三浮陀螺仪浮子组件充氦装置

摘要

本发明涉及三浮陀螺仪浮子组件充氦装置，属于三浮陀螺仪技术领域。本发明采用电磁阀连接充氦基座和充真空装置，可以实现浮子组件和抽真空装置的物理隔离，较好的控制浮子组件内多余物，湿气，避免了多余物、湿气对半球动压马达的影响。同时，由于电磁阀气密性能好，能准确控制充氦基座内压力值。本发明浮子基座采用的可拆卸结构，易加工、易清洗、操作更加简便，大大提高了生产效率。浮子基座根据浮子结构特点，可以使浮子倒放入基座中，保证密度较小的氦气，能充分充满浮子组件。充氦基座采用O型圈密封，一方面在抽真空时可以防止多余物、湿气进入基座内，另一方面可以保证充氦时压力得到控制。

说明书

技术领域

本发明涉及三浮陀螺仪浮子组件充氦装置，属于三浮陀螺仪技术领域；三 浮陀螺仪浮子组件充氦时，浮子组件内部环境控制方法，浮子组件内部环境的 控制，直接涉及到三浮陀螺仪工作的可靠性。本发明提供的方法是针对三浮陀 螺仪浮子组件中动压马达的技术、结构特点，解决了由于多余物，温度、湿度 等因素带来马达可靠性的问题，从而影响仪表可靠性的问题。

背景技术

三浮陀螺仪是集液浮、动压气浮、磁悬浮“三浮”技术为一体的新型陀螺仪， 浮子组件中马达采用先进的半球动压马达，马达定子，转子间隙为4μm，表面 粗超度Ra0.05。对马达工作环境中的多余物，温湿度有严格的要求。

现有三浮陀螺仪浮子组件真空处理时，依赖止血夹对抽真空设备进行通、 断控制，密封性能较差。关闭抽真空设备后，多余物，湿汽会倒吸入浮子组件 中。氦气瓶直接间接充氦设备，氦气的洁净度，湿度也不能保证。焊点密封时， 采用机械臂进行密封，焊锡、焊料的气化物很容易进入浮子组件中。同时，机 械臂焊接后，焊点形状不能保证，后续装配过程中，还需要对焊点进行整形， 整形过程中存在破坏浮子组件密封性的风险。降低充氦效率。

传统浮子组件充氦技术，可以适用于滚珠马达和对充气嘴外形无要求的浮 子。对于三浮陀螺仪，传统的浮子组件充氦技术存在明显的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有浮子组件充氦时洁净度、压力和湿度不可控 制的问题，提出三浮陀螺仪浮子组件充氦装置。

本发明的三浮陀螺仪浮子组件充氦装置，包括氦气瓶、过滤器、充氦支座、 电磁阀和抽真空设备；

所述的充氦支座包括底座、上盖、浮子支座、温湿度传感器、浮子和接头；

浮子通过浮子支座使得浮子的下面部分和浮子支座的下面部分均嵌入到底 座的内部，上面部分位于底座的上方；上盖通过螺钉固定在底座的上方，使得 浮子、浮子支座和温湿度传感器位于上盖和底座围成的空间中；浮子和浮子支 座还可以从底座内取出；在底座的上表面上开有一圈凹槽，用于安装O型密封 圈；上盖和底座之间通过O型密封圈进行密封；

底座的外圆上分布有两个接头；底座上开有入气孔和出气孔；

接头的一部分嵌入到底座的内部，另一部分与过滤器或电磁阀通过管路连 接；

接头嵌入到底座内的部分为空心柱体；接头与过滤器或电磁阀相连接的部 分为空心锥体；空心柱体与空心锥体的中心轴是重合的；

接头的空心柱体的上方开有通孔，使得底座上的入气孔或出气孔均与接头 的空心部分连通；

氦气瓶与过滤器通过管路连接；电磁阀和抽真空设备通过管路连接；

氦气瓶上带有压力表，能够对管路中的氦气压力进行监测；

工作过程：首先将氦气支座放置于烘箱中，设定烘箱温度为70-80℃保持一 个小时，然后进行抽真空，即打开抽真空设备，之后打开电磁阀，使抽真空设 备对所有的管路及充氦支座进行抽真空处理，当充氦支座内压力达到要求后， 先关闭电磁阀，再关闭抽真空设备，确保抽真空设备和真空管道中的多余物、 湿气，不会由于压差倒吸入充氦支座中，从而对浮子组件进行保护，抽真空过 程结束后，打开氦气瓶的开关，氦气经过过滤器的过滤后通过接头进入到上盖 和底座围成的空间中，然后氦气再通过浮子的充气嘴进入到浮子内部，从而达 到对浮子进行充氦气的目的，当压力达到设定要求时，关闭氦气瓶。根据需要 可重复抽真空和充氦气的过程；整个过程中通过温湿度传感器对充氦支座内氦 气或真空状态时的温度和湿度。

