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磁力泵的工作原理

更新時間:2010-05-06 點擊次數:2002

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*封閉,從而*解決了“跑、冒、滴、漏”問題,消除了煉油化工行業(yè)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。

    一、磁力泵工作原理

    將n對磁體(n為偶數)按規(guī)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(tǒng)。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(tǒng)的磁能zui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(tǒng)的磁能zui大。去掉外力后,由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥,磁力將使磁體恢復到磁能zui低的狀態(tài)。于是磁體產生運動,帶動磁轉子旋轉。

    二、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(fā)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(huán)隙區(qū)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(huán)隙區(qū)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(huán)隙區(qū)域的溫升維持在3-5℃;當介質為烴或油時,可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在5-8℃。

    4.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(fā)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。

    5.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。

    三、磁力泵的優(yōu)點

    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(yōu)點。

    1.泵軸由動密封變成封閉式靜密封,*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(fā)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。

    四、運行注意事項

    1.防止顆粒進入

    (1)不允許有鐵磁雜質、顆粒進入不銹鋼磁力泵傳動器和軸承摩擦副。(2)輸送易結晶或沉淀的介質后要及時沖洗(停泵后向泵腔內灌注清水,運轉1min后排放干凈),以保障滑動軸承的使用壽命。 (3)輸送含有固體顆粒的介質時,應在泵流管入口處過濾。

    2.防止退磁

    (1)磁力矩不可設計得過小。(2)應在規(guī)定溫度條件下運行,嚴禁介質溫度超標。可在磁力泵隔離套外表面裝設鉑電阻溫度傳感器檢測環(huán)隙區(qū)域的溫升,以便溫度超*報警或停機。

    3.防止干摩擦

    (1)嚴禁空轉。(2)嚴禁介質抽空。(3)在出口閥關閉的情況下,泵連續(xù)運轉時間不得超過2min,以防磁力傳動器過熱而失效。

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