KR0181610B1

KR0181610B1 - 플랜지식 자성유체 시일장치

Info

Publication number: KR0181610B1
Application number: KR1019960022496A
Authority: KR
Inventors: 김청균
Original assignee: 김청균
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1999-04-15

Abstract

본 발명은 챔버의 구멍에 부착되어 외부로부터 침입하는 각종 이물질(즉, 공기, 먼지 또는 습증기 등)을 차단하는 플랜지식 자성유체 시일장치에 관한 것이다.

상기 플랜지식 자성유체 시일장치는 외부로부터 유입되는 이물질을 차단하는 밀봉 장치부(31)와, 상기 밀봉 장치부(31)가 장착되는 내측 하우징(40)과, 상기 내측 하우징(40)을 챔버쪽으로 밀착 고정하는 외측 하우징(50)과, 상기 내측 하우징(40) 및 외측 하우징(50)사이에 구비되며 냉각수를 보급하는 유니온(60)으로 구성된다.

이것에 의해, 진공 챔버내의 작업을 보증하고, 유니온 및 냉각 자켓으로 구성되는 냉각 장치가 설계되어 회전축의 고속회전시 발생되는 마찰열을 감소시키므로서 전체적인 시스템의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

플랜지식 자성유체 시일장치

본 발명은 자성유체를 사용한 비접촉식 시일장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 초고진공 챔버 안으로 회전력을 공급할 때, 회전축이 관통하는 챔버 구멍에 부착되어 외부로부터 침입하는 각종 이물질(공기, 먼지 또는 습증기 등)을 차단하는 플랜지식 자성유체 시일장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자성유체(Magnetic Fluid)는 액상 속에 계면 활성체로 처리한 미세한 자성 입자를 고농도로 안정하게 분산시킨 현탁액으로서, 겉보기상 액체 자체가 자성을 갖고 있다.

종래의 경우를 제1도 내지 제3도를 참조하여 설명하기로 한다.

제1도를 참조하면, 소정 장치의 챔버(10)에 형성된 챔버 구멍(14)에 플랜지식 자성유체 시일장치(1)가 장착되어 챔버내로 침입하는 각종 이물질(공기, 먼지 또는 습증기 등)을 차단하고, 챔버내로 회전력을 공급하는 회전축(5)이 플랜지식 자성유체 시일장치(1)를 관통하여 챔버(10)에 삽입된다.

상기 플랜지식 자성유체 시일장치(1)는 자성유체를 상대접촉 운동면에 공급하여 액체간의 접촉 상태에서 밀봉 작용을 하는 장치로서, 제2도를 참조하면, 하우징(2)과, 상기 하우징(2)의 일측에 구비된 플랜지(3)로 구성된다. 그리고, 상기 하우징(2)과 플랜지(3)의 중심에는 회전축(5)이 통과한다.

제3도를 참조하면, 상기 플랜지식 자성유체 시일장치(1)는 하우징(2)에 내장되어 회전축(5)과 상대운동을 하는 2개의 폴피스(6)와, 상기 두 폴피스(6) 사이에 장착되어 자성유체(11)가 항상 정위치되도록 하는 영구 자석(7)과, 상기 하우징(2)의 양단에 장착되어 회전축(5)를 지지하는 베어링(8)으로 구성된다.

상기 회전축(5)에는 2개의 스냅링(9)이 장착되어 베어링(8)을 지지하고, 폴피스(6) 내면측 단부에 사각형상의 이빨(13)이 형성되고, 상기 이빨(13)과 회전축(5)사이의 간극에 자성유체(11)가 충진되어 밀봉 작용을 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 플랜지식 자성유체 시일장치의 경우 하우징의 양 측면에 베어링이 배열되어 챔버쪽 베어링에서 발생되는 증발 유분이 진공 챔버내로 유입될 우려가 있고, 챔버 내부가 고진공 상태일 경우에는 윤활유를 챔버쪽으로 이동시키려는 경향이 있어 베어링의 윤활작용이 원활하지 못하며, 회전축이 고속 회전을 해야하는 경우에는 밀봉부(즉, 자성유체가 충진된 곳)와 베어링부를 동시에 냉각시켜야 하기 때문에 회전축의 고속화에 장애가 되는 문제점이 있었다.

