CN204805552U - 一种超高真空用磁流体密封传动装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁流体密封传动装置，包括壳体、密封组件和轴承；所述密封组件包括主轴、永磁体、设置于所述永磁体两侧的第一磁极和第二磁极、设置于所述主轴与所述第一磁极和/或第二磁极之间的磁流体，所述密封组件设置于超高真空侧与全部所述轴承之间；所述第一磁极和所述壳体的法兰的接触面上设置有第一密封型腔，在所述第一密封型腔内设置有第一金属密封垫，所述第一金属密封垫被所述法兰和所述第一磁极之间的轴向力压紧变形后，将所述法兰和所述第一磁极密封。本实用新型中所公开的超高真空用磁流体密封传动装置具有密封可靠、极限真空度高、漏率低、气体渗透率低、抽气速率快、无真空污染等优点。

Description

一种超高真空用磁流体密封传动装置

技术领域

本实用新型涉及磁流体密封技术领域，特别是涉及一种超高真空用磁流体密封传动装置。

背景技术

磁流体密封技术是在磁流体这一全新的功能材料出现之后才发展起来的。20世纪60年代初，美国国家航空航天局为解决宇航服的真空密封及空间失重状态下液体燃料的补充问题，开发了磁流体。当时作为美国航天研究的一项附加成果而出现的这一功能材料，后来逐步发现有许多应用之处，如矿冶中的贵金属回收、机械制造中的磁流体润滑与研磨，以及近期热门的生物医学中的生物分离、生物与医药检测、疾病诊断与治疗中都取得了许多十分重要的科研成果和工业实用价值。另外，还应用到重要机械旋转部位的密封；计算机硬盘存储器中对灰尘和油雾的密封；原子能设备中对放射性气体的密封；发酵罐搅拌中用于防止细菌混入的密封；真空镀膜机、真空热处理炉、单晶硅炉等超高和特高真空条件下的密封以及反应釜、风机、气泵等用于压差条件下的密封等等，尤其是在转轴中作为设备的动态防漏部分具有突出的优越性，既可达到防漏目的，又不影响可动部件的运动，所以磁流体密封技术的应用范围越来越广。

图1为现有技术中的第一种典型的磁流体密封传动装置的示意图，如图1所示，由一个永磁体106、两个磁极107、旋转轴101和磁流体108构成密封组件，该密封组件位于壳体103中，且在磁极107的边缘设置隔磁套105，用来隔绝磁场，避免轴承104被磁化，并起到轴向定位的作用；轴承104用来保证旋转轴101旋转，并保证图中所示密封间隙“δ”的一致；静密封O型密封圈102用来保证气体不从磁极107与壳体103之间的配合间隙处泄露；轴承盖109通过螺钉110固定于壳体103端面，并对上述零件进行轴向定位，防止零件轴向移动。由于该装置中永磁体106的N-S极是按轴向分布的且两个磁极107和旋转轴101由导磁材料制成，因此，在磁场作用下，如图1中环线所示，形成了多个封闭的磁路，此封闭磁路是沿N-S区间转轴表面形成的。从图中还可以看出两个磁极107与旋转轴101之间存在间隙δ，此间隙δ环绕旋转轴的外圆，呈环状分布，形成了磁路的气隙，由于磁场磁路的气隙中的磁场强度最大，因此将具有超顺磁特性的磁流体108注入其间以后，在磁场作用下，磁流体108被稳稳地吸附并充满旋转轴101和磁极107之间的间隙，实现了对磁场两端空间的分隔，形成可靠的密封。

图2为现有技术中的第二种典型的磁流体密封传动装置的示意图，如图2所示，该装置与上述第一种磁流体密封传动装置的大部分部件相同，区别如下：第一，该装置采用的是旋盖209，旋盖209的外圆有螺纹，同时壳体203内孔中也有与之相配的螺纹，旋盖209通过螺纹旋合拧入壳体203中，起到固定的作用；第二，每个磁极207的外圆设置2个用于安装O型密封圈202的槽，且两个槽位于冷却槽2071的两侧，并在壳体203的外圆与冷却槽2071相对应的位置安装有冷却水接头210。O型密封圈202不仅隔绝气体从磁极207与壳体203的配合间隙处通过，同时防止冷却槽2071内冷却水漏出。该种磁流体密封传动装置由于可通过内部实现冷却，因而可用于温度较高的场所。

