CN110359778B - 一种真空室密封大门的锁紧装置及能够承受正负压的真空室密封大门 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种真空室密封大门的锁紧装置及能够承受正负压的真空室密封大门，包括第一锁紧机构和第二锁紧机构，第一锁紧机构采用旋转机构，第二锁紧机构采用插销机构；第一锁紧机构安装于真空室一侧，包括第一动力源、转轴和弓形夹，推杆运动，带动转接轴旋转，转接轴通过转轴带动弓形夹旋转，弓形夹与门体卡紧或松开；第二锁紧机构包括第一栓板、第二动力源和楔形插销，第一栓板固定连接在门体上；当门体与真空室紧闭时，推杆向下运动，带动楔形插销向下运动穿过第一栓板。左右采用了不同的锁紧结构，第一锁紧机构具有机械限位功能，第二锁紧机构既有锁紧功能又不干涉大门向右运动，门体既能承受正压又能承受负压。

Description

一种真空室密封大门的锁紧装置及能够承受正负压的真空室 密封大门

技术领域

本发明属于航空发动机叶片制造技术领域，具体涉及一种真空室密封大门的锁紧装置及能够承受正负压的真空室密封大门。

背景技术

航空发动机机叶片阻尼台毗邻面耐磨层采用全自动焊接技术，由于叶片材料为钛合金，焊接过程不允许氧化，所以需要在真空室内填充保护气体后才能焊接而不氧化零件表面。为此，根据转子叶片焊接部位结构的特殊性设计了能够提供专用机械臂工作的矩形真空箱体。设备工作时，先对真空室进行抽真空，当真空度达到一定值以后，然后填充氩气至大气压或高于大气压时进行焊接，确保钛合金零件不被氧化。所以真空室大门既要承受负压，又要承受正压，压力负载顺序：大气压→负压→正压。而现在的锁紧机构都无法保证真空室大门既能承受正压又能承受负压，大门与真空室会出现松动，无法保证真空室大门处于密封状态，真空室内的保护气体就会受到破坏，影响了航空发动机机叶片的焊接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空室密封大门的锁紧装置及能够承受正负压的真空室密封大门，真空室两侧采用了不同的锁紧结构，第一锁紧机构具有机械限位功能，第二锁紧机构既有锁紧功能又不干涉大门向侧方运动，在第一锁紧机构和第二锁紧机构的共同作用下，大门与真空室能够牢牢锁紧，保证门体既能承受正压又能承受负压。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种真空室密封大门的锁紧装置，真空室和门体通过锁紧装置连接，锁紧装置包括第一锁紧机构和第二锁紧机构；

第一锁紧机构安装于真空室一侧，第二锁紧机构包括安装于门体另一侧的第一部分和安装于真空室另一侧的第二部分，第一部分和第二部分构成插销机构，将真空室与门体锁紧或松开；

第一锁紧机构包括第一动力源、转轴和弓形夹，转轴与弓形夹固定连接，转轴外圆上套设有转接轴，第一动力源连接有推杆，推杆下端设有转接座，转接座和转接轴固定连接；在第一动力源的作用下，推杆运动，转接座带动转接轴旋转，转接轴通过转轴带动弓形夹旋转，弓形夹与门体未安装第二锁紧机构的一侧卡紧或松开；

当真空室与门体需要锁紧时，第一锁紧机构和第二锁紧机构均处于锁紧状态，当真空室与门体需要松开时，第一锁紧机构和第二锁紧机构均处于松开状态。

进一步，第一锁紧机构安装于真空室一侧，第一锁紧机构还包括连接板，连接板固定连接在真空室侧壁上，转轴通过轴承支架与连接板连接。

进一步，第二锁紧机构的第一部分包括第一栓板，第一栓板固定连接在门体侧壁上，第一栓板上开有栓孔；第二锁紧机构的第二部分包括第二动力源和插销，第二动力源内设有推杆，插销设在推杆下端；当门体与真空室紧闭时，推杆向下运动，带动插销向下运动穿过第一栓板。

