一种抽真空用密封卡口装置，由抽气嘴和操作扳手组成。抽气嘴装在要抽真空的设备上，由抽气嘴座、螺纹堵和橡胶圈构成；操作扳手由抽气管、磁钢轴、磁钢套、轴承座、轴承盖、轴承和密封圈等构成。操作扳手左端接真空泵，右端与抽气嘴座间由螺纹压紧密封圈密封连接。转动处于大气环境中的磁钢套，由磁力驱动抽气管内部的磁钢轴，由磁钢轴右端花键带动螺纹堵，将橡胶圈压紧，实现卡口密封。密封后，反转抽气管松开螺纹连接，将操作扳手和抽气嘴分开。该装置的卡口密封在真空环境下操作，并可多次重复使用；抽气嘴和操作扳手可拆分，抽气嘴体积小、重量轻。特别适用于控制力矩陀螺、惯性动量轮等航天设备的抽真空和密封卡口。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抽真空用密封卡口装置，该装置具有在真空环境下卡口密封、可重复使用和体积小的特点，特别适用于要求对体积重量要求严格，且要求真空度高的控制力矩陀螺、惯性动量轮等航天产品的抽真空与卡口密封。
技术介绍
控制力矩陀螺、惯性动量轮等航天产品均存在高速或要求转速精度很高的转子。 空气阻力的存在，不仅会增大系统的功耗，而且还会影响转子的转速精度。因此这些仪器设备均需要很高的真空度，并且需要密封卡口操作。同时，航天产品对体积、重量的要求非常严格。由于控制力矩陀螺、惯性动量轮等产品由大量金属和非金属材料制成，并使用漆、胶、 和导线等辅助材料，并在零件设计上或多或少的存在由于螺纹连接形成的盲孔，因此将这些产品内部抽成真空度较高的真空非常困难。为实现高真空并能够保持，必须将这些产品内腔吸附在零件表面的气体全部抽走，而这些吸附气体的释放过程非常缓慢，为此抽真空所需时间一般都很长。实际操作过程中，一般是断续抽真空，即先抽一段时间，当真空度比较小时，关闭抽气阀门，使仪器腔内吸附在零件表面的气体释放一段时间，然后再打开阀门继续抽真空。如此往复多个循环，确保腔内气体充分抽空后，再密封卡口。因此要求所设计的抽气密封卡口装置，必须具备密封卡口瞬间能够防止气体向仪器设备内腔渗漏，而且体积重量小，能够重复使用的特点。目前现有的真空密封卡口装置及工艺主要有两类。第一类是采用市场上常见的针阀(或单向截止阀)。这类装置一般具有进气口、出气口和手柄三个端部，进气口端安装在仪器设备上，出气口与真空泵连接。当抽真空完成后，通过旋紧手柄进行卡口密封。此类装置具有操作简单的优点，但是由于抽真空和卡口装置集成在一起，手柄等装置不能与控制力矩陀螺和动量轮等产品分离，存在体积和重量大的缺点。第二类是将抽气管加工成带座的铜管，并将其安装在仪器设备上，铜管与真空泵通过软管连接。铜管一般采用退火处理的无氧铜制造。当抽真空完成后，采用圆口钳或液压钳将铜管压扁，靠铜原子间的紧密结合进行密封。该类装置具有体积小的特点，但在卡口瞬间容易漏气，致使卡口密封操作失败，同时由于铜管压扁为一次性使用，不可重复使用。该类装置宜将要密封的仪器设备置于更大的真空容器中，并在真空容器中用机械手进行密封卡口，此方法必需设计专用工装，成本较尚ο
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种体积和重量小、可重复使用的抽真空密封卡口装置， 尤其是，该装置能够在真空环境中对抽气口进行密封卡口操作。本专利技术所涉及的抽真空用密封卡口装置，由装在真空设备上的抽气嘴和密封卡口扳手两部分组成。抽气嘴由抽气嘴座、螺纹堵和橡胶圈组成；橡胶圈安装在螺纹堵右端的环槽上，螺纹堵左端部的多边形孔与其上的径向孔相通；螺纹堵通过螺纹安装在抽气嘴座的内螺纹孔内；操作扳手由磁钢轴、抽气管、轴承座、第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承、磁钢套、轴承盖和密封圈组成；磁钢轴由形状相同、径向充磁方向相反的瓦形第一内环磁钢和第二内环磁钢交叉排列拼成内磁环，用环氧胶粘在的扳手轴外壁上，并用压紧环通过螺纹压紧在扳手轴的左端构成，扳手轴的右端为多边形轴，与螺纹堵的多边形孔构成花键连接；磁钢轴的左、右两端分别装有第一轴承和第二轴承；第二轴