Устройство для пространственной ориентации образцов в вакуумной камере

(57) Из ение относится юл. У 15Ю,М. Кисел оцветов и испытаЕ.А.ТС,-Г. Р иям ма ель - рас жностей ной ори- камере ширение устройс 05(0888) идетельст 3 С 13/00 нтаци СССР9,06.72. путем о для обр площадки перпенди О Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС по делАм изОБРетений и ОткРы ОПИСАНИЕ ИЗО(56) Авторское11 444833, кл, С РОЙСТВО ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОБРАЗЦОВ В ВАКУУМНОЙ КАМЕР ериалов в вакууме,функциональных возмва для пространствеобразцов в вакуумноеспечения поворота азцов в трех взаим1305902 кулярных плоскостях, Она достигаетсятем, что в устройстве имеется механизм (М) поворота штанги 12 вокругоси с полым цилиндром 14 и М наклонагерметичного стакана 4 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а М(.Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано в качестве устройства для пространственной ориентации образцов в вакуумной камере при испытаниях,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения поворота площадки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - штанга и схема соединения цепями и гибкими нитями штанги с противовесом; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг,1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг.6 - конструкция стержня регулируемой длины, пример конструкции;на фиг. 7 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 - шарнирная подвеска площадки для образцов, вариант; на фиг. 10 - разрез Д-Д на Фиг. 1; на фиг. 11 разрез Е-Е на фиг. 1; на Фиг. 12 крепление проводов к цепи; на фиг.13- положение штанги в вакуумной камере,Устройство содержит корпус 1, установленный сверху вакуумной камеры 2 на шлюзовом отсеке 3 (шлюзе).Корпус 1 выполнен в виде герметичного вертикального стакана 4 и соединен с верхней стенкой шлюза сильФоном 5 и опорным шарниром 6, выполненным в виде двухосного кардана,состоящего из двух стоек 7, закрепленных на шлюзе 3, кольца 8, состоящего иэ двух половинок 9, жестко соединенных между собой, двух цапф 10,закрепленных на кольце 8 и шарнирносоединенных со стойками 7, а такжедвух цапф 11, закрепленных на стакане 4 и шарнирно соединенных с кольцом 8,подъема и опускания штанги 12 имеетдве пары блоков и противовес 26 инаправляющие. В описании изобретениядано взаимное расположение конструктивных элементов устройства. 1 з.п,Ф-лы, 13 ил. Внутри стакана 4 размещена штанга12 с площадкой для образцов 13, Штанга 12 выполнена в виде квадратнойтрубы, установленной внутри пологоцилиндра 14, установленного с возможностью вращения внутри стакана 4.На полом цилиндре 14 жестко закреплено зубчатое колесо 15, находящееся взацеплении с шестерней 16, кинематически связанной с электродвигателем17 (например, с помощью волновой зубчатой передачи), размещенной снаружикорпуса 1.Штанга 12 снабжена приводом 18продольного перемещения, выполненнымв виде двигателя 19, установленногоснаружи на верхнем торце корпуса 1 икинематически соединенного (например,через волновую зубчатую передачу)через конические зубчатые шестерни20 и 21 с двумя ведущими звездочками22 и 23, закрепленными на верхнемторце корпуса 1 внутри него.25Внутри верхней части корпуса 1 установлены вертикальные направляющие24, в которых на роликах 25 установлен противовес 26, выполненный в видепрямоугольной рамы 27, охватывающейштангу 12 и снабженной двумя верхними 28 и двумя нижними 29 блоками. На верхнем конце штанги 12 установлена охватывающая ее траверса 30.Штанга 12 может поворачиваться вокруг 35продольной оси внутри траверсы 30.Внутри корпуса 1 установлены дванеподвижных блока 31.На траверсе 30 сверху закрепленыодними концами две цепи 32, охватывающие ведущие звездочки 22 и 23 иверхние блоки 28. Вторые концы цепей32 закреплены на верхней части корпуса 1 (фиг. 2).С нижней стороны траверсы 30 одними концами закреплены две гибкиенити 33 (например, тросы), огибающиенеподвижные 31 и нижние 29 блоки.Вторые концы гибких нитей 33 закреплены на нижней части стакана 4 (фиг.2),Внутри полого цилиндра 14 установлены восемь роликов 34, которые установлены в верхней и нижней частяхполого цилиндра 14 и служат для центрирования штанги 12 (фиг. 7 и 8). Система роликов 34 образует направляющие 0для продольного перемещения штанги 12.Снаружи вакуумной камеры 2 установлены два привода 35 наклона корпуса 1,расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна иэ которыхпараллельно оси вакуумной камеры 2.Каждый привод 35 выполнен в видестержня регулируемой длины (фиг. 6)и одним концом шарнирно соединен скорпусом, а другим концом - с верхней частью шлюзового отсека 3.Один кронштейн 36 закреплен накорпусе 1 и имеет проушину, в которойшарнирно на оси 37 установлен кардан38, в котором имеется отверстие, перпендикулярное оси 39. На последнейшарнирно закреплен винт 40, снабженный вилкой 41 и имеющий правую резьбу.Второй кронштейн 42 закреплен нашлюзовом отсеке 3 и имеет проушинуи кардан 43, шарнирно закрепленныйна оси 44. На оси 45 на кардане 43шарнирно закреплен винт 46, снабженный вилкой 47 и имеющий левую резьбу.