磁流體密封裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種磁流體密封裝置，所述磁流體密封裝置包括傳動軸、驅動器、密封罩以及用于控制所述密封罩內壓力的壓力控制部件，所述傳動軸的一端與所述密封設備連接，所述傳動軸的另一端與所述驅動器連接，所述傳動軸的另一端和所述驅動器共同處于所述密封罩中，所述壓力控制部件連接所述密封罩。在磁流體密封裝置用于真空密封時，利用壓力控制部件控制密封罩內的壓力，以使磁流體兩側氣壓差為零，從而杜絕泄漏事故，對密封設備中環(huán)境的污染，提高了產品良率。
【專利說明】
磁流體密封裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及磁流體密封技術領域，尤其涉及一種磁流體密封裝置。
【背景技術】
[0002]磁流體(Magneticfluid或Ferrofluid)是將超微磁粒通過界面活性劑高度分散在載液中而形成的一種膠體溶液。其具有兩大特點:I)在磁場的作用下，磁化強度隨外加磁場的增加而增加，直至飽和，而外磁場去除后又無任何磁滯現(xiàn)象，磁場對磁流體的作用表現(xiàn)為體積力；2)與一般納米粒子相同，只有小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應。因此，磁流體是動態(tài)密封的理想材料，其密封原理如下:在磁場的作用下，磁流體往往聚集在磁場梯度最大處；因此，利用外磁場可將磁流體約束在密封部位形成磁流體“O”型環(huán)。當磁流體注入磁場間隙時，可以充滿整個間隙；在均勻穩(wěn)定磁場的作用下，磁流體可以充滿于設定的空間內，建立起多級“O”型密封環(huán)，從而達到密封的效果。每級密封圈一般可以承受大于0.15?0.2個大氣壓的壓差，總承壓為各級壓差之和，進而滿足真空密封的需要。
[0003]磁流體密封裝置利用磁流體來實現(xiàn)真空密封，其功能是把旋轉運動傳遞到密封設備內。目前，磁流體密封裝置已在許多回轉動密封設備上使用，例如單晶硅爐、真空熱處理爐、離子濺射、物理化學氣相沉積、離子鍍膜、液晶在生、電子指示器等設備的密封，以及計算機硬盤、機器人及軍工產品等環(huán)境要求較高的設備的環(huán)境密封，獲得很好的使用效果。
[0004]但是由于磁流體密封裝置通過密封槽中密封油實現(xiàn)密封，工作一段時間后受多方面因素的影響，常出泄漏的現(xiàn)象，對爐內真空環(huán)境造成污染，進而影響產品良率。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種磁流體密封裝置，以解決現(xiàn)有技術中磁流體密封裝置實現(xiàn)真空密封，會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，導致產品良率下降的問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種磁流體密封裝置，所述磁流體密封裝置，包括:傳動軸、驅動器、密封罩以及用于控制所述密封罩內壓力的壓力控制部件，所述傳動軸的一端與所述密封設備連接，所述傳動軸的另一端與所述驅動器連接，所述傳動軸的另一端和所述驅動器共同處于所述密封罩中，所述壓力控制部件連接所述密封罩。
[0007]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，所述壓力控制部件包括管路及真空栗，所述管路的一端與所述密封罩連接，所述管路的另一端與所述真空栗連接，所述管路上設置有氣動閥。
[0008]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，所述驅動器為馬達。
[0009]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，還包括位于所述密封罩內的驅動帶，所述驅動帶的一端與所述驅動器連接，所述驅動帶的另一端與所述傳動軸連接。
[0010]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，所述密封設備為單晶硅爐或真空熱處理爐。[0011 ]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，還包括密封槽，套接于所述傳動軸的外側。
[0012]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，還包括磁極及軸承，兩者均套接于所述密封槽的外側。
[0013]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，還包括不導磁座，套接于所述磁極和所述軸承的外側。
[0014]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，所述磁極的數(shù)量為兩個，磁流體密封裝置還包括磁鋼，套接于所述密封槽的外側，并處于兩個所述磁極之間。
[0015]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，還包括O型圈，套接于所述磁極上，并處于所述不導磁座內側。