进一步，插销为楔形插销，横截面宽度从下至上逐渐变大。

进一步，第一栓板包括第一上栓板和第一下栓板，在第一上栓板和第一下栓板上均开有供插销插入的栓孔；当门体与真空室紧闭时，插销穿过第一上栓板和第一下栓板。

进一步，第二部分还包括第二栓板，当门体与真空室紧闭时，第二栓板伸入第一上栓板和第一下栓板之间，插销依次穿过第一上栓板、第二栓板和第一下栓板。

进一步，第二部分还包括第二栓板，第二栓板固定在真空室的右侧壁上，第二栓板上开有栓孔，当门体与真空室紧闭时，插销穿过第一栓板和第二栓板。

进一步，第二栓板包括第二上栓板和第二下栓板，在第二上栓板和第二下栓板上均开有供插销插入的栓孔；当门体与真空室紧闭时，插销依次穿过第二上栓板、第一栓板和第二下栓板。

本发明还公开了采用上述真空室密封大门的锁紧装置的能够承受正负压的真空室密封大门。

进一步，门体上设有导向机构，门体沿着导向机构在真空室前方滑动；导向机构包括横梁、立柱、导向套和吊环，横梁位于真空室上方且位于真空室靠近门体的一侧，横梁一端连接于真空室上方，另一端与立柱连接；导向套套设在横梁上，导向套上设有滚轮，滚轮相对横梁滚动；门体通过吊环与导向套固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的真空室密封大门的锁紧装置，包括第一锁紧机构和第二锁紧机构，分别设置于真空室两侧，第一锁紧机构包括第一动力源、转轴和弓形夹，在第一动力源的作用下，推杆运动，使得转接座带动转接轴旋转，转接轴通过转轴带动弓形夹旋转，使得弓形夹与门体卡紧或松开，通过动力源控制弓形夹的旋转，最终实现弓形夹与门体的锁紧或松开，即便是弓形夹旋转至与门体松开的状态时，依然可以将门体挡住，弓形夹将门体限位，防止门体移动超出真空室一侧，起到限位的作用；第二锁紧机构一部分设在门体上，另一部分设在真空室上，两部分构成插销机构，插销机构锁紧时，第二锁紧机构锁紧，插销机构松开时，两部分可分离开，这样门体就可脱离开真空室，向大门侧方运动，第二锁紧机构既有锁紧功能又不干涉大门向侧方运动，在第一锁紧机构和第二锁紧机构同时锁紧的状态下，真空室与门体两侧均可以牢牢锁紧，保证门体既能承受正压又能承受负压。

进一步，第二锁紧机构包括第一栓板、第二动力源和插销，第二动力源通过推杆与插销连接，在第二动力源的作用下，推杆向下运动，带动插销向下运动穿过第一栓板，将门体与真空室连接起来；推杆向上运动，带动插销向上运动脱出第一栓板，门体与真空室松开，当第一锁紧机构和第二锁紧机构都处于松开状态时，门体方可滑动离开真空室，第一锁紧机构采用弓形夹结构与门体配合方式夹紧，第二锁紧机构采用上下运动的插销结构，利用动力源带动并施压，使得真空室与大门锁紧。

进一步，第二锁紧机构还包括固定在真空室的侧壁上的第二栓板，插销能够穿过第一栓板和第二栓板，加设第二栓板，可更好地将门体与真空室锁紧。

进一步，第一栓板和第二栓板均可设计成包括上下栓板的结构，这样可以加强插销的插入力，加固锁紧的作用力。

进一步，插销采用楔形结构，其横截面宽度从下至少逐渐变大，由于真空室在真空状态时，大门向里边吸，大门框上有密封圈被压扁状态，插销原位置状态起不到压紧作用，这时通过动力源加压使得楔形插销继续向下，补偿间隙，达到夹紧状态。

本发明还公开了一种能够正负压的真空室密封大门，采用了上述的第一锁紧机构和第二锁紧机构，在真空室一侧安装第一锁紧机构，另一侧安装第二锁紧机构，使得真空室在负压状态下可以与大门锁紧，也可以在正压状态下夹紧大门不被气压顶开，保证真空室内机构、工件正常工作，使得大门的开启与锁紧易于实现自动化。

进一步，门体通过导向机构滑动，导向机构包括横梁、立柱、导向套和吊环，导向套套设在横梁上，导向套上设有滚轮，滚轮相对横梁滚动；门体通过吊环与导向套固定连接，导向套在滚轮的带动下在横梁上开始滑动，进而实现门体的左右移动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一锁紧机构松开状态的结构示意图；