Винты 40 и 46 соединяет стяжка 48, 35имеющая соответственно правую и левуюрезьбы и центральное отверстие 49для вращения стяжки,Шлюзовой отсек 3 снабжен сбокукрышкой 50, открывающей доступ к пло-фщадке для образцов 13 снаружи вакуумной камеры, Между шлюзовым отсеком 3и вакуумной камерой 2 имеется вакуумный затвор 51, обеспечивающий опускание через него штанги 12 с площадкой 4для образцов 13 иэ шлюзового отсека 3 в вакуумную камеру 2 и закрывание (герметиэацию) вакуумной камеры 2при верхнем положении штанги 12 принахождении площадки для образцов 13в шлюзе 3.На образце 13 могут быть установлены (наклеены) датчики 52 для снятия показаний при испытаниях. Приэтом провода 53 от датчиков 52 прохо-дят внутри штанги 12 и после выходаиз штанги 12 закрепляются сбоку кодной из цепей 32 скобками 54 (фиг.12),а в верхней части корпуса 1 установлен герморазъем 55, к которому изнутри подсоединяются провода 53.Для сохранения вертикального положения площадки с образцом 13 при наклоне корпуса 1 площадка с образцом13 подвешена к штанге 12 на горизонтальной оси 56 (фиг. 9).Устройство работает следующимобразом.В начальный момент (фиг. 1) штанга 12 находится в поднятом верхнемположении, а площадка для образцов13 - в шлюзе 3. Вакуумный затвор 51закрыт. В вакуумной камере 2 - ва-куум. Открывают крышку 50 и производят установку образца, подлежащегоиспытаниям, после чего закрываюткрышку 50. Затем производят откачкувоздуха из шлюзовой камеры, открывают вакуумный затвор 51 и с помощьюпривода 18 продольного перемещенияопускают штангу 12 вместе с испытуемым образцом в вакуумную камеру(фиг. 13). Вращение звездочек 22 и23 приводит в движение цепи 32, иштанга 12 опускается, а противовес26 поднимается. Масса противовеса 26в два раза больше массы штанги 12 собразцом 13, а проходимый путь (величина хода) противовеса 26 в д.:"раза меньше перемещения штанги 12.При необходимости перемещения образца вдоль оси вакуумной камеры 2(в направлении, указанном стрелкой Ж)производят наклон корпуса 1 приводом35 наклона, расположенным в плоскости оси вакуумной камеры 2, и затемпроизводят перемещение штанги 12 повысоте с помощью привода 18 продольного перемещения.При необходимости перемещения образца в направлении, перпендикулярномоси вакуумной камеры 2, производятнаклон корпуса 1 приводом 35 наклона,расположенным в поперечной плоскости, и затем производят перемещениештанги 12 по высоте с помощью привода 18 продольного перемещения.Поворот штанги 12 вокруг ее продольной оси происходит на угол + 90(для ориентации образца под заданнымуглом, не превышающим 90), при этомпроисходит закрутка проводов (на длине штанги), идущих от датчиков к гермораэъему,Если необходимо сохранить вертикальное положение образца при на 1305902клоне штанги, используется шарнирноекрепление площадки для образца кконцу штанги, в этом случае за счетсобственного веса площадка с образцом занимает вертикальное положение.После проведения испытаний образцов в вакуумной камере возвращаютштангу 12 в вертикальное положение,поднимают ее в верхнее положение изакрывают вакуумный затвор 51, после Очего впускают в шлюзовую камеру воздух, открывают крышку 50 и извлекаютобразец. При этом не происходит разгерметизации всего объема вакуумнойкамеры. Происходит только разгерметизация шлюзового отсека 3, благодаря этому при испытании последующегообразца выход на заданный режим вакуумной камеры (создание заданноговакуума) происходит быстро и с малой 20затратой времени (поскольку объемшлюзового отсека во много раз меньшеобъема вакуумной камеры),Формула изобретения1. Устройство для пространственной ориентации образцов в вакуумной камере, содержащее герметичный стакан с сильфонным уплотнением и штангу с ме- З 0 ханиэмом ее подъемаи опускания, площадку для перемещения образцов, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения поворота 35 площадки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и смены образцов в вакуумной камере со шлюзом, оно снабжено механизмом поворота штанги локругоси с полым цилиндром и механизмаминаклона герметичного стакана в двухвзаимно перпендикулярных плоскостях,причем механизм подъема и опусканияштанги снабжен двумя парами блоков,противовесом и направляющими, расположенными в полом цилиндре, сильфонноеуплотнение размещено между вакуумнымшлюзом и герметичным стаканом и соединено с ним посредством шарнира ввиде двухосного кардана, механизмподъема и опускания штанги соединен сприводом посредством зубчатой конической передачи, противовес выполненв виде охватывающей штангу рамы и соединен посредством цепной передачи сдвумя парами блоков, два из которыхжестко соединены с герметичным стаканом, а два других соединены с противовесом, при этом один конец цепнойпередачи соединен со штангой, а другой конец - с герметичным стаканом,механизм поворота штанги вокруг ееоси кинематически соединен с полымцилиндром, установленным внутри стакана с возможностью вращения. 2. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что механизм подъема и опускания. штанги снабжен дополнительными двумя парами блоков с тросом, два из которых жестко соединены с герметичным стаканом, а два других соединены с противовесом, при этом один конец троса соединен со штангой, а другой конец троса - с герметичным стаканом, 13059021305902 иа Составитель В. Су Техред Л.Сердюков Горна Реда кто аз 1468/5 Подписное итета ССкрытий наб.,7 Тираж 802 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и3035, Москва, Ж, Раушск оизводственно-полиграфическое предприятие рректор М. Самборская жгород, ул. Проектная, 4