[發(fā)明專利]具有磁流體平動(dòng)滑動(dòng)推力軸承及密封結(jié)構(gòu)的渦旋真空泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310330740.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104343687A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪詩(shī)茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 思科渦旋科技（杭州）有限公司
• 主分類號(hào): F04C29/00
• 分類號(hào): F04C29/00;F04C18/02
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種真空泵的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有磁流體平動(dòng)滑動(dòng)推力軸承及密封結(jié)構(gòu)的渦旋真空泵的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，磁流體密封技術(shù)已被用于軸向轉(zhuǎn)動(dòng)中的氣體隔絕，用于真空泵中取代傳統(tǒng)的機(jī)械密封件；磁流體密封技術(shù)是在磁性流體的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。當(dāng)磁流液注入磁場(chǎng)的間隙時(shí)，它可以充滿整個(gè)間隙，形成一種“液體的O型密封圈”。磁流體密封裝置的功能是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到密封容器內(nèi)，但將旋轉(zhuǎn)軸與軸承之間的空隙密封，常用于真空密封。圖1為一種采用磁流體密封裝置的示意圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示。包括軸11以及位于軸11上的殼體15，在軸11的軸表面開(kāi)設(shè)若干密封槽12，在殼體15上裝配有兩環(huán)形磁極13，兩環(huán)形磁極13與密封槽12相對(duì)應(yīng)，并且在兩環(huán)形磁極13之間裝有永磁體14，同時(shí)，兩環(huán)形磁極13和軸11的軸表面之間注有磁流液（圖中未示出）。磁流體密封裝置在均勻穩(wěn)定磁場(chǎng)的作用下，使磁流液充滿于設(shè)定的空間內(nèi)，即兩磁極和軸表面之間，建立起多級(jí)“O型密封圈”，從而達(dá)到密封的效果。每級(jí)密封圈一般可以承受大于0.15至0.2個(gè)大氣壓的壓差。總承壓為各級(jí)壓差之和，一般設(shè)計(jì)為2.5個(gè)大氣壓，完全滿足真空密封的需要。

磁流體密封裝置在這種密封構(gòu)件中，所用的密封材料“磁流液”是一種液狀物，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中只有“液體”和固體之間的接觸，沒(méi)有傳統(tǒng)密封中存在的與固體物質(zhì)之間的摩擦、磨損問(wèn)題。因而能保證密封性能的穩(wěn)定可靠和長(zhǎng)壽命運(yùn)行。而且磁流液在密封中是靠永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)力進(jìn)行固定，不需要通過(guò)增加外力來(lái)提高密封性能，因此不需要額外考慮磁流體密封傳動(dòng)裝置消耗的功率，具有絕佳的力矩傳輸特性。同時(shí)，磁流體密封裝置具有高性能和幾乎無(wú)泄漏的特點(diǎn)。例如對(duì)氦氣的密封，通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，測(cè)量極限真空度10^-6Pa，泄漏量小于1×10^-12Pa·m³/s，近乎為“零泄漏”。

圖2為專利號(hào)02223660.0的一種傳動(dòng)軸用磁流體密封結(jié)構(gòu)的示意圖，請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示。有傳動(dòng)軸24、支承殼體21及磁流體密封組件25組成，其特征是在由永磁體26、極靴27及磁液組成的磁流體密封組件25的磁流體密封區(qū)間L的上部、靠近真空腔一側(cè)裝有一個(gè)附加磁環(huán)23；在磁流體密封區(qū)間L下側(cè)與附加磁環(huán)23上邊各設(shè)置著一個(gè)軸承22。能夠有效地消除溢出的磁流液隨軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的飛濺，從而進(jìn)一步提高磁流體密封的可靠性。圖2所示的磁流體密封結(jié)構(gòu)也是現(xiàn)有的常用磁流體密封結(jié)構(gòu)的運(yùn)用場(chǎng)合。

圖3為授予本發(fā)明人的專利號(hào)ZL200610121150.3的改進(jìn)的具有全方位依從懸浮渦卷的渦卷流體位移裝置的示意圖，包括：至少一個(gè)繞動(dòng)渦卷300，

300’，具有第一端板310，310’，在第一端板310，310’的基面上固定連接著第一螺旋型的側(cè)壁，第一端板310，310’上有三個(gè)基本均布的周邊部分320a，320a’，其中320b，320b’,320c，320c’未示出；至少一個(gè)固定渦卷330，330’，在第二端板340，340’的基面上固定連接著第二螺旋型的側(cè)壁，所述的第二螺旋型側(cè)壁與所述的繞動(dòng)渦卷300，300’的第一螺旋型側(cè)壁互相嚙合；一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸350，能夠驅(qū)動(dòng)所述的繞動(dòng)渦卷300，300’，使之作相對(duì)于所述的固定渦卷330，330’的軌道運(yùn)動(dòng)；機(jī)殼360，360’，所述的機(jī)殼360，360’支持所述的固定渦卷330，330’，機(jī)殼的360，360’中央部分支承所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸350，該機(jī)殼360，360’具有三個(gè)周邊部分370a，370a’，其中370b，370b’,370c，370c’未示出，與上述繞動(dòng)渦卷300，300’的第一端板310，310’上的三個(gè)周邊部分320a，320a’相對(duì)應(yīng)；三個(gè)基本均布的周邊曲柄380a，380a’，其中380b，380b’,380c，380c’未示出，，各由所述的機(jī)殼360，360’的相應(yīng)的三個(gè)周邊部分370a，370a’之一支承，并能旋轉(zhuǎn)。為了使得曲柄關(guān)節(jié)保持同步，同步器390通過(guò)同步器軸承391a，391b和391c與周邊曲柄銷381a，381b和381c相連，其中，391b，391c，381b和381c未示出。同步器390作與繞動(dòng)渦卷相似的軌道運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又將三個(gè)周邊曲柄銷保持一個(gè)三角形的位置關(guān)系，即保持同步。該發(fā)明通過(guò)繞動(dòng)渦卷和固定渦卷之間的繞動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)一個(gè)中央驅(qū)動(dòng)曲柄軸——滑動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)合周邊曲柄銷——擺動(dòng)連接機(jī)構(gòu)為繞動(dòng)渦卷提供徑向和軸向依從運(yùn)動(dòng)的能力。