适用于真空环境的手动开关装置的制作方法

1.本发明涉及真空运动机构领域，具体地，涉及一种适用于真空环境的手动开关装置，尤其地，涉及一种真空环境下使用的手动开关装置，特别适用于真空环境下冲击防护及热流隔绝试验。


背景技术：

2.目前国内外现有的真空冷热辐射模拟实验系统中，尤其是多星或多组件试验时，为避免大热流模拟时互相干扰，往往需要对相邻组件进行遮挡，同时为提高降温时的速率，降温时需将遮挡组件拆除，加快降温。在进行真空电推进、空心阴极等推进器试验时，为避免试验喷射产生的等离子溅射、污染物等对试验中的检测设备、观察窗等产生破坏影响，为延长使用寿命，需临时进行遮挡防护，使用时仍需将遮挡防护去除。
3.目前来说由于真空热试验时间周期长，试验开始操作人员难以进入真空舱内进行操作，因此真空环境中多采用真空减速电机驱动遮挡机构的开启和关闭；真空环境对真空减速电机及机构要求较高，需同时对相关系统采取高低温防护、润滑、物理防护等处理措施，使用及维护成本较高，结构较为复杂。因此如何设计简单的真空舱开关装置，便成为如今研究的重难点之一。
4.专利文献cn205277133u公开了一种大型真空舱上舱门开关装置。其包括升降机构和平移机构；升降机构包括提升电机和螺旋升降机；平移机构包括设置在上舱门两边的舱体上的彼此平行的导轨、叉形框架、丝杠和平移电机；两个螺旋升降机的螺杆分别通过滑块安装在平行的所述导轨上，螺旋升降机的运动件固定在具有配合通孔的连接板，两个连接板左右对称地固定在上舱门左右两边的中点处，螺杆穿过连接板的通孔与运动件螺接，提升电机安装在上舱门中心位置，通过左右伸出的两个轴分别与左右两个运动件相连，能够同时驱动两个运动件在各自配合的螺杆上同步上下运动。但该方案任是采用电机等复杂机构实现真空舱舱门的开关，依然存在上述结构复杂，维护成本高等问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于真空环境的手动开关装置。
6.根据本发明提供的一种适用于真空环境的手动开关装置，包括遮挡组件、第一连接件、支撑导向杆、推动手柄、压缩移动组件、滑动推杆组件、限位组件以及第一推杆固定件；
7.所述适用于真空环境的手动开关装置用于开启或关闭真空舱；
8.所述遮挡组件通过第一连接件转动连接在所述真空舱上；所述遮挡组件还通过滑动推杆组件与所述第一推杆固定件连接；所述第一推杆固定件与推动手柄均安装在所述压缩移动组件上；
9.所述推动手柄能够通过第一推杆固定件带动所述滑动推杆组件驱动所述遮挡组
件绕转动第一连接件所在的轴线转动，以实现开启或关闭真空舱；
10.所述压缩移动组件包括压缩状态与拉伸状态；所述推动手柄能够带动所述压缩移动组件在压缩状态与拉伸状态间切换；当所述压缩移动组件处于拉伸状态时，所述适用于真空环境的手动开关装置处于开启状态；当所述压缩移动组件处于压缩状态时，所述适用于真空环境的手动开关装置处于关闭状态；
11.支撑导向杆与所述滑动推杆组件平行布置，支撑导向杆通过限位组件与所述压缩移动组件连接，能够将所述压缩移动组件锁定在压缩状态或拉伸状态。
12.优选的，所述压缩移动组件包括固定端法兰、焊接波纹管以及推手端法兰；
13.所述焊接波纹管的一端与所述固定端法兰相连，另一端所述推手端法兰连接；所述第一推杆固定件与推动手柄均安装在所述推手端法兰上；
14.当所述压缩移动组件处于压缩状态时，焊接波纹管处于压缩状态；当所述压缩移动组件处于拉伸状态时，焊接波纹管处于拉伸状态。
15.优选的，所述遮挡组件包括框架、高抛镜面板以及第二连接件；
16.所述高抛镜面板与第二连接件均安装在所述框架上，所述第二连接件上设置有斜滑槽，所述滑动推杆组件通过所述斜滑槽与所述架连接。
17.优选的，所述滑动推杆组件包括斜滑槽杆、第二推杆固定件以及推杆；
18.所述推杆的一端与所述第一推杆固定件连接，另一端与第二推杆固定件连接；第二推杆固定件上设置有斜滑槽杆，斜滑槽杆安装在所述斜滑槽内。
19.优选的，所述限位组件包括限位通孔与限位螺钉；
