CN115011934B - 一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多弧离子镀技术领域，具体地说就是一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置。一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，包括多弧离子镀装置主体、磁流体密封装置和旋转引弧装置，所述旋转引弧装置与多弧离子镀装置主体通过磁流体密封装置密封转动连接。通过旋转气缸带动引弧部分转动，使引弧杆在转动过程中不断与靶弧源接触，激发电弧放电，能够减少引弧部分与磁流体密封装置之间的相对移动，减少对磁流体密封装置的损坏，延长设备的使用寿命，提高镀膜效率。
Description
技术领域
本发明涉及多弧离子镀技术领域，具体地说就是一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置。
背景技术
薄膜材料已经成为国家制造业中的一种重要材料，具有巨大的经济效益，被广泛地应用于航空、航天、冶金、化工、能源及生物等领域。与其他技术方法相比，电弧离子镀技术具有离化率高、沉积速率高、膜基结合力良好及设备操作简单等特点而在工业中获得了应用。电弧离子镀制备薄膜时，为了保持稳定电弧燃烧，阴极弧在靶表面快速运动，在靶表面区域实现尖端放电。
其中引弧装置与多弧离子镀装置主体通过磁流体密封装置进行密封，以保障多弧离子镀装置主体内部的气体环境。现有技术中的引弧装置通过伸缩形式实现与靶材表面的快速接触并离开，实现真空状态下瞬间击穿，激发电弧放电，引弧装置伸缩过程中与磁流体密封装置持续产生相对位移，容易造成磁流体密封装置的损伤漏气，影响设备的使用寿命及生产效率。
发明内容
为解决上述引弧装置工作伸缩过程中容易造成磁流体密封装置损坏的问题，本发明提供了一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，包括多弧离子镀装置主体、磁流体密封装置和旋转引弧装置，所述旋转引弧装置与多弧离子镀装置主体通过磁流体密封装置密封转动连接。
作为优化，所述的多弧离子镀装置主体包括装置外壳、靶弧源和样品固定组件，所述样品固定组件转动连接于所述装置外壳内部，所述磁流体密封装置连接于所述装置外壳上，所述旋转引弧装置与装置外壳转动连接，所述靶弧源设置于装置外壳内部，所述靶弧源上连接有弧源电源，所述靶弧源与旋转引弧装置相邻设置。
作为优化，所述的磁流体密封装置外侧与装置外壳固连，所述磁流体密封装置内部设有轴承，所述旋转引弧装置包括旋转气缸和引弧部分，所述旋转气缸的旋转轴上设有驱动杆，所述旋转气缸设置于装置外壳外侧，所述驱动杆另一端穿过所述轴承内圈设置于装置外壳内侧，所述引弧部分与设置于装置外壳内部的驱动杆一端相连，所述引弧部分用于接触靶弧源引弧。
作为优化，所述的引弧部分包括引弧杆，所述引弧杆垂直于所述驱动杆的轴心方向，所述引弧杆一端与驱动杆固连，所述引弧杆另一端与靶弧源接触连接。
作为优化，设置于装置外壳内部的驱动杆一端固定有驱动齿轮，所述引弧部分包括连接轴和引弧杆，所述连接轴平行于所述驱动杆设置，所述连接轴一端与所述装置外壳内壁转动连接，所述连接轴上连接有从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述引弧杆连接于所述连接轴远离装置外壳内壁的一侧，所述引弧杆的长度方向一端垂直连接于所述驱动杆的轴心方向设置，所述引弧杆另一端与靶弧源接触连接，所述从动齿轮直径小于驱动齿轮直径。
作为优化，所述装置外壳外侧面设有气密室，所述驱动杆与气密室转动连接。
作为优化，所述的引弧部分外侧连接有驱动齿轮，所述引弧部分包括连接轴和引弧杆，所述连接轴上设有从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述引弧杆一端与连接轴固连，所述引弧杆另一端与靶弧源接触连接，所述连接轴一端与装置外壳内侧面转动连接，所连接轴另一端设有圆柱形配重块，所述圆柱形配重块与连接轴同轴心设置，所述从动齿轮直径小于驱动齿轮直径。
