RU2005125427A - Устройство вращательного уплотнителя и соответствующие устройства и способы - Google Patents

Claims (29)

1. Устройство вращательного уплотнителя, предназначенное для взаимодействия в основном с цилиндрической формой, имеющей внешний диаметр, в которой образована ось, причем форма также имеет противоположные первый и второй торцы и радиальный фланец, причем фланец имеет внешний диаметр, а форма предназначена для помещения в нее образца, при этом указанное устройство содержит раму, в которой образована ось; устройство соединения с формой, предназначенное для установки в него формы и для осевого перемещения формы по отношению к раме; смещаемый элемент, функционально соединенный с рамой и выполненный с возможностью соединения со вторым торцом формы, при осевом перемещении формы в соединении со смещаемым элементом посредством устройства соединения с формой, причем устройство соединения с формой выполнено с возможностью последующего высвобождения формы так, что форма становится независимой от него, причем смещаемый элемент выполнен с возможностью смещения от оси рамы и одновременного перемещения с орбитальным движением вокруг оси рамы, причем участок формы, находящийся на расстоянии от второго торца, удерживается в точке вращения вдоль оси рамы, а второй торец формы перемещается с орбитальным движением, при этом форма вращается и динамически удерживается под углом вращения по отношению к смещению смещаемого элемента, точке вращения и оси рамы.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее вращающийся элемент, выполненный с возможностью вращения вокруг оси рамы, а также с возможностью поддерживания смещаемого элемента для перемещения смещаемого элемента поперечно по отношению к нему.

3. Устройство по п.1, дополнительно содержащее фиксирующее устройство, функционально соединенное со смещаемым элементом и выполненное с возможностью фиксации второго торца формы на смещаемом элементе при вращении формы.

4. Устройство по п.1, содержащее прижимной толкатель, функционально и подвижно соединенный с рамой и выполненный с возможностью перемещения вдоль оси рамы через первый торец формы, для приложения прижимного давления к образцу, находящемуся внутри формы, причем прижимной толкатель выполнен с возможностью удерживания участка формы в точке вращения вдоль оси рамы.

5. Устройство по п.4, в котором прижимной толкатель содержит головку, выполненную с возможностью введения через первый торец формы, для соединения ее с образцом, причем головка толкателя предназначена для удержания участка формы в точке вращения вдоль оси рамы.

6. Устройство по п.4, содержащее контроллер, выполненный с возможностью соединения с прижимным толкателем и смещаемым элементом, а также с возможностью управления ими, причем контроллер предназначен для динамического направления прижимного толкателя для приложения давления сжатия и смещаемого элемента, который обеспечивает и поддерживает угол вращения.

7. Устройство по п.6, содержащее устройство датчика давления сжатия, соединенное с контроллером и предназначенное для определения давления сжатия, приложенного к образцу.

8. Устройство по п.6, содержащее устройство датчика угла формы, соединенное с контроллером и предназначенное для определения угла поворота формы.

9. Устройство по п.1, содержащее устройство, исключающее вращение, которое функционально соединено с рамой, причем устройство, исключающее вращение, выполнено с возможностью соединения с формой при вращении формы, по существу, для предотвращения вращения формы вокруг оси формы.

10. Устройство по п.1, в котором устройство соединения с формой дополнительно содержит: подвижную установочную пластину, выполненную с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением вдоль оси рамы; пару поворотных элементов, шарнирно установленных на подвижной установочной пластине вдоль параллельных осей поворота; рельсы держателя, установленные на каждом поворотном элементе, причем рельсы держателя в поперечном направлении разделены расстоянием меньшим, чем внешний диаметр фланца, при этом в первом положении подвижной установочной пластины рельсы держателя выполнены с возможностью поддерживания формы за фланец над смещаемым элементом, причем поворотные элементы выполнены с возможностью поворота между первым и вторым положениями так, что при установке подвижной установочной пластины во втором положении рельсы держателя разведены больше, чем на расстояние внешнего диаметра фланца, и не поддерживают форму за фланец.

11. Устройство по п.10, содержащее фиксированную установочную пластину, функционально соединенную с рамой; и по меньшей мере одно устройство смещения, функционально соединенное между фиксированной установочной пластиной и подвижной установочной пластиной, причем по меньшей мере одно устройство смещения предназначено для перемещения подвижной установочной пластины на расстояние от фиксированной установочной пластины из первого положения во второе положение.

12. Устройство по п.11, содержащее шарнирный элемент, функционально соединенный между фиксированной установочной пластиной и каждым из поворотных элементов, причем фиксированная установочная пластина и поворотные элементы расположены на противоположных сторонах подвижной установочной пластины.

