磁力泵基礎知識總結 2014828(共14頁)

1、磁力泵磁力傳動技術國外早在1946年已被應用于化工行業(yè)和國防領域，我國于50年代末首次將磁力傳動技術應用于航天領域，同時刷新了國內外同類試驗的先進記錄，其技術水平處于國際領先地位。1986年，航天部510研究所利用“拉推磁路”技術在蘭州化學工業(yè)總公司公司合成橡膠廠的聚苯乙烯裝置中成功的應用了磁力傳動泵產(chǎn)品，并針對石化生產(chǎn)(shngchn)過程中，物料普遍具有易燃、易爆、劇毒、貴重等特點，用傳統(tǒng)的密封方式難以解決軸封處的泄漏問題。十多年來相繼對該廠的SAN裝置、ABS裝置上的100多臺不同規(guī)格型號和用途的泵全部改換為零泄漏磁力傳動泵。徹底解決了物料的泄漏，節(jié)約了能源，凈化了環(huán)境，檢修周期比原先提

2、高了10倍以上，大大提高了生產(chǎn)效率。應用(yngyng)范圍：磁力傳動(chundng)泵主要用于石油、化工、醫(yī)藥、核工業(yè)、軍工等領域的液體輸送流程設備，如煉油廠、乙烯廠、天然氣加工廠、各類化工廠、制藥廠、核燃料廠、核電廠等。1 定義及分類磁力泵（磁力驅動泵）主要由泵頭、磁力傳動器（磁缸）、電動機、連接底板等幾部分零件組成。磁力泵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(xiàn)動力的無接觸同步傳遞，將容易泄露的動密封結構轉化為零泄漏的靜密封結構。由于泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底

3、解決了“跑、冒、滴、漏”問題。磁力隔離泵的定子與轉子完全隔離，完全避免了傳統(tǒng)的電機式無刷直流水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水，有效的提高了泵的使用壽命及性能。注意區(qū)別屏蔽泵：屏蔽泵是一種無密封泵，泵和驅動電機都被密封在一個被泵送介質充滿的壓力容器內，此壓力容器只有靜密封，并由一個電線組來提供旋轉磁場并驅動轉子。這種結構取消了傳統(tǒng)離心泵具有的旋轉軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。（屏蔽泵把泵和電機連在一起，電動機的轉子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉子和定子隔開，轉子在被輸送的介質中運轉，其動力通過定子磁場傳給轉子。）2 工作原理將n對磁體（n為偶數(shù)）按規(guī)律

4、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0，此時磁系統(tǒng)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2/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，帶動磁轉子旋轉。磁力驅動泵(簡稱磁力泵)是將永磁聯(lián)軸的工作原理應用于離心泵的新產(chǎn)品，設計合理，工藝先進，具有全密封，無泄漏，耐腐蝕等特點。3 結構特點磁力(cl)傳動裝置示意圖磁力(cl)傳動泵結構圖3.1、永磁體 由稀土永磁材料(cilio)制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45400)，

5、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。 3.2、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(shù)；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。 3.3、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

6、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(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。 3.4、滑動軸承(hu dn zhu chn)磁力泵滑動軸承(hu dn zhu chn)的材料有浸漬(jnz)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，

7、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(jù)不同的介質及使用工況，選用不同的材質制作軸承。 3.5、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(chǎn)生渦損、磁損，造成永磁體溫度升高，磁力傳動器滑脫失效。4 優(yōu)缺點4.1優(yōu)點磁力驅動離心泵的優(yōu)點包括，完全無泄漏，內外轉子間可有較大的間歇，采用非金屬隔離套時，厚度不大于8mm，采用金屬隔離套時厚度不大于5mm，隔離套的壁厚較大，隔離套被磨穿的可能性較小，隔離套與內外磁轉子的間隙亦較大

8、，磁力離心泵運行可靠，因軸封磨損造成的內磁轉子與隔離套磨損的可能性小，隔離套裝，拆卸方便，可在現(xiàn)場更換，維修方便，可應用于SIC軸承，耐磨性良好，使用壽命長，泵的轉速不受電機限制?？膳c電機轉速不同，除此之外磁力離心泵還具有以下的優(yōu)點：1 、 磁力離心泵由于傳動軸不需要穿入泵殼，而是利用磁場透過磁場和隔離套薄壁傳動扭矩帶動內磁轉子，因此從根本上消除了軸封的泄露通道，實現(xiàn)完全密封。2、 磁力驅動泵傳遞動力時有過載保護作用。3、 無需獨立潤滑和冷卻水，降低了能耗。4、 磁力泵磁性材料與磁路設計有較高的要求外，其余部分技術要求不高。5、 磁力驅動泵的維護和檢修工作量小。6、 由聯(lián)軸器傳動變成同步拖動，