然而，上述两种磁流体密封传动装置并适用于低于1×10^-5Pa的超高真空环境，限制了其应用。一方面，由于其所用的橡胶O形圈密封圈通常具有相对高的气体渗透速率，因此不适合用于超高真空的密封中，且超高真空设备均需长时间进行400℃左右的高温烘烤除气，这种高温容易使橡胶产生残余变形，加速橡胶老化，影响密封性能；另外，橡胶在常温常压下长期存放或在真空中使用会逐渐老化变脆，从而导致密封失效，而且橡胶密封圈在真空环境下存在着质损的问题，即随着填料和易挥发成分的丧失，会使其质量逐渐减少，当质损超过了初始的压缩量时，橡胶密封圈即失去了密封性能；另一方面，从上述两种装置的结构上来说，轴承处于真空腔体与O型密封圈、永磁体、磁极、磁流体所构成的密封组件之间，而轴承内的润滑脂在真空或高温下存在挥发现象，不仅会由于润滑不良导致轴承过早损坏，同时，润滑脂挥发物也会污染真空环境，影响到超高真空的获得。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种超高真空用磁流体密封传动装置，以便能够解决目前磁流体密封传动装置所存在的密封圈容易失效，以及真空环境容易被污染的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种超高真空用磁流体密封传动装置，包括壳体、密封组件和轴承；所述密封组件包括主轴、永磁体、设置于所述永磁体两侧的第一磁极和第二磁极、设置于所述主轴与所述第一磁极和/或第二磁极之间的磁流体，并且：

所述密封组件设置于超高真空环境侧与全部所述轴承之间；

所述第一磁极和所述壳体的法兰的接触面上设置有第一密封型腔，在所述第一密封型腔内设置有第一金属密封垫，所述第一金属密封垫被所述壳体的法兰和所述第一磁极之间的轴向力压紧变形后，与所述壳体的法兰和所述第一磁极形成静密封。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述壳体的法兰另一端面还设置有第二半腔体，且该所述第二半腔体可与设备上的安装法兰所开设的第二半腔体扣合形成与所述第一密封型腔相同的第二密封型腔，所述第二密封型腔中设置有第二金属密封垫，所述第二金属密封垫被轴向力压紧变形后，与所述壳体的法兰和所述设备上的安装法兰形成静密封。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述第一金属密封垫和所述第二金属密封垫为无氧铜密封垫或铝密封垫。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述主轴与所述第一磁极所形成的空隙内还具有多个沿所述主轴的轴向分布的磁极齿，且所述磁极齿开设在所述主轴的外圆上，或者所述第一磁极上，并且每个所述磁极齿呈朝所述主轴的轴向凸起的闭合环状。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述磁流体仅填充于所述主轴与所述第一磁极所形成的空隙内。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，还包括开设在所述第一磁极外圆上的冷却环槽，所述壳体与所述冷却环槽相对应的位置设置有沿周向均布的冷却水接口，且所述第一磁极外圆或者端面与壳体的接触位置设置有用于防止冷却水泄漏的O型橡胶密封圈或者金属密封圈。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，还包括开设在所述第一磁极中部的环形冷却腔，且所述环形冷却腔的开口朝向所述壳体的法兰，所述第一密封型腔包括两个，且两个所述第一密封型腔分别位于所述环形冷却腔的开口的两侧，并均内置有所述第一金属密封垫，所述壳体的法兰内开设有用于与所述冷却腔的开口相通的冷却水通道，且所述壳体的法兰的周向上均匀设置有冷却水接口。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述主轴外圆上还开设有与所述第二磁极相对应的磁极齿，所述磁流体填充在所述主轴与所述第一磁极，以及所述主轴与所述第二磁极所形成的空隙内。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述第二磁极的外圆面上还开设有环形槽，所述环形槽内安装有用于密封所述壳体与所述第二磁极接触面的O型橡胶密封圈。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述轴承至少包括两个，所述第二磁极与相邻的轴承之间设置有磁隔离套，任意相邻两个所述轴承也通过磁隔离套分隔，用于对所述轴承轴向压紧的轴承端盖与所述壳体螺纹连接，或通过螺钉与所述壳体固接。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述第一磁极和所述第二磁极为一体式磁极，且在所述一体式磁极的外圆中部开设有永磁体容纳环槽，所述永磁体嵌设在所述永磁体容纳环槽内。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述壳体的法兰与所述壳体为分体式结构，且两者通过螺栓连接，所述壳体与所述第一磁极的接触面上设置有阶梯面，所述阶梯面用于对所述第一磁极施加朝向所述壳体的法兰的轴向力。

