CN215521975U - 一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵，磁流体密封的轴组件包括：设有容纳腔的壳体，容纳腔上设有固定结构；转轴，通过轴承支撑安装在容纳腔内；磁流体密封装置，位于容纳腔内，套装在转轴上，壳体内预留有供磁流体密封装置跟随转轴跳动和/或调节安装角度和位置的空间；弹性件，安装在磁流体密封装置上，与固定结构密封连接。该结构使得磁流体密封装置可跟随转轴跳动且可跟随转轴调节安装角度和位置，弥补了转轴与固定结构的垂直度、同轴度及转轴径向跳动等精度不足的影响，消除了磁流体密封装置内的轴承在工作时所受的额外径向力、外扭力、静不定力等，使得磁流体密封装置可应用在泵类等产品中，以确保泵类等产品的密封效果。

Description

一种磁流体密封的轴组件、屏蔽电机和屏蔽泵

技术领域

本实用新型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

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。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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；轴承体组件，安装在壳体内，用于支撑所述转轴，所述轴承体组件位于所述磁流体密封装置的任意一侧；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。

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，壳体包括相互密封连接的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体的连接处设置有轴过孔，下壳体的底部设置有轴进出孔，转轴从上壳体内由轴过孔伸入到下壳体内，并由轴进出孔伸出，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；在下壳体的轴进出孔被密封后，下壳体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下壳体内的自然空气，或磁流体密封的轴组件还包括进气通道，进气通道的一端与下壳体的下端内连通，进气通道的另一端与气源连通，形成气堵所需的气体包括下壳体内的自然空气和进气通道输入的气体。

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，且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。

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，靠近轴进出孔设置，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。

优选地，防水保护装置包括：挡水装置，安装在转轴上，位于轴进出孔处；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。

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壳体和第二壳体时，固定结构优选设置在第一壳体和第二壳体的连接处。

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。

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，安装部设置在套筒部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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

进一步优选地，固定套筒为金属材质制成。

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。

根据本实用新型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，本申请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。

此外，本申请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。

本实用新型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，壳体包括相互密封连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体的连接处设置有轴过孔，第一壳体用作电机外壳，电机轴从电机外壳内由轴过孔伸入到第二壳体内，第二壳体远离第一壳体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壳体内，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壳体内，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。

进一步地，屏蔽电机为立式电机，此时作为电机外壳的第一壳体为上壳体，第二壳体为下壳体，且第二壳体远离电机外壳(第一壳体)的一端与负载设备密封连接后，其内部能够形成气堵。

根据本实用新型提供的屏蔽电机，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壳体密封连接，使电机轴的输出端由电机本体和第二壳体连接处的轴过孔插入到第二壳体内。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。

进一步地，优选地，磁流体密封的轴组件还包括与第二壳体连通并向第二壳体内输入气体的进气通道，第二壳体内部能够形成气堵。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下壳体内的自然空气，也可为经由第二壳体上的进气通道输入到第二壳体内的气体。此时，为便于外部气体的输入，可在第二壳体上设置进气通道，并使进气通道的一端与第二壳体的下端内连通，使进气通道的另一端与气源连通。

本实用新型第三方面提供了一种屏蔽泵，包括第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件，或包括第二方面任一项实施例提供的屏蔽电机。

根据本实用新型的实施例提供的屏蔽泵，其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，屏蔽泵还包括泵体，安装时，可将泵体直接气密性地安装到第二壳体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，可在第二壳体上设置向与第二壳体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，第二壳体的下端被泵体水封，因此，在通过气源向第二壳体输入气体时，便能够在第二壳体内形成气堵，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。

应当理解，公开内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

图1为本实用新型的第一个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型的第二个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；

图4为图3中B处的局部放大结构示意图；

图5为本实用新型的第三个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；

图6为图5中C处的局部放大结构示意图；

图7为本实用新型的第四个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；

图8为图7中D处的局部放大结构示意图；

图9为本实用新型的第五个实施例提供的屏蔽泵的局部结构示意图；

图10为本实用新型的第六个实施例提供的屏蔽泵的局部结构示意图；

图11为本实用新型的第七个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；

图12为图11中E处的局部放大结构示意图；

图13为本实用新型的第八个实施例提供的屏蔽泵的结构示意图；

图14为图13中F处的局部放大结构示意图；

图15为本实用新型的实施例提供的屏蔽电机的局部结构示意图；

图16为本实用新型的另一实施例提供的屏蔽电机的局部结构示意图；

图17为本实用新型的又一实施例提供的屏蔽电机的局部结构示意图。

其中，图1至图17中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1壳体，12容纳腔，14固定结构，16定位结构，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紧箍件，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

