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磁力泵(magnetic pump)是屬于水泵領(lǐng)域的一個(gè)分支,是一種將永磁聯(lián)軸的工作原理應(yīng)用于離心泵的新產(chǎn)品。由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成。磁力傳動(dòng)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),磁場(chǎng)能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì),帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無(wú)接觸同步傳遞,將容易泄露的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為零泄漏的靜密封結(jié)構(gòu)。由于的滑動(dòng)軸承以所輸送的介質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)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。
無(wú)刷直流磁力驅(qū)動(dòng)泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機(jī)的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子中間有直接注塑成型的軸套,通過(guò)高性能陶瓷軸固定在殼體中,電機(jī)的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹(shù)脂膠灌封于泵體中,定子與轉(zhuǎn)子之間有一層薄壁隔離,無(wú)需配以傳統(tǒng)的機(jī)械軸封,因而是*密封。電機(jī)的扭力是通過(guò)矽鋼片(定子)上的線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)帶動(dòng)永磁磁鐵(轉(zhuǎn)子)工作運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)磁體進(jìn)行n (n為偶數(shù)) 級(jí)充磁使磁體部分相互組成完整耦合的磁力系統(tǒng)。當(dāng)定子線圈產(chǎn)生的磁極與磁鐵的磁極處于異極相對(duì),即兩個(gè)磁極間的位移角Φ=0,此時(shí)磁系統(tǒng)的磁能zui低;當(dāng)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)到同極相對(duì),即兩個(gè)磁極間的位移角Φ=2π/n,此時(shí)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(fù)到磁能zui低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
無(wú)刷直流水泵通過(guò)電子換向,無(wú)需使用碳刷,磁體轉(zhuǎn)子和定子矽鋼片都有多級(jí)磁場(chǎng),當(dāng)磁體轉(zhuǎn)子相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后會(huì)自動(dòng)改變磁極方向,使轉(zhuǎn)子始終保持同級(jí)排斥,從而使無(wú)刷直流磁力隔離泵有較高的轉(zhuǎn)速和效率。
磁力隔離泵的定子與轉(zhuǎn)子*隔離,*避免了傳統(tǒng)的電機(jī)式無(wú)刷直流水泵存在的液體泄漏問(wèn)題。而且可以*潛水使用并且*防水,有效的提高了泵的使用壽命及性能。
無(wú)刷直流水泵(磁力隔離泵)由泵體(隔離件),電機(jī)定子,軸,軸承和轉(zhuǎn)子水葉(磁體和葉輪)幾部分組成:
磁體(釹鐵硼永磁體)
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(chǎng)方向具有很好的各向異性,在同極相接近時(shí)也不會(huì)發(fā)生退磁現(xiàn)象,是一種很好的磁場(chǎng)源。
隔離件
在采用金屬隔離套時(shí),隔離套處于一個(gè)正弦交變的磁場(chǎng)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(dòng)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(qiáng)度。當(dāng)泵設(shè)計(jì)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(qiáng)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。
軸
由于無(wú)刷直流磁力隔離泵是通過(guò)通電線圈帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)來(lái)工作的,旋轉(zhuǎn)為了保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)及噪音,采用高性能陶瓷軸與軸套配合,可以達(dá)到很高的精度,有效的減少了旋轉(zhuǎn)阻力及噪音。
滑動(dòng)軸承
滑動(dòng)軸承的材料有工程塑料塑鋼(POM)或陶瓷。由于塑鋼(POM)及陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能,所以的滑動(dòng)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(guò)小,以免發(fā)生抱軸事故。
由于的滑動(dòng)軸承以所輸送的介質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)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。
當(dāng)磁力傳動(dòng)器的從動(dòng)部件在過(guò)載情況下運(yùn)行時(shí),磁力傳動(dòng)器的從動(dòng)部件會(huì)在軸上打滑,有效的保護(hù)了電機(jī)。
