一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵的制作方法

一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵
1.本技术要求于2020年12月25日提交到国家知识产权局，申请号为 202011559309.6，发明名称为一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵的中国专利申请的优先权。其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本发明涉及轴密封技术领域，具体涉及一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵。


背景技术：

3.磁流体密封技术是一种新型的密封方式，它是指利用具有高饱和磁强度的磁流体来进行相关机械设备密封，磁流体密封是一种零泄露的动密封，其密封效果非常好。但在通过磁流体密封装置对风机、阀门、汽轮机、泵类等非精密产品的转轴进行密封的过程中发现，磁流体密封装置在使用一段时间后非常容易损坏，因为，磁流体密封装置在使用时既需要安装在转轴上，又需要和转轴外的壳体上的固定结构相固定，而磁流体密封装置本身属于一种精密件，因此，磁流体密封装置在安装使用时就对转轴与固定结构的垂直度、同轴度以及转轴的径向跳动等的精度要求较高，如果在安装加工磁流体密封装置时，没有达到磁流体密封装置安装使用所需的精度要求，就会大大降低磁流体密封装置的使用寿命，甚至导致磁流体密封装置直接损坏。而对于风机、阀门、汽轮机、泵类等非精密产品而言，其安装精度和其零件的加工精度往往达不到磁流体密封装置所需的精度要求，这就使得磁流体密封装置无法直接应用到风机、阀门、汽轮机、泵类等产品中。
4.因此，如何使磁流体密封装置能够应用到风机、阀门、汽轮机、泵类等产品中，并能够确保磁流体密封装置在风机、阀门、汽轮机、泵类等产品中的使用寿命就成为目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种磁流体密封的轴组件，以至少解决上述背景技术中提出的问题之一。
6.本发明还提供了一种包括上述磁流体密封的轴组件的屏蔽电机和屏蔽泵。
7.为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种磁流体密封的轴组件，包括：壳体，壳体内设置有容纳腔，容纳腔的内壁上设置有固定结构；转轴，支撑安装在容纳腔内；磁流体密封装置，位于容纳腔内，套设安装在转轴上，且壳体内设置有供磁流体密封装置跟随转轴跳动和/或根据转轴安装状态调节安装角度和位置的空间；弹性件，与磁流体密封装置和固定结构均气密性地连接，且磁流体密封装置通过弹性件和固定结构弹性且气密性地连接后，磁流体密封装置能够跟随转轴跳动和/或根据转轴安装状态调节安装角度和位置，从而避免磁流体密封装置与固定结构相冲突。其中，弹性件优选为具有一定弹性、抗拉强度、疲劳强度等满足工况的非金属材质。
8.进一步地，壳体内、磁流体密封装置的下方设置有外气堵腔，在所述壳体的底部被密封后，也即磁流体密封的轴组件工作时，外气堵腔内能够形成气堵。
9.在上述技术方案中，优选地，磁流体密封的轴组件为立式结构。
10.更进一步地，磁流体密封的轴组件为立式结构。进一步地，壳体包括相互密封连接的第一外壳和第二外壳，第一外壳和第二外壳的连接处设置有轴过孔，第二外壳转轴从第一外壳内伸入到第二外壳内，并由第二外壳的底部伸出，磁流体密封装置通过弹性件安装在轴过孔处，用于对轴过孔进行密封。第二外壳内、磁流体密封装置的下方设置有外气堵腔，在第二外壳的底部被密封后，外气堵腔内能够形成气堵。进一步的，形成气堵所需的气体为外气堵腔第二外壳内的自然空气，或磁流体密封的轴组件还包括进气通道，进气通道的一端与外气堵腔第二外壳内连通，进气通道的另一端与气源连通，形成气堵所需的气体包括外气堵腔第二外壳内的自然空气和进气通道输入的气体。
11.进一步地，磁流体密封的轴组件还包括用于支撑安装转轴的轴承体组件，轴承体组件安装在壳体内，位于磁流体密封装置的上侧或下侧。其中，形成的气堵的下边界位于磁流体密封装置和轴承体组件的下侧。
12.进一步地，磁流体密封装置的下端部通过弹性件与固定结构弹性连接，或磁流体密封装置的上端部通过弹性件与固定结构弹性连接。
13.进一步地，磁流体密封的轴组件还包括防水保护装置，安装在转轴上，靠近外壳的底部设置，并位于磁流体密封装置和轴承体组件的下侧。通过防水保护装置能够对转轴下方的水等液体进行初步阻挡，避免转轴下方的水等液体直接冲击到磁流体密封装置上。
14.优选地，防水保护装置包括：挡水装置，安装在转轴上，位于外壳底部的开口处；压水套筒，安装在转轴上，位于挡水装置远离磁流体密封装置的一侧，压水套筒的外侧壁上设置有压水螺纹。
15.在上述技术方案中，优选地，固定结构设置在壳体的内侧壁上，或固定结构安装在位于壳体的一端部结构上。具体而言，固定结构可为设置在壳体的内侧壁上的凸台或固定结构安装在位于壳体的一端部结构上的筒形结构。在壳体包括轴向可拆卸且密封连接的第一外壳和第二外壳时，固定结构优选设置在第一外壳和第二外壳的连接处。
16.在上述技术方案中，优选地，磁流体密封装置与固定结构之间设置有径向间距，壳体和磁流体密封装置的两端之间设置有轴向间距。
