磁力泵相關(guān)小知識

一、磁力泵

磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。當(dāng)電動機帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁場能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)動力的無接觸傳遞，將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)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(jié)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(xiàn)的一系列問題.　

磁力聯(lián)軸器傳動泵(簡稱磁力驅(qū)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(fā)成功。最先使用磁力驅(qū)動泵的兩家公司是英國的帝國化學(xué)工業(yè)公司和德國的拜爾化學(xué)公司。開發(fā)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(yè)現(xiàn)場人員的安全和健康。

20世紀(jì)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(shù)的開發(fā)使磁力驅(qū)動泵的技術(shù)水平有了極大的提高。據(jù)國外樣本和文獻資料顯示，磁力驅(qū)動泵的流量現(xiàn)在可達(dá)1150m3/h；揚程達(dá)500m；介質(zhì)溫度范圍-120℃～450℃；粘度極限100～200cp；介質(zhì)中磨蝕性固體顆粒含量可達(dá)1.5%(按重量),固體顆粒粒度可達(dá)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(dá)20mm；系統(tǒng)壓力可達(dá)450bar[1]。

三、磁力泵的工作原理

將n對磁體(n為偶數(shù))按規(guī)律排列組裝在磁力傳動器的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子上，使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當(dāng)內(nèi)、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)的磁能最低；當(dāng)磁極轉(zhuǎn)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)的磁能最大。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(fù)到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運動，帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

四、變頻器在磁力泵上的節(jié)能改造應(yīng)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(tǒng)在設(shè)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(xiàn)電機軟啟動、通過改變設(shè)備輸入電壓頻率達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過流、過壓、過載等保護功能。國內(nèi)比較有名氣變頻器廠家有三.晶、英威騰等。

五、結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(yīng)出渦電流并轉(zhuǎn)化成熱量。渦流的表達(dá)式為：其中Pe－渦流；K—常數(shù)；n—泵的額定轉(zhuǎn)速；T－磁傳動力矩；F－隔套內(nèi)的壓力；D－隔套內(nèi)徑；一材料的電阻率；—材料的抗拉強度。當(dāng)泵設(shè)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(zhuǎn)時，必須用少量的液體對內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(shè)計流量的2%-3%，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域由于渦流而產(chǎn)生高熱量。當(dāng)冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時，將導(dǎo)致介質(zhì)溫度高于永磁體的工作溫度，使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子逐步失去磁性，使磁力傳動器失效。當(dāng)介質(zhì)為水或水基液時，可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在3-5℃；當(dāng)介質(zhì)為烴或油時，可使環(huán)隙區(qū)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(shù)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(zhì)進行潤滑，所以應(yīng)根據(jù)不同的介質(zhì)及使用工況，選用不同的材質(zhì)制作軸承。

七、保護措施

當(dāng)磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子交變磁場的作用下，將產(chǎn)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(yōu)點

磁力泵是一種通過磁力傳動器(磁力聯(lián)軸器)來實現(xiàn)無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封，使泵達(dá)到完全無泄漏。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)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(chǎn)。

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，徹底避免了介質(zhì)泄漏。

2．無需獨立潤滑和冷卻水，降低了能耗。

3．由聯(lián)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(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子相對滑脫，對電機、泵有保護作用。

當(dāng)磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子交變磁場的作用下，將產(chǎn)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(nèi)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(shè)計裝置設(shè)備時，要確定泵的用途和性能參數(shù)并選擇泵型。那么以什么原則來選購磁力泵呢？依據(jù)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(shù)的要求。

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

對輸送腐蝕性介質(zhì)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(zhì)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(chǎn)廠家進行考察，要求其設(shè)備質(zhì)量好，售后服務(wù)好，備件能及時供應(yīng)。

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(dá)到自己要求的價格的產(chǎn)品。但對于用戶而言，磁力泵在使用過程中起到的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)初購買它而花費的成本，這樣，必須將泵出現(xiàn)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(dāng)中去；同樣的，泵在運轉(zhuǎn)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(jīng)過國外一些泵廠對售出產(chǎn)品的跟蹤調(diào)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(fā)現(xiàn)原來泵消耗的電能價值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(zhì)次價低的的“水貨”產(chǎn)品呢？

其實某種類型的泵的原理都是一樣的，里面的結(jié)構(gòu)、部件也是大同小異，最大的差異體現(xiàn)在部件的選材、做工和質(zhì)量。和其他產(chǎn)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(chǎn)品卻要幾十甚至上百元，可想而知采用這兩種產(chǎn)品制造出來的產(chǎn)品差距有多大，而讓人擔(dān)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(xiàn)在產(chǎn)品的性能和使用期限上。短命（幾個月）、噪音（一兩個月后出現(xiàn)）、漏液（兩三個月后出現(xiàn)）等現(xiàn)象接連不斷的發(fā)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(zhuǎn)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(yīng)該明白如何選擇合適的產(chǎn)品了。