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磁力泵相關小知識

發布時間:2023/6/29 13:29:22     作者:     來源:本站

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一、磁力泵 磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成。關鍵部件磁力傳動器由外磁轉子、內磁轉子及不導磁的隔離套組成。當電動機帶動外磁轉子旋轉時,磁場能穿透空氣隙和非磁性物質,帶動與葉輪相連的內磁轉子作同步旋轉,實現動力的無接觸傳遞,將動密封轉化為靜密封。由于泵…

一、磁力泵

磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成。關鍵部件磁力傳動器由外磁轉子、內磁轉子及不導磁的隔離套組成。當電動機帶動外磁轉子旋轉時,磁場能穿透空氣隙和非磁性物質,帶動與葉輪相連的內磁轉子作同步旋轉,實現動力的無接觸傳遞,將動密封轉化為靜密封。由于泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉,從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題,消除了煉油化工行業易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患。

二、磁力泵的前世今生

磁力泵是電機和水泵一體的, 不但安裝方便而且極大的節省了安裝空間,同時也減少了電機和水泵單獨安裝過程中有可能出現的一系列問題. 

磁力聯軸器傳動泵(簡稱磁力驅動泵)最早是在1947年由英國HMD公司的Geoffrey Howard研制成功的。幾年后西德的Franz Klaus也相繼開發成功。最先使用磁力驅動泵的兩家公司是英國的帝國化學工業公司和德國的拜爾化學公司。開發磁力泵的最初目的是為了保護從事化工、核動力、國防等工業現場人員的安全和健康。

20世紀70年代中期以后由于稀土鈷(1978年)、最強有力的釹鐵硼(1983年)等新一代永磁鐵和碳化硅軸承技術的開發使磁力驅動泵的技術水平有了極大的提高。據國外樣本和文獻資料顯示,磁力驅動泵的流量現在可達1150m3/h;揚程達500m;介質溫度范圍-120℃~450℃;粘度極限100~200cp;介質中磨蝕性固體顆粒含量可達1.5%(按重量),固體顆粒粒度可達100μm;采取特殊措施后, 泵能輸送含20%不溶性固體物的渣漿,固體物直徑可達20mm;系統壓力可達450bar[1]。

三、磁力泵的工作原理

將n對磁體(n為偶數)按規律排列組裝在磁力傳動器的內、外磁轉子上,使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統。當內、外兩磁極處于異極相對,即兩個磁極間的位移角Φ=0,此時磁系統的磁能最低;當磁極轉動到同極相對,即兩個磁極間的位移角Φ=2π/n,此時磁系統的磁能最大。去掉外力后,由于磁系統的磁極相互排斥,磁力將使磁體恢復到磁能最低的狀態。于是磁體產生運動,帶動磁轉子旋轉。

四、變頻器在磁力泵上的節能改造應用

磁力泵在啟動時,電機的電流會比額定高5-6倍的,不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量. 磁力泵變頻器系統在設計時在電機選型上會留有一定的余量,電機的速度是固定不變,但在實際使用過程中,有時要以較低或者較高的速度運行,因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現電機軟啟動、通過改變設備輸入電壓頻率達到節能調速的目的,而且能給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。國內比較有名氣變頻器廠家有三.晶、英威騰等。

五、結構特點

1、永磁體:由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45-400℃),矯頑力高,磁場方向具有很好的各向異性,在同極相接近時也不會發生退磁現象,是一種很好的磁場源。

2、隔離套:在采用金屬隔離套時,隔離套處于一個正弦交變的磁場中,在垂直于磁力線方向的截面上感應出渦電流并轉化成熱量。渦流的表達式為:其中Pe-渦流;K—常數;n—泵的額定轉速;T-磁傳動力矩;F-隔套內的壓力;D-隔套內徑;一材料的電阻率;—材料的抗拉強度。當泵設計好后,n、T是工況給定的,要降低渦流只能從F、D等方面考慮。選用高電阻率、高強度的非金屬材料制作隔離套,在降低渦流方面效果十分明顯。

3、冷卻潤滑液流量的控制:泵運轉時,必須用少量的液體對內磁轉子與隔離套之間的環隙區域和滑動軸承的摩擦副進行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設計流量的2%-3%,內磁轉子與隔離套之間的環隙區域由于渦流而產生高熱量。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時,將導致介質溫度高于永磁體的工作溫度,使內磁轉子逐步失去磁性,使磁力傳動器失效。當介質為水或水基液時,可使環隙區域的溫升維持在3-5℃;當介質為烴或油時,可使環隙區域的溫升維持在5-8℃。