9、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。 4.2缺點1、磁力離心泵的效率比普通離心泵低，不能在流量低額定流量的30%下運行，更禁忌空轉。2、磁力離心泵由于隔離套材料的耐磨性一般較差，因此磁力泵一般用于輸送不安固體顆粒的介質并嚴禁磁性顆粒材料進入泵內。3、一般結構的磁力離心泵，允許輸送含直徑小于0.15mm，質量分數(shù)不超過5%的固體顆粒的液體（超過時需要加輔助系統(tǒng)）。4、泵與電機有聯(lián)軸器鏈接，聯(lián)軸器對中心線安裝要求精度較高，對中不當時，會導致進口處軸承的損壞和防單面?zhèn)嚷└綦x套的磨損。5、 磁力(cl)離心泵的磁力驅動器，有

10、同步傳動和異步傳動兩種方式，同步傳動的內，外磁轉子都裝有永磁體，故輸送液體的溫度必須低于永磁體允許的最高溫度。必須留有一定的富余量，鈷、釤永磁體雖然可以達到350攝氏度，但是實際使用溫度一般不超過260攝氏度，否側高溫可能造成永磁體失磁，特殊結構的磁力泵最高可到達450攝氏度、6、 磁力離心泵對隔離套的材質及制造工藝要求較高，如果材料選擇不當或者制造質量差時，隔離套經(jīng)不起內外磁轉子的磨損而產(chǎn)生磨損，一但破裂，輸送的介質就會外溢(wi y)，造成設備故障，影響裝置正常運行。7、 磁力(cl)離心泵輸送接介質溫度超過規(guī)定時，需有外部提供冷卻，如設置隔熱腔，泵腔內注入壓力高于密封壓力的冷卻液，冷卻內

11、磁轉子和軸承，也可采用帶夾層的隔離套，夾層內通入冷卻液，或泵體設置冷卻夾套和冷卻盤管等，單結構復雜，成本較高 。5 注意事項5.1、防止顆粒進入(1)不允許有鐵磁雜質、顆粒進入磁力傳動器和軸承摩擦副。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。輸送含有固體顆粒的介質時，應在泵流管入口處過濾。5.2、防止退磁(1)力矩不可設計得過小。應在規(guī)定溫度條件下運行，嚴禁介質溫度超標?？稍诖帕Ρ酶綦x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，以便溫度超限時報警或停機。5.3、防止干摩擦(1)禁空轉。嚴禁介質抽空。在出口閥關閉的情況下，

12、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。5.4、不可用在有壓力的系統(tǒng)中6 常見問題及處理辦法不同類型的磁力泵，其故障的表現(xiàn)形式不一樣，但概括起來，有以下幾個共同特點。 6.1 流量不足 產(chǎn)生原因：影響磁力泵流量不足多是吸水管漏氣、底閥漏氣；進水口堵塞；底閥入水深度不足； 磁力泵轉速太低；密封環(huán)或葉輪磨損過大；吸水高度超標等。 處理方法：檢查吸水管與底閥，堵住漏氣源；清理進水口處的淤泥或堵塞物；底閥入水深度必須大于進水管直徑的15倍，加大底閥入水深度；檢查電源電壓，提高磁力泵轉速，更換密封環(huán)或葉輪；降低磁力泵的安裝位置，或更換高揚程水泵。 6.2 功率消耗過大 產(chǎn)生原因：磁力泵

13、轉速太高；磁力泵主軸彎曲或磁力泵主軸與電機主軸不同心或不平行；選用磁力泵揚程不合適；磁力泵吸入泥沙或有堵塞物；電機滾珠軸承損壞等。 處理方法：檢查電路電壓，降低磁力泵轉速(zhun s)；矯正磁力泵主軸或調整磁力泵與電機(dinj)的相對位置；選用合適揚程的磁力泵；清理泥沙或堵塞物；更換電機的滾珠軸承。 6.3 泵體劇烈(jli)振動或產(chǎn)生噪音 產(chǎn)生原因：磁力泵安裝不牢或磁力泵安裝過高；電機滾珠軸承損壞；磁力泵主軸彎曲或與電機主軸不同心、 不平行；泵軸嚴重磨損；外磁鋼或內磁鋼磁片損壞與隔離套接觸；密封環(huán)與葉輪碰磨；泵內有異物；泵氣蝕；地腳螺栓松動等。 處理方法：裝穩(wěn)磁力泵或降低磁力泵的安裝高度