优选的，在上述超高真空用磁流体密封传动装置中，所述轴承至少包括两个，所述第二磁极与相邻的轴承之间设置有磁隔离套，任意相邻两个所述轴承也通过磁隔离套分隔，且位于端部的轴承通过与所述主轴螺纹连接的圆螺母轴向定位。

本实用新型中还公开了另外一种超高真空用磁流体密封传动装置，包括壳体、密封组件和轴承；所述密封组件包括主轴、永磁体、设置于所述永磁体两侧的第一磁极和第二磁极、设置于所述主轴与所述第一磁极和/或第二磁极之间的磁流体，并且：

所述密封组件设置于超高真空环境侧与全部所述轴承之间；

所述第一磁极由所述壳体的法兰构成，且所述壳体的法兰用于与设备的安装法兰相接的一侧设置有半腔体，该所述半腔体可与所述设备的安装法兰上设置的半腔体构成完整密封型腔，所述完整密封型腔内设置有金属密封垫，所述金属密封垫被轴向力压紧变形后，与所述壳体的法兰和所述设备的安装法兰形成静密封。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的超高真空用磁流体密封传动装置的密封组件设置在超高真空侧与全部的轴承之间，即轴承已经处于超高真空环境的外部，轴承中挥发的润滑油将无法进入到超高真空侧，因而解决了超高真空环境容易被污染的问题；同时第一磁极与壳体的法兰端面设置有第一金属密封垫，第一金属密封垫被法兰和第一磁极之间的轴向力压紧变形后，将法兰和第一磁极密封，亦即将壳体与密封组件之间进行密封，金属密封垫通常采用延展性良好的金属制作而成，其气体渗透率低、耐高温，并且不存在橡胶密封圈的质损问题，不仅可以满足超高真空环境的极限真空度高、漏率低、气体渗透率低、抽气速率快、无真空污染等要求，还可以保证长时间可靠的密封。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的第一种典型的磁流体密封传动装置的示意图；

图2为现有技术中的第二种典型的磁流体密封传动装置的示意图；

图3为本申请实施例提供的第一种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图4为本申请实施例提供的第二种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图5为本申请实施例提供的第三种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图6为本申请实施例提供的第四种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图7为本申请实施例提供的第五种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图8为本申请实施例提供的第六种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图9为本申请实施例提供的第七种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图10为本申请实施例提供的第八种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图；

图11为本申请实施例提供的第九种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例提供的第一种超高真空磁流体密封传动装置如图3所示，在图3中，左侧代表超高真空环境侧，右侧代表大气环境侧，该传动装置包括壳体、密封组件和轴承，其中密封组件包括主轴、永磁体、设置在永磁体两侧的第一磁极和第二磁极以及设置在主轴与第一磁极和/或第二磁极之间的磁流体，本实施例中的“和/或”所表示的意思为在主轴与第一磁极、以及主轴与第二磁极形成的间隙中可以均填充有磁流体，也可以在任意一个间隙中填充有磁流体；密封组件设置在超高真空环境侧与全部的轴承之间，如图3中所示，第一磁极和壳体的法兰的接触面上设置有第一密封型腔，在第一密封型腔内设置有第一金属密封垫，第一金属密封垫被壳体的法兰和第一磁极之间的轴向力压紧变形后，与壳体的法兰和第一磁极形成静密封。

