集成高精度旋转功能的磁流体密封装置的制作方法

本发明涉及磁流体密封技术领域，尤其是一种集成高精度旋转功能的磁流体密封装置。

背景技术：

磁流体密封技术由于其结构和性能上的优越性，在刻蚀机，单晶硅炉、真空钎焊炉、真空熔炼炉、化学气相沉积、离子镀膜、液晶再生等真空设备上得到了广泛应用；中国专利公开号为cn102864437a的发明专利，公开了一种用于mocvd设备的旋转装置，其旋转主轴通过磁流体密封装置与马达连接；传统的磁流体密封装置只是一个带转轴的旋转密封装置，通过外置且与转轴一端通过传动构件连接的电机驱动，存在占用较大设备空间，磁流体密封装置的转轴旋转精度较低的不足，因此设计一种占用较小设备空间，磁流体密封装置的转轴旋转精度较高的集成高精度旋转功能的磁流体密封装置，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服目前的磁流体密封装置只是一个带转轴的旋转密封装置，通过外置且与转轴一端通过传动构件连接的电机驱动，存在占用较大设备空间，磁流体密封装置的转轴旋转精度较低的不足，提供一种占用较小设备空间，磁流体密封装置的转轴旋转精度较高的集成高精度旋转功能的磁流体密封装置。

本发明的具体技术方案是：

一种集成高精度旋转功能的磁流体密封装置，包括：转轴，下端设有电机腔且与转轴通过上轴承枢接的上壳体，与上壳体连接且与转轴通过下轴承枢接的下壳体，两个一一对应设于上壳体内侧围和下壳体内侧围的磁流体密封组件，套在转轴外且与电机腔顶面连接的电机隔环，设于电机腔中的无框力矩电机，设于转轴中的抽真空通道，冷却装置；无框力矩电机的转子与转轴连接，无框力矩电机的定子与电机隔环下端连接。上轴承为角接触球轴承；下轴承为深沟球轴承。所述的集成高精度旋转功能的磁流体密封装置，无框力矩电机集成于电机腔中，抽真空通道设于转轴中，占用较小设备空间；无框力矩电机的转子与转轴直接连接，冷却装置对轴承和磁流体进行冷却，不影响轴承和磁流体正常工作，磁流体密封组件有分布在该装置两端的两个，使得中间区域为大气侧，密封效果好且工作平稳，可以在1200转/分钟的高转速下正常运行，转轴旋转精度较高。

作为优选，所述的磁流体密封组件包括：装于上壳体内侧围或下壳体内侧围的磁极片，设于磁极片中的永磁体，设于磁极片与转轴外侧围之间的磁流体。磁流体密封组件结构简单实用。

作为优选，所述的冷却装置包括：由设于上壳体外侧围且与上轴承相对的上轴承冷却环槽、盖住上轴承冷却环槽且与上壳体连接的上封圈构成的上轴承冷却道，由设于下壳体外侧围且与下轴承相对的下轴承冷却环槽、盖住下轴承冷却环槽且与下壳体连接的下封圈构成的下轴承冷却道，两个与两个磁流体密封组件一一对应的磁流体冷却道；磁流体冷却道包括：设于磁极片外侧围的两个磁流体冷却环槽，设于上壳体外侧且与第一个磁流体冷却道的第一个磁流体冷却环槽连通的冷却进口，设于下壳体外侧且与第二个磁流体冷却道的第二个磁流体冷却环槽连通的冷却出口，多个连接管；设于上壳体中的第一个磁流体冷却道的两个磁流体冷却环槽、上轴承冷却道、下轴承冷却道、设于下壳体中的第二个磁流体冷却道的二个磁流体冷却环槽通过连接管依次连通。冷却装置通过上磁流体冷却道、上轴承冷却道、下轴承冷却道、下磁流体冷却道，对上磁流体、上轴承、下轴承、下磁流体进行冷却，使轴承和磁流体正常工作，提高轴承和磁流体使用寿命；设于磁极片外侧围的磁流体冷却环槽有两个，利于提高冷却效果。

作为优选，所述的上封圈由两个上半封圈连接构成；下封圈由两个下半封圈连接构成。便于安装。

所述的冷却进口设有进口接头，冷却出口设有出口接头。便于连接进水管和出水管。

作为优选，所述的转轴设有：中孔，同轴设置于中孔中的内轴，分别与下壳体下端和内轴下端连接的固定圈，设于内轴上端且外径小于中孔直径的挡环；内轴外侧围与中孔侧围之间的空隙构成抽真空通道。内轴外侧围与中孔侧围之间的空隙构成抽真空通道，工作时抽真空通道两端分别与真空设备的真空腔和抽真空装置连通，结构简单紧凑；挡环利于挡尘。

作为优选，所述的上壳体上端、下壳体下端、内轴上端均设有密封环槽和装于密封环槽中的o形密封圈；密封环槽中填充有真空润滑脂。利于真空密封。

作为优选，所述的集成高精度旋转功能的磁流体密封装置还包括：设于电机腔中的编码器和与转轴连接的编码器座，编码器的感应环位于无框力矩电机下侧且与编码器座连接，编码器的读数头与电机腔侧围连接。直接将编码器集成进磁流体内部，既能精确控制磁流体传动装置的旋转速度，又节省了空间，且保护编码器不损坏。