20.所述支撑导向杆上设置有多个所述通孔，多个所述通孔分为第一组通孔与第二组通孔，第一组通孔与第二组通孔沿所述支撑导向杆的长度方向分布；
21.限位螺钉依次穿过推手端法兰、通孔实现焊接波纹管状态的锁定；当所述限位螺钉与第一组通孔配合时，焊接波纹管处于拉伸状态；当所述限位螺钉与第二组通孔配合时，焊接波纹管处于压缩状态。
22.优选的，还包括支撑导向杆固定板，所述支撑导向杆的一端安装在所述支撑导向杆固定板上。
23.优选的，还包括导向套固定板与润滑导向铜套；所述润滑导向铜套通过导向套固定板安装在所述固定端法兰上，且所述润滑导向铜套还套设在所述推杆上。
24.优选的，还包括穿舱法兰，所述穿舱法兰的一端与固定端法兰相连，所述穿舱法兰的另一端焊接在所述真空舱上。
25.优选的，第一连接件为铰链。
26.优选的，所述高抛镜面板选用高抛光钛合金板，抛光板发射率≤0.1。
27.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
28.1、本发明无需使用电机，升降机等电器部件，仅仅利用压缩移动组件、滑动推杆组件等机械结构，便可实现遮挡组件转动，起到开启或关闭真空舱的效果，避免了使用电机等电器部件带来的不便，并且本发明结构简单，维护成本较低。
29.2、本发明结构合理，适用于不同结构真空舱，具有通用性。
附图说明
30.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
31.图1为真空手动开关装置关闭状态结构示意图；
32.图2为真空手动开关装置开启状态结构示意图；
33.图3为压缩移动组件与滑动推杆组件安装的三维结构示意图；
34.图4为图3的剖视图；
35.图5为遮挡组件的结构示意图；
36.图6为压缩移动组件的结构示意图；
37.图7为图6的左视图；
38.图8为图6的右视图。
39.图中示出：
40.具体实施方式
41.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
42.本发明提供了一种适用于真空环境的手动开关装置，如图1-8所示，包括遮挡组件2、第一连接件3、支撑导向杆4、推动手柄5、压缩移动组件6、滑动推杆组件7、限位组件、第一推杆固定件19、支撑导向杆固定板13、导向套固定板14、穿舱法兰8以及润滑导向铜套16；所述推动手柄5选用304不锈钢材质。
43.所述适用于真空环境的手动开关装置用于开启或关闭真空舱1；所述遮挡组件2通
过第一连接件3转动连接在所述真空舱1上；所述遮挡组件2还通过滑动推杆组件7与所述第一推杆固定件19连接；所述第一推杆固定件19与推动手柄5均安装在所述压缩移动组件6上。
44.所述推动手柄5能够通过第一推杆固定件19带动所述滑动推杆组件7驱动所述遮挡组件2绕转动第一连接件所在的轴线转动，以实现开启或关闭真空舱1；具体的，推动手柄5能够带动所述第一推杆固定件19在第一位置与第二位置间移动。所述第一位置与第二位置分别为第一推杆固定件在滑动推杆组件7的长度方向上运动的右极限位置与左极限位置。
45.推拉所述推动手柄5，可带动所述压缩移动组件6沿所述支撑导向杆4定向移动压缩或拉伸，具体的，所述压缩移动组件6包括压缩状态与拉伸状态；所述推动手柄5能够带动所述压缩移动组件6在压缩状态与拉伸状态间切换；如图2所示，当所述第一推杆固定件19在第一位置时，所述压缩移动组件6处于拉伸状态，所述适用于真空环境的手动开关装置处于开启状态；如图1所示，当所述第一推杆固定件19在第二位置时，所述压缩移动组件6处于压缩状态，所述适用于真空环境的手动开关装置处于关闭状态。
46.支撑导向杆4与所述滑动推杆组件7平行布置，支撑导向杆4通过限位组件与所述压缩移动组件6连接，能够将所述压缩移动组件6锁定在压缩状态或拉伸状态。
