CN220217076U - 一种局部真空电子束焊接密封装置及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子束焊接技术领域，提供一种局部真空电子束焊接密封装置及焊接装置，局部真空电子束焊接密封装置包括相对设置于工件外侧的外部密封机构，相对设置于工件内部的内部密封机构以及真空结构；内部密封机构包括内部静密封结构、预紧机构、连杆机构以及动力源。本实用新型提供的一种局部真空电子束焊接密封装置，具有外部密封装置、内部密封装置以及真空结构，提供了大型管件焊接所需要的局部真空条件，使得大型管件的电子束焊接不再受真空条件限制，操作便利。此外，内部密封装置的预紧机构可以根据工件的厚度调节自身的打开程度进而控制对内部静密封装置的顶起程度，来满足不同厚度管件的焊接需求，具有良好的应用价值。

Description

一种局部真空电子束焊接密封装置及焊接装置

技术领域

本实用新型涉及电子束焊接技术领域，特别涉及一种局部真空电子束焊接密封装置及焊接装置。

背景技术

电子束焊是20世纪60年代发展起来的焊接技术，具有焊缝窄、焊接速度快、焊接质量高等优点，但是由于电子束在气体中飞行会与气体分子和其它粒子发生弹性散射现象，大大减弱了电子束在工件上的穿透能力，这使得电子束焊接必须在真空环境下完成。通常电子束焊接时是将焊接件置于真空室内完成焊接，真空室空间大小严格限制了焊接工件的大小，这就使得大型舰船、航空、航天等大型工件的焊接难以在有限的真空室内实现。现有技术难以满足对大型管件的电子束焊接要求。

实用新型内容

为解决上述现有技术中对大型管件的电子束焊接难以满足其焊接要求的不足，本实用新型提供一种局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：包括相对设置于工件外侧的外部密封机构，相对设置于工件内部的内部密封机构以及真空结构；外部密封机构用于对工件的外密封，内部密封机构用于对工件的内密封，真空结构用于使外部密封机构和内部密封机构内部呈真空状态；内部密封机构包括内部静密封结构、预紧机构、连杆机构以及动力源，动力源与连杆机构相连接，连杆机构与预紧机构相连接，预紧机构向外顶起内部静密封结构，用于对工件的内密封。

在一实施例中，外部密封机构包括外部动密封结构、外密封基座以及外部静密封结构，外部动密封结构与外密封基座上部紧密贴合实现对工件的外部动密封；外部静密封结构嵌设于外密封基座底部，且外密封基座底部、外部静密封结构均与工件紧密贴合，共同实现对工件的外部静密封。

在一实施例中，外部动密封结构包括外密封罩与动密封组件，动密封组件包括动密封滑环、辅助密封组件；动密封滑环安装在外密封罩内腔；外密封基座上部具有预紧弹簧组件，外密封基座上部的预紧弹簧组件与动密封滑环直接相抵提供预紧力，使外密封基座上部、动密封滑环与外密封罩的内腔壁三者紧密贴合。

在一实施例中，动密封滑环底部设置有第三凹槽，辅助密封组件设置于第三凹槽内，实现动密封滑环底部与外密封基座之间的密封。

在一实施例中，外部静密封结构具有第一静密封组件，外密封基座底部设置有第一凹槽，第一静密封组件与外密封基座底部的第一凹槽相配合实现外部静密封。

在一实施例中，内部静密封结构包括第二静密封组件、内密封环、内密封端盖、内密封座；内密封端盖与内密封座连接，内密封端盖与内密封座之间嵌设有内密封环，内密封环与工件紧密贴合，内密封环开设有第二凹槽，第二静密封组件设置于第二凹槽内。

在一实施例中，第二凹槽至少有三个，分别开设于靠近工件一侧的内密封环外表面上、靠近内密封盖一侧的内密封环外表面上、靠近内密封座一侧的内密封环外表面上。

在一实施例中，预紧机构包括开口顶圈、第一铰接结构、第二铰接结构、连接座；

第一铰接结构包括第一铰接件和第二铰接件；第一铰接件、第二铰接件通过第二铰接结构各自与开口顶圈、连接座铰接，连接座与连杆机构相连接。

在一实施例中，真空结构包括真空孔组件，真空孔分别位于外密封基座和内密封端盖上。

本实用新型还提供一种局部真空电子束焊接装置，其特征在于：包括电子枪、如上述任一实施例所述的局部真空电子束焊接密封装置；

电子枪位于局部真空电子束焊接密封装置的外密封罩顶部。

基于上述，与现有技术相比，本实用新型提供的一种局部真空电子束焊接密封装置，具有外部密封装置、内部密封装置以及真空结构，提供了大型管件焊接所需要的局部真空条件，使得大型管件的电子束焊接不再受真空条件限制，操作便利。此外，内部密封装置的预紧机构可以根据工件的厚度调节自身的打开程度进而控制对内部静密封装置的顶起程度，来满足不同厚度管件的焊接需求，具有良好的应用价值。