作为优化，所述的驱动齿轮的轴心位置设有连接孔，所述连接孔内侧圆周面上均匀设有若干个卡槽，所述驱动杆内部设有调节组件，所述调节组件包括卡接部分和调节部分，所述卡接部分与卡槽卡接，所述卡接部分与调节部分滑动连接。
作为优化，所述的卡接部分包括卡块和调节滑块，所述卡块上侧与卡槽可拆卸的连接，所述卡块内部设有沿卡块长度方向设置的调节槽，所述调节槽倾斜设置，所述调节滑块顶部设有连接杆，所述连接杆上端与所述调节槽滑动连接；
调节部分包括调节通道、气滑环和通气装置，所述调节通道沿驱动杆的轴心方向设置，所述气滑环与设置于装置外壳外侧的驱动杆转动连接，所述通气装置与气滑环相连，所述通气装置用于给调节通道内部通气，所述调节通道远离气滑环的一侧设有带气孔的限位板，所述调节滑块设置于限位板与装置外壳之间，所述调节通道远离装置外壳的一端连接有排气管，所述排气管设置于驱动杆内部，所述排气管另一端设置于装置外壳外侧，所述调节通道通过排气管与外部贯通连接。
作为优化，所述的调节滑块的高度与连接杆的高度之和等于调节槽下端与调节通道上侧面之间的距离相等，所述调节槽上端与调节槽下端的高度差大于所述调节槽上端与调节滑块顶部的距离。
本方案的有益效果是：一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，具有以下有益之处：
通过旋转气缸带动引弧部分转动，使引弧杆在转动过程中不断与靶弧源接触，激发电弧放电，能够减少引弧部分与磁流体密封装置之间的相对移动，减少对磁流体密封装置的损坏，延长设备的使用寿命，提高镀膜效率；
在驱动杆上设置驱动齿轮，连接轴上设置从动齿轮，通过驱动齿轮带动从动齿轮转动，驱动齿轮转动一周，从动齿轮转动周数大于驱动齿轮，能够大大提高靶弧源的放电频率，同样激发频率的情况下能够降低驱动杆与磁流体密封装置的相对转动圈数，不仅能够促进镀膜效率的提高，促进镀膜均匀，同时也能够延长磁流体密封装置的使用寿命；
在连接轴上设置配重块，提高连接轴的转动惯性，通过卡接部分对驱动齿轮进行限位，当连接轴具有一定的初速度时，在配重块的惯性带动下继续转动，卡接部分脱离驱动齿轮，驱动杆即可停止转动，减少对磁流体密封装置的消耗。
附图说明
附图1为本发明结构示意图。
附图2为本发明旋转引弧装置实施例1示意图。
附图3为本发明旋转引弧装置实施例2示意图。
附图4为本发明旋转引弧装置实施例3示意图。
附图5为本发明附图4的A部分放大结构示意图。
附图6为本发明附图5的B部分放大结构示意图。
附图7为本发明实施例3的驱动齿轮轴侧示意图。
附图8为本发明磁流体密封装置结构示意图。
其中，1、多弧离子镀装置主体，2、磁流体密封装置，3、旋转引弧装置，4、装置外壳，5、靶弧源，6、样品固定组件，7、弧源电源，8、轴承，9、旋转气缸，10、驱动杆，11、引弧杆，12、驱动齿轮，13、连接轴，14、从动齿轮，15、气密室，16、配重块，17、卡槽，18、调节滑块，19、卡块，20、调节槽，21、连接杆，22、调节通道，23、气滑环，24、通气装置，25、限位板，26、排气管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，包括多弧离子镀装置主体1、磁流体密封装置2和旋转引弧装置3，所述旋转引弧装置3与多弧离子镀装置主体1通过磁流体密封装置2密封转动连接。
如图1所示，所述的多弧离子镀装置主体1包括装置外壳4、靶弧源5和样品固定组件6，所述样品固定组件6转动连接于所述装置外壳4内部，所述磁流体密封装置2连接于所述装置外壳4上，所述旋转引弧装置3与装置外壳4转动连接，所述靶弧源5设置于装置外壳4内部，所述靶弧源5上连接有弧源电源7，所述靶弧源5与旋转引弧装置3相邻设置。
所述的磁流体密封装置2外侧与装置外壳4固连，所述磁流体密封装置2内部设有轴承8，所述旋转引弧装置3包括旋转气缸9和引弧部分，所述旋转气缸9的旋转轴上设有驱动杆10，所述旋转气缸9设置于装置外壳4外侧，所述驱动杆10另一端穿过所述轴承8内圈设置于装置外壳4内侧，所述引弧部分与设置于装置外壳4内部的驱动杆10一端相连，所述引弧部分用于接触靶弧源5引弧。
如图2所示实施例1，所述的引弧部分包括引弧杆11，所述引弧杆11垂直于所述驱动杆10的轴心方向，所述引弧杆11一端与驱动杆10固连，所述引弧杆11另一端与靶弧源5接触连接。
