ВАКУУМНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ВВОД Российский патент 2008 года по МПК F16J15/52 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для передачи движения механизмам и узлам, находящимся в вакуумных камерах технологических установок.

Известен механический вакуумный ввод (а.с. СССР №1359536, МКИ F16J 15/52, 1987 г.), содержащий шток с жестко закрепленным средством преобразования перемещения промежуточного звена во вращательное движение ведомого вала, выполненным в виде П-образной вилки. При этом внутри вилки расположен ведомый вал. Место прохода штока через стенку вакуумного объема уплотнено гибким элементом в виде сильфона.

Недостатком является пульсация вакуума.

Известен также механический вакуумный ввод с гибким элементом, с наружной стороны которого установлены ролики (патент РФ №2175734, МКИ F16J 15/52, 2001 г.). Устройство содержит корпус, ведущий вал, на котором установлены ролики, ведомый вал и гибкая оболочка.

Недостатком является возможность деформации гибкой оболочки из-за создания вакуума и вследствие этого затруднение передачи вращения.

Известен вакуумный механический ввод, содержащий гибкий элемент в виде первого сильфона, ведомый вал (патент РФ №2244183, МКИ F16J 15/52, 2005 г.). Устройство содержит устройство преобразования движения ведущего звена в перемещение промежуточного звена, средство преобразования перемещения промежуточного звена во вращательное движение ведомого вала, первую внутреннюю втулку.

Недостатком является ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием непрерывного вращения ведомого вала, сложность конструкции.

Наиболее близким по технологической сущности является механический вакуумный ввод с ведущим звеном, находящимся в корпусе вакуумной камеры, выполненным в виде пары винт-гайка, имеющим возвратно-поступательное перемещение в гибком элементе в виде сильфонов (патент РФ №2231704, МКИ F16Н 37/12, 2004 г.). Устройство содержит преобразователь перемещения ведущего звена во вращательное движение ведомого вала, находящегося в вакуумной камере, в виде зубчатой П-образной рейки, контактирующей с зубчатыми колесами со встроенными в них обгонными муфтами, посаженными на ведомый вал противоположно друг другу. Сильфоны приварены к стенкам вакуумной камеры.

Недостатками являются ограниченная функциональная возможность, обусловленная отсутствием дискретного, реверсивного вращения ведомого вала.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей вакуумных установок за счет обеспечения возможного поворота ведомого звена на произвольно заданный угол, равномерного вращения ведомого звена в двух направлениях при качательном движении ведущего звена, качательного движения ведомого звена в двух направлениях при возвратно-поступательном движении ведущего звена, обеспечение реверса вращения ведомого звена.

Поставленная задача решается тем, что в механическом вакуумном вводе, содержащем ведомое звено, находящееся в вакуумной камере, ведущее звено, находящееся в корпусе, приваренном к вакуумной камере, в отличие от прототипа ведущее звено выполнено в виде стержня с возможностью возвратно-поступательного перемещения, установленного в мембранных подвесках, которые прикреплены к корпусу, представляющему собой полый цилиндр с фланцами, при помощи шайб, колец, болтов и гаек, и изолируют камеру от атмосферного воздействия посредством кольцевых уплотнений и крышек, а для преобразования перемещения ведущего звена во вращательное движение ведомого звена на последнем выполнены два пояска с нанесенным регулярным микрорельефом, обеспечивающим разный коэффициент трения при реверсе движения, при этом на ведущем звене установлены колодки-толкатели, расположенные друг под другом, с возможностью зацепления с ведомым звеном, на образующих которых выполнена насечка, по форме соответствующая микрорельефу ведомого звена. Противоположно колодкам-толкателям внутри вакуумной камеры установлены колодки-датчики с возможностью контакта с ведомым звеном, которые выполняют функции стопора и датчика угла поворота. Закон движения ведомого звена задается шагом микрорельефа и частотой импульсов пьезопреобразователя.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид вакуумного механического ввода, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - вид Б и В на фиг.1, на фиг.4 - сечение Г-Г на фиг.1.

