CN111336338B - 真空腔室用旋转伸缩密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于真空腔室密封技术领域，特别涉及一种真空腔室用旋转伸缩密封结构。包括旋转运动输出接头、外壳、旋转驱动机构、旋转伸缩轴，其中旋转伸缩轴插设于外壳内、且具有轴向移动和旋转的自由度，旋转伸缩轴的一端与旋转运动输出接头连接，另一端与旋转驱动机构连接，旋转伸缩轴和外壳之间设有密封空腔，外壳上设有与密封空腔连通的气孔。本发明在需要旋转伸缩运动时不需要保证密封性，在保证密封性时不需要进行运动，本发明适用于同时需要两种运动的工作情况下。

Description

真空腔室用旋转伸缩密封结构
技术领域
本发明属于真空腔室密封技术领域，特别涉及一种真空腔室用旋转伸缩密封结构。
背景技术
现有真空腔室上外接的传动装置大体采用两种密封方式：旋转运动时，采用磁流体密封，伸缩运动时，采用波纹管密封。两种密封方式分别对应不同的传动类型，两种方式不能混用。因此，现有的真空腔室上外接的传动装置的密封装置功能单一，不能满足两种运动的工况。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种真空腔室用旋转伸缩密封结构，以满足两种运动的工作情况下的密封。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种真空腔室用旋转伸缩密封结构，包括旋转运动输出接头、外壳、旋转驱动机构、旋转伸缩轴，其中旋转伸缩轴插设于外壳内、且具有轴向移动和旋转的自由度，所述旋转伸缩轴的一端与旋转运动输出接头连接，另一端与旋转驱动机构连接，所述旋转伸缩轴和所述外壳之间设有密封空腔，所述外壳上设有与所述密封空腔连通的气孔。
所述密封空腔的两端设有套设于所述旋转伸缩轴上的上部弹簧张力密封圈和下部弹簧张力密封圈。
所述上部弹簧张力密封圈的外侧设有套设于所述旋转伸缩轴上的上方压紧盖板，所述上方压紧盖板与所述外壳连接，所述下部弹簧张力密封圈的外侧设有套设于所述旋转伸缩轴上的下方压紧套。
所述旋转伸缩轴和所述外壳之间设有位于所述下方压紧套下方的行程导套。
所述旋转驱动机构通过拉伸弹簧与所述外壳连接。
所述旋转驱动机构上设有用于对所述外壳滑动连接的导向轴。
所述旋转运动输出接头与真空腔室内的旋转体通过斜面连接。
所述旋转驱动机构为伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与所述旋转伸缩轴连接。
本发明的优点及有益效果是：本发明在需要旋转伸缩运动时不需要保证密封性，在保证密封性时不需要进行运动，本发明适用于同时需要两种运动的工作情况下。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖视图。
图中：1、旋转运动输出接头，2、外壳，3、导向轴，4、拉伸弹簧，5、联轴器，6、伺服电机，7、气孔，8、旋转伸缩轴，9、上部弹簧张力密封圈，10、下部弹簧张力密封圈，11、行程导套，12、下方压紧套，13、上方压紧盖板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1-2所示，本发明提供的一种真空腔室用旋转伸缩密封结构，包括旋转运动输出接头1、外壳2、旋转驱动机构、旋转伸缩轴8，其中旋转伸缩轴8插设于外壳2内、且具有轴向移动和旋转的自由度，旋转伸缩轴8的一端与旋转运动输出接头1连接，另一端与旋转驱动机构连接，旋转伸缩轴8和外壳2之间设有密封空腔，外壳2上设有与密封空腔连通的气孔7，气孔7与外部高压氮气源相连。
旋转驱动机构为伺服电机6，伺服电机6的输出轴通过联轴器5与旋转伸缩轴8的下端连接。