图3为第二锁紧机构的第一种结构示意图；

图4为第二锁紧机构的第二种结构示意图；

图5为第二锁紧机构的第三种结构示意图；

图6为第二锁紧机构的第四种结构示意图；

图7为第二锁紧机构的第五种结构示意图；

图8为第二锁紧机构的第五种结构的详细示意图；

其中，1为第一锁紧机构，2为第二锁紧机构，3为导向机构，4为门体，5为真空室；

1-1为第一动力源，1-2为连接板，1-3为转轴，1-4为弓形夹，1-5为转接座，1-6为转接轴，1-7为左凸块，1-8为轴承支架；

2-1为第二动力源，2-2为插销，2-3为第一栓板，2-31为第一上栓板，2-32为第一下栓板，2-4为第二栓板，2-41为第二上栓板，2-42为第二下栓板，2-5为右凸块；

3-1为横梁，3-2为立柱，3-3为导向套，3-4为吊环。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明的真空室密封大门的锁紧装置，包括第一锁紧机构1和第二锁紧机构2，真空室5和门体4通过锁紧装置锁紧。

第一锁紧机构1采用具有机械限位功能的旋转机构，第二锁紧机构2采用既有锁紧功能又不干涉大门向侧边运动的插销机构。第一锁紧机构1和第二锁紧机构2的放置位置是根据门体4的滑动方向设置的，当门体4向右移动时，第一锁紧机构1设置在左侧，第二锁紧机构2设置在右侧，当门体4向左移动时，第一锁紧机构1设置在右侧，第二锁紧机构2设置在左侧。

以下以门体4向右移动为例进行说明。

如图2所示，第一锁紧机构1采用旋转机构，安装于真空室5左侧，第一锁紧机构1包括第一动力源1-1、转轴1-3和弓形夹1-4，转轴1-3一端与弓形夹1-4固定连接，转轴1-3外圆上套设有转接轴1-6，第一动力源1-1内设有推杆，推杆下端设有转接座1-5，转接座1-5和转接轴1-6固定连接；推杆运动，带动转接轴1-6旋转，转接轴1-6通过转轴1-3带动弓形夹1-4旋转，弓形夹1-4与门体4卡紧或松开。在第一动力源1-1的作用下，推杆向下时，转接座1-5带动转接轴1-6向下旋转，转接轴1-6带动转轴1-3旋转，弓形夹1-4旋转，实现门体4与真空室5的左侧锁紧；推杆向上时，转接座1-5带动转接轴1-6向上旋转，转接轴1-6带动转轴1-3旋转，弓形夹1-4旋转，实现门体4与真空室5的左侧松开。

第一锁紧机构1还包括连接板1-2，连接板1-2固定连接在真空室5的左侧壁上，转轴1-3通过轴承支架1-8与连接板1-2连接，

在门体4的左侧上设有左凸块1-7，弓形夹1-4与左凸块1-7卡紧或松开，左凸块1-7的作用是保护门板，并形成楔形，便于夹紧，损坏时可以更换。

在松开状态下，弓形夹1-4的一端伸出真空室5前方，当门体4左移时，可以将门体4挡住，起到限位的作用。

第二锁紧机构2采用插销机构，包括安装于门体4右侧的第一部分和安装于真空室5右侧的第二部分；第二锁紧机构2有多种可变形的结构，具体包括以下几种：

第一种结构：如图3所示，第一部分包括第一栓板2-3，第一栓板2-3固定连接在门体4右侧上，第一栓板2-3上开有栓孔；第二部分包括第二动力源2-1和插销2-2，第二动力源2-1内设有推杆，插销2-2设在推杆下端；当门体4与真空室5紧闭时，推杆向下运动，带动插销2-2向下运动穿过第一栓板2-3；推杆向上运动，带动插销2-2向上运动脱离开栓孔。采用第一种结构时，第二锁紧机构2一般需要设置多个。

第二种结构：如图4所示，除了第一种结构包括的结构外，第二部分还包括第二栓板2-4，第二栓板2-4固定在真空室5的右侧壁上，第二栓板2-4上开有栓孔，当门体4与真空室5紧闭时，推杆向下运动，插销2-2穿过第一栓板2-3和第二栓板2-4。

