CN110778564B - 一种自动复位真空传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动复位真空传动装置，包括：固定部、驱动部、弹性部、滑动部、真空密封部和活塞杆；固定部用于固定驱动部；驱动部连接滑动部，并带动滑动部往复运动；弹性部一端固定于固定部，另一端固定于滑动部上；滑动部一端连接驱动部的输出轴，另一端固定连接活塞杆；真空密封部，套设于活塞杆上，用于使活塞杆在使用过程中均处于真空状态；在活塞杆进入真空腔时，弹性部处于拉伸状态，当驱动部发生故障时，弹性部自动收缩，从而使活塞杆自动复位。该真空传动装置在传统真空传动装置的基础上，通过设置弹性部，使活塞杆能够在复位弹簧的作用下快速复位，从而避免了活塞杆对束流的阻挡，同时也避免了活塞杆受到的损坏。
Description
技术领域
本发明是关于一种自动复位真空传动装置，属于真空传动领域。
背景技术
真空传动装置是一种可以从大气端对超高真空环境中的测试仪或样品进行操纵的装置。目前比较常见的真空传动装置按控制方式可以分为和电动式两种，按移动方式又可分为直线式、曲线式、转动式等。带电粒子加速器中的一些设备或部件如法拉第筒、荧光靶、束流轮廓探测器、束流阻挡器等，仅需要直线式插入或拉回的往复运动，且往往操作频率不高，因此这类设备常采用直线传动装置进行控制。超高真空直线传动装置通常选用活塞式双作用气缸作为驱动器，其工作原理是：双作用气缸的活塞将气缸腔体分为两个部分，每个部分均有一个进气口。采用电磁阀控制气缸的进气口，在活塞两侧交替进气，产生压力差，用来驱动活塞杆伸出或缩回。
当气缸发生故障时，如气缸无法进气或发生进气故障导致活塞两侧无外加气压时，活塞杆将无法收回，一直保持伸出状。活塞杆一直保持伸出状态不但会阻碍真空腔中实验的正常操作，而且当真空腔中为腐蚀环境或者处于高能粒子束轰击的环境时，还会导致活塞杆不可逆的损坏，导致实验中断。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种自动复位真空传动装置，其活塞杆在气缸发生故障时，自动收回活塞杆，避免了活塞杆因无法收回造成的损坏。
为实现上述目的，本发明提供了一种自动复位真空传动装置，包括：固定部、驱动部、弹性部、滑动部、真空密封部和活塞杆；所述固定部用于固定驱动部；所述驱动部连接所述滑动部，并带动所述滑动部往复运动；所述弹性部一端固定于所述固定部，另一端固定于所述滑动部上；所述滑动部一端连接所述驱动部的输出轴，另一端固定连接所述活塞杆；所述真空密封部，套设于所述活塞杆上，用于使所述活塞杆在使用过程中均处于真空状态；其中，在所述活塞杆进入真空腔时，所述弹性部处于拉伸状态，当所述驱动部发生故障时，所述弹性部自动收缩，从而使所述活塞杆自动复位。
进一步，所述固定部包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰分别设置于所述驱动部的顶部和底部，所述第一法兰用于与所述弹性部固定连接，所述第二法兰用于支撑、固定所述驱动部。
进一步，所述弹性部为弹簧，所述弹簧的拉力不小于所述滑动部所受的大气压力和所述活塞杆所受的重力，且所述活塞杆处于拉伸状态时，弹簧的拉伸长度应小于弹簧的极限拉伸长度。
进一步，所述弹簧的数量为至少两个，所述弹簧均匀分布在所述固定部四周，并通过弹簧挂钩将所述弹簧固定于所述固定部和滑动部上。
进一步，所述滑动部包括第三法兰和滑杆，所述第三法兰套设于所述滑杆上，所述第三法兰的一面与驱动部输出轴固定连接，所述第三法兰的另一面与所述活塞杆固定连接，从而带动所述活塞杆沿所述滑杆往复运动。
进一步，所述滑杆为至少两个，所述滑杆相对于所述驱动部的所述输出轴对称设置。
进一步，所述真空密封部包括波纹管和第四法兰，所述波纹管和第四法兰均套设于所述活塞杆上，所述波纹管一端与所述第三法兰固定连接，另一端与所述第四法兰固定连接。
进一步，所述波纹管内部为真空状态。
进一步，所述第四法兰上远离所述波纹管的一面上设有活塞杆衬套，用于防止所述活塞杆在往复运动过程中发生摇摆。