作为优选，所述的上壳体设有与电机腔贯通的消音道和装于消音道中的消音器。消音器利于消音降低噪音。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的集成高精度旋转功能的磁流体密封装置，无框力矩电机集成于电机腔中，抽真空通道设于转轴中，占用较小设备空间；无框力矩电机的转子与转轴直接连接，冷却装置对轴承和磁流体进行冷却，不影响轴承和磁流体正常工作，磁流体密封组件有分布在该装置两端的两个，使得中间区域为大气侧，密封效果好且工作平稳，可以在1200转/分钟的高转速下正常运行，转轴旋转精度较高。磁流体密封组件结构简单实用。冷却装置通过上磁流体冷却道、上轴承冷却道、下轴承冷却道、下磁流体冷却道，对上磁流体、上轴承、下轴承、下磁流体进行冷却，使轴承和磁流体正常工作，提高轴承和磁流体使用寿命；设于磁极片外侧围的磁流体冷却环槽有两个，利于提高冷却效果。上封圈由两个上半封圈连接构成，下封圈由两个下半封圈连接构成，便于安装。冷却进口设有进口接头，冷却出口设有出口接头，便于连接进水管和出水管。内轴与转轴之间的空隙构成抽真空通道，工作时抽真空通道分别与真空设备的真空腔和抽真空装置连通，结构简单紧凑；挡环利于挡尘。上壳体上端、下壳体下端、内轴上端均设有密封环槽和装于密封环槽中的o形密封圈，密封环槽中填充有真空润滑脂，利于真空密封。直接将编码器集成进磁流体内部，既能精确控制磁流体传动装置的旋转速度，又节省了空间，且保护编码器不损坏。消音器利于消音降低噪音。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图中：转轴1、电机腔2、上轴承3、上壳体4、下轴承5、下壳体6、电机隔环7、抽真空通道8、转子9、定子10、磁极片11、永磁体12、磁流体13、上轴承冷却环槽14、上封圈15、下轴承冷却环槽16、下封圈17、磁流体冷却环槽18、冷却进口19、冷却出口20、连接管21、进口接头22、出口接头23、内轴24、固定圈25、挡环26、密封环槽27、o形密封圈28、编码器座29、感应环30、读数头31、消音道32、消音器33。

具体实施方式

下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。

如附图1所示：一种集成高精度旋转功能的磁流体密封装置，包括：转轴1，下端设有电机腔2且与转轴1通过上轴承3枢接的上壳体4，与上壳体4螺接且与转轴1通过下轴承5枢接的下壳体6，两个一一对应设于上壳体4内侧围和下壳体6内侧围的磁流体密封组件，套在转轴1外且与电机腔2顶面螺接的电机隔环7，设于电机腔2中的无框力矩电机，设于转轴1中的抽真空通道8，冷却装置；无框力矩电机的转子9与转轴1螺接，无框力矩电机的定子10与电机隔环7下端螺接。上轴承3为角接触球轴承；下轴承5为深沟球轴承。

所述的磁流体密封组件包括：装于上壳体4内侧围或下壳体6内侧围的磁极片11，设于磁极片11中的永磁体12，设于磁极片11与转轴1外侧围之间的磁流体13。

所述的冷却装置包括：由设于上壳体4外侧围且与上轴承3相对的上轴承冷却环槽14、盖住上轴承冷却环槽14且与上壳体4焊接的上封圈15构成的上轴承冷却道，由设于下壳体6外侧围且与下轴承5相对的下轴承冷却环槽16、盖住下轴承冷却环槽16且与下壳体6螺接的下封圈17构成的下轴承冷却道，两个与两个磁流体13密封组件一一对应的磁流体冷却道；磁流体冷却道包括：设于磁极片11外侧围的两个磁流体冷却环槽18，设于上壳体4外侧且与第一个磁流体冷却道的第一个磁流体冷却环槽18连通的冷却进口19，设于下壳体6外侧且与第二个磁流体冷却道的第二个磁流体冷却环槽18连通的冷却出口20，多个连接管21；设于上壳体4中的第一个磁流体冷却道的两个磁流体冷却环槽18、上轴承冷却道、下轴承冷却道、设于下壳体6中的第二个磁流体冷却道的二个磁流体冷却环槽18通过连接管21依次连通。

所述的上封圈15由两个上半封圈焊接构成；下封圈17由两个下半封圈焊接构成。

所述的冷却进口19设有进口接头22，冷却出口20设有出口接头23。

所述的转轴1设有：中孔，同轴设置于中孔中的内轴24，分别与下壳体6下端和内轴24下端螺接的固定圈25，设于内轴24上端且外径小于中孔直径的挡环26；内轴24外侧围与中孔侧围之间的空隙构成抽真空通道8。转轴1下端与固定圈25之间具有间隙。

所述的上壳体4上端、下壳体6下端、内轴24上端均设有密封环槽27和装于密封环槽27中的o形密封圈28；密封环槽27中填充有真空润滑脂。

所述的集成高精度旋转功能的磁流体13密封装置还包括：设于电机腔2中的编码器和与转轴1螺接的编码器座29，编码器的感应环30位于无框力矩电机下侧且与编码器座29螺接，编码器的读数头31与电机腔2侧围螺接。

所述的上壳体4设有与电机腔2贯通的消音道32和装于消音道32中的消音器33。

所述的集成高精度旋转功能的磁流体13密封装置使用时，无框力矩电机与驱动器电性连接，通过设定驱动器参数即可高精度控制转轴1的旋转；进口接头22与进水管连接，出口接头23与出水管连接；抽真空通道8两端分别与真空设备的真空腔和抽真空装置连通。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。