13. Устройство по п.12, содержащее по меньшей мере одно устройство смещения, выполненное с возможностью перемещения подвижной установочной пластины от фиксированной установочной пластины, для перемещения формы, соединенной со смещаемым элементом, при этом шарнирные элементы выполнены с возможностью ограничения поворотных элементов по отношению к фиксированной установочной пластине, обеспечивая поворот поворотных элементов вокруг соответствующей оси поворота, для разведения поддерживающих рельсов и высвобождения формы, при этом форма поддерживается смещаемым элементом.

14. Устройство по п.1, в котором во втором торце формы сформирована изогнутая по радиусу несущая поверхность, проходящая вокруг ее внутренней окружности, а на смещаемом элементе образована изогнутая по радиусу несущая поверхность, взаимно дополняющая и соответствующая несущей поверхности второго торца формы, причем несущая поверхность смещаемого элемента выполнена с возможностью подвижного соединения с несущей поверхностью второго торца, по мере вращения формы.

15. Устройство по п.1, в котором рама дополнительно содержит по меньшей мере один компонент, содержащий ламинированный листовой материал.

16. Устройство по п.15, в котором по меньшей мере один компонент сконфигурирован так, что ламинированный листовой материал усиливает по меньшей мере его участок.

17. Устройство по п.15, в котором, по меньшей мере, один компонент образует канал, а ламинированный листовой материал образует, по меньшей мере, участок канала.

18. Устройство по п.15, в котором рама дополнительно содержит множество компонентов, причем по меньшей мере два расположенных рядом друг с другом компонента соединены перемычкой и по меньшей мере один из расположенных рядом друг с другом компонентов, сформирован вокруг перемычки из ламинированного листового материала для усиления соединения между соседними компонентами.

19. Устройство по п.1, в котором рама сконфигурирована с возможностью установки в нее формы и, вместо устройства соединения с формой, устройство содержит прижимной толкатель, функционально и подвижно соединенный с рамой и выполненный с возможностью перемещения вдоль ее оси, причем прижимной толкатель выполнен с возможностью установки и функционального соединения с формой через первый торец и с возможностью перемещения внутри формы для приложения давления сжатия к образцу внутри формы, при этом прижимной толкатель поддерживает участок формы в точке вращения вдоль оси рамы, в котором смещаемый элемент выполнен с возможностью смещения от оси рамы и одновременного перемещения с орбитальным движением вокруг оси рамы, при этом второй торец формы выполнен с возможностью перемещения с орбитальным движением, причем форма выполнена с возможностью вращения и динамического смещения в поперечном направлении по отношению к оси рамы, перемещаясь с орбитальным движением, для постоянного регулирования угла поворота и поддержания выбранного угла поворота по отношению к смещению смещаемого элемента, точке поворота и оси рамы.

20. Способ изготовления устройства вращательного уплотнителя по любому из пп.1-19, в котором функционально соединяют множество компонентов, составляющих раму, на оправке, сконфигурированной для совмещения компонентов с требуемым взаимным положением; закрепляют компоненты вместе для формирования рамы, причем в раме определена ось, и рама содержит элементы совмещения, функционально соединенные с ней; снимают раму с оправки; функционально соединяют устройство манипуляции с образцом, которое содержит множество компонентов, с рамой, причем устройство манипуляции с образцом предназначено для установки формы, выполненной с возможностью размещения в ней образца и обеспечивает возможность вращения формы при приложении к образцу прижимного давления, причем компоненты устройства манипуляции с образцом имеют элементы совмещения, соответствующие элементам совмещения рамы, функционально соединенные с нею, для обеспечения установки устройства манипуляции с образцом по отношению к оси, когда устройство манипуляции с образцом функционально соединено с рамой.

21. Устройство измерения давления, предназначенное для использования с устройством вращательного уплотнителя, содержащее прижимной несущий элемент; элемент в виде удлиненного стержня, в котором определена ось, имеющий первый конец, функционально соединенный с прижимным несущим элементом, и противоположный второй конец; удлиненную муфту, проходящую концентрически поверх элемента стержня плотно вокруг него, выполненную с возможностью соединения с элементом стержня со скольжением на большей части длины соединения, при этом, по существу, ограничивается осевое движение элемента стержня по отношению к удлиненной муфте, причем муфта имеет первый торец, проходящий в направлении к прижимному несущему элементу, где муфта соединена с элементом стержня, и противоположный второй торец; устройство определения нагрузки, соединенное с муфтой, причем устройство определения нагрузки зафиксировано по оси по отношению к муфте, при этом устройство определения нагрузки соединено с элементом стержня для измерения действительной осевой нагрузки, приложенной к прижимному несущему элементу через элемент стержня.