进一步，所述第二法兰远离所述驱动部一侧设置第一缓冲件，所述第四法兰与所述波纹管连接的一面设置有第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件分别用于保护所述驱动部和所述波纹管。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：在传统的真空传动装置的基础上，通过设置弹性部，解决了在真空直线传动装置的气缸无进气或出现进气故障时，无法自动回缩的问题，本发明中装置的活塞杆能够在复位弹簧的作用下快速复位，恢复到缩回状态，并将与活塞杆相连的装置或样品带离束流路径，从而避免了活塞杆及其连接的装置对束流的阻挡作用，同时也避免了活塞杆因粒子束轰击而受到损坏。
附图说明
图1是本发明一实施例中自动复位真空传动装置的结构示意图。
附图标记：
1-固定部；11-第一法兰；12-第二法兰；2-驱动部；3-弹性部；31-弹簧；32-弹簧挂钩；4-滑动部；41-第三法兰；42-滑杆；5-真空密封部；51-波纹管；52-第四法兰；53-活塞杆衬套；6-活塞杆；7-第一缓冲件；8-第二缓冲件。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语第一、第二仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实施例公开了一种自动复位真空传动装置，如图1所示，包括：固定部、驱动部、弹性部、滑动部、真空密封部和活塞杆；固定部用于固定驱动部；驱动部连接滑动部，并带动滑动部往复运动；弹性部一端与固定部固定连接，另一端固定于滑动部固定连接；滑动部一端连接驱动部的输出轴，另一端固定连接活塞杆；真空密封部，套设于活塞杆上，用于使所述活塞杆在使用过程中均处于真空状态；其中，在活塞杆进入真空腔时，弹性部处于拉伸状态，当驱动部发生故障时，弹性部自动收缩，从而使活塞杆自动复位。本实施例中的活塞杆能够在复位弹簧的作用下快速复位，恢复到缩回状态，并将与活塞杆相连的装置或样品带离束流路径，从而避免了活塞杆及其连接的装置对束流的阻挡作用，同时也避免了活塞杆因粒子束轰击而受到损坏。
在本实施例中，固定部包括第一法兰和第二法兰，第一法兰和第二法兰分别设置于驱动部的顶部和底部。第一法兰用于与弹性部固定连接，第二法兰用于支撑、固定驱动部。需要说明的是，本实施例固定部采用上述设计方式是为了保证在驱动部的输出轴伸出时弹性部能够充分拉伸，具有较大的弹力，以便在驱动部发生故障时将活塞杆拉回。但固定部也可以只设置一个法兰，即对驱动部起支撑、固定作用的第二法兰。此时弹性部固定在第二法兰上。实际上，只要弹性部的一端固定在驱动部一端，不与驱动部发生位移的部件上即可。
弹性部为弹簧，弹簧的拉力不小于滑动部所受的大气压力和活塞杆所受的重力，且活塞杆处于拉伸状态时，弹簧的拉伸长度应小于弹簧的极限拉伸长度。弹性部从原理上出发，可以是任何具有较强弹性的弹性体，但从实用性和方便获得的角度考虑弹簧是一个较佳的选择。此处，弹簧可以是一个也可以是多个，此处的多个认为是大于等于两个。当只有一个弹簧时，弹簧一端与第二法兰固定连接，弹簧可以套设在驱动部的输出轴上。当弹簧的数量为至少两个时，弹簧可以与第一法兰也可以与第二法兰连接，此时，弹簧均匀分布在固定部四周，并通过弹簧挂钩将弹簧固定于固定部和滑动部上。即固定部和滑动部上均设有若干与弹簧数量相等的弹簧挂钩，弹簧一端连接固定部上的弹簧挂钩，另一端连接滑动部上的弹簧挂钩。
滑动部包括第三法兰和滑杆，第三法兰套设于滑杆上，第三法兰的一个面与驱动部的输出轴固定连接，另一个面与活塞杆固定连接，从而带动活塞杆沿滑杆往复运动。为了保证第三法兰及活塞杆能够平稳的滑动，滑杆的数量至少为两个，各滑杆相对于驱动部的输出轴对称设置。如滑杆的数量为两个，则两个滑杆相隔180°设计；如滑杆的数量为3个，则每隔120°设置一个滑杆，以此类推。