更为具体的产品，请参考图3，图3为本申请实施例提供的第一种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图。该种超高真空用磁流体密封传动装置由主轴301、第一金属密封垫302、壳体303、第一磁极3071、第二磁极3072、磁隔离套305、轴承304、永磁体306、轴承端盖309、螺钉310、O型密封圈311、磁流体308及轴用弹性挡圈312组成。

其中，主轴301、永磁体306、设置于所述永磁体两侧的第一磁极3071、第二磁极3072、设置于所述主轴与所述第一磁极3071和第二磁极3072之间的磁流体308共同组成密封组件，密封组件设置于超高真空侧与全部轴承304之间；第一磁极3071和壳体303的法兰的接触面设置有第一密封型腔，第一密封型腔内设置有第一金属密封垫302，第一金属密封垫被法兰和第一磁极3071之间的轴向力压紧变形后，与法兰和第一磁极3071形成静密封。

如图中所示，第一密封型腔由对称开设在第一磁极3071侧面和壳体的法兰端面上的第一半腔体扣合形成，且第一密封型腔包括矩形环腔，和与矩形环腔相接的燕尾环腔，所述燕尾环腔的小端与矩形环腔相接，如图3中所示，法兰端面上的法兰斜面3031可与第一磁极上的磁极斜面30711构成第一密封型腔，第一金属密封垫的厚度要大于第一密封型腔中的最大宽度，以便于在施加轴向力之后能够使第一金属密封垫发生形变，燕尾环腔的尖角处将嵌入第一金属密封垫中，从而形成可靠的静密封。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，在壳体的法兰的另一端面上还设置有与第一磁极上的第一半腔体形状相同的第二半腔体，并且法兰上的第二半腔体可与设备上的安装法兰所开设的第二半腔体扣合形成第二密封型腔，设备上的安装法兰一侧为真空侧，另一侧为大气侧，第二密封型腔中设置有第二金属密封垫，第二金属密封垫被壳体的法兰和所述设备上的安装法兰之间的轴向力压紧变形后，将壳体的法兰和真空侧密封；第二密封型腔与第一密封型腔的形状、构成方式以及内部填设的金属密封垫均相同或相似，本实用新型实施例中对比不再进行重复叙述。

在本实施例中，主轴外圆上，或者第一磁极的内孔上还开设有多个磁极齿3011，磁极齿3011沿主轴的轴向分布，磁流体308填充在主轴301与第一磁极3071，和/或主轴301与第二磁极3072所形成的空隙内，定位台阶3012及轴用弹性挡圈312可以实现轴承在轴向上的定位，第一金属密封垫302由气体渗透速率低、耐高温、延展性良好的无氧铜、铝等材料构成，安装完成后保证第一磁极3071及壳体303之间的静密封；壳体303能对所有内部零件起定位、定心作用。更进一步的，在第二磁极3072的外圆面上还开设有环形槽，槽内安装O型橡胶密封圈311；由于第一磁极3071、第二磁极3072及主轴301均由导磁材料制造，且第一磁极3071、第二磁极3072的内孔略大于主轴301的外圆，安装后形成密封间隙，永磁体306的固定磁场沿第一磁极3071、第二磁极3072及主轴301构成磁回路；当将磁流体308加入密封间隙时，磁流体308沿着磁力线被束缚在密封间隙内，不随压差、重力等外力影响，从而达到密封的效能。