[0016]可選的，在所述的磁流體密封裝置中，所述密封槽中設置有密封油。
[0017]在本實用新型所提供的磁流體密封裝置中，所述磁流體密封裝置包括傳動軸、驅動器、密封罩以及用于控制所述密封罩內壓力的壓力控制部件，所述傳動軸的一端與所述密封設備連接，所述傳動軸的另一端與所述驅動器連接，所述傳動軸的另一端和所述驅動器共同處于所述密封罩中，所述壓力控制部件連接所述密封罩。在磁流體密封裝置密封密封裝備時，利用壓力控制部件控制密封罩內的壓力，以使磁流體兩側氣壓差為零，從而杜絕泄漏事故，對密封設備中環(huán)境的污染，提高了產品良率。
【附圖說明】
[0018]圖1是發(fā)明人熟知的磁流體密封裝置的結構示意圖；
[0019]圖2是發(fā)明人熟知的磁流體密封裝置應用于密封設備的結構示意圖；
[0020]圖3是本實用新型一實施例中磁流體密封裝置的結構示意圖；
[0021]圖4是本實用新型一實施例中磁流體密封裝置應用于密封設備的結構示意圖。
[0022]圖1-2中:晶舟10;軸承11;磁極12;密封槽13;磁鋼14;O型圈15;不導磁座16;傳動軸17;升降機裝置18;單晶硅爐19。
[0023]圖3-4中:晶舟20;軸承21;磁極22;密封槽23;磁鋼24;O型圈25;不導磁座26;傳動軸27;升降機裝置28;單晶硅爐29;驅動器30;密封罩31;氣動閥32;真空栗33。
【具體實施方式】
[0024]請參考圖1，磁流體密封裝置主要由軸承11、磁極12、密封槽13(其內分布有密封油，優(yōu)選為磁性密封油)、磁鋼14、0型圈15、不導磁座16和傳動軸17組成，密封槽13套接于傳動軸17外側，磁極12和軸承11均套接于密封槽13外側，O型圈15套接于磁極12上，所述不導磁座16套接于磁極12和軸承11的外側，磁鋼14套接于所述密封槽13的外側，并處于兩個磁極12之間。圖2是發(fā)明人熟知的磁流體密封裝置應用于密封設備為單晶硅爐時的結構示意圖，該磁流體密封裝置通過緊固件連接至升降機裝置18，傳動軸17的端部從升降機裝置18的通孔中露出，以便連接至密封設備中相應的連接裝置(如晶舟支撐軸)，不導磁座16和升降機裝置18之間沒有間隙，緊密接觸，升降機裝置18與不導磁座16相對的一側與單晶硅爐19連接，爐內為真空環(huán)境，晶圓設置于爐內的晶舟10中，從而維持晶舟10在爐中的潔凈度。
[0025]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提出的磁流體密封裝置作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0026]經過長期不斷研究實驗發(fā)現(xiàn)，實際導致磁流體密封裝置存在泄漏的主要原因在于:在磁流體密封裝置用于真空密封時，磁流體密封裝置包括的各個密封槽在低壓下工作時都會承受一定壓力，所有密封槽的壓力累加后可以抵擋內外界的壓力差，但是在使用過程中由于部分密封槽遭到破壞，隨著密封層數(shù)的減少，降低了密封槽能夠承受壓力，進而無法滿足密封真空所能承受壓力的能力，從而導致泄漏事故的發(fā)生?？偠灾捎诖帕黧w密封裝置的磁流體兩側存在氣壓差，是導致泄漏事故的發(fā)生的根本原因。
[0027]圖3為本實用新型實施例的磁流體密封裝置的示意圖。如圖2所示，所述磁流體密封裝置適用于真空密封一密封設備，主要包括:傳動軸27、驅動器30、密封罩31以及用于控制所述密封罩31內壓力的壓力控制部件，所述傳動軸27的一端與所述密封設備連接，所述傳動軸27的另一端與所述驅動器30連接，所述傳動軸27的另一端和所述驅動器30共同處于所述密封罩31中，所述壓力控制部件連接所述密封罩31。
[0028]通過增設密封罩31和壓力控制部件，利用密封罩31使原來處于大氣側的磁流體處于密封環(huán)境中，利用壓力控制部件控制密封罩31內的壓力，以便于后續(xù)應用于密封裝備密封時，將密封罩31內的壓力控制為與密封裝備側相同，實現(xiàn)磁流體兩側氣壓差為零(即不存在氣壓差)，從而避免泄漏事故發(fā)生。
[0029]優(yōu)選的，所述驅動器30為馬達。所述磁流體密封裝置還包括位于所述密封罩內的驅動帶，所述驅動帶的一端與所述驅動器連接，所述驅動帶的另一端與所述傳動軸連接。驅動帶將驅動器的驅動力傳遞至傳送軸，進而迫使傳動軸轉動。
[0030]本實施例中，所述壓力控制部件包括管路及真空栗33，所述管路的一端與所述密封罩31連接，所述管路的另一端與所述真空栗33連接，所述管路上設置有氣動閥32，從而控制管路的開啟或關閉。
[0031]進一步地，所述磁流體密封裝置還包括密封槽23、磁極22、軸承21、不導磁座26、磁鋼24及O型圈25，密封槽23套接于所述傳動軸27的外側，磁極22及軸承21均套接于所述密封槽23的外側，不導磁座26套接于所述磁極22和所述軸承21的外側，所述磁極22的數(shù)量為兩個，所述磁鋼24套接于所述密封槽23的外側，并處于兩個磁極22之間，所述O型圈25套接于磁極22上，并處于所述不導磁座26內側。其中，磁流體密封裝置通過在所述密封槽23中設置的密封油實現(xiàn)密封。