17.在上述技术方案中，优选地，弹性件为弹性连接筒，弹性连接筒包括套筒部和安装部，套筒部套设安装在磁流体密封装置上，安装部设置在弹性套筒上并与固定结构密封固定连接；套筒部和安装部为一体式结构，套筒部与固定结构之间设置有径向间距，壳体和磁流体密封装置的两端之间设置有轴向间距。
18.优选地，套筒部和安装部为能够满足预设强度要求和弹性要求的材质制成。安装部为沿套筒部的周向方向设置在套筒部的外侧壁上的环形挡圈。
19.在一具体方案中，环形挡圈位于套筒部的中部位置，并通过螺钉与固定结构连接，套筒部的两端通过至少两个紧箍件固定套装在磁流体密封装置上。
20.在另一具体方案中，环形挡圈设置在套筒部的一端部位置，并通过螺钉与固定结构连接，套筒部的另一端部位置上设置有从套筒部的内侧壁向内凸出的托底安装部，托底安装部通过螺钉固定安装到磁流体密封装置的端面上，环形挡圈、套筒部和托底安装部为
一体式结构，且托底安装部上设置有供转轴穿过的通孔。更进一步地，磁流体密封装置远离托底安装部的一端与壳体之间设置有缓冲垫。通过该缓冲垫可为磁流体密封装置沿轴向跳动预留出空间。
21.在一优选技术方案中，磁流体密封装置上设置有与固定结构配合安装的至少一个配合结构，弹性件包括设置在至少一个配合结构和固定结构之间的第一弹性圈和/或位于配合结构远离固定结构一侧的第二弹性圈，至少一个固定结构、配合结构、第一弹性圈和/或第二弹性圈通过紧固件固定，且至少一个固定结构、配合结构、第一弹性圈和/或第二弹性圈通过紧固件固定后，至少一个配合结构与固定结构之间为弹性连接，以使磁流体密封装置能够跟随转轴跳动和/或根据转轴安装状态调节安装角度和位置，即使得磁流体密封装置能够相对固定结构沿转轴的轴向方向跳动或相对转轴倾斜转动。
22.其中，配合结构优选为法兰结构，配合结构可为沿磁流体密封装置的周向方向设置的环形结构，环形结构上设置有多个安装孔，或者配合结构为多个，并沿磁流体密封装置的周向方向间隔设置，多个配合结构的形状可均为带安装孔的凸起或安装板。第一弹性圈和/或第二弹性圈可为橡胶圈或硅胶圈等，当然，第一弹性圈和/或第二弹性圈也可为其他能够压缩变形的结构。紧固件优选为螺栓或螺杆。安装时，需要通过紧固件对第一弹性圈和/或第二弹性圈进行一定的预紧压缩，同时还要确保第一弹性圈和/或第二弹性圈被紧固件预紧压缩好后，还具有足够的变形量，以使固定结构和配合结构之间依旧是弹性连接的，这样才使得配合结构能够带着磁流体密封装置整体运动。
23.进一步地，磁流体密封的轴组件还包括：内气堵罩，安装在外气堵腔内，与磁流体密封装置的下端沿轴向方向气密性连接，且内气堵罩环绕设置在转轴伸入到外气堵腔内的部位的外侧，内气堵罩与转轴之间形成有内气堵腔，在壳体的底部被密封后，也即磁流体密封的轴组件工作时，内气堵腔内能够形成气堵。
24.更进一步地，内气堵罩的上端设置有安装板，弹性件部分夹紧安装在安装板和磁流体密封装置的下端部之间，或弹性件部分夹紧安装在安装板和固定结构之间。
25.进一步优选地，磁流体密封装置包括磁流体密封件和设置在磁流体密封件外的固定套筒，法兰结构等配合结构设置在固定套筒的周围，且与固定套筒优选为一体式结构。
26.在又一方案中，固定结构和磁流体密封装置之间设有径向间距，弹性件为弹性连接圈，弹性连接圈的部分固定安装在磁流体密封装置的第一端部，弹性连接圈的另外部分固定安装在固定结构上；壳体内对应磁流体密封装置的第二端部设有定位结构，定位结构和磁流体密封装置的第二端部之间设置有缓冲垫。
27.进一步地，固定结构为安装在壳体的内壁上并沿轴向设置的筒形结构，磁流体密封装置位于筒形结构内，与筒形结构之间设置有径向间距，弹性连接圈的内侧部分固定安装在磁流体密封装置的第一端的端面上，弹性连接圈的外侧部分固定安装在筒形结构与磁流体密封装置的第一端的端面相对应的端面上。
28.更进一步地，弹性连接圈、磁流体密封装置、筒形结构和缓冲垫之间围成一个密封的第一冷却腔，磁流体密封的轴组件还包括一端与第一冷却腔密封连通的第一冷却介质通道，第一冷却介质通道的另一端与壳体外连通。
29.在上述任一技术方案中，优选地，磁流体密封装置包括：固定套筒；磁流体密封件，安装在固定套筒内，且固定套筒的内侧壁和磁流体密封件的外侧壁之间设置有密封的第二
冷却腔；第二冷却介质通道，第二冷却介质通道的一端与第二冷却腔连通，第二冷却介质通道的另一端与壳体外连通；其中，弹性件密封安装在固定套筒上，并与固定结构密封连接。
30.进一步优选地，固定套筒为金属材质制成。
31.进一步优选地，固定套筒一端的内侧壁上设置有限位结构，固定套筒的另一端安装有能够拆卸地阻挡件，磁流体密封件限位安装在阻挡件和限位结构之间。其中，在弹性件为弹性连接圈时，阻挡件优选为弹性连接圈的一部分。
32.根据本发明提供的磁流体密封的轴组件，在安装时在壳体内预留出了供磁流体密封装置和转轴一起跳动和/或供磁流体密封装置自我调节安装角度和位置所需的空间，同时，磁流体密封装置和壳体的固定结构之间是通过弹性件进行连接的，这样一方面使得转轴在发生径向或轴向跳动时，磁流体密封装置能够跟随转轴一起跳动，而不会受限于壳体而无法和转轴一起跳动。另一方面，通过磁流体密封装置和壳体之间的弹性连接，使得磁流体密封装置在转轴与固定结构的垂直度、同轴度相差较大时能够基于弹性件的弹性变形自动校正自己的安装角度，这样就避免了磁流体密封装置在转轴与固定结构的垂直度、同轴度相差较大时而发生倾斜安装的现象，这样就实现了磁流体密封装置在倾斜安装后的自我角度校正。总之，本技术通过为磁流体密封装置预留出运动空间，并使磁流体密封装置和壳体之间弹性连接使得磁流体密封装置能够根据实际情况而动态地修正调节自己的安装角度和/或安装位置，弥补了转轴与固定结构的垂直度、同轴度以及转轴的径向跳动等精度不足而造成的影响，这样就避免了磁流体密封的轴组件在安装和工作过程中，壳体上的固定结构对磁流体密封装置的干扰影响，降低了磁流体密封装置在工作过程中的疲劳损伤，消除了磁流体密封装置内的轴承在工作时所受的额外的径向力、外扭力、静不定力等，这就使得磁流体密封装置可以应用在泵类等精度不高的产品中，确保了磁流体密封装置在应用到泵类产品中时的使用寿命，降低了磁流体密封装置在应用到泵类产品后的故障率，这样就确保了风机、阀门、汽轮机、泵类等产品的密封效果。