磁隔离套305由不导磁材料制造，不仅可以削弱第二磁极3072上磁场对轴承304的影响，同时可对壳体303内孔中各安装零件起轴向定位作用，轴承304对主轴301起径向定位作用，保证主轴301的灵活转动及其与第一磁极3071、第二磁极3072内孔间的间隙均匀。轴承端盖309对装于壳体303内孔中的各个零件起轴向定位作用。通过拧紧螺钉310不仅可使端盖309固定于壳体303上，同时可以轴向压紧装于壳体303内的各零件，将密封垫302压缩变形，使其起到密封作用。

本领域技术人员容易理解的是，主轴与第一磁极、以及主轴与第二磁极之间所形成的间隙可以均开设磁极齿，或者仅在其中一个间隙中开设磁极齿，这几种方案均能够满足磁流体在间隙中的填充要求，本实用新型中还提供了一种实施例，如图4中所示，图4为本申请实施例提供的第二种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图，需要说明的是，在理解本实施例时，应当参照第一实施例进行，本实施例中所公开的超高真空磁流体密封传动装置永磁体406的两侧分别设置有第一磁极4071和第二磁极4072，轴承404具体包括两个，并且轴承404与第二磁极4072之间以及两个轴承404之间均设置有磁隔离套405，主轴的外圆上仅在与第一磁极4071相对应的位置处开设了磁极齿，而在于第二磁极4072相对应的位置上没有开设磁极齿，同时第二磁极4072的外圆上并未开设环形槽，也并未设置O型密封圈，但是第二磁极4072与主轴之间仍然存在间隙，在此间隙内不加注磁流体408，此间隙仅仅起到形成磁回路的作用，同时主轴上零件的轴向定位采用圆螺母411，圆螺母411与主轴的相应位置螺纹连接，以便锁紧安装在主轴上的各个零件，消除各零件的轴向窜动，同时也可调整轴承404的游隙，轴承端盖409通过螺钉410安装在壳体上。

请参考图5，图5为本申请实施例提供的第三种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图，需要说明的是，在理解本实施例时，应当参照第二实施例进行，与第二实施例相同的特征，本实施例中不再进行重复描述。

本实施例中针对永磁体506、第一磁极和第二磁极的构成方式提出了改进，在本实施例中，第一磁极和第二磁极为一体式磁极507，并且在该一体式磁极507的外圆中部开设有永磁体容纳环槽，永磁体嵌设在永磁体容纳环槽内，永磁体容纳环槽的底部直径比主轴磁极齿的外部直径大2.5mm-3mm，永磁体容纳环槽做成顶部开口或者封闭的形式均可满足要求。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，以便于使得本实用新型中所公开的超高真空用磁流体密封传动装置满足高温环境下的要求，在本实施例中还对方案提出了改进，需要说明的是，在理解本实施例时，应当参照第二实施例进行，与第二实施例相同的特征，本实施例中不再进行重复描述。

请参考图6，图6为本申请实施例提供的第四种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图。本实施例中的第一磁极6071和第二磁极6072同样设置在永磁体606的两侧，并且在第一磁极6071的外圆上还设有冷却环槽60712和环形槽，并且在壳体与冷却环槽60712相对应的位置设置有沿周向均匀分布的冷却水接口614，冷却水接口614优选的为2个(图中仅示出一个)，环形槽内设置有O型橡胶密封圈613，以便于密封住冷却环槽60712内的冷却水。对冷却环槽60712内冷却水的密封也可通过金属密封垫完成，如图9与图10中对冷却环槽的密封。由于本实施例中所公开的超高真空用磁流体密封传动装置在工作的同时可以进行冷却，因而其能够满足在更高温度场合的应用。

除此之外，本实用新型实施例还提供了另外一种可满足高温环境下要求的真空用磁流体密封传动装置，请参考图9，图9为本申请实施例提供的第七种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图，需要说明的是，在理解本实施例时，应当参照第四实施例进行，与第四实施例相同的特征，本实施例中不再进行重复描述。