本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。

图1是本实用新型提供的局部真空电子束焊接密封装置的结构示意图；

图2为去掉外密封罩和内密封端盖的局部真空电子束焊接密封装置的结构示意图；

图3为局部真空电子束焊接密封装置的剖面图；

图4为外密封基座的正面结构示意图；

图5是沿图4的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；

图6是外密封基座的侧面结构示意图；

图7是预紧结构的结构示意图；

图8是本实用新型提供的局部真空电子束焊接装置的结构示意图。

附图标记：

110外部动密封结构	120外密封基座	130外部静密封结构
			111外密封罩	112动密封组件	112a动密封滑环
112b辅助密封组件	112c第三凹槽	121预紧弹簧
			122第一凹槽	131第一静密封组件	210内部静密封结构
211第二静密封组件	212内密封环	212a第二凹槽
			213内密封端盖	214内密封座	220预紧机构
221开口顶圈	222第一铰接结构	223第二铰接结构
			224连接座	230连杆机构	240动力源
300真空结构	310真空孔组件	400电子枪
			500工件

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，本实用新型所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本实用新型的限制；应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。

如图1到图3为本实用新型提供一种局部真空电子束焊接密封装置，其包括相对设置于工件500外侧的外部密封机构，相对设置于工件500内部的内部密封机构以及真空结构300；外部密封机构用于对工件500的外密封，内部密封机构用于对工件500的内密封，真空结构300用于使外部密封机构和内部密封机构内部呈真空状态；

外部密封机构包括外部动密封结构110、外密封基座120以及外部静密封结构130。

外部动密封结构110与外密封基座120上部紧密贴合实现对工件500的外部动密封；外部动密封结构110包括外密封罩111与动密封组件112，动密封组件112包括动密封滑环112a、辅助密封组件112b；动密封滑环112a安装在外密封罩111内腔；外密封基座120上部具有预紧弹簧121组件，外密封基座120上部的预紧弹簧121组件与动密封滑环112a直接相抵提供预紧力，使外密封基座120上部、动密封滑环112a与外密封罩111的内腔壁三者紧密贴合。

具体实施时，如图4到图6，外密封基座120上开有安装预紧弹簧121的小孔，预紧弹簧121安装在小孔内部，动密封滑环112a的侧面被外密封基座120上的预紧弹簧121紧压在外密封罩111上，预紧弹簧121提供预紧力，使得动密封滑环112a和外密封罩111之间可以更好地贴合，动密封滑环112a与外密封罩111之间密封效果更好。其中，外密封基座120上开设有多个小孔安装预紧弹簧121，多个预紧弹簧121周向排列挤压动密封滑环112a。

在一较佳实施例中，为了使得外部动密封效果更好，防止了各部件接触面之间气体泄漏，动密封滑环112a底部设置有第三凹槽112c，第三凹槽112c内装设有辅助密封组件112b，辅助密封组件112b保证动密封滑环112a底部与外密封基座120之间的密封，其中，一个第三凹槽112c内嵌设有一个辅助密封组件112b，在本实施例中，第三凹槽112c和辅助密封组件112b的数量均为一个，但不限于一个，也可以根据实际需要具体设置。

在外部动密封结构110中，动密封滑环112a和外密封罩111的贴合面是一个相对滑动的面，只有外密封罩111可以转动，动密封滑环112a相对于外密封罩111静止不动，外部动密封的辅助密封组件112b会有一定的变形提供摩擦力，使得动密封滑环112a、外密封基座120之间相对于外密封罩111是固定不动的。优选地，辅助密封组件112b为辅助密封O型圈。

外部静密封结构130嵌设于外密封基座120底部，外密封基座120底部、外部静密封结构130均与工件500紧密贴合，共同实现对工件500的外部静密封。外部静密封结构130具有第一静密封组件131，外密封基座120底部设置有第一凹槽122，第一静密封组件131与外密封基座120底部的第一凹槽122相配合实现外部静密封。其中第一凹槽122开设于靠近工件500一侧的外密封基座120的外表面上，第一静密封组件131嵌设于第一凹槽122内，实现外密封基座120与焊接工件500之间的外部静密封。优选地，所述静密封组件为密封O形圈，在本实施例中有2个静密封组件，需要说明的是，静密封组件的数量并不限于2个。