그래서 종래의 자성유체 시일장치의 밀봉부는 회전축이 고속 회전할 때에는 저진공 상태를 유지하고, 챔버 내부를 고진공 상태로 유지시키기 위해서는 저속 회전을 유지하여야만 밀봉의 안전성을 유지할 수 있어 그 조정이 힘들다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 회전축을 지지하는 2개의 베어링을 외측 하우징의 일측에 장착하고, 밀봉 장치부를 베어링이 장착된 반대쪽에 설치하여 외부로부터 유입되는 이물질과 진공 챔버내로 유입되는 윤활유 증발분을 완벽하게 차단함으로써, 진공 챔버내의 작업을 보증하며, 시스템의 수명이 연장되고, 냉각 장치를 장착하여 회전축의 고속화에 대응할 수 있는 플랜지식 자성유체 시일장치를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 플랜지식 자성유체 시일장치의 일예로서, 외부로부터 유입되는 이물질을 차단하는 밀봉 장치부와, 상기 밀봉 장치부가 장착되는 내측 하우징과, 상기 내측 하우징을 챔버쪽으로 밀착 고정하는 외측 하우징과, 상기 내측 하우징 및 외측 하우징 사이에 구비되며 냉각수를 보급하는 유니온으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의해, 회전축을 지지하는 2개의 베어링이 외측 하우징의 일측에 장착되고, 밀봉 장치부는 진공 챔버쪽에 밀착 고정되는 내측 하우징에 설치되어 베어링과 분리된 상태에서 외부로부터 유입되는 이물질과 진공 챔버내로 유입되는 베어링의 윤활유 증발분을 완벽하게 차단하고, 또한 베어링의 윤활 상태를 안정시킴으로써 진공 챔버내의 작업을 보증하며, 시스템의 수명이 연장되고, 냉각 장치를 간편하게 폴피스에만 장착하여 회전축의 고속화에 대응할 수 있다.

제1도는 종래의 플랜지식 자성유체 시일장치가 챔버에 장착된 상태를 도시한 개략도.

제2도는 종래의 플랜지식 자성유체 시일장치를 도시한 사시도.

제3도는 종래의 플랜지식 자성유체 시일장치를 도시한 반단면도.

제4도는 본 발명에 따른 플랜지식 자성유체 시일장치를 도시한 반단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 플랜지식 자성유체 시일장치

2 : 하우징 3 : 플랜지

4 : 볼트 구멍 5 : 회전축

6 : 폴피스 7 : 영구 자석

8 : 베어링 9 : 스냅링

10 : 챔버 11 : 자성유체

13 : 이빨 14 : 구멍

15 : 볼트 30 : 플랜지식 자성유체 시일장치

31 : 밀봉장치부 33 : 자성유체

34 : 폴피스 35 : 영구자석

40 : 내측 하우징 41 : 스페이스

42 : 고무링 50 : 외측 하우징

51 : 볼트 구멍 52 : 플랜지

53 : 고정부 54 : 너트

55 : 베어링 56 : 스냅링

57 : 지지링 60 : 유니온

61 : 통로 62 : 냉각 자켓

70 : 회전축 71 : 이빨

이하, 본 발명의 실시예를 제4도를 참조하여 상세히 설명하면, 제4도는 본 발명에 따른 플랜지식 자성유체 시일장치를 도시한 반단면도로서, 본 발명에 따른 플랜지식 자성유체 시일장치(30)는 외부로부터 유입되는 이물질을 차단하는 밀봉 장치부(31)와, 상기 밀봉 장치부(31)가 장착되는 내측 하우징(40)과, 상기 내측 하우징(40)을 챔버쪽에 밀착 고정하는 외측 하우징(50)과, 상기 내측 하우징(40) 및 외측 하우징(50)사이에 구비되며 냉각수를 보급하는 유니온(60)으로 구성된다.

상기 밀봉 장치부(31)는 회전축(70)과 상대 운동을 하는 2개의 폴피스(34)와, 상기 회전축(70) 및 폴피스(34) 사이의 간극에 충진되는 자성유체(33)와, 상기 두 폴피스(34) 사이에 장착되어 자성유체(33)가 항상 정위치되도록 하는 영구자석(35)으로 구성된다.

상기 폴피스(34)에는 유니온(60)으로부터 냉각수를 통로(61)를 통하여 공급받는 냉각 자켓(62)이 형성되어 회전축(70)과 폴피스(34) 사이에 발생하는 마찰열을 냉각시킨다.

상기 내측 하우징(40)에는 냉각수가 흐르는 스페이스(41)가 형성되고, 자성유체(33)의 증발분이 챔버내로 유입되지 못하도록 차단하는 고무링(42)이 장착된다.

