CN102588606A - 真空镀膜传动机构用磁流体密封装置 - Google Patents

Abstract

一种真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，设置于真空箱侧壁与传动机构的连接部位传动机构包括传动轴和位于转动轴上的两轴承，密封装置包括极靴、永久磁体和磁流体所述的永久磁体、极靴和传动轴构成的磁性回路，磁流体注入于极靴和传动轴之间。本发明的真空镀膜机用传动机构，在密封位置，利用了磁流体对磁场的响应特性。把磁性液体注入到由高性能的永磁体、导磁良好的极靴和传动轴所构成的导磁回路的间隙中，会形成数个液体“Ο”型圈。当磁流体受压差作用时，会在非均匀磁场中移动，这时不均匀的磁场就会使磁流体产生对抗压差的磁力进而达到新的平衡，这样就起到了密封的作用。

Description

真空镀膜传动机构用磁流体密封装置

技术领域

 本发明涉及真空镀膜领域，尤其是利用磁流体密封的真空箱体和传动机构结合处的密封装置，具体地说是一种真空镀膜传动机构用磁流体密封装置。

 

背景技术

磁流体传动是在真空镀膜行业中开发出来的一种新型动态密封机构。传统的传动密封机构是用骨架密封作为动密封材料，如图2所示，其缺点是机械磨损较大、使用寿命短、维护费用高、影响系统稳定性等。

 

发明内容

本发明的目的是针对传统的传动密封机构用骨架密封作为动密封材料，所存在的机械磨损大、使用寿命短、维护费用高、系统稳定性差的问题，提出一种真空镀膜传动机构用磁流体密封装置。

本发明的技术方案是：

一种真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，该密封装置设置于真空箱侧壁与传动机构的连接部位，其中，传动机构包括传动轴和位于转动轴上的两轴承，所述的密封装置包括极靴、永久磁体和磁流体，所述的极靴和永久磁体均套装在传动轴上，永久磁体位于极靴之间，所述的永久磁体、极靴和传动轴构成的磁性回路，磁流体注入于极靴和传动轴之间。

本发明的传动轴为非磁性体。

本发明中，在所述极靴的外壁的上设有一套管，该套管上、下两侧对应于极靴开口的位置分别设有冷却水进水、出水管，冷却水进水、出水管位于大气环境的一侧均设有冷却水进口和冷却水出口。

本发明的极靴与转动轴之间的间隙为0.05～0.2mm。

本发明的极靴与转动轴之间的间隙为0.15mm。

本发明中，当磁流体注入于极靴和传动轴之间后，形成数个液体Ο型圈。

本发明的永久磁体为N45型永久磁体。

本发明的有益效果：

本发明的真空镀膜机用传动机构，在密封位置，利用了磁流体对磁场的响应特性。把磁性液体注入到由高性能的永磁体、导磁良好的极靴和传动轴所构成的导磁回路的间隙中，会形成数个液体“Ο”型圈。当磁流体受压差作用时，会在非均匀磁场中移动，这时不均匀的磁场就会使磁流体产生对抗压差的磁力进而达到新的平衡，这样就起到了密封的作用。

本发明包围着轴的磁流体可以密封液体、气体和气液混合物； 在动态和静态测量中，采用质谱测定法对氦气密封进行评估，在常温常压下，氦气的泄漏量小于10-11ml/s，通常称磁性液体（磁性流体）密封泄漏率为零。

本发明形成液态“Ο”型圈密封，极靴与轴不接触，从而没有固体磨损，加上磁流体对轴没有腐蚀，所以使用寿命长。在性能评估中，密封件的测定使用寿命为10年以上，期间不需要维护，可靠性高；由于没有机械磨损，液体密封环不产生污染系统的粒子，除此之外，低蒸气压的磁流体即使在10-6Pa以上的高真空下仍然能够维护其密封的可靠性，因此，完全无污染。

