一种真空密封容器的解封机构及方法与流程

本发明涉及真空技术领域，具体涉及一种真空密封容器的解封机构及方法。

背景技术：

我国计划于2020年前实现月球样品的无人采样与返回。我国研制的月球样品密封容器采用真空密封方式，即在月球表面的超高真空环境中把采集到的月球样品放入密封容器中，再进行真空密封，使月球样品保持在原有的真空环境中。这样可使月球样品在返回地面以及研究分析过程中不受地球大气环境的影响，避免造成样品的污染，使样品的分析结果能反映原始的状况。如何在月球样品不被污染的情况下实现月球样品密封容器的解封及取出月球样品，是探月工程三期月球样品地面应用系统重点关注和亟待解决的工程问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种真空密封容器的解封机构及方法，能够在高真空环境下对月球样品密封容器进行解封。

本发明中解封机构的技术方案为：一种真空密封容器的解封机构，包括：传动轴、密封组件、第一安装板、波纹管组件、第二安装板、第一减速器、动力单元a、动力单元b、第二减速器、第三安装板、螺母、滚珠丝杠、第一导向杆、第二导向杆、解封工装；

真空的密封容器固定在真空容器内的安装工装上；

真空容器顶部设置用于使传动轴穿过的通孔；

第一安装板通过密封组件固定在所述真空容器顶部通孔处；

波纹管组件的一端固定在第一安装板上，另一端固定在第二安装板上；

第二安装板的顶部设置第一减速器；

所述第一减速器与动力单元a相连；

传动轴一端与所述第一减速器连接，另一端依次穿过第二安装板、波纹管组件、第一安装板、密封组件和真空容器顶部通孔后伸入真空容器内部与解封工装固定连接；

解封工装与安装工装相对，且相对端设置开口，解封工装的开口与密封容器的盖体配合，用于转动盖体；

滚珠丝杠穿过第二安装板，一端通过轴承与第一安装板连接，另一端通过轴承设置在第三安装板的通孔内再与第二减速器连接；

螺母穿过滚珠丝杠固定在第二安装板的底部；

第二减速器与动力单元b相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述动力单元a为第一电机或第一手轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述动力单元b为第二手轮或第二电机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述真空容器通孔的孔径、波纹管组件的内径及第二安装板、第一安装板、密封组件上使所述传动轴穿过的通孔的孔径均等于传动轴的直径，用于对传动轴进行径向限位。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封组件为磁流体密封组件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述波纹管组件包括波纹管和固定在波纹管两端的密封圈。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括一根以上导向杆，所述导向杆穿过所述第二安装板，一端与所述第一安装板固定连接，另一端与所述第三安装板固定连接，用于对所述第二安装板导向。

本发明中解封机构的解封方法的技术方案为：它使用如权利要求1-7任意一条权利要求所述的解封机构，包括以下步骤：

第一步、将安装工装固定在真空容器内部，将装有月球样品的密封容器固定在安装工装上，将传动轴一端穿入真空容器内部并与解封工装相连，对真空容器密封并抽真空；

第二步、动力单元b反向驱动，通过第二减速器带动滚珠丝杠反向旋转，使滚珠丝杠上的螺母向下运动，带动与螺母固定的第二安装板向下运动，从而使传动轴向下运动；待传动轴末端的解封工装与密封容器的密封盖体对接之后，停止动力单元b；

第三步、动力单元a反向驱动，通过第一减速器带动传动轴反向转动，从而使传送轴末端的解封工装旋转并带动密封容器的密封盖体反向旋转，密封盖体反向旋转到位后，停止动力单元a；

第四步、动力单元b正向驱动，通过第二减速器带动滚珠丝杠正向旋转，使滚珠丝杠上的螺母向上运动，带动与螺母固定的第二安装板向上运动，使传动轴向上运动，带动传动轴上的解封工装和密封容器上的密封盖体向上运动，使密封盖体与密封容器分离，从而实现密封容器的解封完成。

有益效果：

(1)本发明提出的解封月球样品密封容器的机构及方法，结构简单，操作便捷，解决了月球样品的密封容器在高真空环境下解封问题，可使月球样品在解封过程中不受地球大气的污染。

(2)本发明可以对月球样品的密封容器在高真空环境下进行电动或手动解封。

(3)本发明控制真空容器通孔的孔径、波纹管组件的内径及使所述传动轴穿过的第二安装板、第一安装板、密封组件的孔的孔径均等于传动轴的直径，对传动轴进行径向限位，采用磁流体密封组件对传动轴与真空容器接触的部分进行密封，有利于确保高密封性。