47.如图3、图4、图6至图8所示，所述压缩移动组件6满足真空密封要求，所述压缩移动组件6包括固定端法兰15、焊接波纹管17以及推手端法兰18；所述固定端法兰15、焊接波纹管17以及推手端法兰18均选用304不锈钢材质。所述焊接波纹管17的一端与所述固定端法兰15相连，另一端所述推手端法兰18连接；所述第一推杆固定件19与推动手柄5均安装在所述推手端法兰18上；推拉所述推动手柄5，可带动所述压缩移动组件6沿所述支撑导向杆4定向移动压缩或拉伸；当所述压缩移动组件6处于压缩状态时，焊接波纹管17处于压缩状态；当所述压缩移动组件6处于拉伸状态时，焊接波纹管17处于拉伸状态。
48.如图5所示，所述遮挡组件2包括框架20、高抛镜面板21以及第二连接件22；所述高抛镜面板21与第二连接件22均安装在所述框架20上，所述第二连接件22上设置有斜滑槽，斜滑槽的角度为45
°
，所述斜滑槽作为滑杆通道。所述滑动推杆组件7通过所述斜滑槽与所述框架20连接。优选的，所述框架20为304不锈钢材质，所述高抛镜面板21选用高抛光钛合金板，抛光板发射率≤0.1，具备重量轻、强度大、耐冲击溅射等特点，适用于高低温、推进器冲击试验。第二连接件22为304不锈钢板。
49.所述滑动推杆组件7包括斜滑槽杆9、第二推杆固定件10以及推杆11；所述推杆11的一端与所述第一推杆固定件19连接，另一端与第二推杆固定件10连接；第二推杆固定件10上设置有斜滑槽杆9，斜滑槽杆9安装在所述斜滑槽内。在一个优选例中，斜滑槽杆9选用45号优质碳素钢，零件加工过程中调质处理，回火温度为500～600℃，硬度范围hrc22～hrc33，以提高耐磨性。具体的，斜滑槽杆9一侧加工外螺纹，安装在第二推杆固定件10上，所述斜滑槽杆9穿过所述斜滑槽，滑动推杆组件7移动时，可通过第二连接件22带动框架20转动开启或关闭。所述第二推杆固定件10，选用304不锈钢材质；推杆11选用304不锈钢光滑圆杆，两侧端部均加工螺纹。
50.所述限位组件包括限位通孔23与限位螺钉12；限位螺钉12选用碳钢材质。所述支撑导向杆4上设置有多个所述通孔23，用于固定所述推手端法兰18，以限制压缩移动组件位
移，防止焊接波纹管17在真空外压作用及收缩作用下产生滑移。具体的，多个所述通孔23分为第一组通孔与第二组通孔，第一组通孔与第二组通孔沿所述支撑导向杆4的长度方向分布；限位螺钉12依次穿过推手端法兰18通孔23实现焊接波纹管17状态的锁定；当所述限位螺钉12与第一组通孔配合时，焊接波纹管17处于拉伸状态；当所述限位螺钉12与第二组通孔配合时，焊接波纹管17处于压缩状态。
51.所述支撑导向杆4的一端安装在304不锈钢材质的支撑导向杆固定板13上，能够大大提高整体刚性，防止因变形导致移动过程中卡死。
52.所述润滑导向铜套16通过304不锈钢材质的导向套固定板14安装在所述固定端法兰15上，且所述润滑导向铜套16还套设在所述推杆11上，具体的，润滑导向铜套16通过所述导向套固定板14压紧固定在所述固定端法兰15中心开孔上，与开孔采用过盈配合，且推杆11与润滑导向铜套16采用间隙配合，推杆11移动时通过润滑导向铜套16导向润滑。所述穿舱法兰8选用304不锈钢材质；所述穿舱法兰8的一端与固定端法兰15相连，所述穿舱法兰8的另一端焊接在所述真空舱1上。优选的，所述润滑导向铜套16选用高强度黄铜材质，采用石墨润滑材料。
53.在一个优选例中，所述第一连接件3为铰链，所述铰链的数量为2个，分别为上铰链与下铰链，遮挡组件2上下铰链连接，在滑动推动组件的带动下定轴转动。所述铰链采用316不锈钢材质重载拔插蝶型铰链，具有结构强度高，不易变形，承载力大、稳定性高等优点，采用二硫化钼固体润滑方式，在真空条件下无污染，确保铰链转动性能，与所述真空舱1罐壁连接；
54.在一个优选例中，所述真空舱1采用圆筒、方形等任意结构形式，材料选用不锈钢或碳钢；
55.在一个优选例中，所述的支撑导向杆4，选用304不锈钢光滑实心光滑圆杆，杆件一侧加工外螺纹，支撑导向杆4安装于所述穿舱法兰8与支撑导向杆固定板13之间。
