[发明专利]具有磁流体平动滑动推力轴承及密封结构的涡旋真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空泵的技术领域，尤其涉及一种具有磁流体平动滑动推力轴承及密封结构的涡旋真空泵的技术领域。

背景技术

目前，磁流体密封技术已被用于轴向转动中的气体隔绝，用于真空泵中取代传统的机械密封件；磁流体密封技术是在磁性流体的基础上发展而来的。当磁流液注入磁场的间隙时，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。磁流体密封装置的功能是把旋转运动传递到密封容器内，但将旋转轴与轴承之间的空隙密封，常用于真空密封。图1为一种采用磁流体密封装置的示意图，请参见图1所示。包括轴11以及位于轴11上的壳体15，在轴11的轴表面开设若干密封槽12，在壳体15上装配有两环形磁极13，两环形磁极13与密封槽12相对应，并且在两环形磁极13之间装有永磁体14，同时，两环形磁极13和轴11的轴表面之间注有磁流液（图中未示出）。磁流体密封装置在均匀稳定磁场的作用下，使磁流液充满于设定的空间内，即两磁极和轴表面之间，建立起多级“O型密封圈”，从而达到密封的效果。每级密封圈一般可以承受大于0.15至0.2个大气压的压差。总承压为各级压差之和，一般设计为2.5个大气压，完全满足真空密封的需要。

磁流体密封装置在这种密封构件中，所用的密封材料“磁流液”是一种液状物，旋转构件中只有“液体”和固体之间的接触，没有传统密封中存在的与固体物质之间的摩擦、磨损问题。因而能保证密封性能的稳定可靠和长寿命运行。而且磁流液在密封中是靠永磁体产生的磁场力进行固定，不需要通过增加外力来提高密封性能，因此不需要额外考虑磁流体密封传动装置消耗的功率，具有绝佳的力矩传输特性。同时，磁流体密封装置具有高性能和几乎无泄漏的特点。例如对氦气的密封，通过静态和动态实验，在标准温度和压力下，测量极限真空度10^-6Pa，泄漏量小于1×10^-12Pa·m³/s，近乎为“零泄漏”。

图2为专利号02223660.0的一种传动轴用磁流体密封结构的示意图，请参见图2所示。有传动轴24、支承壳体21及磁流体密封组件25组成，其特征是在由永磁体26、极靴27及磁液组成的磁流体密封组件25的磁流体密封区间L的上部、靠近真空腔一侧装有一个附加磁环23；在磁流体密封区间L下侧与附加磁环23上边各设置着一个轴承22。能够有效地消除溢出的磁流液随轴旋转而产生的飞溅，从而进一步提高磁流体密封的可靠性。图2所示的磁流体密封结构也是现有的常用磁流体密封结构的运用场合。

图3为授予本发明人的专利号ZL200610121150.3的改进的具有全方位依从悬浮涡卷的涡卷流体位移装置的示意图，包括：至少一个绕动涡卷300，

300’，具有第一端板310，310’，在第一端板310，310’的基面上固定连接着第一螺旋型的侧壁，第一端板310，310’上有三个基本均布的周边部分320a，320a’，其中320b，320b’,320c，320c’未示出；至少一个固定涡卷330，330’，在第二端板340，340’的基面上固定连接着第二螺旋型的侧壁，所述的第二螺旋型侧壁与所述的绕动涡卷300，300’的第一螺旋型侧壁互相啮合；一个旋转驱动轴350，能够驱动所述的绕动涡卷300，300’，使之作相对于所述的固定涡卷330，330’的轨道运动；机壳360，360’，所述的机壳360，360’支持所述的固定涡卷330，330’，机壳的360，360’中央部分支承所述的旋转驱动轴350，该机壳360，360’具有三个周边部分370a，370a’，其中370b，370b’,370c，370c’未示出，与上述绕动涡卷300，300’的第一端板310，310’上的三个周边部分320a，320a’相对应；三个基本均布的周边曲柄380a，380a’，其中380b，380b’,380c，380c’未示出，，各由所述的机壳360，360’的相应的三个周边部分370a，370a’之一支承，并能旋转。为了使得曲柄关节保持同步，同步器390通过同步器轴承391a，391b和391c与周边曲柄销381a，381b和381c相连，其中，391b，391c，381b和381c未示出。同步器390作与绕动涡卷相似的轨道运动，同时又将三个周边曲柄销保持一个三角形的位置关系，即保持同步。该发明通过绕动涡卷和固定涡卷之间的绕动运动，并通过一个中央驱动曲柄轴——滑动关节结合周边曲柄销——摆动连接机构为绕动涡卷提供径向和轴向依从运动的能力。