第三种结构：如图5所示，第三种结构和第一种结构包括的部件相同，将第一栓板2-3中间开槽，设计成两块栓板，即第一栓板2-3包括第一上栓板2-31和第一下栓板2-32，在第一上栓板2-31和第一下栓板2-32上均开有供插销2-2插入的栓孔；当门体4与真空室5紧闭时，推杆向下运动，插销2-2能够穿过第一上栓板2-31和第一下栓板2-32。

第四种结构：如图6所示，除了第三种结构包括的结构外，加设了第二栓板2-4，第二栓板2-4固定在真空室5的右侧壁上，第二栓板2-4上开有栓孔，当门体4与真空室5紧闭时，第二栓板2-4伸入第一上栓板2-31和第一下栓板2-32之间，推杆向下运动，插销2-2依次穿过第一上栓板2-31、第二栓板2-4和第一下栓板2-32。

第五种结构：如图7和图8所示，除了第一种结构包括的结构外，加设了第二栓板2-4，第二栓板2-4固定在真空室5的右侧壁上，第二栓板2-4包括第二上栓板2-41和第二下栓板2-42，在第二上栓板2-41和第二下栓板2-42上均开有供插销2-2插入的栓孔；当门体4与真空室5紧闭时，推杆向下运动，插销2-2依次穿过第二上栓板2-41、第一栓板2-3和第二下栓板2-42。

第一动力源1-1和第二动力源21可选用气缸、液压缸或步进电机等，只要能控制推杆上下运动就可以。

插销2-2采用楔形插销，横截面宽度从下至上逐渐变大。在楔形插销向下运动时，楔形插销与栓孔的间隙越来越小，可将楔形插销与栓孔卡紧。楔形插销的优点是越插越紧，可以消除间隙。由于真空室在真空状态时，大门向里边吸，大门框上有密封圈被压扁状态，楔形插销原位置状态起不到压紧作用，这时通过气缸加压使得楔形插销继续向下，补偿间隙，达到夹紧状态。相反，如果是直插销则没有此功能。

如图8所示，在门体4的右侧上设有右凸块2-5，右凸块2-5和第一栓板2-3通过紧固螺钉固定连接；连接板1-2通过紧固螺钉固定在真空室5左侧壁上。

第一锁紧机构1和第二锁紧机构2均为多个。尤其是第二锁紧机构2采用第一种结构时，需要将第二锁紧机构2设计为多个，这样才能加大锁紧力，防止第二动力源2-1的推杆被拉断。

如图1所示，一种能够承受正负压的真空室密封大门包括上述的第一锁紧机构1和第二锁紧机构2，在真空室5一侧安装第一锁紧机构1，另一侧安装第二锁紧机构2，使得真空室5在负压状态下可以与大门锁紧，也可以在正压状态下夹紧大门不被气压顶开，保证真空室5内的机构、工件正常工作，使得大门的开启与锁紧易于实现自动化。

门体4上方设有导向机构3，门体4沿着导向机构3在真空室5前方滑动，导向机构3包括横梁3-1、立柱3-2、导向套3-3和吊环3-4，横梁3-1位于真空室5上方且位于真空室5靠近门体4的一侧，横梁3-1一端连接于真空室5上方，另一端与立柱3-2连接；导向套3-3套设在横梁3-1上，导向套3-3上设有滚轮，滚轮相对横梁3-1滚动；门体4通过吊环3-4与导向套3-3固定连接。

Claims (9)

1.一种真空室密封大门的锁紧装置，真空室(5)和门体(4)通过锁紧装置连接，其特征在于，锁紧装置包括第一锁紧机构(1)和第二锁紧机构(2)；

第一锁紧机构(1)安装于真空室(5)一侧，第二锁紧机构(2)包括安装于门体(4)一侧的第一部分和安装于真空室(5)另一侧的第二部分，第一部分和第二部分构成插销机构，将真空室(5)与门体(4)锁紧或松开；