使用时通过旋转气缸9带动驱动杆10转动，通过磁流体密封装置2对驱动杆10与装置外壳4的连接处进行密封，通过驱动杆10转动，带动引弧杆11转动，驱动杆10转动一周，引弧杆11与靶弧源5接触一次，形成一次放电。
如图3所示实施例2，设置于装置外壳4内部的驱动杆10一端固定有驱动齿轮12，所述引弧部分包括连接轴13和引弧杆11，所述连接轴13平行于所述驱动杆10设置，所述连接轴13一端与所述装置外壳4内壁转动连接，所述连接轴13上连接有从动齿轮14，所述驱动齿轮12与从动齿轮14啮合连接，所述引弧杆11连接于所述连接轴13远离装置外壳4内壁的一侧，所述引弧杆11的长度方向一端垂直连接于所述驱动杆10的轴心方向设置，所述引弧杆11另一端与靶弧源5接触连接，所述从动齿轮14直径小于驱动齿轮12直径。
如图3所示，所述装置外壳4外侧面设有气密室15，所述驱动杆10与气密室15转动连接。
本实施例中，驱动齿轮12的直径较大，当驱动齿轮12转动一周时，从动齿轮14带动连接轴13转动周数大于1，能够在旋转气缸9转速不变的情况下提高引弧杆11与靶弧源5的接触频率，或在引弧杆11与靶弧源5接触频率不变的情况下降低驱动杆10的转动速度；
通过气密室15对驱动杆10和装置外壳4连接处外侧进行密闭防护，防止外部潮湿空气影响磁流体密封装置2的使用寿命。
如图4所示实施例3，所述的引弧部分外侧连接有驱动齿轮12，所述引弧部分包括连接轴13和引弧杆11，所述连接轴13上设有从动齿轮14，所述驱动齿轮12与从动齿轮14啮合连接，所述引弧杆11一端与连接轴13固连，所述引弧杆11另一端与靶弧源5接触连接，所述连接轴13一端与装置外壳4内侧面转动连接，所连接轴13另一端设有圆柱形配重块16，所述圆柱形配重块16与连接轴13同轴心设置，所述从动齿轮14直径小于驱动齿轮12直径。
如图4、7所示，所述的驱动齿轮12的轴心位置设有连接孔，所述连接孔内侧圆周面上均匀设有若干个卡槽17，所述驱动杆10内部设有调节组件，所述调节组件包括卡接部分和调节部分，所述卡接部分与卡槽17卡接，所述卡接部分与调节部分滑动连接。
如图5所示，所述的卡接部分包括卡块19和调节滑块18，所述卡块19上侧与卡槽17可拆卸的连接，所述卡块19内部设有沿卡块19长度方向设置的调节槽20，所述调节槽20倾斜设置，所述调节滑块18顶部设有连接杆21，所述连接杆21上端与所述调节槽20滑动连接；
如图4～6所示，调节部分包括调节通道22、气滑环23和通气装置24，所述调节通道22沿驱动杆10的轴心方向设置，所述气滑环23与设置于装置外壳4外侧的驱动杆10转动连接，所述通气装置24与气滑环23相连，所述通气装置24用于给调节通道22内部通气，所述调节通道22远离气滑环23的一侧设有带气孔的限位板25，所述调节滑块18设置于限位板25与装置外壳4之间，所述调节通道22远离装置外壳4的一端连接有排气管26，所述排气管26设置于驱动杆10内部，所述排气管26另一端设置于装置外壳4外侧，所述调节通道22通过排气管26与外部贯通连接。
如图6所示，所述的调节滑块18的高度与连接杆21的高度之和等于调节槽20下端与调节通道22上侧面之间的距离相等，所述调节槽20上端与调节槽20下端的高度差大于所述调节槽20上端与调节滑块18顶部的距离。
本实施例中，通过驱动杆10转动，驱动齿轮12带动从动齿轮14和连接轴13转动，通过连接轴上的引弧杆11与靶弧源5接触放电；
在连接轴13上设置配重块16，配重块16旋转后具有一定惯性，通过通气装置24进行通气，使气体推动调节滑块18沿调节通过22移动，同时连接杆21上端沿卡块19的调节槽20进行移动，使连接杆21沿调节槽20下端移动至调节槽20的上端，实现卡块19的下移，解除卡块19对卡槽17的限位，调节通道22内的气体沿限位板25和排气管26排出设备外，旋转气缸9和驱动杆10停止转动，使驱动齿轮12沿驱动杆10空转，以此减少驱动杆10与磁流体密封装置之间的相对运动，延长磁流体密封装置的使用寿命；