为了提高效率，还可以在充氦支座内再放置1-2个浮子及浮子支座；

用无水乙醇清洗充氦支座，然后对冲洗过充氦支座的无水乙醇（100ml）进 行粒子判定，得到充氦支座中洁净度达到100级。

有益效果

（1）本发明采用电磁阀连接充氦基座和充真空装置，可以实现浮子组件和 抽真空装置的物理隔离，较好的控制浮子组件内多余物，湿气，避免了多余物、 湿气对半球动压马达的影响。同时，由于电磁阀气密性能好，能准确控制充氦 基座内压力值。

（2）本发明浮子基座采用的可拆卸结构，易加工、易清洗、操作更加简便， 大大提高了生产效率。浮子基座根据浮子结构特点，可以使浮子倒放入基座中， 保证密度较小的氦气，能充分充满浮子组件。充氦基座采用O型圈密封，一方 面在抽真空时可以防止多余物、湿气进入基座内，另一方面可以保证充氦时压 力得到控制。

（3）本发明采用过滤器，既可以保证大于0.2μm的多余物不进入浮子组件 内。又可以控制充氦基座内的湿度小于5%。有效的控制由于多余物和湿气对陀 螺仪可靠性的影响。

（4）本发明采用压力表、温湿度传感器，保证在充氦过程中，浮子内部压 力可控，温度湿度可监测。从而降低由于气密性、温度、湿度对陀螺仪可靠性 造成影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为充氦支座上安装有三个浮子支座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合幅图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，三浮陀螺仪浮子组件充氦装置，包括氦气瓶10、过滤器1、 充氦支座、电磁阀6和抽真空设备7；

所述的充氦支座包括底座8、上盖2、浮子支座5、温湿度传感器3、浮子4 和接头9；

浮子4通过浮子支座5使得浮子4的下面部分和浮子支座5的下面部分均 嵌入到底座8的内部，上面部分位于底座8的上方；上盖2通过螺钉固定在底 座8的上方，使得浮子4、浮子支座5和温湿度传感器3位于上盖2和底座8围 成的空间中；浮子4和浮子支座5还可以从底座8内取出；在底座8的上表面 上开有一圈凹槽，用于安装O型密封圈；上盖2和底座8之间通过O型密封圈 进行密封；

底座8的外圆上分布有两个接头9；底座8上开有入气孔和出气孔；

接头9的一部分嵌入到底座8的内部，另一部分与过滤器1或电磁阀6通 过管路连接；

接头9嵌入到底座8内的部分为空心柱体；接头9与过滤器1或电磁阀6 相连接的部分为空心锥体；空心柱体与空心锥体的中心轴是重合的；

接头9的空心柱体的上方开有通孔，使得底座8上的入气孔或出气孔均与 接头9的空心部分连通；

氦气瓶10与过滤器1通过管路连接；电磁阀6和抽真空设备7通过管路连 接；

氦气瓶10上带有压力表，能够对管路中的氦气压力进行监测；

浮子4和浮子支座5各有三个，均匀分布在底座8上；如图2所示；

工作过程：首先将氦气支座放置于烘箱中，设定烘箱温度为70-80℃保持一 个小时，然后进行抽真空，即打开抽真空设备7，之后打开电磁阀6，使抽真空 设备7对所有的管路及充氦支座进行抽真空处理，当充氦支座内压力小于100pa 后，先关闭电磁阀6，再关闭抽真空设备7，确保抽真空设备7和真空管道中的 多余物、湿气，不会由于压差倒吸入充氦支座中，从而对浮子组件进行保护， 抽真空过程结束后，打开氦气瓶10的开关，氦气经过过滤器1的过滤后通过接 头9进入到上盖2和底座8围成的空间中，然后氦气再通过浮子4的充气嘴进 入到浮子4内部，从而达到对浮子4进行充氦气的目的，当充氦支座内的氦气 压力达到0.2MPa时，关闭氦气瓶，重复抽真空和充氦气的过程两次；整个过程 中通过温湿度传感器3对充氦支座内氦气或真空状态时的温度和湿度。

上述的底座8、上盖2、浮子支座5和接头9均采用1Cr18Ni9Ti材料，

用无水乙醇清洗充氦支座，然后对冲洗过充氦支座的无水乙醇（100ml）进 行粒子判定，每100ml检查液即无水乙醇中的粒子数为：

粒子尺寸（μm） 粒子数量（个） >1 0 0.5～0.1 1 0.1～0.05 5

根据粒子判读结果，充氦装置内的粒子数，满足马达工作要求，不会由于 充氦基座内多余物对马达造成影响。

本发明未详细说明的部分属本领域技术人员公知常识。