第一锁紧机构(1)包括第一动力源(1-1)、转轴(1-3)和弓形夹(1-4)，转轴(1-3)与弓形夹(1-4)固定连接，转轴(1-3)外圆上套设有转接轴(1-6)，第一动力源(1-1)连接有推杆，推杆下端设有转接座(1-5)，转接座(1-5)和转接轴(1-6)连接；在第一动力源(1-1)的作用下，推杆运动，转接座(1-5)带动转接轴(1-6)旋转，转接轴(1-6)通过转轴(1-3)带动弓形夹(1-4)旋转，弓形夹(1-4)与门体(4)未安装第二锁紧机构(2)的一侧卡紧或松开；

第二锁紧机构(2)的第一部分包括第一栓板(2-3)，第一栓板(2-3)固定连接在门体(4)侧壁上，第一栓板(2-3)上开有栓孔；

第二锁紧机构(2)的第二部分包括第二动力源(2-1)和插销(2-2)，第二动力源(2-1)连接有推杆，插销(2-2)设在推杆下端；

当门体(4)与真空室(5)紧闭时，推杆向下运动，带动插销(2-2)向下运动穿过第一栓板(2-3)；

当真空室(5)与门体(4)需要锁紧时，第一锁紧机构(1)和第二锁紧机构(2)均处于锁紧状态，当真空室(5)与门体(4)需要松开时，第一锁紧机构(1)和第二锁紧机构(2)均处于松开状态。

2.根据权利要求1所述的真空室密封大门的锁紧装置，其特征在于，第一锁紧机构(1)还包括连接板(1-2)，连接板(1-2)固定连接在真空室(5)侧壁上，转轴(1-3)通过轴承支架(1-8)与连接板(1-2)连接。

3.根据权利要求1所述的真空室密封大门的锁紧装置，其特征在于，插销(2-2)为楔形插销，横截面宽度从下至上逐渐变大。

4.根据权利要求1所述的真空室密封大门的锁紧装置，其特征在于，第一栓板(2-3)包括第一上栓板(2-31)和第一下栓板(2-32)，在第一上栓板(2-31)和第一下栓板(2-32)上均开有供插销(2-2)插入的栓孔；当门体(4)与真空室(5)紧闭时，插销(2-2)穿过第一上栓板(2-31)和第一下栓板(2-32)。

5.根据权利要求4所述的真空室密封大门的锁紧装置，其特征在于，第二部分还包括第二栓板(2-4)，当门体(4)与真空室(5)紧闭时，第二栓板(2-4)伸入第一上栓板(2-31)和第一下栓板(2-32)之间，插销(2-2)依次穿过第一上栓板(2-31)、第二栓板(2-4)和第一下栓板(2-32)。

6.根据权利要求1所述的真空室密封大门的 锁紧装置，其特征在于，第二部分还包括第二栓板(2-4)，第二栓板(2-4)固定在真空室(5)的右侧壁上，第二栓板(2-4)上开有栓孔，当门体(4)与真空室(5)紧闭时，插销(2-2)穿过第一栓板(2-3)和第二栓板(2-4)。

7.根据权利要求6所述的真空室密封大门的锁紧装置，其特征在于，第二栓板(2-4)包括第二上栓板(2-41)和第二下栓板(2-42)，在第二上栓板(2-41)和第二下栓板(2-42)上均开有供插销(2-2)插入的栓孔；当门体(4)与真空室(5)紧闭时，插销(2-2)依次穿过第二上栓板(2-41)、第一栓板(2-3)和第二下栓板(2-42)。

8.采用权利要求1～7任意一项所述真空室密封大门的锁紧装置的能够承受正负压的真空室密封大门。

9.根据权利要求8所述的能够承受正负压的真空室密封大门，其特征在于，门体(4)上设有导向机构(3)，门体(4)沿着导向机构(3)在真空室(5)前方滑动；

导向机构(3)包括横梁(3-1)、立柱(3-2)、导向套(3-3)和吊环(3-4)，横梁(3-1)位于真空室(5)上方且位于真空室(5)靠近门体(4)的一侧，横梁(3-1)一端连接于真空室(5)上方，另一端与立柱(3-2)连接；导向套(3-3)套设在横梁(3-1)上，导向套(3-3)上设有滚轮，滚轮相对横梁(3-1)滚动；门体(4)通过吊环(3-4)与导向套(3-3)固定连接。

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