附图说明

图1为本发明解封月球样品密封容器的机构的示意图。

其中，1-真空容器、2-密封容器、3-传动轴、4-密封组件、5-第一安装板、6-波纹管组件、7-第二安装板、8-第一减速器、9-第一电机、10-第一手轮、11-第二手轮、12-第二减速器、13-第二电机、14-第三安装板、15-螺母、16-滚珠丝杠、17-第一导向杆、18-第二导向杆、19-解封工装、20-安装工装

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种月球样品密封容器的解封机构及方法，能够在高真空环境下对月球样品密封容器进行解封。

如图1所示，该机构包括传动轴3、密封组件4、第一安装板5、波纹管组件6、第二安装板7、第一减速器8、动力单元a、动力单元b、第二减速器12、第三安装板14、螺母15、滚珠丝杠16、第一导向杆17、第二导向杆18、解封工装19和安装工装20；

安装工装20固定在真空容器1内，装有月球样品的密封容器2固定在安装工装20上；

真空容器1顶部设置通孔a，密封组件4上设置通孔b，密封组件4固定在真空容器1顶部，使通孔a和通孔b同轴，密封组件4用于实现真空容器1的密封；第一安装板5上设置通孔c，第一安装板5固定在密封组件4上，使通孔b和通孔c同轴；第二安装板7的设置通孔d，波纹管组件6的一端固定在第一安装板5上，使通孔c和波纹管组件6同轴，波纹管组件6的另一端固定在第二安装板7的一端，使通孔d和波纹管组件6同轴；第二安装板7的顶部设置第一减速器8；第一减速器8与动力单元a相连；其中，动力单元a为第一电机9或第一手轮10；

传动轴3的一端依次穿过通孔a、通孔b、波纹管、通孔c和通孔d，进入真空容器1与解封工装19固定连接，另一端与第一减速器8固定连接；解封工装19一端开口，开口端朝向密封容器2，解封工装19的开口与密封容器2的盖体配合，用于转动盖体；通孔a、通孔b、通孔c和通孔d的孔径及波纹管组件6的内径均等于传动轴3的直径，用于对传动轴3进行径向限位；波纹管组件6包括波纹管和固定在波纹管两端的密封圈；

安装工装20固定在真空容器1内，装有月球样品的密封容器2固定在安装工装20上；

在第二安装板7上竖直安装第一导向杆17和第二导向杆18，第一导向杆17和第二导向杆18的两端均分别与第一安装板5和第三安装板14固定连接；

滚珠丝杠16设置在第一导向杆17和第二导向杆18之间，滚珠丝杠16穿过第二安装板7，其两端分别通过轴承连接在第一安装板5上和第三安装板14上；用于和滚珠丝杠16螺纹配合的螺母15固定在第二安装板7的底部；

第二减速器12固定在第三安装板14上与滚珠丝杠16相连；

第二减速器12与动力单元b相连，其中，动力单元b为第二手轮11或第二电机13；

具体地：密封容器2内装有月球样品，密封组件4为磁流体密封组件，真空容器1侧壁设有门体，将安装工装20固定在真空容器1内部，将密封容器2固定在安装工装20上，用于对密封容器2进行限位，将传动轴3一端穿入真空容器1内部并与解封工装19相连，关闭门体，抽真空使真空容器1内部的压力小于5×10^-3pa。

解封机构安装完毕并且抽真空后，首先，利用第二电机13或第二手轮11反向驱动，第二减速器12带动滚珠丝杠16反向旋转，使滚珠丝杠16上的螺母15向下运动，带动与螺母15固定的第二安装板7向下运动，从而使传动轴3向下运动；待传动轴3末端的解封工装19与密封容器2的密封盖体对接之后，停止第二电机13或第二手轮11；其次，利用第一电机9或第一手轮10反向驱动，第一减速器8带动传动轴3反向转动，从而使传送轴3末端的解封工装19旋转并带动密封容器2密封盖体反向旋转，密封盖体反向旋转到位后，停止第一电机9或第一手轮10；最后，利用第二电机13或第二手轮11正向驱动，第二减速器12带动滚珠丝杠16正向旋转，使滚珠丝杠16上的螺母15向上运动，带动与螺母15固定的第二安装板7向上运动，使传动轴3向上运动，带动传动轴3上的解封工装19和密封容器2上的密封盖体向上运动，使密封盖体与密封容器2分离，从而实现密封容器2的解封完成。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。