33.此外，本技术的磁流体密封的轴组件在用于立式泵等立式产品时，通过磁流体密封装置的使用，对壳体的下端内形成气堵提供了基础保障。因为在一定压力范围内磁流体密封的绝对气密性，是形成气堵腔存在的根本。
34.进一步地，磁流体密封装置包括内套和外套，内套与转轴固定，外套通过弹性件与固定结构连接。
35.本发明第二方面提供了一种屏蔽电机，包括电机配置组件和第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件，磁流体密封的轴组件的转轴用作屏蔽电机的电机轴。
36.进一步地，壳体包括相互密封连接的第一外壳和第二外壳，第一外壳为电机外壳，电机组件设置在第一外壳内；其中，电机轴的输出端由电机外壳伸出并插入到第二外壳内，磁流体密封的轴组件的磁流体密封装置安装在电机外壳内或第二外壳内。具体而言，
37.第一外壳和第二外壳的连接处设置有轴过孔，电机轴从电机外壳内由轴过孔伸入到第二外壳内，第二外壳远离第一外壳的一端上设置有轴进出孔，磁流体密封装置通过弹性件安装在轴过孔处，用于对轴过孔进行密封，轴过孔处、磁流体密封装置的上侧或下侧还安装有支撑电机轴的轴承体组件；电机配置组件设置在第一外壳内，用于实现电机功能。具体而言，磁流体密封装置可安装在作为电机外壳的第一外壳内，并使其靠近电机外壳的轴出口处，然后可在电机外壳的外端部固定弹性圈，以使磁流体密封装置与电机外壳弹性连
接。
38.进一步地，屏蔽电机为立式电机，第二外壳远离电机外壳(第一外壳)的一端与负载设备密封连接后，其内部能够形成气堵。
39.根据本发明提供的屏蔽电机，包括电机配置组件和第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件，在安装时，可将电机本体的电机外壳与第二外壳密封连接，并使电机轴的输出端由电机本体和第二外壳连接处的轴过孔插入到第二外壳内。该种结构，将屏蔽电机设置成第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件那样的结构，能够对电机轴进行轴面密封屏蔽，因此，具有第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件的有益效果，在此不再赘述。
40.进一步地，优选地，磁流体密封的轴组件还包括与第二外壳连通并向第二外壳内输入气体的进气通道，第二外壳内部能够形成气堵。通过气堵在屏蔽电机与泵连接时，可避免泵内的水通过轴进出孔进入到电机内。而形成气堵所需的气体既可为第二外壳内的自然空气，也可为经由第二外壳上的进气通道输入到第二外壳内的气体。此时，为便于外部气体的输入，可在第二外壳上设置进气通道，并使进气通道的一端与第二外壳的下端内连通，使进气通道的另一端与气源连通。本发明第三方面提供了一种屏蔽泵，包括相互连接的泵体和屏蔽电机，泵体包括第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件，或屏蔽电机为第二方面任一项实施例提供的屏蔽电机。当然，屏蔽电机也为其他具有屏蔽功能的电机，或者普通电机。
41.根据本发明的实施例提供的屏蔽泵，包括相互连接的泵体和屏蔽电机，泵体包括第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件时，该泵可以是长轴液下泵或长轴深井泵等立式泵。而在屏蔽电机为第二方面任一项实施例提供的屏蔽电机时，可将泵体直接气密性地安装到第二外壳远离电机本体的一端，并使电机轴与泵体的转动部连接，这样便能够通过电机轴驱动泵体的转动部运转。同时，可在第二外壳上设置向与第二外壳内输入气体的进气通道，并使进气通道的外端与气源连接。此时，第二外壳的下端被泵体水封，因此，在通过气源向第二外壳输入气体时，便能够在第二外壳内形成气堵，这样在屏蔽电机与泵体连接时，可避免泵体内的水通过轴进出孔进入到电机内，这样便可确保磁流体密封装置不会与水接触，从而实现了对磁流体密封装置的防水保护。
42.进一步地，本技术的磁流体密封的轴组件用于电机/屏蔽电机，且电机/屏蔽电机为带独立风扇的气密性电机，气密性电机的内部能够形成气堵屏蔽。也即电机内部可以是自然空气或外部气源(氮气、空气等)充气。如果磁流体密封装置失效，液位升高，外气堵腔、内气堵腔中的气体会通过失效的磁流体密封装置进入到上部的电机腔，同时，介质也会上升，通过磁流体，先流入磁流体周围的气腔。随着介质液面的上升，电机腔的气体不断被压缩，直到电机腔内的气体压力与介质压力相等，形成平衡进而形成气堵，液位不会再上升。其中，气密性电机的内部汇集了气堵腔中的气体和磁流体密封周围腔体的部分或全部气体，所以电机腔内的气体压力增大很多，而因为空间的设计布置，可以使液位在电机线圈的下部形成平衡，从而，即使磁流体密封失效，介质也上升不到电机线圈出，保证电机不被损坏。
43.应当理解，公开内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理
解。
附图说明
