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超高真空磁流体旋转轴
申请号	CN202310254115.2	申请日	2023-03-16	公开(公告)号	CN115962215B	公开(公告)日	2023-06-13
申请人	合肥铠柏科技有限公司;			发明人	杨楷;
摘要	本发明公开了超高真空磁流体旋转轴，涉及旋转轴技术领域，包括安装板，安装板内转动连接有导磁轴棒，导磁轴棒的两侧分别为真空侧和大气侧，安装板上设有轴封件，并且轴封件位于导磁轴棒的真空侧；本发明通过两个导磁环和永久磁铁环形成磁力环路；同时，磁流体受磁力环路的拘束，可形成阻绝大气进入真空侧腔体的环型屏障，从而防止空气从大气侧进入到真空侧，形成密封屏障，从而实现轴体的真空驱动；磁流体被限制在多个三角形环状的空间内,而磁力线会从尖端放出从而将磁流体在多级尖端聚集达到密封的功能。
权利要求	1.超高真空磁流体旋转轴，包括安装板（1），其特征在于，所述安装板（1）内转动连接有导磁轴棒（2），所述导磁轴棒（2）的两侧分别为真空侧和大气侧，所述安装板（1）上设有轴封件，并且轴封件位于导磁轴棒（2）的真空侧；所述轴封件包括两个导磁环（3）和永久磁铁环（4），所述安装板（1）上设有轴封件安装罩（5），所述轴封件安装罩（5）位于导磁轴棒（2）的真空侧外，两个导磁环（3）安装在轴封件安装罩（5）内，并且两个导磁环（3）的处于同一轴线上，所述导磁轴棒（2）套设在两个导磁环（3）内，并且导磁轴棒（2）与两个导磁环（3）间隙配合，所述永久磁铁环（4）安装在轴封件安装罩（5）内，并且导磁轴棒（2）转动安装在永久磁铁环（4）内，所述永久磁铁环（4）位于两个导磁环（3）之间；所述轴封件安装罩（5）内设有磁流体（6），所述磁流体（6）位于靠近真空侧的导磁环（3）和导磁轴棒（2）之间，所述导磁轴棒（2）外侧设有多个可容纳磁流体（6）的磁流密封槽，并且磁流密封槽呈三角环状设置，多个磁流密封槽用于磁流体（6）沿导磁轴棒（2）的轴向进行密封。 2.根据权利要求1所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，所述轴封件安装罩（5）上连通有真空罩（8）。 3.根据权利要求2所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，真空罩（8）内设有金属密封圈（7），并且金属密封圈（7）套设在导磁轴棒（2）外，所述金属密封圈（7）与导磁环（3）接触。 4.根据权利要求3所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，所述导磁环（3）和真空罩（8）与金属密封圈（7）上设有相连通的刀口槽（16），金属密封圈（7）卡接在刀口槽（16）内。 5.根据权利要求2所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，所述真空罩（8）内沿导磁轴棒（2）的长度方向设有多个第一轴承（9），所述导磁轴棒（2）套设在多个第一轴承（9）内，相邻的两个第一轴承（9）之间均设有轴承隔环（10）。 6.根据权利要求1所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，所述安装板（1）上设有多个马达支撑柱（11），并且多个马达支撑柱（11）位于导磁轴棒（2）的大气侧，多个马达支撑柱（11）上可拆卸安装有驱动件，并且驱动件驱动导磁轴棒（2）进行转动。 7.根据权利要求6所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，所述驱动件包括驱动马达（12），所述驱动马达（12）通过螺母（13）和螺纹孔安装在多个马达支撑柱（11）上，所述驱动马达（12）的输出轴安装有联轴器（14），所述联轴器（14）远离驱动马达（12）的一端与导磁轴棒（2）连接。 8.根据权利要求1所述的超高真空磁流体旋转轴，其特征在于，所述安装板（1）内设有第二轴承（15），所述导磁轴棒（2）套设在第二轴承（15）内。