在本实施例中，永磁体1006的两侧分别设置有第一磁极10071和第二磁极10072，第一磁极10071的中部还设有环形冷却腔100711，并且环形冷却腔100711的开口朝向法兰，第一密封型腔具体包括两个，如图所示，并且两个第一密封型腔分别位于环形冷却腔100711开口的两侧，即环形冷却腔100711的开口刚好位于两个第一密封型腔之间，两个第一密封型腔均内置有第一金属密封垫，同时法兰内开设有用于与环形冷却腔100711的开口相通的冷却水通道10132，并且法兰的周向上均匀设置有冷却水接口1014，冷却水接口1014优选的为2个(图中仅示出一个)。

并且在本实施例中，壳体的法兰与壳体为分体式结构，并且两者通过螺钉1012连接，壳体与第一磁极10071的接触面上设置有阶梯面，并且阶梯面用于对第一磁极10071施加朝向法兰的轴向力，这样第一磁极10071与法兰之间的压紧不再需要最右端的轴承端盖或者圆螺母完成，而是通过法兰与壳体之间的螺钉1012完成。

如图10中所示，图10为本申请实施例提供的第八种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图，与第七种实施例所不同的是，在该实施例中，环形冷却腔110712是由第一磁极11071和法兰共同形成的，并且两个第一金属密封垫的位置也相应发生了变化，以便能够密封住环形冷却腔110712中的冷却水，同时，在法兰中也设置有用于与环形冷却腔110712的开口相通的冷却水通道11132，并且法兰的周向上均匀设置有冷却水接口1114，冷却水接口1114优选的为2个(图中仅示出一个)。

请参考图7和图8，其中图7为本申请实施例提供的第五种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图，图8为本申请实施例提供的第六种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图。

这两个实施例应当参照第二实施例进行，与第二实施例相同的特征，本实施例中不再进行重复描述。实施例中壳体703的法兰与壳体703本身均采用分体式结构，并且两者通过螺栓连接，如图7中所示，壳体703内开设有阶梯孔7031，阶梯孔7031上的阶梯面用于对第一磁极7071施加朝向法兰的轴向力，通过设置阶梯孔7031，壳体703的内孔被分成了两段施压，右侧部位通过旋盖轴向压紧，而左侧部分通过连接壳体703与法兰的螺钉712对第一金属垫片施压。

请参考图8，图8为本申请实施例提供的第六种超高真空用磁流体密封传动装置的示意图，在本实施例中，与第五实施例的区别在于并没有设置阶梯孔，而是通过将壳体803内安装第一磁极8071的内孔加大，使其内径大于安装第二磁极的内孔，从而形成轴肩结构，该轴肩结构可对第一磁极8071施加朝向法兰的轴向力，从而压紧第一金属垫片实现密封，该种结构更易于加工，并且在加工过程中的精度更容易保证。

本实用新型实施例中还公开了另外一种超高真空用磁流体密封传动装置，如图11中所示，包括壳体、密封组件和轴承；密封组件包括主轴、永磁体906、设置于永磁体906两侧的第一磁极9071和第二磁极9072、设置于主轴与第一磁极9071和/或第二磁极9072之间的磁流体，并且：

密封组件设置于超高真空环境侧与全部轴承之间，即全部轴承处于大气环境中；

第一磁极9071由壳体的法兰构成，壳体的法兰由导磁性材料制成，且壳体的法兰用于与设备的安装法兰相接的一侧设置有半腔体，该所述半腔体可与所述设备的安装法兰上设置的半腔体构成完整密封型腔，所述完整密封型腔内设置有金属密封垫，金属密封垫被轴向力压紧变形后，将壳体的法兰和设备的安装法兰密封。

由于该实施例中所公开的磁流体密封传动装置中的密封垫也为金属密封垫，并且密封组件也设置在超高真空侧与全部轴承之间，因而该种磁流体密封传动装置同样不仅可以满足超高真空环境(UHV)的极限真空度高、漏率低、气体渗透率低、抽气速率快、无真空污染等要求，还可以保证长时间可靠的密封。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种超高真空用磁流体密封传动装置，包括壳体、密封组件和轴承；所述密封组件包括主轴、永磁体、设置于所述永磁体两侧的第一磁极和第二磁极、设置于所述主轴与所述第一磁极和/或第二磁极之间的磁流体，其特征在于，