44.图1为本发明的实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
45.图2为图1中a处的局部放大结构示意图；
46.图3为本发明的另一实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
47.图4为本发明的第三个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
48.图5为本发明的第四个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
49.图6为图5中b处的局部放大结构示意图；
50.图7为本发明的第五个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
51.图8为本发明的第六个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
52.图9为图8中c处的局部放大结构示意图；
53.图10为本发明的第七个实施例提供的屏蔽泵的局部结构示意图；
54.图11为本发明的第八个实施例提供的屏蔽泵的局部结构示意图；
55.图12为本发明的第九个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
56.图13为本发明的第十个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；
57.图14为本发明的十一个实施例提供的屏蔽泵的局部结构示意图；
58.图15为本发明的十二个实施例提供的屏蔽泵的局部结构示意图。
59.其中，图1至图15中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
60.1壳体，12容纳腔，14固定结构，16定位结构，18外气堵腔，2转轴，3 磁流体密封装置，30配合结构，32固定套筒，322限位结构，34磁流体密封件， 36第二冷却腔，38第二冷却介质通道，39阻挡件，4弹性连接筒，42套筒部， 44安装部，46托底安装部，5内气堵罩，6弹性连接圈，72第一弹性圈，74第二弹性圈，8进气通道，90缓冲垫，92第一冷却腔，94第一冷却介质通道，96 压水套筒，98挡水装置。
具体实施方式
61.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.下面参照图1至图15来描述本发明的实施例提供的磁流体密封的轴组件。其中，本技术提供的磁流体密封的轴组件可根据需要应用到泵类等需要密封的非精密产品中，比如屏蔽电机、屏蔽泵、风机、阀门、汽轮机及核潜艇等非精密产品中。本技术主要以磁流体密封的轴组件用于屏蔽电机、屏蔽泵为例来进行磁流体密封的轴组件的介绍的。
63.如图1至图15所示，本发明第一方面的实施例提供了一种磁流体密封的轴组件，包括壳体1、转轴2、磁流体密封装置3和弹性件，弹性件可具体为图5、图6、图10、图12中的弹性连接筒4或者图1至图4以及图7至图9、图11、图13和图14中的弹性连接圈6或者图15中的第一弹性圈72和第二弹性圈74。具体而言：
64.壳体1内设置有容纳腔12，容纳腔12的内壁上设置有固定结构14，壳体1 可具体由
第一外壳和第二外壳连接而成，也可为一个整体式结构，第一外壳和第二外壳优选上下设置，当然，也可前后或左右设置；
65.转轴2支撑安装在容纳腔12内；磁流体密封装置3位于容纳腔12内，套设安装在转轴2上，壳体1内设置有供磁流体密封装置3跟随转轴2跳动和/或根据转轴2的安装状态调节安装角度和位置的空间；弹性件，气密性地安装在磁流体密封装置3上，并与固定结构14气密性地连接，通过弹性件使得磁流体密封装置3和固定结构14之间可弹性且气密性地连接，这样就使得磁流体密封装置3能够跟随转轴2跳动和/或根据转轴2的安装状态调节安装角度和位置。而弹性件优选可通过带织物或筋布的能够满足预设强度要求和预设弹性要求的材质制成。当然，弹性件也可为不带织物或筋布的材质制成。
66.根据本发明提供的磁流体密封的轴组件，包括壳体1、转轴2、磁流体密封装置3和弹性件，在安装时在壳体1内预留出了供磁流体密封装置3和转轴2 一起跳动和/或供磁流体密封装置3自我调节安装角度和位置所需的空间，比如，预留出了供磁流体密封装置3沿径向方向跳动或沿轴向方向跳动所需的空间，或者预留出了供磁流体密封装置3从倾斜安装状态调整到垂直安装状态所需的空间。同时，磁流体密封装置3和壳体1的固定结构14之间是通过弹性件进行连接的，这样就实现了磁流体密封装置3和壳体1之间的弹性连接，这样一方面使得转轴2在发生径向或轴向跳动时，磁流体密封装置3能够跟随转轴2一起跳动，而不会受限于壳体1而无法和转轴2一起跳动。另一方面，通过磁流体密封装置3和壳体1之间的弹性连接，使得磁流体密封装置3在转轴2与固定结构14的垂直度、同轴度相差较大时能够基于弹性件的弹性变形自动校正自己的安装角度，这样就避免了磁流体密封装置3在转轴2与固定结构14的垂直度、同轴度相差较大时而发生倾斜安装的现象，这样就实现了磁流体密封装置3 在倾斜安装后的自我角度校正。总之，本技术，通过为磁流体密封装置3预留出运动空间，并使磁流体密封装置3和壳体1弹性连接使得磁流体密封装置3 能够根据实际情况而动态地调节自己的安装角度和/或安装位置，弥补了转轴2 与固定结构14的垂直度、同轴度以及转轴2的径向跳动等精度不足的影响，这样就避免了磁流体密封的轴组件在安装和工作过程中，壳体1上的固定结构14 对磁流体密封装置3的干扰影响，降低了磁流体密封装置3在工作过程中的疲劳损伤，消除了磁流体密封装置3内的轴承在工作时所受的额外的径向力、外扭力、静不定力等，这就使得磁流体密封装置3可以应用在风机、阀门、汽轮机、泵类等精度不高的产品中，并确保了磁流体密封装置3在应用到风机、阀门、汽轮机、泵类等产品中时的使用寿命，降低了磁流体密封装置3在应用到风机、阀门、汽轮机、泵类等产品后的故障率。