56.在一个优选例中，固定端法兰15选用dn50或更小口径的国标不锈钢真空法兰，法兰加工表面平面度优于0.1mm，粗糙度优于3.2，法兰还另设有真空抽气孔，确保压缩移动组件6内部与真空舱内真空环境一致。所述焊接波纹管17选用dn40或更小口径波纹管，由许多以冲压方式成型的薄形中空膜片，利用精密焊接所制成的高度可弯曲及伸缩的金属管，其具有耐压、耐温、耐腐蚀、密封性好、变形量大等优点，适用于真空环境使用，其最大压缩率可达70％以上。所述推手端法兰18，选用304不锈钢材质，所述支撑导向杆4穿过推手端法兰18，其中心开有第一推杆固定件安装孔位，法兰外表面设置真空密封槽，防止真空泄漏，法兰加工表面平面度优于0.1mm，粗糙度优于3.2。所述第一推杆固定件19为推杆固定法兰，所述的推杆固定法兰，选用304不锈钢材质，安装在所述推手端法兰18上，中心加工内螺纹安装固定推杆11，法兰加工表面平面度优于0.1mm，粗糙度优于3.2。所述的穿舱法兰8，选用304不锈钢材质，法兰表面自带密封槽，法兰加工表面平面度优于0.1mm，粗糙度优于3.2，穿舱法兰8焊接在真空舱1上；
57.本发明的工作原理如下：
58.通过推动手柄5推动压缩移动组件6使其处于压缩状态，同时带动滑动推杆组件7移动进入真空舱内，通过斜滑槽杆9推动遮挡组件2转动关闭，此时遮挡组件2可用于遮挡真空舱内冲击试验带来的溅射破坏，也可用于热真空试验热流的隔绝。通过推动手柄5拉动压
缩移动组件6使其处于拉伸状态，同时带动滑动推杆组件7向远离真空舱方向移动，通过斜滑槽杆9拉动遮挡组件2转动开启，实现试验状态的转变；本发明第二连接件22上设置有斜滑槽结构，设计压缩移动组件6移动距离仅为140mm，便可实现遮挡组件2开启、关闭。
59.本发明结构简单，在使用过程中无需破坏真空环境，可在试验中根据需要，手动推拉遮挡组件实现对真空环境试件的遮挡和开启，确保试验的正常运行，其结构可根据实际情况进行变化，适应性及通用性强。
60.本发明结构简单合理，适用于不同结构真空舱，具有通用性；且操作过程方便，可手动推拉使用，可以节省试验时间和成本；除此以外，本发明利用压缩移动组件6、滑动推杆组件7等结构，可实现遮挡组件转动，无需破坏真空舱高真空环境，能够满足真空冲击防护及热流遮挡试验要求。
61.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
62.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，包括遮挡组件(2)、第一连接件(3)、支撑导向杆(4)、推动手柄(5)、压缩移动组件(6)、滑动推杆组件(7)、限位组件以及第一推杆固定件(19)；所述适用于真空环境的手动开关装置用于开启或关闭真空舱(1)；所述遮挡组件(2)通过第一连接件(3)转动连接在所述真空舱(1)上；所述遮挡组件(2)还通过滑动推杆组件(7)与所述第一推杆固定件(19)连接；所述第一推杆固定件(19)与推动手柄(5)均安装在所述压缩移动组件(6)上；所述推动手柄(5)能够通过第一推杆固定件(19)带动所述滑动推杆组件(7)驱动所述遮挡组件(2)绕转动第一连接件所在的轴线转动，以实现开启或关闭真空舱(1)；所述压缩移动组件(6)包括压缩状态与拉伸状态；所述推动手柄(5)能够带动所述压缩移动组件(6)在压缩状态与拉伸状态间切换；当所述压缩移动组件(6)处于拉伸状态时，所述适用于真空环境的手动开关装置处于开启状态；当所述压缩移动组件(6)处于压缩状态时，所述适用于真空环境的手动开关装置处于关闭状态；支撑导向杆(4)与所述滑动推杆组件(7)平行布置，支撑导向杆(4)通过限位组件与所述压缩移动组件(6)连接，能够将所述压缩移动组件(6)锁定在压缩状态或拉伸状态。2.根据权利要求1所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，所述压缩移动组件(6)包括固定端法兰(15)、焊接波纹管(17)以及推手端法兰(18)；所述焊接波纹管(17)的一端与所述固定端法兰(15)相连，另一端所述推手端法兰(18)连接；所述第一推杆固定件(19)与推动手柄(5)均安装在所述推手端法兰(18)上；当所述压缩移动组件(6)处于压缩状态时，焊接波纹管(17)处于压缩状态；当所述压缩移动组件(6)处于拉伸状态时，焊接波纹管(17)处于拉伸状态。