Устройство содержит приводимое от пьезопреобразователя 1 ведущее звено 2, выполненное в виде ступенчатого стержня, стягивающего мембранные подвески 3 и 4, прикрепленные к корпусу 5, представляющему собой полый цилиндр с фланцами, при помощи шайбы 6, кольца 7 и гайки 8, и изолирующие камеру 9 от атмосферного воздействия посредством кольцевых уплотнений 10, 11, 12, 13 и крышек 14 и 15, колодки-толкатели 16, 17 установлены в пазу на ведущем звене 2 друг под другом с возможностью контакта с ведомым звеном 18, на образующей которого выполнены два пояска с нанесенным регулярным микрорельефом, обеспечивающим разный коэффициент трения при реверсе движения. Внутри вакуумной камеры 9 противоположно колодкам-толкателям 16 и 17 установлены колодки-датчики 19 и 20 с возможностью контакта с ведомым звеном 18. Колодки-датчики 19 и 20 могут совершать возвратно-поступательные перемещения при помощи пьезопреопразователей-датчиков 21, 22. Пьезопреобразователи 1, 21, 22, 23, 24 представляют собой набор колец 25, которые стянуты болтом 26 с помощью металлических накладок 27, изолируемых с помощью изолирующих прокладок 28 и 29, и содержат два вывода 30 для подачи рабочего напряжения, а пьезопреобразователи 21 и 22 содержат выводы 31 для считывания пульсирующей нагрузки с колодок-датчиков 19 и 20.

Работа механического ввода осуществляется следующим образом. Посредством наложения электрического поля на пьезопреобразователь 1 в нем согласно обратному пьезоэлектрическому эффекту возникает механическое напряжение, вызывающее колебательное движение ведущего звена 2 посредством мембранных подвесок 3 и 4. Колодка-толкатель 16 прижимается к ведомому звену 18 при помощи пьезопреобразователя 23 и поворачивает его на заданный угол. При возвратном движении ведущего звена 2 колодка-толкатель 16 отжимается. Колодка-датчик 19 является одновременно стопором посредством прижатия к ведомому звену 18 при помощи пьезопреобразователя 21 и датчиком угла поворота. Таким образом, осуществляется непрерывное вращение ведомого звена 18 в одном направлении. Для осуществления вращения ведомого звена 18 в противоположном направлении включается пьезопреобразователь 24 и приводится в движение колодка-толкатель 17 и колодка-датчик 20 посредством пьезопреобразователя 22. Для дискретного вращения ведомого звена 18 частота следования управляющего воздействия на пьезопреобразователь 1 увеличивается. Для осуществления качательного движения ведомого звена 18 попеременно включаются пьезопреобразователи 23 и 24 с необходимой частотой следования управляющего воздействия.

Итак, заявленное изобретение позволяет обеспечить герметичность вакуумного ввода, надежное сцепление ведущего звена с ведомым звеном, возможность поворота ведомого звена на произвольно заданный угол, равномерное вращение ведомого звена в двух направлениях при возвратно-поступательном движении ведущего звена, качательное движение ведомого звена в двух направлениях при возвратно-поступательном движении ведущего звена, реверс вращения ведомого звена.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи вращательного, непрерывного, дискретного, реверсивного движения механизмам и узлам, находящимся в вакуумных камерах технологических установок. Технический результат - обеспечение герметичного вакуумного ввода, надежное сцепление ведущего вала с ведомым звеном, возможность осуществления непрерывного, дискретного вращения и качательного движения ведомого звена в двух направлениях и возможность поворота его на заданный угол. Устройство содержит установленное в мембранных подвесках ведущее звено в виде стержня с закрепленными на нем пьезопреобразователями, который может совершать возвратно-поступательное перемещение внутри вакуумного объема. Для преобразования перемещения ведущего звена во вращательное движение ведомого звена на ведущем звене установлены колодки-толкатели. На диске ведомого звена выполнены два пояска с нанесенным на них регулярным микрорельефом, обеспечивающим разный коэффициент трения при реверсе движения. Противоположно колодкам-толкателям в вакуумном объеме с возможностью контакта с ведомым звеном установлены колодки-датчики, совершающие возвратно-поступательные перемещения при помощи пары пьезопреобразователей. При возвратно-поступательном перемещении ведущего звена колодки-толкатели поочередно входят в контакт с поясками ведомого звена, предавая вращательное движение ведомому элементу. 4 ил.

Механический вакуумный ввод, содержащий ведущее звено, находящееся в корпусе, приваренном к вакуумной камере, ведомое звено, находящееся в вакуумной камере, отличающийся тем, что ведущее звено выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения и в виде ступенчатого стержня, стягивающего мембранные подвески, прикрепленные к корпусу, представляющему собой полый цилиндр с фланцами, при помощи шайб, колец, болтов и гаек, и изолирующие камеру от атмосферного воздействия посредством кольцевых уплотнений и крышек, а для преобразования перемещения ведущего звена во вращательное движение ведомого звена, на образующей которого выполнены два пояска с нанесенным регулярным микрорельефом, обеспечивающим разный коэффициент трения при реверсе движения, в пазу на ведущем звене установлены колодки-толкатели, расположенные друг под другом, с возможностью контакта с ведомым звеном, противоположно колодкам-толкателям внутри вакуумной камеры установлены друг под другом колодки-датчики с возможностью контакта с ведомым звеном, которые выполняют функции стопора и датчика угла поворота.