真空密封部包括波纹管和第四法兰，波纹管和第四法兰均套设于活塞杆上。波纹管一端与第三法兰固定连接，另一端与第四法兰固定连接，第四法兰设置于活塞杆远离所述第三法兰一端。波纹管内部为真空状态，这是为了保证活塞杆进入真空腔的整个过程都处在高真空中，避免空气进入降低真空腔的真空度。第四法兰远离波纹管的一面上还设置有活塞杆衬套，用于防止活塞杆在往复运动过程中发生摇摆。第二法兰远离驱动部一侧设置第一缓冲件，第四法兰与波纹管连接的一面设置有第二缓冲件，第一缓冲件和第二缓冲件分别用于保护驱动部和波纹管。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，例如各部件的外观尺寸、固定方式、引线方式和组装后的几何结构，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (9)
1.一种自动复位真空传动装置，其特征在于，包括：固定部、驱动部、弹性部、滑动部、真空密封部和活塞杆；
所述固定部用于固定驱动部；
所述驱动部连接所述滑动部，并带动所述滑动部往复运动；
所述弹性部一端固定于所述固定部，另一端固定于所述滑动部上；
所述滑动部一端连接所述驱动部的输出轴，另一端固定连接所述活塞杆；
所述真空密封部，套设于所述活塞杆上，用于使所述活塞杆在使用过程中均处于真空状态；
其中，在所述活塞杆进入真空腔时，所述弹性部处于拉伸状态，当所述驱动部发生故障时，所述弹性部自动收缩，从而使所述活塞杆自动复位；
所述固定部包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰分别设置于所述驱动部的顶部和底部，所述第一法兰用于与所述弹性部固定连接，所述第二法兰用于支撑、固定所述驱动部。
2.如权利要求1所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述弹性部为弹簧，所述弹簧的拉力不小于所述滑动部所受的大气压力和所述活塞杆所受的重力之和，且所述活塞杆处于拉伸状态时，弹簧的拉伸长度应小于弹簧的极限拉伸长度。
3.如权利要求2所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述弹簧的数量为至少两个，所述弹簧均匀分布在所述固定部四周，并通过弹簧挂钩将所述弹簧固定于所述固定部和滑动部上。
4.如权利要求1所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述滑动部包括第三法兰和滑杆，所述第三法兰套设于所述滑杆上，所述第三法兰的一面与驱动部输出轴固定连接，所述第三法兰的另一面与所述活塞杆固定连接，从而带动所述活塞杆沿所述滑杆往复运动。
5.如权利要求4所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述滑杆为至少两个，所述滑杆相对于所述驱动部的所述输出轴对称设置。
6.如权利要求4所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述真空密封部包括波纹管和第四法兰，所述波纹管和第四法兰均套设于所述活塞杆上，所述波纹管一端与所述第三法兰固定连接，另一端与所述第四法兰固定连接。
7.如权利要求6所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述波纹管内部为真空状态。
8.如权利要求6所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述第四法兰上远离所述波纹管的一面上设有活塞杆衬套，用于防止所述活塞杆在往复运动过程中发生摇摆。
9.如权利要求6所述的自动复位真空传动装置，其特征在于，所述第二法兰远离所述驱动部一侧设置第一缓冲件，所述第四法兰与所述波纹管连接的一面设置有第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件分别用于保护所述驱动部和所述波纹管。
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