3.根据权利要求2所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，所述遮挡组件(2)包括框架(20)、高抛镜面板(21)以及第二连接件(22)；所述高抛镜面板(21)与第二连接件(22)均安装在所述框架(20)上，所述第二连接件(22)上设置有斜滑槽，所述滑动推杆组件(7)通过所述斜滑槽与所述架(20)连接。4.根据权利要求3所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，所述滑动推杆组件(7)包括斜滑槽杆(9)、第二推杆固定件(10)以及推杆(11)；所述推杆(11)的一端与所述第一推杆固定件(19)连接，另一端与第二推杆固定件(10)连接；第二推杆固定件(10)上设置有斜滑槽杆(9)，斜滑槽杆(9)安装在所述斜滑槽内。5.根据权利要求2所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，所述限位组件包括限位通孔(23)与限位螺钉(12)；所述支撑导向杆(4)上设置有多个所述通孔(23)，多个所述通孔(23)分为第一组通孔与第二组通孔，第一组通孔与第二组通孔沿所述支撑导向杆(4)的长度方向分布；限位螺钉(12)依次穿过推手端法兰(18)、通孔(23)实现焊接波纹管(17)状态的锁定；当所述限位螺钉(12)与第一组通孔配合时，焊接波纹管(17)处于拉伸状态；当所述限位螺钉(12)与第二组通孔配合时，焊接波纹管(17)处于压缩状态。6.根据权利要求1所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，还包括支撑导向杆固定板(13)，所述支撑导向杆(4)的一端安装在所述支撑导向杆固定板(13)上。7.根据权利要求4所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，还包括导向套
固定板(14)与润滑导向铜套(16)；所述润滑导向铜套(16)通过导向套固定板(14)安装在所述固定端法兰(15)上，且所述润滑导向铜套(16)还套设在所述推杆(11)上。8.根据权利要求1所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，还包括穿舱法兰(8)，所述穿舱法兰(8)的一端与固定端法兰(15)相连，所述穿舱法兰(8)的另一端焊接在所述真空舱(1)上。9.根据权利要求1所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，第一连接件(3)为铰链。10.根据权利要求3所述的适用于真空环境的手动开关装置，其特征在于，所述高抛镜面板(21)选用高抛光钛合金板，抛光板发射率≤0.1。

技术总结
本发明提供了一种适用于真空环境的手动开关装置，包括遮挡组件、第一连接件、支撑导向杆、推动手柄、压缩移动组件、滑动推杆组件、限位组件以及第一推杆固定件；适用于真空环境的手动开关装置用于开启或关闭真空舱；推动手柄能够通过第一推杆固定件带动滑动推杆组件驱动遮挡组件绕转动第一连接件所在的轴线转动，以实现开启或关闭真空舱；本发明结构简单，维护成本较低，无需使用电器部件，便可实现开启或关闭真空舱的效果。并且，本发明结构合理，适用于不同结构真空舱，具有通用性。本发明利用压缩导向组件、滑动推杆组件等结构，可实现遮挡组件转动，无需破坏真空舱高真空环境；除此以外，本发明还能够满足真空冲击防护及热流遮挡试验要求。挡试验要求。挡试验要求。


技术研发人员：王飞 冯智猛 施承天 张静 孙松刚 刘海静 孙成恺
受保护的技术使用者：上海卫星装备研究所
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/11