磁力泵的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及使用

摘 要：本文介紹了磁力泵的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、運行注意事項及使用效果。 關(guān)鍵詞：磁力泵；磁力傳動器；磁極；失效；滑脫 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)子及不導磁的隔離套組成。當電動機帶動外磁轉(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，有力地保證了職工的身心健康和安全生產(chǎn)。 一、磁力泵工作原理 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)。 二、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。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時，將導致介質(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℃；當介質(zhì)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(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。 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(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。 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，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。 四、運行注意事項 1．防止顆粒進入 (1)不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進入磁力傳動器和軸承摩擦副。(2)輸送易結(jié)晶或沉淀的介質(zhì)后要及時沖洗（停泵后向泵腔內(nèi)灌注清水，運轉(zhuǎn)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(zhì)時，應(yīng)在泵流管入口處過濾。 2．防止退磁 (1)磁力矩不可設(shè)計得過小。(2)應(yīng)在規(guī)定溫度條件下運行，嚴禁介質(zhì)溫度超標。可在磁力泵隔離套外表面裝設(shè)鉑電阻溫度傳感器檢測環(huán)隙區(qū)域的溫升，以便溫度超限時報警或停機。 3．防止干摩擦 (1）嚴禁空轉(zhuǎn)。(2）嚴禁介質(zhì)抽空。(3)在出口閥關(guān)閉的情況下，泵連續(xù)運轉(zhuǎn)時間不得超過2min，以防磁力傳動器過熱而失效。 磁力泵在獨山子石化分公司煉油廠、乙烯廠多套裝置的重點危險區(qū)域使用，效果良好。但由于價格相對較高，所以目前大量采用此泵有一定的困難。 序 號 名 稱 主 要 材 料 泵　體 F46襯里 葉　輪 氟塑料合金 葉輪螺母 填充F4 口　環(huán) 碳化硅或氧化鋁陶瓷 密封圈 氟橡膠 泵　蓋 襯F46 隔離套 F46/加強套 轉(zhuǎn)　子 F46/高性能稀土永磁體 主　軸 碳化硅或氧化鋁陶瓷 外　磁 HT200/稀土永磁體 支　架 HT200