14、；更換電機滾珠軸承；矯正彎曲的磁力泵主軸或調整好磁力泵與電機的相對位置；更換泵軸；拆除泵頭重新組裝；更換止推環(huán)、密封環(huán)；清除異物；進行工藝調整消除氣蝕；緊固地腳螺栓。 6.4 傳動軸或電機軸承過熱 產(chǎn)生原因：缺少潤滑油或軸承破裂等。 處理方法：加注潤滑油或更換軸承。 6.5 磁力泵不出水 產(chǎn)生原因：泵體和吸水管沒灌滿引水；動水位低于磁力泵濾水管；吸水管破裂；水泵反轉；吸程太高；閥門沒有打開；進水管漏氣；電壓太高、啟動時聯(lián)軸器打滑等。 處理方法：排除底閥故障，灌滿引水；降低磁力泵的安裝位置，使濾水管在動水位之下，或等動水位升過濾水管再抽水；修補或更換吸水管；打開閥門；杜絕漏氣；重新調整電壓。 6

15、.6 磁力泵漏液 產(chǎn)生原因：密封圈或密封墊損壞；密封螺栓松動；密封罩損壞等。 處理方法：更換密封圈或墊；緊固松動的螺栓；更換密封罩。 6.7 磁力泵揚程過低 產(chǎn)生原因：流量過大；轉速太低；介質內帶有氣體；葉輪損壞；輸送介質的密度大于設計時的密度；口環(huán)間隙過大；磁性體退磁等。 處理方法：關小出水閥；恢復額定轉速；排除介質中氣體；修復或更換葉輪；調整工藝參數(shù)使介質密度符合設計要求；更換口環(huán)；更換磁性體。 6.8 磁力泵軸折斷或軸承損壞 產(chǎn)生原因：泵空轉，軸承干磨；泵內有雜質；內外磁轉子之間同軸度不夠等。 處理方法：避免泵空轉；清除介質中的雜質；重新裝配內外磁轉子。 6.9 磁力泵驅動機電流偏大或偏

16、小 產(chǎn)生原因：泵內進入雜物；物料粘度偏高；軸承損壞；系統(tǒng)管路堵等。 處理方法：清除雜物；測量介質粘度應符合要求；更換軸承；系統(tǒng)管路及時清堵。 6.10 磁力泵無法啟動 產(chǎn)生原因：泵內有異物；泵軸承內雜質聚集被卡??；內外磁轉子與密封罩磨擦； 電氣故障等。 處理方法：清除異物；解體清洗；解體檢查內外磁轉子；檢查電氣元件。 除了上述常見故障外，還應注意，當磁力泵檢修了幾遍都查不出問題時，應注意磁力聯(lián)軸器的工作是否正常。軸承、內磁轉子和隔套在運行中都會產(chǎn)生熱量，這將使工作溫度升高，一方面使傳遞的功率下降，另一方面對輸送易汽化液體的磁力泵會產(chǎn)生很大的麻煩。磁鋼傳遞的功率隨溫度的升高是一條連續(xù)下降的曲線，

17、通常，在磁鋼工作極限溫度以下，其傳遞能力的下降是可逆的，而在極限溫度以上則是不可逆的，即磁鋼冷卻后，喪失的傳遞能力再也不能恢復。特殊情況下在磁力聯(lián)軸器出現(xiàn)滑脫(失步)時，隔套中的渦流熱量會急劇增長，溫度急劇上升，如不及時處理，會引起磁鋼退磁，使磁力聯(lián)軸器失效。因此磁力泵應設計可靠的冷卻系統(tǒng)。對不易汽化的介質，冷卻循環(huán)系統(tǒng)一般由葉輪出口或泵出口引出液流，經(jīng)軸承和磁傳動部分回到吸人口，對易汽化的介質，應增加換熱器或將液流引到泵外的貯罐，避免熱量回到吸人口，對有固體雜質或鐵磁性雜質的介質，應考慮過濾，對高溫介質，則應考慮冷卻，以保證磁力聯(lián)軸器不超過工作極限溫度。 在考慮轉速是否夠時，先要檢查電機本身的轉速是否正常，