内部密封机构包括内部静密封结构210、预紧机构220、连杆机构230以及动力源240，动力源240与连杆机构230相连接，连杆机构230与预紧机构220相连接，预紧机构220向外顶起内部静密封结构210，用于对工件500的内密封。

内部静密封结构210包括第二静密封组件211、内密封环212、内密封端盖213、内密封座214；内密封端盖213与内密封座214连接，内密封端盖213与内密封座214之间嵌设有内密封环212，内密封环212与工件500紧密贴合，内密封环212开设有第二凹槽212a，第二静密封组件211设置于第二凹槽212a内。第二凹槽212a至少有三个，分别开设于靠近工件500一侧的内密封环212外表面上，靠近内密封盖一侧的内密封环212外表面上、靠近内密封座214一侧的内密封环212外表面上。

在本实施例中，外部密封机构对称设置有两组，如图3，其通过一顶部圆环将两个外部密封罩连接起来，从而使得两组外部密封机构连接为一体，顶部圆环开设有安装电子枪的安装座，两组外部密封机构之间形成一个外部环形腔室，外部环形腔室为后续外部密封机构抽真空提供了条件，位于顶部圆环的电子腔发射电子束从外部环形腔室穿过，将两块工件500焊接在一起，在本实施例中，顶部圆环上安装座的数量为一个，但不限定为一个，也可以是其他适配电子束枪达到更好焊接效果的数量。

内部静密封结构210也对称设置有两组，两组通过一块环形挡板连接成为一体，两个内密封座214和一块环形挡板组成一个环形内部腔室，环形内部腔室为后续内密封机构抽真空提供条件，此外环形挡板可以防止电子束击穿环形内部腔室。具体地，内密封座214与内密封端盖213连接，两者之间形成的容纳空间嵌设有内密封环212和第二静密封组件211。

每组外部密封机构与内部密封机构相对设置，两块所需焊接的工件500分别卡接固定在外部密封机构和内部密封机构之间，具体实施时，电子枪发射电子束，电子束通过被抽成真空的外部环形腔室，焊接两块工件500，穿过工件500的电子又穿过被抽成真空的内部环形腔室，被内部密封机构所设置的束流挡板所阻挡，防止电子束击穿内部环形腔室。

如图7，预紧机构220包括开口顶圈221、第一铰接结构222、第二铰接结构223、连接座224；第一铰接结构222包括第一铰接件和第二铰接件；第一铰接件、第二铰接件通过第二铰接结构223各自与开口顶圈221、连接座224铰接，连接座224与连杆机构230相连接。

在本实施例中，预紧机构220与内部静密封结构210相配也有两组，其中两组预紧机构220的连接座224均与连杆机构230相连接平行设置。此外，预紧机构220的开口顶圈221和第一铰接件嵌设于内密封座214和内密封端盖213之间形成的容纳空间内，容纳空间两壁的束缚可以限缩第一铰接件的转动，从而防止第一铰接结构222过度转动。

动力源240包括但不限于驱动马达等。连杆机构230优选为液压伸缩缸，也可以是伸缩杆、可伸缩气杆等，通过连杆机构230的伸缩带动预紧机构220实现对内部静密封结构210的预紧和放松。

真空结构300包括真空孔组件310，真空孔分别位于外密封基座120和内密封端盖213上。其中，位于外密封基座120上的真空孔贯穿外密封基座120用于将外部环形腔室抽成焊接所需的真空状态；位于内密封端盖213上的真空孔贯穿内密封端盖213和内密封座214，内密封端盖213和内密封座214之间装设有管道，用于连接外部抽真空机构，将内部环形腔室抽成焊接所需的真空状态。优选地，在焊接过程中，可持续地对密封机构进行抽真空的操作，也可为真空组件设置对应的塞子，在将内部抽成真空状态后，用塞子将真空孔堵起来，防止破坏真空状态。

具体实施时，动力源240带动连杆结构伸开，连杆机构230通过连接座224带动第一铰接结构222转动，第一铰接件和第二铰接件之间呈竖直状态，使得第一铰接件向上顶起开口顶圈221，开口顶圈221挤压内部静密封结构210，预紧机构220对内密封结构施加预紧力达到内部静密封效果，外密封基座120通过静密封结构固定在焊接工件500外侧，外密封罩111通过动密封组件112同外密封基座120形成动密封结构，内部密封结构与外部密封结构配合将所需焊接的工件500固定，然后将外密封基座120和内密封端盖213上的真空孔连接真空泵，将外部环形腔室和内部环形腔室抽成真空状态，直至达到焊接所需的真空度，之后电子枪400发射电子束对工件500进行焊接，焊接结束后，动力源240带动连杆机构230收缩，连杆机构230带动第一铰接结构222回转，第一铰接件和第二铰接件之间重新呈一定角度连接，第一铰接件回到初始位置，不再顶起开口顶圈221，开口顶圈221的开口逐渐缩小，内部静密封结构210不再挤压焊接工件500，最后将焊接完成的工件500取出。