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面参照图1至图17来描述本实用新型的实施例提供的磁流体密封的轴组件。其中，本申请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。本申请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。其中，图1、图3、图5、图7、图11和图13为磁流体密封的轴组件用于屏蔽泵的结构示意图，图9和图10为其他实施例中的屏蔽泵对应图1中A处或图3中B处的局部结构示意图，图15至图 17为磁流体密封的轴组件用于屏蔽电机的结构示意图。

如图1至图17所示，本实用新型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1至图4、图9、图10中的弹性连接筒4或者图5至图8以及图17中的弹性连接圈6或者图11至图16中的第一弹性圈72和第二弹性圈74。具体而言：

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 可具体由第一壳体和第二壳体连接而成，也可为一个整体式结构，第一壳体和第二壳体优选上下设置，当然，也可前后或左右设置；

转轴2通过轴承体组件支撑安装在容纳腔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。

根据本实用新型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，本申请，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。

在上述实施例中，优选地，如图1、图3、图5和图7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上壳体和下壳体，上下壳体的连接处设有轴过孔，下壳体的底部设置有轴进出孔，转轴从上壳体内由轴过孔伸入到下壳体内，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；在下壳体的轴进出孔被密封后，下壳体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下壳体内的自然空气，或磁流体密封的轴组件还包括进气通道8，进气通道8的一端与下壳体的下端内连通，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下壳体内的自然空气和进气通道8输入的气体。

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，可使下壳体的各个部分进行严格密封，以使下壳体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下壳体内，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，上壳体作为电机的电机外壳，而下壳体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，下壳体的下端被泵体水封，因此，下壳体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。而通过在下壳体上设置进气通道，方便将外部的气体经由进气通道输入到下壳体内，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。

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至图14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和图16提供的屏蔽电机中，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。

其中，上壳体和下壳体优选为分体式结构，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，上壳体用作电机外壳，下壳体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15和图16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。

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2上，靠近轴进出孔设置。通过防水保护装置能够对转轴2下方的水进行初步阻挡，避免转轴2下方的水直接冲击到磁流体密封装置3上。

如图1、图3、图5、图7、图11和图13所示，防水保护装置包括压水套筒96，安装在转轴2上，位于挡水装置98远离磁流体密封装置3的一侧，压水套筒96的外侧壁上设有压水螺纹。压水螺纹使得转轴2转动时，可将顺着转轴 2向上流动的水向下压，避免水向上进入到壳体内而与磁流体密封装置3接触。

进一步地，防水保护装置包括挡水装置98，安装在转轴2上，位于轴进出孔处。挡水装置98安装在转轴2上，位于壳体1的轴进出孔处，通过该挡水装置98可对急速冲入壳体1内的水流进行阻挡，避免外部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，进入到壳体1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，这样就使得壳体1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上且与磁流体密封装置3之间具有预设轴向距离的挡水板或喇叭形挡水罩，该喇叭形挡水罩的开口朝上。

优选地，如图2和图4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5至图10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。

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。

在上述实施例中，优选地，如图2、图4、图9和图10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。

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。

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2和图4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5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9和图10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。

在又一实施例中，如图5至图8及图17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。

优选地，如图5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。

进一步地，如图6和图8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。

在一实施例中，如图2、图6、图9和图17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。

在另一实施例中，优选地，如图7和图8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。

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。

在一优选实施例中，如图11至图16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。

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。

在又一具体实施例中，如图4、图10、图14和16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。

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。

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。

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。

进一步优选地，如图4和图10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。

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，如图5至图8所示，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。

如图1至图10所示，本实用新型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壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体的连接处设置有轴过孔，第一壳体为电机外壳，电机轴从电机外壳内由轴过孔伸入到第二壳体内，第二壳体远离第一壳体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，第二壳体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。

