗杆固定件为深沟球轴承。

9.根据权利要求8所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，所述固定架还包括蜗杆盖板，所述蜗杆盖板固定至所述蜗杆支架。

10.根据权利要求9所述的一种超高真空旋转馈入装置，其特征在于，还包括标尺指针；所述上法兰设置标尺，所述标尺指针固定在所述蜗杆支架上，指向所述标尺。