密封空腔的两端设有套设于旋转伸缩轴8上的上部弹簧张力密封圈9和下部弹簧张力密封圈10，上部弹簧张力密封圈9的外侧设有套设于旋转伸缩轴8上的上方压紧盖板13，上方压紧盖板13与外壳2连接，下部弹簧张力密封圈10的外侧设有套设于旋转伸缩轴8上的下方压紧套12。上方压紧盖板13用于压紧限位上部弹簧张力密封9，下方压紧套12用于压紧下部弹簧张力密封10。旋转伸缩轴8和外壳2之间设有位于下方压紧套12下方的行程导套11。在极低速运动的情况下，行程导套11可以使用直线轴承进行替代。
伺服电机6通过两个拉伸弹簧4与外壳2连接，拉伸弹簧4用于需要缓冲动作的工作状态下，此外，还可以采用气缸等外部动力源提供伸缩运动。
伺服电机6上设有与外壳2滑动连接的两根导向轴3，使用两根导向轴3及直线轴承保证其伸缩运动的精度。旋转运动输出接头1与真空腔室内的旋转体通过斜面连接。
本发明的工作原理是：
旋转运动输出接头1用于和真空腔室内的旋转体相连，旋转运动输出接头1采用斜面的方式，当真空腔室内的旋转体落入斜面后，会推动旋转伸缩轴8及伺服电机6一同下坠，导向轴3保证运动的直线性，此时拉伸弹簧4会提供拉紧力，旋转运动输出接头1与旋转体紧密接触。在需要旋转时，伺服电机6运动，带动旋转伸缩轴8以及旋转运动输出接头1一同转动。在运动过程中，真空腔室不需要保持真空状态，当运动结束后，腔室门关闭，腔室内部抽真空。此时，通过气孔7向外壳2中上部弹簧张力密封圈9与下部弹簧张力密封圈10之间的密封空腔内充入高压氮气，高压氮气会使弹簧张力密封圈的两个密封面分别贴紧内壁和外壁，压力越大，密封性能越好。下方压紧套12和上方压紧盖板13均用于在充气时保证弹簧张力密封圈的轴向位置。高压氮气的压力可以根据实际情况进行调整。
本发明的上部弹簧张力密封9、下部弹簧张力密封10与外壳2之间形成的密闭腔空，可以通过气孔7充入高压氮气提升密封性能，还可以泄压至常压保证运动性能。本发明使用拉伸弹簧4作为复位缓冲，使得旋转运动输出接头1和腔室内部的旋转体紧密接触；采用两根导向轴3，保证旋转伸缩轴8的直线运动；
本发明避免采用磁流体的方式进行密封，一方面给旋转轴密封增加了伸缩向运动的自由度，另一方面，由于弹簧张力密封圈可用的温度范围更广，也适用于高温的腔室密封。在需要密封的场合下，牺牲机构的运动性能，保证密封性，在需要运动的场合下，牺牲机构的密封性能，保证运动。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种真空腔室用旋转伸缩密封结构，其特征在于，包括旋转运动输出接头(1)、外壳(2)、旋转驱动机构、旋转伸缩轴(8)，其中旋转伸缩轴(8)插设于外壳(2)内、且具有轴向移动和旋转的自由度，所述旋转伸缩轴(8)的一端与旋转运动输出接头(1)连接，另一端与旋转驱动机构连接，所述旋转伸缩轴(8)和所述外壳(2)之间设有密封空腔，所述外壳(2)上设有与所述密封空腔连通的气孔(7)；
所述密封空腔的两端设有套设于所述旋转伸缩轴(8)上的上部弹簧张力密封圈(9)和下部弹簧张力密封圈(10)；
所述上部弹簧张力密封圈(9)的外侧设有套设于所述旋转伸缩轴(8)上的上方压紧盖板(13)，所述上方压紧盖板(13)与所述外壳(2)连接，所述下部弹簧张力密封圈(10)的外侧设有套设于所述旋转伸缩轴(8)上的下方压紧套(12)；
所述旋转伸缩轴(8)和所述外壳(2)之间设有位于所述下方压紧套(12)下方的行程导套(11)；
所述旋转驱动机构通过拉伸弹簧(4)与所述外壳(2)连接；
所述旋转驱动机构上设有用于对所述外壳(2)滑动连接的导向轴(3)。
2.根据权利要求1所述的真空腔室用旋转伸缩密封结构，其特征在于，所述旋转运动输出接头(1)与真空腔室内的旋转体通过斜面连接。
3.根据权利要求1所述的真空腔室用旋转伸缩密封结构，其特征在于，所述旋转驱动机构为伺服电机(6)，所述伺服电机(6)的输出轴通过联轴器(5)与所述旋转伸缩轴(8)连接。
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