真空直线导入装置

本发明涉及精密仪器，更具体地涉及一种真空直线导入装置。

背景技术：

1、随着科技不断进步，真空技术的发展也日益成熟。在生产制造、医疗卫生、科学研究等领域，真空技术都有了广泛的应用。真空技术被广泛应用的同时，各类真空功能装置也得到了应用，例如真空直线导入装置，为了实现在真空环境中的各种研究，需要经常利用真空直线导入装置对真空系统内的一些组件进行位移操作或者对样品的传递和操作等，即将真空外部的运动传递到真空内。

2、传统的真空直线运动导入装置的操作通常需要在大气侧进行，并且是机械式导入，其通过外力驱动外部推动杆，带动固定在焊接波纹管上的可动法兰挤压(或拉伸)焊接波纹管，从而驱动固定在可动法兰上的直线驱动杆运动，完成真空直线导入。

3、但上述技术在使用过程中还存在以下缺陷和不足：

4、1、为了完成真空直线导入，不可避免的要将大气中的运动转换成真空腔中的运动，因此需要保证真空设备和导入装置的密封性能，传统的直线导入通常采用的是橡胶密封或者金属焊接波纹管密封，但前者在长时间使用下密封性较差，后者由于波纹管是通过金属片一片一片地焊接起来而形成的，其成本相对较高。

5、2、传统直线导入装置利用机械传动，其结构复杂，零件多，同时为了实现外部推动杆和驱动杆之间严格平行，对安装、调试和后期的维护提出了近乎苛责的要求。

6、3、传统的机械式直线导入装置自动化程度不够高、直线导入的精度不能够精确控制。

7、4、对于真空系统中要求直线往复移动的组件，由于密封组件的阻力，在保证密封性良好的情况下，其操作难度大。

技术实现思路

1、为了解决上述多个技术问题中的至少一个，本发明提出一种真空直线导入装置，该真空直线导入装置将可移动的驱动杆直接置于真空腔内，无需使用金属焊接波纹管密封，直接避免了使用金属焊接波纹管和各种复杂的精细传动机构，组装、调试方便，保证良好的密封性并可大幅降低成本。

2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种真空直线导入装置，应用于真空腔内的直线导入，其包括：

3、驱动杆，配置为传递在所述真空腔内的运动；

4、磁体，其固定于所述驱动杆外侧，配置为通过磁力驱动所述驱动杆的运动；

5、弹簧，配置为通过弹力驱动所述驱动杆的运动；

6、电磁线圈，配置为产生电磁场，使所述磁体产生驱动所述驱动杆运动的磁力；以及

7、法兰套筒，配置为容纳所述真空直线导入装置；

8、其中，所述驱动杆的一端为自由端，另一端与所述弹簧的一端接触，所述弹簧的另一端抵接于法兰套筒的内壁，所述电磁线圈设置于所述法兰套筒的外侧；

9、所述真空直线导入装置通过所述弹簧的弹力驱动所述驱动杆朝第一方向运动，通过所述磁体的磁力驱动所述驱动杆朝与所述第一方向相反的第二方向运动，在所述磁力和所述弹力的共同作用，使所述驱动杆在所述真空腔内进行直线往复运动。

10、优选的，所述真空直线导入装置还包括：

11、调节杆，配置为调节所述驱动杆的极限伸长量，其中，所述调节杆为中空结构，外部具有螺纹，其一端与所述驱动杆接触，另一端通过螺纹与所述法兰套筒连接，通过旋转所述调节杆的螺纹更改所述驱动杆进入所述法兰套筒内的长度来调节所述驱动杆的极限伸长量；以及

12、螺母，配置为通过所述法兰套筒的套筒台阶轴固定所述法兰套筒外侧的所述电磁线圈。

13、优选的，所述驱动杆的自由端集成有功能器件。

14、优选的，所述功能器件为挡板。

15、优选的，在所述磁力和所述弹力共同作用使所述驱动杆在所述真空腔内进行直线往复运动，包括：

16、当对所述电磁线圈第一次通电以产生磁场时，在所述磁场的作用下，固定在所述驱动杆上的所述磁体受到朝向所述电磁线圈方向的引力，拉动所述驱动杆沿朝向所述电磁线圈的方向直线运动而压缩所述弹簧，所述弹簧产生远离所述电磁线圈方向的弹力；