根据本实用新型的实施例提供的屏蔽电机，包括电机本体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壳体，并使电机轴的输出端由电机本体和第二壳体连接处的轴过孔插入到第二壳体内。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。

进一步地，优选地，磁流体密封的轴组件还包括与第二壳体连通并向第二壳体内输入气体的进气通道，第二壳体内部能够形成气堵。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。

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。

如图1至图14所示，本实用新型第三方面提供了一种屏蔽泵，包括第一方面任一项实施例提供的磁流体密封的轴组件。在另一实施例中，本实用新型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。

根据本实用新型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，屏蔽泵还包括泵体，而泵体可直接气密性地安装到第二壳体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，可在第二壳体上设置向与第二壳体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壳体输入气体时，便可在第二壳体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。

在上述屏蔽泵中，如图1、图3、图5、图7、图11和图13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壳体的下端，且转轴2与泵体的转动部连接。优选地，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壳体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，位于第二壳体的轴进出孔处，通过该挡水装置98可对急速冲入第二壳体内的水流进行阻挡，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，进入到第二壳体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，这样就使得第二壳体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。

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申请中的具体含义。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种磁流体密封的轴组件，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设置有容纳腔，所述容纳腔的内壁上设置有固定结构；

转轴，支撑安装在所述容纳腔内；

磁流体密封装置，位于所述容纳腔内，套设安装在所述转轴上，且所述壳体内设置有供所述磁流体密封装置跟随所述转轴跳动和/或根据所述转轴安装状态调节安装角度和位置的空间；

轴承体组件，安装在壳体内，用于支撑所述转轴，所述轴承体组件位于所述磁流体密封装置的任意一侧；

弹性件，与所述磁流体密封装置和所述固定结构均气密性地连接，且所述磁流体密封装置通过所述弹性件和所述固定结构弹性且气密性地连接后，所述磁流体密封装置能够跟随所述转轴跳动和/或根据所述转轴安装状态调节安装角度和位置。

2.根据权利要求1所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述磁流体密封的轴组件为立式结构，所述壳体包括相互密封连接的上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体的连接处设置有轴过孔，所述下壳体的底部设置有轴进出孔，所述转轴从所述上壳体内由所述轴过孔伸入到所述下壳体内，并由所述轴进出孔伸出，所述磁流体密封装置通过弹性件安装在所述轴过孔处，用于对所述轴过孔进行密封；

在所述下壳体的轴进出孔被密封后，所述下壳体的下端内能够形成气堵，且所述气堵的下边界位于所述磁流体密封装置的下侧，形成所述气堵所需的气体为所述下壳体内的自然空气，或所述磁流体密封的轴组件还包括进气通道，所述进气通道的一端与所述下壳体的下端内连通，所述进气通道的另一端与气源连通，形成所述气堵所需的气体包括所述下壳体内的自然空气和所述进气通道输入的气体。

3.根据权利要求2所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述轴承体组件安装在所述壳体内，位于所述磁流体密封装置的上侧或下侧，形成的所述气堵的下边界位于所述磁流体密封装置和所述轴承体组件的下侧；

所述磁流体密封的轴组件还包括防水保护装置，安装在所述转轴上，靠近所述轴进出孔设置，并位于所述磁流体密封装置和所述轴承体组件的下侧。

4.根据权利要求3所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，所述防水保护装置包括：

挡水装置，安装在所述转轴上，位于所述轴进出孔处；

压水套筒，安装在所述转轴上，位于所述挡水装置远离所述磁流体密封装置的一侧，所述压水套筒的外侧壁上设置有压水螺纹。

5.根据权利要求1所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述固定结构设置在所述壳体的内侧壁上，或所述固定结构安装在位于所述壳体的一端部结构上；和/或

所述磁流体密封装置与所述固定结构之间设置有径向间距，所述壳体和所述磁流体密封装置的两端之间设置有轴向间距。

6.根据权利要求5所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述弹性件为弹性连接筒，所述弹性连接筒包括套筒部和安装部，所述套筒部套设安装在所述磁流体密封装置上，所述安装部设置在所述套筒部上并与所述固定结构密封固定连接；