说明书全文	超高真空磁流体旋转轴技术领域 [0001] 本发明涉及旋转轴技术领域，具体为超高真空磁流体旋转轴。背景技术 [0002] 磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级（10纳米以下）的磁性固体颗粒、基载液（也叫媒体）以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。 [0003] 现有的旋转轴在进行密封时如专利授权号CN206874820U，所公开的“旋转轴磁流体动密封装置”油封本体的唇口与旋转的内毂呈接触式状态，这种接触，不是直接的接触，由于油封本体由磁性橡胶制成，具有有磁性，唇口表面会吸附一层磁性液体，这样在唇口和内毂间必定有一层薄薄的磁性液体膜，此膜的密封能力,相当于普通橡胶油封一个唇口的密封能力，而空腔内的磁性液体，形成的磁液“O”形圈的密封，油封本体的唇口与空腔内的磁性液体均可起到密封作用；即通过磁流体和橡胶油封的特点进行油封； [0004] 在上述文件中，虽能对旋转轴进行油封，但磁性橡胶在使用时间过长时，容易磨损，同时也容易产生老化，使得该密封的效果降低，无法达到真空需求，从而降低了该油封的使用时间。为此，我们提供超高真空磁流体旋转轴。发明内容 [0005] 本发明的目的在于提供了超高真空磁流体旋转轴。 [0006] 本发明所解决的技术问题为：现有的旋转轴在进行密封时，但磁性橡胶在使用时间过长时，容易磨损，同时也容易产生老化，使得该密封的效果降低，无法达到真空需求，从而降低了该油封使用时间的问题。 [0007] 本发明可以通过以下技术方案实现：超高真空磁流体旋转轴，包括安装板，安装板内转动连接有导磁轴棒，导磁轴棒的两侧分别为真空侧和大气侧，安装板上设有轴封件，并且轴封件位于导磁轴棒的真空侧； [0008] 轴封件包括两个导磁环和永久磁铁环，安装板上设有轴封件安装罩，轴封件安装罩位于导磁轴棒的真空侧外，两个导磁环安装在轴封件安装罩内，并且两个导磁环的处于同一轴线上，导磁轴棒套设在两个导磁环内，并且导磁轴棒与两个导磁环间隙配合，永久磁铁环安装在轴封件安装罩内，并且导磁轴棒转动安装在永久磁铁环内，永久磁铁环位于两个导磁环之间；轴封件安装罩内设有磁流体，磁流体位于靠近真空侧的导磁环和导磁轴棒之间，并且导磁轴棒外侧设有多个可容纳磁流体的磁流密封槽，并且磁流密封槽呈三角环状设置。 [0009] 本发明的进一步技术改进在于：轴封件安装罩上连通有真空罩。 [0010] 本发明的进一步技术改进在于：真空罩内设有金属密封圈，并且金属密封圈套设在导磁轴棒外，金属密封圈与导磁环接触。 [0011] 本发明的进一步技术改进在于：导磁环和真空罩与金属密封圈上设有相连通的刀口槽，金属密封圈卡接在刀口槽内。 [0012] 本发明的进一步技术改进在于：真空罩内沿导磁轴棒的长度方向设有多个第一轴承，导磁轴棒套设在多个第一轴承内，相邻的两个第一轴承之间均设有轴承隔环。 [0013] 本发明的进一步技术改进在于：安装板上设有多个马达支撑柱，并且多个马达支撑柱位于导磁轴棒的大气侧，多个马达支撑柱上可拆卸安装有驱动件，并且驱动件驱动导磁轴棒进行转动。 [0014] 本发明的进一步技术改进在于：驱动件包括驱动马达，驱动马达通过螺母和螺纹孔安装在多个马达支撑柱上，驱动马达的输出轴安装有联轴器，联轴器远离驱动马达的一端与导磁轴棒连接。 [0015] 本发明的进一步技术改进在于：安装板内设有第二轴承，导磁轴棒套设在第二轴承内。 [0016] 与现有技术相比，本发明具备以下有益效果： [0017] 本装置通过两个导磁环和永久磁铁环形成磁力环路；同时，磁流体受磁力环路的拘束，可形成阻绝大气进入真空侧腔体的环型屏障，从而防止空气从大气侧进入到真空侧，形成密封屏障，从而实现轴体的真空驱动； [0018] 磁流体被限制在多个三角形环状的空间内, 而磁力线会从尖端放出从而将磁流体在多级尖端聚集达到密封的功能； [0019] 虽然藉由磁流体将气体密封在腔体之外,但是气体还是会旁路泄漏,于是我们将金属密封圈密封在刀口槽处，当螺丝将导磁环和真空罩之间进行安装固定时，金属密封圈切进刀口槽完成整体密封，从而提高整个旋转轴的密封效果和金属密封圈的安装稳定性；同时金属密封圈因为与刀口槽没有间隙，所以即使再次更换金属密封圈后，整个旋转轴还可以重复使用,并同样能够达到超高真空, 这是使用一般O形环所无法达到的真空度。附图说明 [0020] 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。 [0021] 图1为本发明的立体结构示意图； [0022] 图2为本发明的正视结构示意图； [0023] 图3为本发明的侧剖结构示意图； [0024] 图4为本发明的A处局部放大图； [0025] 图5为本发明的B处局部放大图。 [0026] 图中：1、安装板；2、导磁轴棒；3、导磁环；4、永久磁铁环；5、轴封件安装罩；6、磁流体；7、金属密封圈；8、真空罩；9、第一轴承；10、轴承隔环；11、马达支撑柱；12、驱动马达；13、螺母；14、联轴器；15、第二轴承；16、刀口槽。具体实施方式 [0027] 为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。 [0028] 请参阅图1‑图5所示，本发明提出超高真空磁流体旋转轴，包括安装板1，安装板1内转动连接有导磁轴棒2，导磁轴棒2的两侧分别为真空侧和大气侧，安装板1上设有轴封件，并且轴封件位于导磁轴棒2的真空侧；通过轴封件将导磁轴棒2分成真空侧和大气侧两个部分，使得导磁轴棒2在进行驱动时，形成真空驱动，从而提高整个旋转轴的驱动效率； [0029] 为了形成隔绝导磁轴棒2真空侧和大气侧的磁流密封，具体的，轴封件包括两个导磁环3和永久磁铁环4，安装板1上设有轴封件安装罩5，轴封件安装罩5位于导磁轴棒2的真空侧外，两个导磁环3安装在轴封件安装罩5内，并且两个导磁环3的处于同一轴线上，导磁轴棒2套设在两个导磁环3内，并且导磁轴棒2与两个导磁环3间隙配合，永久磁铁环4安装在轴封件安装罩5内，并且导磁轴棒2转动安装在永久磁铁环4内，永久磁铁环4位于两个导磁环3之间。轴封件安装罩5内设有磁流体6，磁流体6位于靠近真空侧的导磁环3和导磁轴棒2之间，并且导磁轴棒2外侧设有多个可容纳磁流体6的磁流密封槽，并且磁流密封槽呈三角环状设置。通过两个导磁环3和永久磁铁环4形成磁力环路，同时，磁流体6受磁力环路的拘束，可形成阻绝大气进入真空侧腔体的环型屏障，从而防止空气从大气侧进入到真空侧，形成密封屏障，从而实现轴体的真空驱动；磁流体6被限制在多个三角形环状的空间内, 而磁力线会从尖端放出从而将磁流体6在多级尖端聚集达到密封的功能。 [0030] 轴封件安装罩5上连通有真空罩8。