本发明的磁流体密封功率消耗低，耐高速能力强。目前，磁流体密封在轴的转速超过30,000 r/min时，工作性能仍然稳定；传动轴可进行100％的扭矩传动而没有功率损耗，并能够不间断地提供同向旋转；磁流体低黏度的摩擦不依赖于密封所加的压力，因而运转平稳。

 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是传统的骨架密封结构示意图。

其中：1、传动轴；2、冷却水进口；3、静密封；4、轴承；5、极靴；

6、永久磁体；7、磁流体；8、骨架密封件；9、真空箱侧壁；10、套管；

11、冷却水出口；真空箱侧壁的左侧A面为大气侧，B面为真空侧。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，该密封装置设置于真空箱侧壁9与传动机构的连接部位，其中，传动机构包括传动轴1和位于转动轴上的两轴承4，所述的密封装置包括极靴5、永久磁体6和磁流体7，所述的极靴5和永久磁体6均套装在传动轴1上，永久磁体6位于极靴5之间，所述的永久磁体6、极靴5和传动轴1构成的磁性回路，磁流体7注入于极靴5和传动轴1之间。

本发明的传动轴1为非磁性体。

本发明中，在所述极靴5的外壁的上设有一套管10，该套管10上、下两侧对应于极靴5开口的位置分别设有冷却水进水、出水管，冷却水进水、出水管位于大气环境的一侧均设有冷却水进口2和冷却水出口11。

本发明的极靴5与转动轴1之间的间隙为0.05～0.2mm；极靴5与转动轴1之间的间隙优选为0.15mm。

本发明中，当磁流体7注入于极靴5和传动轴1之间后，形成数个液体Ο型圈。

本发明的永久磁体6为N45型永久磁体。

本发明的磁流体的密封能力随密封级数的增加而提高，在一定的磁场强度下，密封级数有一个最佳值.本机构采用2级密封设计。对二级磁流体的密封结构，当δ=0.05mm时，约可承受0.1MPa的压差 。

具体实施时：

通过精加工，使得输出传动轴与极靴间保持0.15mm间隙，在该间隙中充入磁流体材料（＜15nm的Fe₃O₄颗粒和硅油及表面活性剂调和液），在极靴间安装永久磁铁（N45），极靴内导入循环冷却水，用以避免因炉体温度高而引起的磁铁失磁现象,整套机构通过两端轴承固定在传动轴套内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，该密封装置设置于真空箱侧壁（9）与传动机构的连接部位，其中，传动机构包括传动轴（1）和位于转动轴上的两轴承（4），其特征是所述的密封装置包括极靴（5）、永久磁体（6）和磁流体（7），所述的极靴（5）和永久磁体（6）均套装在传动轴（1）上，永久磁体（6）位于极靴（5）之间，所述的永久磁体（6）、极靴（5）和传动轴（1）构成的磁性回路，磁流体（7）注入于极靴（5）和传动轴（1）之间。

2.根据权利要求1所述的真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，其特征是所述的传动轴（1）为非磁性体。

3.根据权利要求1所述的真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，其特征是在所述极靴（5）的外壁的上设有一套管（10），该套管（10）上、下两侧对应于极靴（5）开口的位置分别设有冷却水进水、出水管，冷却水进水、出水管位于大气环境的一侧均设有冷却水进口（2）和冷却水出口（11）。

4.根据权利要求1所述的真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，其特征是所述的极靴（5）与转动轴（1）之间的间隙为0.05～0.2mm。

5.根据权利要求4所述的真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，其特征是所述的极靴（5）与转动轴（1）之间的间隙为0.15mm。

6.根据权利要求1所述的真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，其特征是当磁流体（7）注入于极靴（5）和传动轴（1）之间后，形成数个液体Ο型圈。

7.根据权利要求1所述的真空镀膜传动机构用磁流体密封装置，其特征是永久磁体（6）为N45型永久磁体。

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