其中，所述套筒部和所述安装部为一体式结构，所述套筒部与所述固定结构之间设置有径向间距，所述壳体和所述磁流体密封装置的两端之间设置有轴向间距。

7.根据权利要求6所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述安装部为沿所述套筒部的周向方向设置在所述套筒部的外侧壁上的环形挡圈；其中：

所述环形挡圈位于所述套筒部的中部位置，并通过螺钉与所述固定结构连接，所述套筒部的两端通过至少两个紧箍件固定套装在所述磁流体密封装置上，或

所述环形挡圈设置在所述套筒部的一端部位置，并通过螺钉与所述固定结构连接，所述套筒部的另一端部位置上设置有从所述套筒部的内侧壁向内凸出的托底安装部，所述托底安装部通过螺钉固定安装到所述磁流体密封装置的端面上，所述环形挡圈、所述套筒部和所述托底安装部为一体式结构，且所述托底安装部上设置有供所述转轴穿过的通孔。

8.根据权利要求1所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述磁流体密封装置上设置有与所述固定结构配合安装的配合结构，所述弹性件包括设置在所述配合结构和所述固定结构之间的第一弹性圈和/或位于所述配合结构远离所述固定结构一侧的第二弹性圈，所述固定结构、所述配合结构、所述第一弹性圈和/或所述第二弹性圈通过紧固件固定，且所述固定结构、所述配合结构、所述第一弹性圈和/或所述第二弹性圈通过所述紧固件固定后，所述配合结构与所述固定结构之间为弹性连接，以使所述磁流体密封装置能够跟随所述转轴跳动和/或根据所述转轴安装状态调节安装角度和位置。

9.根据权利要求1所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述固定结构和所述磁流体密封装置之间设置有径向间距，所述弹性件为弹性连接圈，所述弹性连接圈的部分固定安装在所述磁流体密封装置的第一端部，所述弹性连接圈的另外部分固定安装在所述固定结构上；

所述壳体内对应所述磁流体密封装置的第二端部设置有定位结构，所述定位结构和所述磁流体密封装置的第二端部之间设置有缓冲垫。

10.根据权利要求9所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述固定结构为安装在所述壳体的内壁上并沿轴向设置的筒形结构，所述磁流体密封装置位于所述筒形结构内，并与所述筒形结构之间设置有径向间距，所述弹性连接圈的内侧部分固定安装在所述磁流体密封装置第一端的端面上，所述弹性连接圈的外侧部分固定安装在所述筒形结构与所述磁流体密封装置的第一端的端面相对应的端面上。

11.根据权利要求10所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，

所述弹性连接圈、所述磁流体密封装置、所述筒形结构和所述缓冲垫之间围成一个密封的第一冷却腔，所述磁流体密封的轴组件还包括一端与所述第一冷却腔密封连通的第一冷却介质通道，所述第一冷却介质通道的另一端与所述壳体外连通。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的磁流体密封的轴组件，其特征在于，所述磁流体密封装置包括：

固定套筒；

磁流体密封件，安装在所述固定套筒内，且所述固定套筒的内侧壁和所述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，所述第二冷却介质通道的一端与所述第二冷却腔连通，所述第二冷却介质通道的另一端与所述壳体外连通；

其中，所述弹性件密封安装在所述固定套筒上，并与所述固定结构密封连接。

13.一种屏蔽电机，其特征在于，包括：

电机配置组件和如权利要求1至12中任一项所述的磁流体密封的轴组件，其中：

所述磁流体密封的轴组件的转轴用作所述屏蔽电机的电机轴，所述壳体包括相互密封连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的连接处设置有轴过孔，所述第一壳体用作电机外壳，所述电机轴从所述电机外壳内由所述轴过孔伸入到所述第二壳体内，所述第二壳体远离所述第一壳体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所述轴过孔处，用于对所述轴过孔进行密封，所述轴过孔处、所述磁流体密封装置的上侧或下侧还安装有支撑所述电机轴的轴承体组件；

所述电机配置组件设置在所述第一壳体内，用于实现电机功能。

14.一种屏蔽泵，其特征在于，包括如权利要求1至12中任一项所述的磁流体密封的轴组件，或如权利要求13所述的屏蔽电机。

Images