67.进一步地，如图1至图14所示，壳体1内、磁流体密封装置3的下方设置有外气堵腔18，磁流体密封的轴组件工作时，外气堵腔18内能够形成气堵。
68.在该实施例中，磁流体密封装置3为一种零泄露的动密封，其一方面能够对转轴2进行动密封，另一方面磁流体密封装置3还能对外气堵腔18的上端进行严格密封，从而形成气密性，进而使得外气堵腔18的上端能够封住气体。而外气堵腔18的下端可与所有需要封压的水泵等转动设备进行气密性连接，且外气堵腔18的内部腔体除了轴进出口之外完全密闭，而与壳体1内部不连通，这样便能够在轴的输出端周围形成一个独立的气堵腔。该种结构，工作时，外气堵腔18上部被磁流体密封装置3密封，从而形成了气密性，外气堵腔18的下端被液体密封，这样就使得外气堵腔18被密封形成了一个气密性非常好的结构，因此，在外
气堵腔18外部的液体通过进入到外气堵腔18内后，外气堵腔18内部的气体无法泄露，这样就使得外部进入的液体只能够逐渐压缩外气堵腔18的内部气体，直到气体的压力与液体的压力相等，而在气体的压力与液体的压力相等后，外气堵腔18内的液位便不会在上升，而在液位停止后，磁流体密封装置3与液体之间便始终能够被压缩的气体分隔开，这样便通过外气堵腔18内压缩的气体对液体形成了封堵，而这种通过气体对液体形成的阻挡作用即本技术所谓的气堵，这样便通过外气堵腔18的气堵使得磁流体密封装置3不会与液体接触，这样就保证了磁流体密封装置3的工作性能，从而使得磁流体密封的轴组件能够用于水泵等的驱动轴的密封屏蔽。同时，该种立式屏蔽装置还通过磁流体密封装置3和外气堵腔18实现了高效无泄露的密封屏蔽性能，实现了真正的0泄露。
69.进一步地，如图1至图6所示，屏蔽泵包括电机、泵和安装在电极和泵之间的壳体1、壳体1气密性地安装在电机外壳与泵壳之间。电机轴从电机外壳伸出并穿过壳体1后，与泵的转动部件驱动连接。磁流体密封装置1的下端通过弹性件与壳体1内的固定结构14弹性且气密性地连接。而弹性件为弹性连接圈 6，弹性连接圈6的内端边缘通过螺钉固定到磁流体密封装置1的下端部。弹性连接圈6的外端边缘通过螺钉固定到固定结构14上。壳体1，固定结构14、弹性件和磁流体密封装置的下端部形成有预设空间，该预设空间为能够形成气堵的外气堵腔18。其中，弹性连接圈6即可固定到固定结构14的上表面，此时，螺钉或螺栓由上方使固定结构14和弹性连接圈6连接(如图2所示)。当然，弹性连接圈6也可固定到固定结构14的下表面，此时，螺钉或螺栓由下方使固定结构14和弹性连接圈6连接(如图3所示)。
70.进一步地，如图4所示，壳体1内，磁流体密封装置3的下方还安装有阻隔结构，外气堵腔18由阻隔结构和外壳的下端围成。
71.更进一步地，如图7、图10、图11和图14所示，磁流体密封的轴组件还包括：内气堵罩5，安装在外气堵腔18内，与磁流体密封装置3的下端沿轴向方向气密性连接，且内气堵罩5环绕设置在转轴2伸入到外气堵腔18内的部位的外侧，内气堵罩5与转轴2之间形成有内气堵腔，内气堵腔内能够在磁流体密封的轴组件工作时形成气堵。
72.在该实施例中，内气堵罩5与磁流体密封装置3的下端沿轴向方向气密性连接，使得内气堵罩5的上端能够被磁流体密封装置3密封从而形成气密性，这样就使得内气堵罩5在其下端被液体密封后，其便能够锁住气体。这样在内气堵罩5外部的液体进入到内气堵罩5内后，内气堵罩5内部的气体无法泄露，这样就使得外部进入的液体只能够逐渐压缩内气堵罩5的内部气体，从而在内气堵罩5内形成气堵，这样通过内气堵罩5内形成的气堵，便能够在外气堵腔 18内对磁流体密封装置3进行进一步轴向密封，这样便能够在轴与流体泵送装置等连接后，防止流体泵送装置等内的液体或者挥发的气体等与磁流体密封装置3接触，这样便可通过内气堵罩5形成的气堵对磁流体密封装置3进行保护，进而实现磁流体密封装置3与内气堵罩5外侧的液体隔离。该种结构，将磁流体密封装置3、外气堵腔18和内气堵罩5进行了组合使用，而组合后的结构，即具有磁流体密封装置3完全无泄露的密封效果，又能够在密封屏蔽时，通过外部液体对外气堵腔18的密封而使外气堵腔18形成一个较大的气堵腔，同时，通过外部液体对内气堵罩5下端的密封，能够实现磁流体密封装置3的内部空间与内气堵罩5的内部空间连通而成的密闭性腔体的密封，这样通过外部液体对密闭性腔体内的气体的压缩便可使密闭性腔体形成一个较小的气堵腔，这样通过内外双层气堵腔的气堵便确保了磁流体密封装置3在使用过程中不会与液体接触。
73.进一步地，内气堵罩5为喇叭状或直筒状。
74.更进一步地，如与图11和图14所示，内气堵罩5的上端设置有安装板，弹性件部分夹紧安装在安装板和磁流体密封装置3的下端部之间，或弹性件部分夹紧安装在安装板和固定结构之间。即内气堵罩5可通过安装板直接安装到固定结构上，此时，弹性件可通过安装板和固定结构夹紧安装。当然，如图10 所示，安装板也可直接安装在磁流体密封装置3的下端部，或者和弹性件一起被固定安装到磁流体密封装置3的下端部。