22. Устройство по п.21, содержащее винтовой механизм, функционально соединенный вокруг и зафиксированный по оси на втором торце муфты, причем винтовой механизм функционально соединен с устройством определения нагрузки и проходит до конца элемента стержня, противоположного прижимному несущему элементу, винтовой механизм выполнен с возможностью вращения вокруг оси для приведения прижимного несущего элемента к осевому смещению через элемент стержня.

23. Устройство по п.22, в котором устройство измерения нагрузки функционально соединено с винтовым механизмом для измерения действительной осевой нагрузки, приложенной к прижимному несущему элементу через элемент стержня и винтовой механизм.

24. Устройство по п.21, содержащее контроллер, соединенный с устройством измерения нагрузки и винтовым механизмом и предназначенный для управления винтовым механизмом, причем контроллер выполнен с возможностью динамического определения действительной осевой нагрузки посредством устройства измерения нагрузки, а также с возможностью сравнения действительной осевой нагрузки с требуемым значением осевой нагрузки, и если действительная осевая нагрузка отличается от требуемой осевой нагрузки, направляет винтовой механизм для осевого смещения прижимного несущего элемента, пока действительная осевая нагрузка не станет соответствовать требуемой осевой нагрузке.

25. Устройство, предназначенное для определения и поддержания угла вращения формы, соединенной с устройством вращательного уплотнителя, в котором образована ось, причем форма выполнена в основном цилиндрической, в которой образована ось, и имеет противоположные первый и второй торцы, причем форма выполнена с возможностью вращения вокруг оси устройства в точке вращения, смещенной от второго торца в направлении к первому торцу, при этом указанное устройство содержит смещаемый элемент, предназначенный для соединения со вторым торцом формы при поперечном смещении от оси устройства, и движущийся с орбитальным движением вокруг оси устройства, что обеспечивает вращение формы по отношению к точке вращения, причем точка вращения расположена на расстоянии от второго торца формы; устройство датчика, предназначенное для динамического определения действительного угла вращения формы при вращении формы, причем действительный угол вращения связан со смещением смещаемого элемента, точкой вращения и осью устройства; контроллер, функционально соединенный со смещаемым элементом и выполненный с возможностью регулирования поперечного смещения смещаемого элемента при вращении формы, для обеспечения требуемого угла вращения по отношению к точке вращения, причем контроллер соединен с устройством датчика и реагирует на него, динамически регулируя поперечное смещение смещаемого элемента для поддержания действительного угла вращения, по существу, равным требуемому углу вращения.

26. Устройство по п.25, содержащее вращающийся элемент, выполненный с возможностью вращения вокруг оси устройства, причем вращающийся элемент предназначен для поддерживания смещаемого элемента, при этом смещаемый элемент выполнен с возможностью перемещения в поперечном направлении по отношению к нему.

27. Устройство очистки, предназначенное для удаления остатков образца из устройства вращательного уплотнителя, в котором образована ось, причем устройство вращательного уплотнителя содержит смещаемый элемент, функционально соединенный с вращающимся элементом, который предназначен для вращения вокруг оси, смещаемый элемент соединен с торцом формы, который имеет точку вращения, расположенную на расстоянии от этого торца, и выполнен с возможностью смещения от оси, что обеспечивает вращение формы по отношению к точке вращения, когда смещаемый элемент выполняет орбитальные движения вокруг оси посредством вращающегося элемента, при этом указанное очистительное устройство содержит пластину, имеющую первую сторону, на которой установлен вращающийся элемент и которая зафиксирована относительно оси, причем пластина имеет вторую сторону, противоположную первой стороне, и на первой стороне выполнена канавка, расположенная по радиусу от вращающегося элемента, причем канавка предназначена для сбора остатков образца, в пластине дополнительно выполнен канал, проходящий от канавки в направлении ко второй стороне, причем канал предназначен для облегчения удаления остатков образца из вращательного уплотнителя; и выметающий элемент, выполненный с возможностью орбитального движения вокруг оси, функционально соединенный с канавкой, выполненной в пластине, при этом выметающий элемент предназначен для передвижения остатков образца вдоль канавки и направления остатков образца в канал для их удаления из вращательного уплотнителя.

28. Устройство по п.27, в котором выметающий элемент функционально соединен с вращающимся элементом и выполнен с возможностью движения вместе с ним, при этом вращающийся элемент обеспечивает орбитальное движение выметающего элемента вокруг оси при вращении вращающегося элемента.

29. Устройство по п.27, в котором выметающий элемент предназначен для избирательного выполнения орбитальных движений вокруг оси независимо от вращающегося элемента и функционально соединен с канавкой, выполненной в пластине.