本发明涉及机械密封领域，具体涉及一种磁悬浮机械密封装置，其利用磁场同性相斥的原理实现动环与静环之间的可靠密封，以取代现有技术中的普通机械密封。本发明的磁悬浮机械密封装置可以广泛应用在潜水泵、深井泵、管道泵、污水泵以及其它流体设备上。
背景技术：
0、现有技术
1、现有技术中，潜水泵、深井泵、管道泵、污水泵等流体设备上，都要采用机械密封作为其密封零部件。传统的机械密封，主要是依靠弹簧压力挤压动环和静环，以实现动环与静环之间的机械式密封。
2、图1所示即为一种传统机械密封装置，其包括外壳1、动环6、静环7、压力弹簧10、动环压板11、动环密封圈5、静环密封圈8和主轴锁紧螺丝2等。其中，压力弹簧10容置在外壳1的轴向凹槽中，其弹簧伸张力作用在动环6上方的动环压板11上，通过动环压板11使得动环6压紧静环7，在动环6与静环7之间的接触面上形成密封面，实现动环6与静环7之间的密封，从而将外界水质与机械设备内部实现隔离，以避免机械设备进水发生故障。
3、再如，图2所示是申请号为201220289899.x、申请日为2012年6月20日、发明名称为“潜水泵机械密封装置”、专利权人为“成都科兴密封技术有限公司”、授权公告日为2013年3月20日的实用新型专利。该潜水泵机械密封装置包括外壳1(即泵体)、动环6、静环7、动环密封圈5、静环密封圈8、旋转轴9、压力弹簧10、动环压板11(即推环)、弹簧座12、叶轮13、传动销14和锁紧定位弹簧15。其中，静环密封圈8固定在静环7与外壳1之间，静环7与动环6铰接，锁紧定位弹簧15设置于叶轮13上的卡槽内并且与动环6连接，动环6与动环压板11通过动环密封圈5连接，动环压板11与弹簧座12通过压力弹簧10连接，弹簧座12与叶轮13通过传动销14连接，叶轮13安装于潜水泵的旋转轴9上。该潜水泵机械密封装置通过压力弹簧10压紧静环7和动环6以防止泄露，对轴和介质的影响较小，其结构简单、造价低且安装方便。
4、又如，图3所示是申请号为201720675489.1、申请日为2017年6月12日、发明名称为“一种深井泵中的密封结构”、专利权人为“温岭汉德泵业有限公司”、授权公告日为2018年1月5日的实用新型专利。该深井泵中的密封结构包括密封座16、旋转轴9(即电机轴)和设置于旋转轴上的轴套17，轴套17内依次设置有动环座18、动环6、静环7和静环座19，静环座19上设置有推环(即动环压板11)，密封座16内设置有导流套20，推环与导流套20之间设置有压力弹簧10，密封座16上还设置有压盖21，压盖21与导流套20之间设置有防止导流套20旋转的防转销22。该传统的机械式密封结构性能较稳定，密封效果较好。
5、上述传统的机械密封装置，均是依靠压力弹簧的伸张力来促使动环压紧静环而进行密封。它们存在的共同缺陷是，压力弹簧在受到腐蚀性流体腐蚀或者受到外力破坏的情况下，极容易被流体腐蚀或者被损坏，或者压力弹簧因长久使用而容易发生疲劳，压力弹簧的伸张力减弱甚至失效，使得密封面产生间隙，造成密封面发生泄露，从而使得相应的设备(例如水泵等)将无法正常工作，进而会影响设备的使用寿命。可见，这些传统的机械密封装置不仅可靠性差，使用寿命短，而且维修不方便，导致相应设备的使用成本高。
6、鉴于上述现有技术存在的问题和缺陷，本发明人在生产实践中，对机械密封的结构进行了两年多的研究和无数次试验，终于找到了一种解决方案，经过对试验品进行测试，其技术效果良好。
技术实现思路
1、为了彻底解决传统现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种磁悬浮机械密封装置，旨在通过改变实现动环与静环之间密封的结构形式，提高机械密封的可靠性和稳定性，延长产品的使用寿命，使设备一直处于最佳工作状态，并且维修方便，降低使用成本。
2、本发明解决上述技术问题所提供的技术方案为：
3、一种磁悬浮机械密封装置，包括外壳、动环和静环；动环和静环容置在外壳内，旋转轴依次穿过静环、动环和外壳的主轴孔，在动环与旋转轴之间设有动环密封圈，在静环与相应设备的安装部件之间设有静环密封圈，在动环与静环之间的接触面上形成密封面；其特征在于：在动环的背离静环的上表面上方设有一个动环下磁钢和一个动环上磁钢，动环下磁钢与动环上磁钢相对面的极性相同，两者之间产生的排斥力通过动环下磁钢传递给动环，将动环压紧在静环上，以使动环与静环之间的密封面密封。
4、进一步地，所述动环上磁钢和动环下磁钢的材质均为磁钢，选自铝镍钴磁钢、铁氧体磁钢或钕铁硼磁钢。
5、进一步地，所述磁钢的磁通密度的设计范围为1.0-300t，可以选择为1.0-50t、50-100t、100-150t、150-200t、200-250t、250-300t，包括上述各范围的端点值，还可以选择为上述各范围的中间点值25t、75t、125t、175t、225t、275t。