75.在上述实施例中，优选地，如图5、图7、图9和图11所示，磁流体密封的轴组件为立式结构，壳体包括相互密封连接的第一外壳和第二外壳，上第二外壳的连接处设有轴过孔，第二外壳的底部设置有轴进出孔，转轴从第一外壳内由轴过孔伸入到第二外壳内，并由轴进出孔伸出，磁流体密封装置3通过弹性件安装在轴过孔处，用于对轴过孔进行密封；在第二外壳的轴进出孔被密封后，第二外壳的下端内能够形成气堵，且气堵的下边界位于磁流体密封装置的下侧，形成气堵所需的气体为第二外壳内的自然空气，或磁流体密封的轴组件还包括进气通道8，进气通道8的一端与第二外壳的下端内连通，进气通道8的另一端与气源连通，形成气堵所需的气体包括第二外壳内的自然空气和进气通道8输入的气体。
76.在该实施例中，在磁流体密封的轴组件用于泵类等结构中时，可使第二外壳的各个部分进行严格密封，以使第二外壳的下端能够形成气堵，这样在工作时，便可通过形成的气堵对液体等形成密封屏蔽，避免外部的液体等进入到第二外壳内，从而可对磁流体密封装置3形成防水保护。比如，在将该磁流体密封的轴组件用于立式屏蔽泵时，第一外壳作为电机的电机外壳，而第二外壳用于密封连接电机外壳和泵，转轴2作为电机轴使用，并伸出轴进出孔后与泵体的转动部连接。该种结构，在立式屏蔽泵安装后，第二外壳的下端被泵体水封，因此，第二外壳内的自然空气和外入空气等便能够在磁流体密封装置3的下方形成气堵，避免泵体内的水通过轴进出孔进入到电机内，这样便能够确保磁流体密封装置3不会与水接触，从而实现了对磁流体密封装置3的防水保护。而通过在第二外壳上设置进气通道，方便将外部的气体经由进气通道输入到第二外壳内，这样便能够增大形成的气堵的压力。当然，在通过自然空气形成的气堵压力满足所需工况时，也可以不设置进气通道8。
77.进一步优选地，磁流体密封的轴组件还包括用于对转轴2进行支撑安装的轴承体组件，而磁流体密封装置3通过弹性件可安装在轴承体组件轴向设置的任意一侧，在图1、图4、图5提供的屏蔽泵中，磁流体密封装置3通过弹性件安装在轴承体组件的下方。在图15中，磁流体密封装置3通过弹性件安装在轴承体组件的上方。简而言之，磁流体密封装置3和轴承体组件的具体安装位置，可根据结构需要合理设置即可，在此不做具体限定。
78.其中，第一外壳和第二外壳优选为分体式结构，当然，也可为一体式结构。在一具体实施例中，磁流体密封的轴组件用于电机，此时，第一外壳为电机外壳，第二外壳密封连接在电机外壳与负载(比如泵体)之间。且该电机优选为水冷的屏蔽电机。如图14和图15所示，在将磁流体密封装置3安装在电机本体的电机外壳内时，电机的下轴承体组件既可位于磁流体密封装置3的上侧，也可位于下轴承体组件的下侧，同时，磁流体密封装置3远离下轴承体组件的一侧还设置有隔磁装置，隔磁装置安装在电机轴上，隔磁装置具体可为能够罩设住磁流体密封装置3的隔磁罩，或者为一个比较简单的隔磁板。
79.优选地，如图1、图5和图6、图14所示，固定结构14设置在壳体1的内侧壁上，比如，固定结构14可为设置在壳体1的内侧壁上的凸台，此时，磁流体密封装置3通过弹性件与壳
体1的内侧壁弹性连接，该种结构适合于将磁流体密封装置3安装到壳体1的中部。在另一实施例中，如图4、图7至图10至图12以及图15所示，固定结构14安装在位于壳体1的一端部结构(比如端盖) 上，比如，固定结构14可为安装在端盖上的筒形结构，此时，磁流体密封装置 3直接通过弹性件与端盖等端部结构弹性连接，该种结构适合于将磁流体密封装置3安装到壳体1的端部。
80.在上述实施例中，磁流体密封装置3与固定结构14之间设置有径向间距，壳体1和磁流体密封装置3的两端之间设置有轴向间距。这样就使得磁流体密封装置3在安装使用时既能够和转轴2一起沿径向或轴向跳动，又能够沿转轴2 倾斜转动而修正调节自己的安装角度和位置，这样便能够避免磁流体密封装置3 因壳体1或转轴2的安装加工精度不足而导致磁流体密封装置3损坏。
81.在上述实施例中，优选地，如图5、图6、图10、图12所示，弹性件为弹性连接筒4，弹性连接筒4包括套筒部42和安装部44，套筒部42套设安装在磁流体密封装置3上，安装部44设置在套筒部42上并与固定结构14密封固定连接；其中，套筒部42和安装部44为一体式结构，套筒部42与固定结构14 之间设置有径向间距，壳体1和磁流体密封装置3的两端之间设置有轴向间距。
82.在该实施例中，弹性连接筒4通过套筒部42套装在磁流体密封装置3上，然后通过安装部44实现了其与固定结构14之间的弹性连接。该种结构，在安装时，可先将弹性连接筒4和磁流体密封装置3组装成一个组件，然后将整个组件安装到转轴2的固定位置后，在将弹性连接筒4的安装部44与固定结构14 通过螺钉等方式进行固定连接。
83.进一步地，安装部44为沿套筒部42的周向方向设置在套筒部42的外侧壁上的环形挡圈。其中，在一具体实施例中，如图5和图6所示，环形挡圈位于套筒部42的中部位置，并通过螺钉与固定结构14连接，套筒部42的两端通过至少两个紧箍件固定套装在磁流体密封装置3上。而在另一具体实施例中，如图10和图12所示，环形挡圈设置在套筒部42的一端部位置上，并通过螺钉与固定结构14连接，套筒部42的另一端部位置上设置有与磁流体密封装置3的一端面贴合的托底安装部46，托底安装部46通过螺钉固定安装到磁流体密封装置3的端面上，且环形挡圈、套筒部42和托底安装部46为一体式结构，托底安装部46上设置有供转轴2穿过的通孔。更进一步地，磁流体密封装置3远离托底安装部46的一端与壳体1之间设置有缓冲垫90，通过该缓冲垫90可为磁流体密封装置3沿轴向跳动或相对转轴2转动倾斜预留出空间。
