[发明专利]一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置

说明书

本发明涉及物理实验领域，更具体的说是一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置,包括气封套、竖向传动轴、密封装置、连接装置、横向平面移动气浮、底座气浮和高低温箱；可以通过外界供气设备提供高压无尘干燥气体，在气封套和竖向传动轴之间形成稳定的气膜，并且不引入摩擦的允许竖向传动轴绕自身轴线转动与沿自身轴线纵向移动两个自由度，输出的干燥无尘气体的气压大于高低温箱中的气压，从而避免高低温箱中的干燥无尘气体的溢出，达到密封效果；使横向平面移动气浮与底座气浮之间形成平稳的气膜，使横向平面移动气浮与气封套悬浮在底座气浮上，达到气封套在箱体上无摩擦地进行“X”和“Y”轴方向上两个自由度的平面自由移动。

技术领域

本发明涉及物理实验领域，更具体的说是一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置。

背景技术

航天设备的地面模拟装置—高低温环境箱，要尽量模拟太空中的环境，尤其是太空的温度、湿度、微重力时传动件无摩擦、高清洁度环境等。如果采用传统的轴密封圈或者通过液油等方式密封，一方面无法保证高低温箱内部的露点温度；另一方面，一旦磨损或泄露会破坏高低温环境箱内部的洁净度；再一方面,因传动轴引入的摩擦使测试结果失真。

因此，气体密封装置成为航天地面模拟设备密封装置的首选，其可以维持环境箱内部的高洁净度，低露点温度，并且不会引入摩擦。然而，现有的密封装置大都存在清洁度低、而且安装精度要求过高的缺点，因此，如何克服上述问题，在现有的航天设备的地面模拟装置中，提供多自由度、清洁度高、气密性好的装置，是本领域技术人员有待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置，可以通过气封套对竖向传动轴进行密封，其可以维持环境箱内部的高洁净度，并且不引入摩擦的允许竖向传动轴绕自身轴线转动与沿自身轴线纵向移动两个自由度，同时通过横向平面移动气浮带动气封套在高低温箱上方平面内进行“X”和“Y”轴方向上两个自由度的平面自由移动，能极大程度的适应航天及航天地面模拟装置中复杂的运行情况。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置，包括气封套、竖向传动轴、密封装置、连接装置、横向平面移动气浮、底座气浮和高低温箱，所述竖向传动轴套装在气封套内，竖向传动轴具有绕自身轴线转动与沿自身轴线纵向移动两个自由度，竖向传动轴和气封套之间形成间隙Ⅰ，气封套通过供气设备向间隙Ⅰ内提供气压，间隙Ⅰ内的气压高于高低温箱内的气压，密封装置的内侧固定连接在气封套上，密封装置的外侧固定连接在连接装置，连接装置上固定连接有横向平面移动气浮，高低温箱上固定连接有底座气浮，横向平面移动气浮和底座气浮之间形成间隙Ⅱ，横向平面移动气浮和底座气浮均通过供气设备向间隙Ⅱ内提供气压，间隙Ⅱ内的气压推动横向平面移动气浮浮在底座气浮上。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置，所述气封套包括气封套体、安装凸台、凹槽、传输通道、输出孔Ⅰ、输气管Ⅰ和铜套喷嘴Ⅰ，气封套体的上端一体成型有安装凸台，气封套体上设置有凹槽，传输通道设置有多个，多个传输通道均沿凹槽的圆周均匀分布，每个传输通道内均连通有两个输出孔Ⅰ，气封套体和竖向传动轴之间形成间隙Ⅰ，多个输出孔Ⅰ的内端均和间隙Ⅰ连通，多个输出孔Ⅰ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅰ，凹槽内设置有输气管Ⅰ，输气管Ⅰ上连接有供气设备。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置，所述多个输出孔Ⅰ均与竖向传动轴的轴线方向垂直设置，每一个输出孔Ⅰ均以竖向传动轴轴线为中心对称设置有另一个输出孔Ⅰ。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种四自由度高低温箱竖置穿箱轴气体密封装置，所述密封装置包括气封套法兰盘和密封套，螺钉Ⅰ从上至下依次穿过套法兰盘和密封套固定连接在气封套体上，密封套和气封套体接触将凹槽密封，输气管Ⅰ穿过气封套法兰盘和密封套和凹槽连通。