承的外径安装在抽气管孔内右端台阶孔处，第一轴承的外径安装在轴承座的内孔中；轴承座通过螺纹安装在抽气管左端的孔内；抽气管外壁的左、右两端分别安装第三轴承和第四轴承；轴承盖用螺纹连接安装在抽气管的右端外部，并轴向压紧第四轴承的内环端面；第三轴承和第四轴承的外径分别安装在磁钢套的套筒零件左、右两端的孔内；磁钢套由形状相同、径向充磁方向相反的瓦形第一外环磁钢和第二外环磁钢交叉排列拼成外磁环，用环氧胶粘在套筒内孔壁上构成；密封圈安装在抽气管右端的阶梯孔内；抽气嘴安装在需要抽真空的仪器设备上，仪器设备的内腔与抽气嘴座的内孔相通；操作扳手右端与抽气嘴通过螺纹压紧密封圈实现抽气嘴和操作扳手之间的密封连接；操作扳手的左端接真空泵；螺纹堵左端的多边形孔与抽气嘴座的内腔相连通；抽真空时，逆时针(从左向右看)旋转磁钢套，由磁力驱动抽气管内部的磁钢轴逆时针转动，磁钢轴右端的多边形轴与螺纹堵的多边形孔所形成的花键驱动螺纹堵逆时针转动，螺纹堵与抽气嘴座之间的螺纹使螺纹堵在逆时针转动的同时向左侧移动，安装在螺纹堵右端环槽上的橡胶圈随螺纹堵一起向左侧移动，与抽气嘴内孔的锥面分开，仪器设备内腔的气体通过螺纹堵上的径向孔、磁钢轴中心的孔、抽气管左端的孔，进入真空泵被抽走；密封卡口时，顺时针(从左向右看)旋转磁钢套，由磁力驱动抽气管内部的磁钢轴顺时针转动，磁钢轴右端的多边形轴与螺纹堵的多边形孔所形成的花键驱动螺纹堵顺时针转动，螺纹堵与抽气嘴座之间的螺纹使螺纹堵在顺时针转动的同时向右侧移动，将橡胶圈压紧在抽气嘴座内孔的锥面上，使仪器设备内腔的气体与抽气管的内孔隔开，实现卡口密封；卡口密封后，逆时针(从左向右看)旋转抽气管，松开抽气管与抽气嘴座之间的螺纹连接，实现操作扳手和抽气嘴之间分离。本专利技术与现有技术相比，由于采用抽气嘴和操作扳手可分离的方式，使抽气嘴的体积和重量急剧减小；操作扳手上使用磁力驱动装置，通过旋转处于大气环境中的磁钢套， 由磁力驱动处于真空环境中的磁钢轴，进而驱动抽气嘴的螺纹堵进行动作，实现了在真空环境下的密封卡口操作；操作扳手与抽气嘴之间可以重复对接使用，使抽气嘴的抽真空和密封卡口操作可多次重复使用，为抽真空操作过程带来了方便；需要抽真空的仪器设备不需要放在真空容器中，采用本装置即可实现真空环境下的密封卡口，降低了抽真空卡口的成本。基于上述内容及装置所具有的特点，该装置特别适用于控制力矩陀螺、惯性动量轮等航天仪器设备或对抽气嘴的体积重量要求严格的抽真空和密封卡口操作中。附图说明图1为本专利技术提出的抽气嘴1及其操作扳手2的剖面图；图2为操作扳手2的横断面剖视图；图3为螺纹堵13的一个实例的剖面和结构图；图4为抽气管22的一个实例的剖面和结构图；图5为扳手轴211的一个实例的剖面和结构图中1-抽气嘴、11"抽气嘴座、12-螺纹堵、13-橡胶圈、2_操作扳手、21-磁钢轴、 211-扳手轴、212-内磁环、2121-第一内环磁钢、2122-第二内环磁钢、213-压紧环、22-抽气管、23-轴承座、241-第一轴承、242-第二轴承、251-第三轴承、252-第四轴承、26-磁钢套、261-外磁环、2611-第一外环磁钢、2612-第二外环磁钢、262-套筒、27-轴承盖、28-密封圈、121-径向孔、122-环槽、123-多边形孔、221-阶梯孔、2111-多边形轴。具体实施例方式如图1所示，本专利技术由抽气嘴1和操作扳手2两部分组成；抽气嘴1由抽气嘴座 11、螺纹堵12和橡胶圈13组成；橡胶圈13安装在螺纹堵12右端的环槽122 (见图幻上， 螺纹堵12左端部的多边形孔123(见图幻与其上的径向孔121 (见图3)相通；螺纹堵12 通过螺纹安装在抽气嘴座11的内螺纹孔内；操作扳手2由磁钢轴21、抽气管22、轴承座23、 第一轴承Ml、第二轴承M2、第三轴承251、第四轴承252、磁钢套沈、轴承盖27和密封圈28 组成；磁钢轴21由形状相同、径向充磁方向相反的瓦形第一内环磁钢2121和第二内环磁钢 