所述密封组件设置于超高真空环境侧与全部所述轴承之间；

所述第一磁极和所述壳体的法兰的接触面上设置有第一密封型腔，在所述第一密封型腔内设置有第一金属密封垫，所述第一金属密封垫被所述壳体的法兰和所述第一磁极之间的轴向力压紧变形后，与所述壳体的法兰和所述第一磁极形成静密封。

2.根据权利要求1所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，所述壳体的法兰另一端面还设置有第二半腔体，且该第二半腔体可与设备上的安装法兰所开设的第二半腔体扣合形成与所述第一密封型腔相同的第二密封型腔，所述第二密封型腔中设置有第二金属密封垫，所述第二金属密封垫被轴向力压紧变形后，与所述壳体的法兰和所述设备上的安装法兰形成静密封。

3.根据权利要求1所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，所述主轴与所述第一磁极所形成的空隙内还具有多个沿所述主轴的轴向分布的磁极齿，且所述磁极齿开设在所述主轴的外圆上，或者所述第一磁极上，并且每个所述磁极齿呈朝所述主轴的轴向凸起的闭合环状。

4.根据权利要求3所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，所述磁流体仅填充于所述主轴与所述第一磁极所形成的空隙内。

5.根据权利要求4所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，还包括开设在所述第一磁极外圆上的冷却环槽，所述壳体与所述冷却环槽相对应的位置设置有沿周向均布的冷却水接口，且所述第一磁极外圆或者端面与所述壳体的接触位置设置有用于防止冷却水泄漏的O型橡胶密封圈或者金属密封圈。

6.根据权利要求4所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，还包括开设在所述第一磁极中部的环形冷却腔，且所述环形冷却腔的开口朝向所述壳体的法兰，所述第一密封型腔包括两个，且两个所述第一密封型腔分别位于所述环形冷却腔的开口的两侧，并均内置有所述第一金属密封垫，所述壳体的法兰内开设有用于与所述环形冷却腔的开口相通的冷却水通道，且所壳体的述法兰的周向上均匀设置有冷却水接口。

7.根据权利要求1所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，所述轴承至少包括两个，所述第二磁极与相邻的轴承之间设置有磁隔离套，任意相邻两个所述轴承也通过磁隔离套分隔，用于对所述轴承轴向压紧的轴承端盖与所述壳体螺纹连接，或通过螺钉与所述壳体固接。

8.根据权利要求1所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极为一体式磁极，且在所述一体式磁极的外圆中部开设有永磁体容纳环槽，所述永磁体嵌设在所述永磁体容纳环槽内。

9.根据权利要求1所述的超高真空用磁流体密封传动装置，其特征在于，所述壳体的法兰与所述壳体为分体式结构，且两者通过螺栓连接，所述壳体与所述第一磁极的接触面上设置有阶梯面，所述阶梯面用于对所述第一磁极施加朝向所述壳体的法兰的轴向力。

10.一种超高真空用磁流体密封传动装置，包括壳体、密封组件和轴承；所述密封组件包括主轴、永磁体、设置于所述永磁体两侧的第一磁极和第二磁极、设置于所述主轴与所述第一磁极和/或第二磁极之间的磁流体，其特征在于，

所述密封组件设置于超高真空环境侧与全部所述轴承之间；

所述第一磁极由所述壳体的法兰构成，且所述壳体的法兰用于与设备的安装法兰相接的一侧设置有半腔体，该所述半腔体可与所述设备的安装法兰上设置的半腔体构成完整密封型腔，所述完整密封型腔内设置有金属密封垫，所述金属密封垫被轴向力压紧变形后，与所述壳体的法兰和所述设备的安装法兰形成静密封。