상기 외측 하우징(50)은 비자성체로 이루어져 내부의 자성이 외부로 방출되는 것을 방지하고 상기 내측 하우징(40)을 챔버쪽에 밀착 고정하며, 볼트 구멍(51)이 형성된 플랜지(52)와, 회전축(70)을 지지하는 베어링(55)과, 상기 베어링(55)을 고정하는 너트(54), 고정부(53), 스냅링(56), 지지링(57)을 포함한다.

상기 외측 하우징(50)에 의해 상기 베어링(55)와 상기 내측 하우징(40)에 장착되는 상기 밀봉 장치부(31)는 서로 분리된 상태에서 외부로부터 유입되는 이물질과 진공 챔버내로 유입되는 베어링(55)의 윤활유 증발분을 차단한다.

상기 회전축(70)에는 삼각형상의 이빨(71)이 형성된다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 플랜지식 자성유체 시일장치는 다음과 같이 작동한다.

회전축(70)이 회전하면, 상기 회전축(70)의 면에 형성된 이빨(71)이 회전되고, 폴피스(34)와 회전축(70)의 이빨(71) 사이의 간극에 충진된 자성유체(33)가 유동하게 된다. 이 때 상기 두 폴피스(34) 사이에 장착된 영구자석(35)에 의해 폴피스(34)와 이빨(71) 사이 간극에 충진된 자성유체(33)는 항상 정위치된다.

또한, 회전축(70)의 운동시 발생되는 마찰열을 충분히 냉각시키기 위한 냉각수가 유니온(60)으로 들어와, 내부 하우징(40)과 폴피스(34) 사이의 스페이스(41) 및 통로(61)를 거쳐, 냉각 자켓(62)으로 공급되어 자성유체 간의 점성 마찰에 의하여 발생된 마찰열을 냉각시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플랜지식 자성유체 시일장치는 회전축을 지지하는 2개의 베어링이 외측 하우징의 일측에 장착되고, 밀봉 장치부가 내측 하우징에 설치되어 베어링과 서로 분리된 상태에서 외부로부터 유입되는 이물질과 진공 챔버내로 유입되는 윤활유 증발분을 완벽하게 차단하고, 베어링의 윤활을 원활하게 해줌으로써 진공 챔버내의 작업을 보증하고, 베어링 회전부의 수명을 연장하며, 유니온 및 냉각 자켓으로 구성되는 냉각 장치가 설계되어 회전축의 고속회전시 발생되는 마찰열을 감소시키므로서 전체적인 시스템의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 플랜지식 자성유체 시일장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

외부로부터 유입되는 이물질을 차단하는 밀봉 장치부(31)와, 상기 밀봉 장치부(31)가 장착되는 내측 하우징(40)과, 상기 내측 하우징(40)을 챔버쪽으로 밀착 고정하는 외측 하우징(50)과, 상기 내측 하우징(40) 및 외측 하우징(50) 사이에 구비되며 냉각수를 보급하는 유니온(60)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜지식 자성유체 시일장치.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 장치부(31)는 회전축(70)과 상대 운동을 하는 2개의 폴피스(34)와, 상기 회전축(70) 및 폴피스(34) 사이의 간극에 충진되는 자성유체(33)와, 상기 두 폴피스(34) 사이에 장착되는 자성유체(33)가 항상 정위치되도록 하는 영구 자석(35)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜지식 자성유체 시일장치.
제2항에 있어서, 상기 폴피스(34)에는 유니온(60)으로부터 냉각수를 통로(61)를 통하여 공급받는 냉각 자켓(62)이 형성되어 회전축(70)과 폴피스(34) 사이에 발생하는 마찰열을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 플랜지식 자성유체 시일장치.
제1항에 있어서, 상기 내측 하우징(40)에는 냉각수가 흐르는 스페이스(41)가 형성되고, 자성유체(33)의 증발분이 챔버내로 유입되지 못하도록 차단하는 고무링(42)이 장착되는 것을 특징으로 하는 플랜지식 자성유체 시일장치.
제1항에 있어서, 상기 외측 하우징(50)은 비자성체로 이루어져 내부의 자성이 외부로 방출되는 것을 방지하고 상기 내부 하우징(40)을 챔버쪽으로 밀착 고정하며, 볼트 구멍(51)이 형성된 플랜지(52)와, 회전축(70)을 지지하는 베어링(55)과, 상기 베어링(55)을 고정하는 너트(54), 고정부(53), 스냅링(56), 지지링(57)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지식 자성유체 시일장치.
제1항에 있어서, 상기 회전축(70)에는 삼각형상의 이빨(71)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플랜지식 자성유체 시일장치.