6、进一步地，所述动环上磁钢与动环下磁钢之间的排斥力范围为100～50000n，可以选择为100-2500n、2500-5000n、5000-7500n、7500-10000n、10000-12500n、12500-15000n、15000-17500n、17500-20000n、20000-22500n、22500-25000n、25000-27500n、27500-30000n、30000-32500n、32500-35000n、35000-37500n、37500-40000n、40000-42500n、42500-45000n、45000-47500n、47500-50000n，包括上述各范围的端点值；还可以选择为上述各范围的中间点值1250n、3750n、6250n、8750n、11250n、13750n、16250n、18750n、21250n、23750n、26250n、28750n、31250n、33750n、36250n、38750n、41250n、43750n、46250n、48750n。
7、进一步地，所述动环上磁钢与动环下磁钢之间的悬浮气隙一般为0.2-3mm，可选为0.3-2mm，优选为0.5-1.2mm，最优选为0.3-0.5mm。
8、进一步地，所述动环上磁钢和动环下磁钢的表面均覆盖有磁钢保护层，所述磁钢保护层为电镀镍层、锌层、金层、或者铬层；或者，所述磁钢保护层为喷涂的环氧树脂层。
9、进一步地，所述磁钢采用叠片式、拼装式或插槽式的磁钢片制成。
10、进一步地，所述动环上磁钢和动环下磁钢经过退磁处理。
11、进一步地，所述动环采用不锈钢主体镶嵌高密度复合合金材料，所述静环采用高密度热压复合材料，均选自复合低温碳化硅、氮化硅、碳化硼、浸锑石墨、yg5或者w1。
12、进一步地，所述动环密封圈和所述静环密封圈的材质为弹性体或橡胶，选自聚四氟乙烯、丁晴胶、氟橡胶、硅橡胶或者普通橡胶。
13、本发明提供的磁悬浮机械密封装置，通过在动环上方设置动环上磁钢和动环下磁钢，利用动环上磁钢与动环下磁钢之间的磁性排斥力，将动环向静环压紧，实现动环与静环之间的良好密封,不仅提高了机械密封的可靠性和稳定性，而且延长了产品的使用寿命，维修更加方便。
1.一种磁悬浮机械密封装置，包括外壳(1)、动环(6)和静环(7)；动环(6)和静环(7)容置在外壳(1)内，旋转轴依次穿过静环(7)、动环(6)和外壳(1)的主轴孔，在动环(6)与旋转轴之间设有动环密封圈(5)，在静环(7)与相应设备的安装部件之间设有静环密封圈(8)，在动环(6)与静环(7)之间的接触面上形成密封面；其特征在于：在动环(6)的背离静环(7)的上表面上方设有一个动环下磁钢(4)和一个动环上磁钢(3)，动环下磁钢(4)与动环上磁钢(3)相对面的磁极性相同，动环下磁钢(4)与动环上磁钢(3)之间产生的排斥力通过动环下磁钢(4)传递给动环(6)，将动环(6)压紧在静环(7)上，使动环(6)与静环(7)之间的密封面密封。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环上磁钢(3)和动环下磁钢(4)的材质均为磁钢，选自铝镍钴磁钢、铁氧体磁钢或钕铁硼磁钢。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述磁钢的磁通密度的范围为1.0-300t。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环上磁钢(3)与动环下磁钢(4)之间的排斥力范围为100～50000n。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环上磁钢(3)与所述动环下磁钢(4)之间的悬浮气隙为0.2-3mm，可选为0.3-2mm，优选为0.5-1.2mm，最优选为0.3-0.5mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环上磁钢(3)和动环下磁钢(4)的表面均覆盖有磁钢保护层，所述磁钢保护层为电镀镍层、锌层、金层或铬层，或者为喷涂的环氧树脂层。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述磁钢采用叠片式、拼装式或插槽式的磁钢片拼接组装而成。
8.根据权利要求7所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环上磁钢(3)和所述动环下磁钢(4)经过退磁处理。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环(6)采用不锈钢主体镶嵌高密度复合合金材料，所述静环(7)采用高密度热压复合材料，均选自复合低温碳化硅、氮化硅、碳化硼、浸锑石墨、yg5或者w1。
10.根据权利要求9所述的磁悬浮机械密封装置，其特征在于：所述动环密封圈(5)和所述静环密封圈(8)的材质为弹性体或橡胶，选自聚四氟乙烯、丁晴胶、氟橡胶、硅橡胶或者普通橡胶。