17、当所述电磁线圈断电时，所述驱动杆在所述弹力的作用下，沿远离所述电磁线圈的方向直线运动；以及

18、当对所述电磁线圈第二次通电以产生磁场时，在所述磁场的作用下，固定在所述驱动杆上的所述磁体再次受到朝向所述电磁线圈方向的引力，拉动所述驱动杆沿朝向所述电磁线圈的方向直线运动而压缩所述弹簧，以实现所述驱动杆在所述真空腔内进行直线往复运动。

19、优选的，所述第一方向为远离所述电磁线圈的方向，所述第二方向为朝向所述电磁线圈的方向。

20、优选的，通过调节通电的电流大小对所述磁力的大小进行调节。

21、优选的，还通过改变所述法兰套筒外侧的电磁线圈的相对位置来实现对所述磁力大小的调节。

22、优选的，所述法兰套筒为一体化套筒，通过焊接方式将法兰与套筒焊接成一体，以形成一体化的所述法兰套筒。

23、优选的，所述驱动杆、所述调节杆、所述磁体、所述弹簧位于所述真空腔体内侧，所述电磁线圈、所述螺母位于所述真空腔体外侧。

24、与现有技术相比，本发明通过电磁耦合的非机械式方法导入，使导入装置结构简单、实现对直线导入长度的精确控制。即通过给外部腔体上的线圈通电后产生磁场，驱动磁铁带动驱动杆线性移动。通过控制电流大小，与底部弹簧和调节杆相配合，能做到直线导入长度的精确控制。该设计相对传统的真空直线导入设计，设计简单，调试方便，易于维修。所有材料均适配于超高真空，且耐烘烤，方便维持和达到超高真空环境。

技术特征：

1.一种真空直线导入装置(100)，应用于真空腔内的直线导入，其包括：

2.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，所述真空直线导入装置(100)还包括：

3.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，所述驱动杆(1)的自由端集成有功能器件。

4.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，所述功能器件为挡板。

5.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，在所述磁力和所述弹力共同作用使所述驱动杆(1)在所述真空腔内进行直线往复运动，包括：

6.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，所述第一方向为远离所述电磁线圈(5)的方向，所述第二方向为朝向所述电磁线圈(5)的方向。

7.根据权利要求5所述的真空直线导入装置(100)，其中，通过调节通电的电流大小对所述磁力的大小进行调节。

8.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，还通过改变所述法兰套筒(7)外侧的电磁线圈(5)的相对位置来实现对所述磁力大小的调节。

9.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，所述法兰套筒(7)为一体化套筒，通过焊接方式将法兰与套筒焊接成一体，以形成一体化的所述法兰套筒(7)。

10.根据权利要求1所述的真空直线导入装置(100)，其中，所述驱动杆(1)、所述调节杆(2)、所述磁体(3)、所述弹簧(4)位于所述真空腔体内侧，所述电磁线圈(5)、所述螺母(6)位于所述真空腔体外侧。

技术总结
本发明涉及真空直线导入装置，包括驱动杆，用于传递在真空腔内的运动；磁体，用于通过磁力驱动驱动杆的运动；弹簧，用于通过弹力驱动驱动杆的运动；电磁线圈以及法兰套筒；驱动杆的一端为自由端，另一端与弹簧的一端接触，弹簧的另一端抵接于法兰套筒的内壁，电磁线圈设置于法兰套筒的外侧；真空直线导入装置通过弹簧的弹力驱动驱动杆朝第一方向运动，通过磁体的磁力驱动驱动杆朝与第一方向相反的第二方向运动，在二力的共同作用，使驱动杆在真空腔内进行直线往复运动。本发明的真空直线导入装置无需使用金属焊接波纹管进行密封，直接避免了使用金属焊接波纹管和各种复杂的精细传动机构，组装、调试方便，保证良好的密封性，并可大幅降低成本。

技术研发人员：马瑞松,黄远志,郇庆,刘利
受保护的技术使用者：中国科学院物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11