84.在又一实施例中，如图1至图4以及图7至图9、图11和图14所示，固定结构14和磁流体密封装置3之间设置有径向间距，弹性件为弹性连接圈6，弹性连接圈6的部分固定安装在磁流体密封装置3的第一端部的端面上，弹性连接圈6的另外部分固定安装在固定结构14上。而优选地，弹性连接圈6和磁流体密封装置3的端部之间可优选通过螺钉固定，而弹性连接圈6和固定结构14 之间也可优选通过螺钉固定。其中，在磁流体密封装置3为包括固定套筒32和磁流体密封件34的结构时，弹性连接圈6延伸至磁流体密封件34的端面，以将磁流体密封件34封堵安装在固定套筒32内。
85.优选地，如图7至图10所示，壳体1对应磁流体密封装置3的第二端部设有定位结构16，定位结构16和磁流体密封装置3的第二端部之间设有缓冲垫 90。而通过设置缓冲垫90为磁流体密封装置3的轴向跳动预留出了活动空间，同时缓冲垫90可和弹性连接圈6一起对
磁流体密封装置3的两个端部进行限位。
86.进一步地，如图7至图9和图11所示，固定结构14为安装在壳体1的内壁上并沿轴向设置的筒形结构，磁流体密封装置3位于筒形结构内，并与筒形结构之间设置有径向间距，磁流体密封装置3的第一端的端面与筒形结构对应的端面平齐，弹性连接圈6的内侧部分通过螺钉固定安装在磁流体密封装置3 的第一端的端面上，弹性连接圈6的外侧部分通过螺钉固定安装在筒形结构与磁流体密封装置3的第一端的端面相对应的端面上。
87.在一实施例中，如图1至图6所示，磁流体密封装置3为普通的不带冷却功能的结构，比如磁流体密封装置3为不带固定套筒32的结构。
88.在另一实施例中，优选地，如图7至图9所示，弹性连接圈6、磁流体密封装置3、固定结构14和缓冲垫90之间围成一个密封的第一冷却腔92，磁流体密封的轴组件还包括一端与第一冷却腔92密封连通的第一冷却介质通道94，第一冷却介质通道94的另一端与壳体1外连通。
89.在该实施例中，通过第一冷却介质通道94向第一冷却腔92内供给冷却介质便可对磁流体密封装置3进行冷却，这样便可避免磁流体密封装置3内的轴承在工作时过热。
90.在一优选实施例中，如图15所示，磁流体密封装置3上设置有与固定结构 14配合安装的至少一个配合结构30，弹性件包括设置在至少一个配合结构30 和固定结构14之间的第一弹性圈72和/或位于配合结构30远离固定结构14一侧的第二弹性圈74，至少一个固定结构14、配合结构30、第一弹性圈72和/或第二弹性圈74通过紧固件固定，且至少一个固定结构14、配合结构30、第一弹性圈72和/或第二弹性圈74通过紧固件固定后，至少一个配合结构30与固定结构14之间为弹性连接，以使磁流体密封装置3能够相对固定结构14沿转轴的轴向方向跳动或根据转轴的安装状态修正调节自己的安装角度和位置，从而使得磁流体密封装置3能够动态地调节自身的安装角度和/或安装位置，避免磁流体密封装置3与固定结构14相互干涉冲突。其中，配合结构30优选为法兰结构，配合结构30可为沿磁流体密封装置3的周向方向设置的环形结构，环形结构上设置有多个安装孔，或者配合结构30为多个，并沿磁流体密封装置3的周向方向间隔设置，多个配合结构30的形状可均为带安装孔的凸起或安装板。第一弹性圈72和/或第二弹性圈74可为橡胶圈或硅胶圈等，当然，第一弹性圈 72和/或第二弹性圈74也可为其他能够压缩变形的结构。紧固件优选为螺栓或螺杆。安装时，需要通过紧固件对第一弹性圈72和/或第二弹性圈74进行一定的预紧压缩，同时还要确保第一弹性圈72和/或第二弹性圈74被紧固件预紧压缩好后，还具有足够的变形量，以使固定结构14和配合结构30之间依旧是弹性连接的，这样才使得配合结构30能够带着磁流体密封装置3整体运动。
91.进一步优选地，磁流体密封装置3包括磁流体密封件34和设置在磁流体密封件外的固定套筒32，法兰结构等配合结构30设置在固定套筒32的周围，且与固定套筒32优选为一体式结构。
92.在又一具体实施例中，如图12所示，磁流体密封装置3的结构包括固定套筒32、磁流体密封件34和第二冷却介质通道38，磁流体密封件34安装在固定套筒32内，且固定套筒32的内侧壁和磁流体密封件34的外侧壁之间设置有密封的第二冷却腔36；第二冷却介质通道38的一端与第二冷却腔36连通，第二冷却介质通道38的另一端与壳体1外连通；弹性件连接在固定套筒32和固定结构14之间，使固定套筒32和固定结构14密封弹性连接。
93.在该实施例中，磁流体密封装置3包括固定套筒32、磁流体密封件34和用于输送冷却介质的第二冷却介质通道38，且固定套筒32和磁流体密封件34之间围成有密封的第二冷却腔36，通过第二冷却介质通道38向第二冷却腔36内供给冷却介质便可对磁流体密封装置3进行冷却，这样便可避免磁流体密封装置3的轴承在工作时过热。在具体使用时，可将第二冷却介质通道38的外端与冷却介质源(比如水源)连通。
94.优选地，冷却介质为水，这样可通过水冷实现磁流体密封装置3的冷却。
95.进一步优选地，固定套筒32由金属材质制成，这样可以确保固定套筒32 的强度，增强固定套筒32的散热效率。
96.进一步优选地，如图12所示，固定套筒32一端的内侧壁上设置有限位结构322，固定套筒32的另一端安装有能够拆卸地阻挡件39，磁流体密封件34 限位安装在阻挡件39和限位结构322之间。
97.在该实施例中，通过限位结构322和阻挡件39实现了磁流体密封件34在固定套筒32内的限位安装，安装时，可先将磁流体密封件34从没有设置限位结构322的一端插入到固定套筒32内，并使磁流体密封件34与限位结构322 相抵接，然后可通过螺钉等方式安装好阻挡件39，以对磁流体密封件34的另一端进行阻挡。其中，在弹性件为弹性连接圈6时，阻挡件39优选为弹性连接圈 6的一部分。
