Полностью немагнитный узел для передачи вращательного движения в вакуум через фланец CF40. Разработан для термоядерного реактора токамак 2ТЛ.

Назначение и область применения

Ввод вращения предназначен для передачи крутящего момента в вакуумный объём установки токамак 2ТЛ. Внутри камеры вращательное движение используется для управления диагностическим оборудованием, перемещения манипуляторов или привода механизмов взаимодействия с плазмой.

Главный вызов — абсолютная немагнитность. В сильном магнитном поле токамака даже слабоферромагнитные примеси в материале ввода создают локальные искажения, которые сказываются на устойчивости плазменного шнура. Мы спроектировали узел, который не вносит возмущений в магнитное поле и при этом выдерживает высокий вакуум и радиационный нагрев.

Конструктивные особенности

• Полная немагнитность — все детали корпуса, вала, сильфона и крепежа выполнены из специальных аустенитных сталей и сплавов с магнитной проницаемостью ≤ 1,01.
• Сильфонная герметизация вращающегося вала — использована оригинальная схема, где сильфон работает не на осевое сжатие, а на кручение, обеспечивая герметичность при вращении без контактных уплотнений. Это исключает износ манжет и газовыделение.
• Специализированный подшипниковый узел — применены подшипники качения из полностью немагнитных материалов (керамические тела качения и обоймы из спецсплавов). Их конструкция и обоснование выбора описаны в отдельной статье

• Фланец CF40 — присоединение по стандарту ConFlat обеспечивает надёжное герметичное соединение с камерой, выдерживает многократные циклы нагрева до 400°С (для фланца, сам ввод рассчитан на более низкие рабочие температуры).

Преимущества решения

• Нулевое влияние на физику эксперимента — ввод не создаёт паразитных магнитных полей, что критично для диагностики и удержания плазмы.
• Долговечность и надёжность — бесконтактный принцип передачи вращения через сильфон и специальные подшипники обеспечивают ресурс более 30 000 часов в непрерывном режиме.
• Вакуумная чистота — без смазки в вакуумном объёме, минимальное газовыделение, совместимость с высоким вакуумом 10⁻⁶ мбар.
• Устойчивость к радиации — материалы подобраны с учётом воздействия нейтронного и гамма-излучения в термоядерной установке.

Варианты исполнения

Хотя этот ввод изготавливался для конкретной задачи, мы готовы адаптировать конструкцию под другие диаметры фланцев (CF35, CF50, ISO), иные моменты и частоты вращения, а также под другие уровни магнитных полей. Возможно изготовление как единичных экземпляров, так и малых серий.

Технические характеристики

• Рабочий диапазон давлений: атмосфера — 10⁻⁶ мбар
• Рабочий диапазон температур: от -10 до +120 °С (для подвижных частей)
• Присоединительный фланец: CF40 (с медной прокладкой)
• Максимальный крутящий момент: до 8 Н·м (статический), до 6 Н·м (в динамике)
• Максимальная частота вращения: до 500 об/мин
• Передаточное отношение: 1:1 (прямая передача)
• Материалы: корпус и вал — немагнитная нержавеющая сталь (AISI 316L), сильфон — немагнитный сплав (например, амагнитный титановый сплав), подшипники — керамика + немагнитная сталь (покрытие)
• Магнитная проницаемость материалов: ≤ 1,01
• Ресурс: 30 000 часов (при номинальной нагрузке)
• Особенность: узел собран в чистом помещении, упакован для транспортировки с сохранением вакуумной чистоты.

Как заказать

Если у вас есть похожая задача — передача вращения в экстремальных магнитных полях или в особо чистых вакуумных условиях, — обратитесь к нам. Мы проведём расчёт, предложим материалы и изготовим изделие по вашему техническому заданию. Оставьте заявку на сайте или напишите нам — мы проконсультируем по любым вопросам.