如图8，本实用新型还提供一种局部真空电子束焊接装置，其包括电子枪400、如上述任一实施例所述的局部真空电子束焊接密封装置；

电子枪400固定安装在外密封罩111上并随外密封罩111做围绕轴线的旋转运动，当局部真空电子束焊接密封装置达到焊接所需要的真空度后，电子枪400发射高能电子束同时外密封罩111相对外密封基座120旋转，完成焊接工件500的周向焊接。焊接完成时，液压缸收缩使内密封预紧机构220放松，取出工件500，焊接完成。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的一种局部真空电子束焊接密封装置，还具有如下优点：

(1)每个直接接触面之间均设置了O形圈，防止接触面之间造成气体泄漏破坏真空环境。

(2)环形挡板的存在可以将穿过工件的电子束阻挡，防止电子束击穿内部环形腔室。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本实用新型的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

尽管本文中较多的使用了诸如外部密封机构、内部密封机构、预紧机构、真空结构、动密封组件、静密封组件等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的；本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：包括相对设置于工件外侧的外部密封机构，相对设置于所述工件内部的内部密封机构以及真空结构；所述外部密封机构用于对所述工件的外密封，所述内部密封机构用于对所述工件的内密封，所述真空结构用于使所述外部密封机构和所述内部密封机构内部呈真空状态；

所述内部密封机构包括内部静密封结构、预紧机构、连杆机构以及动力源，所述动力源与所述连杆机构相连接，所述连杆机构与所述预紧机构相连接，所述预紧机构向外顶起所述内部静密封结构，用于对所述工件的内密封。

2.根据权利要求1所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述外部密封机构包括外部动密封结构、外密封基座以及外部静密封结构，所述外部动密封结构与所述外密封基座上部紧密贴合实现对所述工件的外部动密封；所述外部静密封结构嵌设于所述外密封基座底部，且所述外密封基座底部、所述外部静密封结构均与所述工件紧密贴合，共同实现对所述工件的外部静密封。

3.根据权利要求2所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述外部动密封结构包括外密封罩与动密封组件，所述动密封组件包括动密封滑环、辅助密封组件；

所述动密封滑环安装在所述外密封罩内腔；所述外密封基座上部设置有预紧弹簧组件，所述外密封基座上部的所述预紧弹簧组件与所述动密封滑环直接相抵提供预紧力，使所述外密封基座上部、所述动密封滑环与外密封罩的内腔壁三者紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述动密封滑环底部设置有第三凹槽，所述辅助密封组件设置于所述第三凹槽内，实现所述动密封滑环底部与所述外密封基座之间的密封。

5.根据权利要求2所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述外部静密封结构具有第一静密封组件，所述外密封基座底部具有第一凹槽，所述第一静密封组件与所述外密封基座底部的所述第一凹槽相配合实现外部静密封。

6.根据权利要求2所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述内部静密封结构包括第二静密封组件、内密封环、内密封端盖、内密封座；所述内密封端盖与所述内密封座连接，所述内密封端盖与所述内密封座之间嵌设有所述内密封环，所述内密封环与所述工件紧密贴合，所述内密封环开设有第二凹槽，所述第二静密封组件设置于所述第二凹槽内。

7.根据权利要求6所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述第二凹槽至少有三个，分别开设于靠近所述工件一侧的内密封环外表面上、靠近内密封盖一侧的内密封环外表面上、靠近所述内密封座一侧的内密封环外表面上。

8.根据权利要求1所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述预紧机构包括开口顶圈、第一铰接结构、第二铰接结构、连接座；

所述第一铰接结构包括第一铰接件和第二铰接件；所述第一铰接件、所述第二铰接件通过所述第二铰接结构各自与所述开口顶圈、所述连接座铰接，所述连接座与所述连杆机构相连接。

9.根据权利要求6所述的局部真空电子束焊接密封装置，其特征在于：所述真空结构包括真空孔组件，所述真空孔组件分别位于所述外密封基座和所述内密封端盖上。

10.一种局部真空电子束焊接装置，其特征在于：包括电子枪、如权利要求1-9任一项所述的局部真空电子束焊接密封装置；

所述电子枪位于所述局部真空电子束焊接密封装置的所述外密封罩顶部。