当连接轴13的转动速率降低时，通过通气装置24吸气，使外部空气沿排气管26进入到调节通道22内，通过气压推动调节滑块18沿调节通道22回到原位置，调节滑块18顶部的连接杆21沿调节槽20的顶部移动至调节槽20的底部，使卡块19向上顶入到卡槽17内，实现对驱动齿轮12的限位，继续通过旋转气缸9带动驱动杆10和驱动齿轮12转动。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，其特征在于：包括多弧离子镀装置主体、磁流体密封装置和旋转引弧装置，所述旋转引弧装置与多弧离子镀装置主体通过磁流体密封装置密封转动连接；
所述的多弧离子镀装置主体包括装置外壳、靶弧源和样品固定组件，所述样品固定组件转动连接于所述装置外壳内部，所述磁流体密封装置连接于所述装置外壳上，所述旋转引弧装置与装置外壳转动连接，所述靶弧源设置于装置外壳内部，所述靶弧源上连接有弧源电源，所述靶弧源与旋转引弧装置相邻设置；
所述的磁流体密封装置外侧与装置外壳固连，所述磁流体密封装置内部设有轴承，所述旋转引弧装置包括旋转气缸和引弧部分，所述旋转气缸的旋转轴上设有驱动杆，所述旋转气缸设置于装置外壳外侧，所述驱动杆另一端穿过所述轴承内圈设置于装置外壳内侧，所述引弧部分与设置于装置外壳内部的驱动杆一端相连，所述引弧部分用于接触靶弧源引弧；
所述的引弧部分外侧连接有驱动齿轮，所述引弧部分包括连接轴和引弧杆，所述连接轴上设有从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述引弧杆一端与连接轴固连，所述引弧杆另一端与靶弧源接触连接，所述连接轴一端与装置外壳内侧面转动连接，所连接轴另一端设有圆柱形配重块，所述圆柱形配重块与连接轴同轴心设置，所述从动齿轮直径小于驱动齿轮直径；
所述的驱动齿轮的轴心位置设有连接孔，所述连接孔内侧圆周面上均匀设有若干个卡槽，所述驱动杆内部设有调节组件，所述调节组件包括卡接部分和调节部分，所述卡接部分与卡槽卡接，所述卡接部分与调节部分滑动连接；
所述的卡接部分包括卡块和调节滑块，所述卡块上侧与卡槽可拆卸的连接，所述卡块内部设有沿卡块长度方向设置的调节槽，所述调节槽倾斜设置，所述调节滑块顶部设有连接杆，所述连接杆上端与所述调节槽滑动连接；
调节部分包括调节通道、气滑环和通气装置，所述调节通道沿驱动杆的轴心方向设置，所述气滑环与设置于装置外壳外侧的驱动杆转动连接，所述通气装置与气滑环相连，所述通气装置用于给调节通道内部通气，所述调节通道远离气滑环的一侧设有带气孔的限位板，所述调节滑块设置于限位板与装置外壳之间，所述调节通道远离装置外壳的一端连接有排气管，所述排气管设置于驱动杆内部，所述排气管另一端设置于装置外壳外侧，所述调节通道通过排气管与外部贯通连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，其特征在于：所述的引弧部分包括引弧杆，所述引弧杆垂直于所述驱动杆的轴心方向，所述引弧杆一端与驱动杆固连，所述引弧杆另一端与靶弧源接触连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，其特征在于：设置于装置外壳内部的驱动杆一端固定有驱动齿轮，所述引弧部分包括连接轴和引弧杆，所述连接轴平行于所述驱动杆设置，所述连接轴一端与所述装置外壳内壁转动连接，所述连接轴上连接有从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述引弧杆连接于所述连接轴远离装置外壳内壁的一侧，所述引弧杆的长度方向一端垂直连接于所述驱动杆的轴心方向设置，所述引弧杆另一端与靶弧源接触连接，所述从动齿轮直径小于驱动齿轮直径。
4.根据权利要求3所述的一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，其特征在于：所述装置外壳外侧面设有气密室，所述驱动杆与气密室转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于电弧激发的磁性密封旋转装置，其特征在于：所述的调节滑块的高度与连接杆的高度之和等于调节槽下端与调节通道上侧面之间的距离相等，所述调节槽上端与调节槽下端的高度差大于所述调节槽上端与调节滑块顶部的距离。
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