[实用新型]一种用于超高真空系统的高精度磁传动馈通装置

说明书

技术领域

本实用新型属于磁力真空密封技术领域，具体涉及一种用于超高真空系统的高精度磁传动馈通装置。

背景技术

在现代科学实验中，超高真空实验设备越来越普遍，尤其是在薄膜生长以及固体的表面分析方面。对于这些超高真空系统，在操作过程不可避免地需要在真空室外面操纵真空室内的部件作各种特定的运动，如样品的传递，样品停放台的升降等等。也就是说需要真空室外的原动力驱动真空室内的从动件，从室外将动力传递到室内。目前主要有机械传动、电力传动和磁力传动三种方式来实现。机械传动是指用一定方式将室内从动件与室外原动机构联结起来，并在真空室引入口用橡胶圈等材料进行真空密封。这种动密封的方式由于本身密封材料的磨损、放气以及密封处的漏率等原因，一般只能用在低真空或高真空环境。电力传动则需要将马达等驱动装置装入真空室内部，再通过电极密封引入电源，这种结构增大了设备体积，且驱动装置在真空室内放气严重。而磁力传动利用磁体的超距特性, 实现力矩无接触传递。通过磁极间的作用力，将运动件连接起来，外部机构运动，内部机构也在磁场力的作用下跟着动起来，从而实现完全无密封的传动。因此磁力传动目前已经广泛地应用在分子束外延，俄歇质谱仪、高能粒子加速器等科研领域。但现有的磁传动馈通装置传动精度不是很高，很大程度上不能很好地满足超高系统中多自由度精密样品传递等需求，并且普遍为单自由度装置，很多时候不能满足多自由度的需求（如样品传递时一般需要样品杆的前后伸缩自由度以及面内的旋转自由度）。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种用于超高真空系统的高精度磁传动馈通装置，具体为通过真空内外高密度磁体的圆周分布设计，大大提高了磁传动馈通装置旋转精度；另外真空内部旋转轴采用镂空设计，可以进一步通过磁传动馈通的上下叠加来增加传动自由度。

本实用新型所提供的用于超高真空系统的高精度磁传动馈通装置，主要包括外壳1、外磁套2、外固定刻度环3、固定顶紧螺丝4、半边法兰5、外磁体6、隔离密封套7、外轴承8、内磁体9、内磁套10、内轴承11、内轴12、内固定环13和辅助导向轴承14；其中，外壳1、外磁套2、隔离密封套7、内磁套10和内轴12为由外向内、依次嵌套的同心的空心圆柱体；

所述外壳1与外磁套2固定连接，且两者顶端齐平；

所述外固定刻度环3为侧壁带有刻度的空心圆柱体，设置于外壳1和外磁套2的顶端，固定顶紧螺丝4与外固定刻度环3侧边贯穿连接；

所述半边法兰5再设置于外固定刻度环3顶部且固定连接；所述隔离密封套7的顶端与半边法兰5顶端齐平；

所述外磁体6为若干根长方体磁条，均匀竖直排列于外磁套2内侧壁上且固定连接，即外磁体6位于外磁套2与隔离密封套7之间；

所述外轴承8嵌套在隔离密封轴套7外侧的下部，且被外壳1包围；

所述内磁体9为若干根长方体磁条，均匀竖直排列于内磁套10的外侧壁上且固定连接，同时内磁体9与隔离密封轴套7内侧贴合；

所述内轴承11置于内磁体9的下侧，底部支撑在隔离密封套7的内侧；

所述内轴12外壁紧贴内磁套10内侧壁，且上端部与内固定环13连接；

所述辅助导向轴14承嵌套在内轴12的底部，且辅助导向轴14的外侧面与隔离密封套7内壁贴合；

所述隔离密封套7内为超真空状态；

所述外磁体6和内磁体9不接触隔离密封轴套7管壁。如图3所示。

本实用新型中，考虑到超高真空系统烘烤温度过高可能导致铁磁材料退磁现象，所述内磁体9为软铁材质，大大提高了磁传动馈通装置的使用寿命。

本实用新型中，所述外磁体6和内磁体9的数量一一对应，外磁体6一端沿圆周方向以S/N不同极性交替排列（即相邻排列的两个磁体的S/N极相反）；所述若干根内磁体9一端沿圆周方向也以S/N不同极性交替排列；且沿径向外磁体6和内磁体9相对应的一对的极性相反排列。

本实用新型中，所述隔离密封轴套7中间部分的管壁厚度仅为1mm~3mm，减小了内磁体和外磁体之间的磁隙，大大提高磁传动馈通装置的磁偶合力矩和传动效率。

本实用新型中，所述外磁体6和内磁体9与隔离密封轴套7管壁之间间距分别为为0.3 mm ~0.6mm，避免在传动过程中产生接触摩擦以及引起的材料放气。

本实用新型中，所述外磁套2和内磁套10的内侧壁分别沿各自圆周方向均匀设置若干个凹槽，所述外磁体6和内磁体9分别嵌在相对应的凹槽内。

本实用新型中，所述外磁体6的数量为15~25个，内磁体9的数量为15~25个。