六、滑動軸承

磁力泵滑動軸承的材料有浸漬石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑動軸承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨脹系數小,所以軸承間隙不得過小,以免發生抱軸事故。由于磁力泵的滑動軸承以所輸送的介質進行潤滑,所以應根據不同的介質及使用工況,選用不同的材質制作軸承。

七、保護措施

當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或轉子卡死時,磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫,保護機泵。此時磁力傳動器上的永磁體在主動轉子交變磁場的作用下,將產生渦損、磁損,造成永磁體溫度升高,磁力傳動器滑脫失效。

八、磁力泵的優點

磁力泵是一種通過磁力傳動器(磁力聯軸器)來實現無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封,使泵達到完全無泄漏。由于泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉,從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題,消除了煉油化工行業易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患,有力地保證了職工的身心健康和安全生產。

同使用機械密封或填料密封的離心泵相比較,磁力泵具有以下優點:

1.泵軸由動密封變成封閉式靜密封,徹底避免了介質泄漏。

2.無需獨立潤滑和冷卻水,降低了能耗。

3.由聯軸器傳動變成同步拖動,不存在接觸和摩擦。功耗小、效率高,且具有阻尼減振作用,減少了電動機振動對泵的影響和泵發生氣蝕振動時對電動機的影響。

4.過載時,內、外磁轉子相對滑脫,對電機、泵有保護作用。

當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或轉子卡死時,磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫,保護機泵。此時磁力傳動器上的永磁體在主動轉子交變磁場的作用下,將產生渦損、磁損,造成永磁體溫度升高,磁力傳動器滑脫失效。

九、磁力泵的種類

目前國內廠家的磁力泵大致可分為:不銹鋼磁力泵、工程塑料磁力泵、氟塑料磁力泵、耐高溫磁力泵、多級磁力泵等幾大類。

十、怎樣選購適合的磁力泵

磁力泵的種類很多,在設計裝置設備時,要確定泵的用途和性能參數并選擇泵型。那么以什么原則來選購磁力泵呢?依據又是什么?

1、 泵選型原則

(1)、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕余量、吸程等工藝參數的要求。

(2)、必須滿足介質特性的要求:對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵,要求軸封可靠或采用無泄漏泵,如磁力驅動泵(無軸封,采用隔離式磁力間接驅動) 。

對輸送腐蝕性介質的泵,要求對流部件采用耐腐蝕性材料,如氟塑料耐腐蝕泵。

對輸送含固體顆粒介質的泵,要求對流部件采用耐磨材料,必要時軸封用采用清潔液體沖洗。

(3)、機械方面要求可靠性高、噪聲低、振動小。

(4)、正確計算泵采購的投入成本,對泵生產廠家進行考察,要求其設備質量好,售后服務好,備件能及時供應。

2、如何正確計算采購泵的投入成本

初次采購,貨比三家,精確的計算泵的價格,然后選擇能夠達到自己要求的價格的產品。但對于用戶而言,磁力泵在使用過程中起到的作用遠遠高于當初購買它而花費的成本,這樣,必須將泵出現問題和故障時浪費的工作時間和維修費用也計算到整體成本當中去;同樣的,泵在運轉過程中將耗費大量的電能,長年累月下來,一臺小小的泵消耗的電能是讓人咂舌的。

經過國外一些泵廠對售出產品的跟蹤調查顯示,磁力泵在其使用壽命中耗費的最大資金不是初次的采購成本,也不是維護費用,而是其消耗的電能。吃驚的發現原來泵消耗的電能價值已經遠遠超過了其本身的采購成本和維護費用,再考慮到其本身的使用效率、噪音、人工維護等原因,我們還有什么理由去購買那些質次價低的的“水貨”產品呢?

其實某種類型的泵的原理都是一樣的,里面的結構、部件也是大同小異,最大的差異體現在部件的選材、做工和質量。和其他產品不一樣的是,泵的部件成本差異是十分顯著的,差距大到一般人都無法想象。比如一個很小的軸封,便宜的幾毛錢就可以買到,而好的產品卻要幾十甚至上百元,可想而知采用這兩種產品制造出來的產品差距有多大,而讓人擔憂的是,在前期使用過程中它們幾乎是沒有差別的。上百上千倍的價格差距體現在產品的性能和使用期限上。短命(幾個月)、噪音(一兩個月后出現)、漏液(兩三個月后出現)等現象接連不斷的發生,讓許多用戶后悔開始不該省了那幾十塊錢。而使用過程中的大噪音和高熱量實際上是寶貴的電能轉換為了沒有用的動能(機械摩擦)與熱能,實際做的有效功(抽水)卻少得可憐。

看到這里,聰明的用戶應該明白如何選擇合適的產品了。

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