98.如图1至图14所示，本发明第二方面提供了一种屏蔽电机，包括用于实现电机功能的电机配置组件和第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件，磁流体密封的轴组件的转轴为电机轴，壳体包括相互密封连接的第一外壳和第二外壳，第一外壳和第二外壳的连接处设置有轴过孔，第一外壳为电机外壳，电机轴从电机外壳内由轴过孔伸入到第二外壳内，第二外壳远离第一外壳的一端上设置有轴进出孔，磁流体密封装置通过弹性件安装在轴过孔处，用于对轴过孔进行密封，轴过孔处、磁流体密封装置的上侧或下侧还安装有支撑电机轴的轴承体组件，第二外壳远离电机外壳的一端与负载设备密封连接后，其内部能够形成气堵。
99.根据本发明的实施例提供的屏蔽电机，包括电机配置组件和第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件，在安装时，可在现有电机本体的电机外壳上延长一个新的第二外壳，并使电机轴的输出端由电机本体和第二外壳连接处的轴过孔插入到第二外壳内。而该种结构，能够利用第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件对电机轴进行轴面密封屏蔽，因此，具有第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件的有益效果，在此不再赘述。
100.进一步地，本技术的屏蔽电机为气密性电机，气密性电机的内部能够形成气堵屏蔽。屏蔽电机带有独立风扇。
101.进一步地，优选地，磁流体密封的轴组件还包括与第二外壳连通并向第二外壳内输入气体的进气通道，第二外壳内部能够形成气堵。通过气堵在屏蔽电机与泵连接时，可避免泵内的水通过轴进出孔进入到电机内。
102.进一步地，优选地，屏蔽电机还包括与进气通道8连通并提供气体的气源。
103.如图1至图14所示，本发明第三方面提供了一种屏蔽泵，包括相互连接的泵体和屏蔽电机，泵体包括第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件。在另一实施例中，本发明第三方面提供了一种屏蔽泵，包括第二方面任一项实施例提供的屏蔽电机。
104.其中，在本技术的图1至图3中，电机为带独立风扇的气密性电机，电机内部可以是自然空气或外部气源(氮气、空气等)充气。该种结果，在磁流体密封装置3密封失效后，液位升高，外气堵腔18中的气体会通过失效的磁流体密封装置3进入到上部的电机腔，同时，介质也会上升，通过磁流体密封装置3，先流入磁流体周围的气腔。随着介质液面的上升，电机腔的气体不断被压缩，直到电机腔内的气体压力与介质压力相等，形成平衡，液位不会再上升。(因为电机腔汇集了外气堵腔18中的气体和磁流体密封周围腔体的部分或全部气体，所以电机腔内的气体压力增大很多)因为空间的设计布置，可以使液位在电机线圈的下部形成平衡，从而，即使磁流体密封失效，介质也上升不到电机线圈出，保证电机不被损坏。
105.当然，电机也可为普通电机(如图4所示)，或气密性水冷电机(如图5 和图8所示)。
106.根据本发明的实施例提供的屏蔽泵，包括第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件时，该泵可以是长轴液下泵或长轴深井泵等立式泵。而在屏蔽泵包括第二方面任一项实施例提供的屏蔽电机时，泵体可直接气密性地安装到第二外壳远离电机本体的一端，使电机轴与泵体转动部连接，这样便能够通过电机轴驱动泵体的转动部运转。同时，可在第二外壳上设置向与第二外壳内输入气体的进气通道8，并使进气通道8的外端与气源连接。此时，第一容纳腔 12的下端被泵体水封，因此在通过气源向第二外壳输入气体时，便可在第二外壳靠近轴进出孔的一端内形成气堵，这样在屏蔽电机与泵体连接时，可避免泵体内的水通过轴进出孔进入到电机内，这样便能够确保磁流体密封装置3不会与水接触，从而实现了对磁流体密封装置3的防水保护。
107.在上述屏蔽泵中，如图1至图12所示，屏蔽泵为立式泵，屏蔽泵包括泵体，磁流体密封的轴组件竖向设置，泵体气密性地安装到第二外壳的下端，且转轴2 与泵体的转动部连接。优选地，如图5和图8所示，屏蔽泵还包括一个或多个防水保护装置，防水保护装置包括压水套筒96和挡水装置98，压水套筒96上安装在转轴2和泵壳之间，压水套筒96的上外侧壁上设置有压水螺纹，设置时可通过转轴2的转动方向合理设置螺纹的旋向，使得转轴2转动时，能够将顺着转轴2向上流动的水向下压，避免水向上进入到第二外壳内而与磁流体密封装置3接触。挡水装置98安装在转轴2上，位于第二外壳的轴进出孔处，通过该挡水装置98可对急速冲入第二外壳内的水流进行阻挡，避免泵体内突然产生的冲击水流直接喷溅到磁流体密封装置3上，而导致磁流体密封装置3遇水损坏。而通过挡水装置98对水阻挡后，进入到第二外壳内的水只能够缓慢升高，而不会突然快速地穿透气体形成的屏障而与磁流体密封装置3接触，这样就使得第二外壳内的气体能够与水压形成平衡，从而对磁流体密封装置3实现有效的气堵屏蔽。优选地，挡水装置98为安装在转轴2上，与磁流体密封装置3之间具有预设轴向距离的挡水板或喇叭形挡水罩，喇叭形挡水罩的开口朝上。
108.在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
109.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。