[0032]具體的，磁流體密封裝置包括若干個密封槽23，密封油附著在密封槽23上，由于磁鋼24作用密封油將按照磁力線均勻分布并附著粘貼在磁極22和密封槽23之間，密封槽23與磁極22間的間隙非常小，傳動軸27轉動時密封槽23上的密封油與磁極22—直保持密封，每個密封槽23就相當于一層密封，軸，21將傳動軸27固定在不導磁座26內。進一步地，為避免磁流體裝置工作密封油溫度過高，在磁流體裝置中還設置有用于給密封油降溫的冷卻水，所述O型圈25用于密封冷卻水，以避免冷卻水外流。
[0033]請參考圖4，其為磁流體密封裝置應用于密封設備的結構示意圖。圖4中密封設備為單晶硅爐29。當然，所述密封設備不局限于單晶硅爐29，也可以是真空熱處理爐等低壓半導體設備。下面以密封設備為單晶硅爐29為例進行詳細說明。
[0034]首先將磁流體密封裝置通過緊固件連結至升降機裝置28上，傳動軸27的一端從升降機裝置28的通孔中露出并與晶舟20的支撐軸連接，升降機裝置28的一側及露出的傳動軸27的端部均處于單晶硅爐29中，實際工作時，由于單晶硅爐29中為真空狀態(tài)，為避免泄漏事故的發(fā)生，需要通過壓力控制部件的真空栗33將單晶硅爐29也抽成真空環(huán)境，使得傳動軸兩側壓強相同。從而維持單晶硅爐29內所需壓強的同時保持晶舟20中晶圓處于清潔的環(huán)境中。為了節(jié)約設備的成本，密封罩31和單晶硅爐29共用同一真空栗33，同時對密封罩31和單晶硅爐29進行抽真空，也可以針對密封罩31和單晶硅爐29分別設置對應的真空栗33進行抽真空。通過設置于真空栗33和密封罩31之間管路上的氣動閥32來控制密封罩31內氣體流通。本實施例中，不局限于密封罩31和單晶硅爐29均為真空狀態(tài)，也可控制密封罩31和單晶硅爐29內的氣壓保持一致，即兩者之間不存在氣壓差，同樣可以避免泄漏事故的發(fā)生。
[0035]綜上，在本實用新型所提供的磁流體密封裝置中，所述磁流體密封裝置包括傳動軸、驅動器、密封罩以及用于控制所述密封罩內壓力的壓力控制部件，所述傳動軸的一端與所述密封設備連接，所述傳動軸的另一端與所述驅動器連接，所述傳動軸的另一端和所述驅動器共同處于所述密封罩中，所述壓力控制部件連接所述密封罩。在磁流體密封裝置用于真空密封時，利用壓力控制部件控制密封罩內的壓力，以使磁流體兩側氣壓差為零，從而杜絕泄漏事故，對密封設備中環(huán)境的污染，提高了產品良率。
[0036]顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種磁流體密封裝置，適用于真空密封一密封設備，其特征在于，包括:傳動軸、驅動器、密封罩以及用于控制所述密封罩內壓力的壓力控制部件，所述傳動軸的一端與所述密封設備連接，所述傳動軸的另一端與所述驅動器連接，所述傳動軸的另一端和所述驅動器共同處于所述密封罩中，所述壓力控制部件連接所述密封罩。2.如權利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于，所述壓力控制部件包括管路及真空栗，所述管路的一端與所述密封罩連接，所述管路的另一端與所述真空栗連接，所述管路上設置有氣動閥。3.如權利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于，所述驅動器為馬達。4.如權利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于，還包括位于所述密封罩內的驅動帶，所述驅動帶的一端與所述驅動器連接，所述驅動帶的另一端與所述傳動軸連接。5.如權利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于，所述密封設備為單晶硅爐或真空熱處理爐。6.如權利要求1所述的磁流體密封裝置，其特征在于，還包括密封槽，套接于所述傳動軸的外側。7.如權利要求6所述的磁流體密封裝置，其特征在于，還包括磁極及軸承，兩者均套接于所述密封槽的外側。8.如權利要求7所述的磁流體密封裝置，其特征在于，還包括不導磁座，套接于所述磁極和所述軸承的外側。9.如權利要求8所述的磁流體密封裝置，其特征在于，所述磁極的數(shù)量為兩個，磁流體密封裝置還包括磁鋼，套接于所述密封槽的外側，并處于兩個所述磁極之間。10.如權利要求9所述的磁流體密封裝置，其特征在于，還包括O型圈，套接于所述磁極上，并處于所述不導磁座內側。11.如權利要求6?10中任一項所述的磁流體密封裝置，其特征在于，所述密封槽中設置有密封油。
【文檔編號】F16J15/43GK205678133SQ201620647355
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620647355.4, CN 201620647355, CN 205678133 U, CN 205678133U, CN-U-205678133, CN201620647355, CN201620647355.4, CN205678133 U, CN205678133U
【發(fā)明人】王剛
【申請人】中芯國際集成電路制造（天津）有限公司, 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司