本实用新型涉及磁流体密封装置，具体涉及一种蓝宝石炉用磁流体密封装置。
背景技术：
蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-Al2O3)的单晶，又称为刚玉。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料，其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)，大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。
蓝宝石晶体作为衬底材料、在国际市场上的需求量愈来愈大，同时对晶体的质量及尺寸的要求也愈来愈高，特别是蓝宝石晶体的纯度和尺寸，直接影响其作为衬底材料的关键特性和应用范围。
蓝宝石长晶炉，作为蓝宝石晶体的生产设备，对技术水平要求较高，生产商多集中于欧美。目前市场主攻的目标是高优良品率、大尺寸蓝宝石长晶炉制造技术。即低成本、高质量、高速率地生长大尺寸蓝宝石晶体已成为当前面临的迫切任务。
蓝宝石炉磁流体密封装置，是将磁流体的密封技术和蓝宝石炉的拉升传动技术完美结合的产品，它既实现了大尺寸蓝宝石晶体的稳定拉升，又通过磁流体密封技术实现了动力从炉外大气环境到炉内腔体内部的真空密封无泄漏的稳定传输，因此，研究该技术内容具有十分广阔的应用前景。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供一种蓝宝石炉用磁流体密封装置。
所述的一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，其特征在于包括与蓝宝石炉的腔壁连接的壳体、与蓝宝石炉的拉伸轴配合连接的空心传动轴、设置在壳体一端的端盖、锁紧圈，蓝宝石炉的拉伸轴穿过空心传动轴后用锁紧圈锁紧，所述壳体内设置有悬臂重载结构及磁流体密封结构。
所述的一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，其特征在于所述悬臂重载结构包括与空心传动轴紧配安装的配对轴承、内挡圈、外挡圈、预紧螺母，所述配对轴承以背靠背的方式安装，配对轴承之间配置内挡圈和外挡圈。
所述的一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，其特征在于所述磁流体密封结构包括环形永磁铁、两个磁极、环形磁槽及磁流体，所述环形磁槽加工设置在空心传动轴的外圆上，且对应磁极的位置设置，所述磁流体设置在相邻两个环形磁槽之间。
所述的一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，其特征在于所述环形磁槽与磁极之间留有0.05mm的间隙。
所述的一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，其特征在于所述配对轴承为高精度配对角接触球轴承，精度等级为P4。
所述的一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，其特征在于所述壳体为带BF法兰磁性绝缘壳体。
本实用新型结构设计合理，通过设置的悬臂重载结构，实现最大承重能力达300kg以上，完全满足蓝宝石炉120kg的装料量的要求，磁流体密封结构的设置，确保直接接触炉内的真空环境，中间无额外的零部件或油脂等物质干扰，实现高真空超洁净的旋转动密封，使产出的蓝宝石晶体纯度高、无氧化。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1中A部放大结构图；
图中，1-壳体，2-空心传动轴，3-端盖，4-锁紧圈，5-配对轴承，6-内挡圈，7-外挡圈，8-预紧螺母，9-环形永磁铁，10-磁极，11-环形磁槽，12-磁流体。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明，并给出具体实施方式。
如图1-2所示，本实用新型一种蓝宝石炉用磁流体密封装置，该蓝宝石炉用磁流体密封装置，既实现了大尺寸蓝宝石晶体的稳定拉升，又通过磁流体密封技术实现了动力从炉外大气环境到炉内腔体内部的真空密封无泄漏的稳定传输。具体结构包括与蓝宝石炉的腔壁连接的带BF法兰磁性绝缘壳体1、与蓝宝石炉的拉伸轴配合连接的空心传动轴2、设置在壳体1一端的端盖3、锁紧圈4，蓝宝石炉的拉伸轴穿过空心传动轴2后用锁紧圈4锁紧，壳体1内设置有悬臂重载结构及磁流体密封结构。
悬臂重载结构包括与空心传动轴2紧配安装的配对轴承5、内挡圈6、外挡圈7、预紧螺母8，配对轴承5以背靠背的方式安装，配对轴承5之间配置内挡圈6和外挡圈7。空心传动轴2与高精度P4配对轴承5之间紧配安装，配对轴承5以背靠背方式安装，配对轴承5之间配置内挡圈6和外挡圈7，内、外挡圈以设计的精密高度差配磨，最后用预紧螺母，施加设计的预紧力，构成一个紧密配合的悬臂重载结构。该悬臂重载紧配结构，最大承重能力可达300kg以上，完全满足了蓝宝石炉120kg的装料量要求。
磁流体密封结构包括环形永磁铁9、两个磁极10、环形磁槽11及磁流体12，环形磁槽11加工设置在空心传动轴2的外圆上，且对应磁极10的位置设置，磁流体12设置在相邻两个环形磁槽11之间。环形永磁铁采用环形钕铁硼永磁铁表面镀锌，可适应100℃的高温环境不退磁，且保持永久强磁场；磁极10由导磁性能优异的不锈铁材料加工而成，表面光洁度高，不易生锈；环形磁槽11加工在空心传动轴的外圆上，环形磁槽11数量根据工况设计，一般开有12个环形磁槽，环形磁槽11与磁极10之间的间隙为0.05mm；磁流体12采用性能优异的高饱和磁化强度低粘度磁流体，可耐高温210℃，磁饱和强度可达500gauss，饱和蒸汽压为2×10-7Pa@20℃。该悬臂端磁流体密封结构，直接接触炉内的真空环境，中间无额外的零部件或油脂等物质干扰，可实现高真空超洁净的旋转动密封，使产出的蓝宝石晶体纯度高、无氧化。
本实用新型空心传动轴2，轴内部与蓝宝石炉的坩埚轴静密封连接，同轴度高，实现同心同步回转；带BF法兰磁性绝缘壳体1，与蓝宝石炉的腔体接口螺栓固定，可承受足够的负载；高精度配对轴承、内挡圈6、外挡圈7、预紧螺母8构成了一个牢固的轴向承载和转动结构，可承载蓝宝石在炉内的平稳转动和拉升；环形永磁铁、导磁磁极、环形磁槽、高性能磁流体、构成了一个安全可靠的磁流体密封结构，可有效隔绝蓝宝石炉腔体内高温拉蓝宝石的工况与外界大气环境的接触，实现蓝宝石晶体的高洁净。
本实用新型工作原理：由带BF法兰磁性绝缘壳体，通过BF法兰与蓝宝石炉的腔壁固定；蓝宝石炉的拉升轴穿过空心传动轴，O型圈密封并紧密配合；通过锁紧圈用内六角螺钉将空心传动轴与蓝宝石炉的拉升轴锁紧；炉外，蓝宝石炉的拉升轴穿过空心传动轴后，与电机轴连接；炉内腔体内部，蓝宝石炉的拉升轴与拉晶装置连接；从而，电机轴带动拉升轴缓慢旋转，升降平台则带动电机、磁流体、拉升轴等整体平稳拉升，满足引晶、拉晶工艺的平稳匀速要求，使产出的蓝宝石晶体棒，尺寸大且外径均匀；磁流体密封装置内的悬臂重载紧配结构，最大承重能力可达300kg以上，完全满足了蓝宝石炉120kg的装料量要求；磁流体密封装置悬臂端磁流体密封结构，采用了钕铁硼永磁铁和高饱和磁化强度低粘度磁流体，真空度可达2×10-7Pa@20℃，实现了密封可靠、零泄漏的动密封，完全隔绝了炉外大气环境和炉内拉晶环境，可使产出的蓝宝石晶体纯度高、无氧化。