通过真空罩8方便导磁轴棒2的输出轴与外部转动件进行真空安装，使得导磁轴棒2的真空侧位于真空罩8内，当真空罩8内形成真空空间时，即可使导磁轴棒2的真空侧真空。 [0031] 为了提高导磁环3与真空罩8之间的密封性，进一步的，真空罩8内设有金属密封圈7，并且金属密封圈7套设在导磁轴棒2外，金属密封圈7与导磁环3接触。金属密封圈7，虽然藉由磁流体6将气体密封在腔体之外,但是气体还是会旁路泄漏,即使用金属密封圈7对旁路的气体进行密封；而若使用橡胶密封圈进行密封时，橡胶密封圈内会有气孔，从而达不到密封要求。 [0032] 进一步的，导磁环3和真空罩8与金属密封圈7上设有相连通的刀口槽16，金属密封圈7卡接在刀口槽16内。当金属密封圈7在安装完成后，导磁环3和金属密封圈7上的刀口槽16对金属密封圈7进行压紧，从而提高金属密封圈7的安装稳定性；我们将金属密封圈7密封在刀口槽16处，当螺丝将导磁环3和真空罩8之间进行安装固定时，金属密封圈7切进刀口槽 16完成整体密封，从而提高安装稳定性，同时金属密封圈7因为与刀口槽16没有间隙，所以即使再次更换金属密封圈7后，整个旋转轴还可以重复使用,并同样能够达到超高真空, 这是使用一般O形环所无法达到的真空度。 [0033] 为了提高导磁轴棒2在真空罩8内的安装稳定性，进一步的，真空罩8内沿导磁轴棒2的长度方向设有多个第一轴承9，导磁轴棒2套设在多个第一轴承9内，相邻的两个第一轴承9之间均设有轴承隔环10。导磁轴棒2可通过多个第一轴承9进行转动，同时多个第一轴承 9可提高导磁轴棒2的安装稳定性。 [0034] 为了方便安装驱动导磁轴棒2进行转动的驱动件，安装板1上设有多个马达支撑柱11，并且多个马达支撑柱11位于导磁轴棒2的大气侧，多个马达支撑柱11上可拆卸安装有驱动件，并且驱动件驱动导磁轴棒2进行转动。通过驱动件带动导磁轴棒2进行转动，从而带动导磁轴棒2的真空侧对外部转动件（图中未示出）进行驱动。 [0035] 为了驱动导磁轴棒2进行转动，具体的，驱动件包括驱动马达12，驱动马达12通过螺母13和螺纹孔安装在多个马达支撑柱11上,虽具体说明了驱动马达12通过螺母13和螺纹孔拆卸安装在多个马达支撑柱11上，但也可通过卡销和卡接孔等方式对驱动马达12进行安装固定，驱动马达12的输出轴安装有联轴器14，联轴器14远离驱动马达12的一端与导磁轴棒2连接。驱动马达12通过螺母13和螺纹孔与多个马达支撑柱11进行可拆卸连接，从而方便驱动马达12的安装和更换；同时通过联轴器14提高驱动马达12与导磁轴棒2之间连接时的稳定性。 [0036] 为了导磁轴棒2在安装板1上进行转动连接，安装板1内设有第二轴承15，导磁轴棒2套设在第二轴承15内。通过第二轴承15提高导磁轴棒2在安装板1上转动时的稳定性。 [0037] 本发明在使用时，驱动马达12的输出轴带动联轴器14和导磁轴棒2进行转动，当导磁轴棒2在进行转动时，通过两个导磁环3和永久磁铁环4形成磁力环路；磁流体6受磁力环路的拘束，可形成阻绝大气进入真空侧腔体的环型屏障，从而防止空气从大气侧进入到真空侧，形成密封屏障，从而实现轴体的真空驱动；磁流体6被限制在多个三角形环状的空间内, 而磁力线会从尖端放出，从而将磁流体6在多级尖端聚集达到密封的功能;我们将金属密封圈7密封在刀口槽16处，当螺丝将导磁环3和真空罩8之间进行安装固定时，金属密封圈7切进刀口槽16完成整体密封，从而提高安装稳定性，同时金属密封圈7因为与刀口槽16没有间隙，所以即使再次更换金属密封圈7后，整个旋转轴还可以重复使用,并同样能够达到超高真空, 这是使用一般O形环所无法达到的真空度。 [0038] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。