2122交叉排列拼成内磁环212本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种抽真空用密封卡口装置，其特征在于：由抽气嘴（１）和操作扳手（２）两部分组成；抽气嘴（１）由抽气嘴座（１１）、螺纹堵（１２）和橡胶圈（１３）组成；橡胶圈（１３）安装在螺纹堵（１２）一端的环槽（１２２）上，螺纹堵（１２）另一端的多边形孔（１２３）与螺纹堵（１２）上的径向孔（１２１）相通；螺纹堵（１２）通过螺纹安装在抽气嘴座（１１）的内螺纹孔内；操作扳手（２）由磁钢轴（２１）、抽气管（２２）、扳手轴（２１１）、内磁环（２１２）、压紧环（２１３）、轴承座（２３）、第一轴承（２４１）、第二轴承（２４２）、第三轴承（２５１）、第四轴承（２５２）、磁钢套（２６）、轴承盖（２７）和密封圈（２８）组成；磁钢轴（２１）由形状相同、径向充磁方向相反的瓦形第一内环磁钢（２１２１）和第二内环磁钢（２１２２）交叉排列拼成内磁环（２１２），将内磁环（２１２）用环氧胶粘在导磁的扳手轴（２１１）上，并用压紧环（２１３）通过螺纹压紧在扳手轴（２１１）的左端构成；扳手轴（２１１）的右端为多边形轴（２１１１），与螺纹堵（１２）的多边形孔（１２３）构成花键连接；磁钢轴的左、右两端分别装有第一轴承（２４１）和第二轴承（２４２）；第二轴承（２４２）的外径安装在抽气管（２２）孔内右端台阶孔处，第一轴承（２４１）的外径安装在轴承座（２３）的内孔中；轴承座（２３）通过螺纹安装在抽气管（２２）左端的孔内；抽气管（２２）外壁的左、右两端分别安装第三轴承（２５１）和第四轴承（２５２）；轴承盖（２７）用螺纹连接安装在抽气管（２２）的右端外部，并轴向压紧第四轴承（２５２）的内环端面；第三轴承（２５１）和第四轴承（２５２）的外径分别安装在磁钢套（２６）的套筒（２６２）左、右两端的孔内；磁钢套（２６）是由形状相同、径向充磁方向相反的瓦形第一外环磁钢（２６１１）和第二外环磁钢（２６１２）交叉排列拼成的外磁环（２６１），将外磁环（２６１）用环氧胶粘在导磁的套筒（２６２）内孔壁上构成；密封圈（２８）安装在抽气管（２２）右端的阶梯孔（２２１）内；抽气嘴（１）安装在需要抽真空的仪器设备上，仪器设备的内腔与抽气嘴座（１１）的内孔相通；操作扳手（２）右端与抽气嘴（１）通过螺纹压紧密封圈（２８）实现抽气嘴（１）和操作扳手（２）之间的密封连接；操作扳手（２）的左端接真空泵；螺纹堵（１２）左端的多边形孔（１２３）与抽气嘴座（１１）的内腔相连通；抽真空时，逆时针旋转磁钢套（２６），由磁力驱动抽气管（２２）内部的磁钢轴（２１）逆时针转动，磁钢轴（２１）右端的多边形轴（２１１１）与螺纹堵（１２）的多边形孔（１２３）所形成的花键驱动螺纹堵（１２）逆时针转动，螺纹堵（１２）与抽气嘴座（１１）之间的螺纹使螺纹堵（１２）在逆时针转动的同时向左侧移动，安装在螺纹堵（１２）右端环槽（１２２）的橡胶圈（１３）随螺纹堵（１２）一起向左侧移动，与抽气嘴（１１）内孔的锥面分开，仪器设备内腔的气体通过螺纹堵（１２）上的径向孔（１２１）、磁钢轴（２１）中心的孔、抽气管（２２）左端的孔，进入真空泵被抽走；密封卡口时，顺时针旋转磁钢套（２６），由磁力驱动抽气管（２２）内部的磁钢轴（２１）顺时针转动，磁钢轴（２１）右端的多边形轴（２１１１）与螺纹堵（１２）的多边形孔（１２３）所形成的花键驱动螺纹堵（１２）顺时针转动，螺纹堵（１２）与抽气嘴座（１１）之间的螺纹使螺纹堵（１２）在顺时针转动的同时向右侧移动，将橡胶圈（１３）压紧在抽气嘴座（１１）内孔的锥面上，使仪器设备内腔的气体与抽气管（２２）的内孔隔开，实现卡口密封；卡口密封后，逆时针（从左向右看）旋转抽气管（２２），松开抽气管（２２）与抽气嘴座（１１）之间的螺纹连接，实现操作扳手（２）和抽气嘴（１）之间分离。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李光军，孙津济，刘刚，房建成，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
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