⒉ 泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),必須用少量的液體對(duì)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域和滑動(dòng)軸承的摩擦副進(jìn)行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設(shè)計(jì)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(rùn)滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時(shí),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(dòng)器失效。當(dāng)介質(zhì)為水或水基液時(shí),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(shí),可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在5-8℃。
優(yōu)點(diǎn)
是一種通過(guò)磁力傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動(dòng)密封,使泵達(dá)到*無(wú)泄漏。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套*封閉,從而*解決了“跑、冒、滴、漏”問(wèn)題,消除了煉油化工行業(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)通過(guò)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)。
與電機(jī)式直流無(wú)刷水泵相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
⒈泵軸由動(dòng)密封變成封閉式靜密封,*避免了介質(zhì)泄漏??梢运憙捎?,并且*防水。
⒉無(wú)需獨(dú)立潤(rùn)滑和冷卻水,降低了能耗。
⒊功耗小、效率高,且具有阻尼減振作用,減少了電動(dòng)機(jī)振動(dòng)對(duì)泵的影響和泵發(fā)生氣蝕振動(dòng)時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響。
⒋過(guò)載時(shí)轉(zhuǎn)子會(huì)在陶瓷軸上打滑,對(duì)電機(jī)、泵有保護(hù)作用。
⑴軸折斷。CQB型的泵軸采用的材料是99%的氧化鋁瓷,泵軸折斷的主要原因是,因?yàn)楸每者\(yùn)轉(zhuǎn),軸承干磨而將軸扭斷。拆開(kāi)泵檢查時(shí)可看到軸承已磨損嚴(yán)重預(yù)防泵折斷的主要辦法是避免泵的空運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑵軸承損壞。TC的軸承采用的材料是高密度碳,如遇泵斷水或泵內(nèi)有雜質(zhì),就會(huì)造成軸承的損壞。圓筒形聯(lián)軸器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子間的同軸度要求若得不到保證,也會(huì)直接影響軸承的壽命。
⑶打不出液體。打不出液體是泵zui易出現(xiàn)的故障,其原因也較多。首先應(yīng)檢查泵的吸入管路是否有漏氣的地方,檢查吸入管內(nèi)空氣是否排出,內(nèi)灌注的液體量是否足夠,吸人管內(nèi)是否有雜物堵塞,還應(yīng)查一查泵是否反轉(zhuǎn)(尤其是在換過(guò)電機(jī)后或供電線路檢修過(guò)后),還應(yīng)注意泵的吸上高度是否太高。通過(guò)以上檢查若仍不能解決,可將泵拆開(kāi)檢查,看泵軸是否折斷,還應(yīng)檢查泵的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)是否完好,整個(gè)轉(zhuǎn)子可否少量軸向移動(dòng)。若軸向移動(dòng)困難,可檢查炭軸承是否與泵軸結(jié)合的過(guò)于緊密。
值得注意的是,修了幾遍查不出問(wèn)題,應(yīng)注意磁聯(lián)軸器的工作是否正常。軸承、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和隔套在運(yùn)行中都會(huì)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(duì)輸送易汽化液體的會(huì)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,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(fù)。特殊情況下在磁力聯(lián)軸器出現(xiàn)滑脫(失步)時(shí),隔套中的渦流熱量會(huì)急劇增長(zhǎng),溫度急劇上升,如不及時(shí)處理,會(huì)引起磁鋼退磁,使磁力聯(lián)軸器失效。因此應(yīng)設(shè)計(jì)可靠的冷卻系統(tǒng)。對(duì)不易汽化的介質(zhì),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(dòng)部分回到吸人口,對(duì)易汽化的介質(zhì),應(yīng)增加換熱器或?qū)⒁毫饕奖猛獾馁A罐,避免熱量回到吸人口,對(duì)有固體雜質(zhì)或鐵磁性雜質(zhì)的介質(zhì),應(yīng)考慮過(guò)濾,對(duì)高溫介質(zhì),則應(yīng)考慮冷卻,以保證磁力聯(lián)軸器不超過(guò)工作極限溫度。
在考慮轉(zhuǎn)速是否夠時(shí),先要檢查電機(jī)本身的轉(zhuǎn)速是否正常,可用轉(zhuǎn)速計(jì)進(jìn)行測(cè)量,在電機(jī)轉(zhuǎn)速正常的情況下,可考慮是否會(huì)出現(xiàn)磁力聯(lián)軸器的滑脫。
⑷揚(yáng)程不足。造成這種故障的原因有:輸送介質(zhì)內(nèi)有空氣,葉輪損壞,轉(zhuǎn)速不夠,輸送液體的比重過(guò)大,流量過(guò)大。
⑸流量不足。造成流量不足的主要原因有:葉輪損壞,轉(zhuǎn)速不夠,揚(yáng)程過(guò)高,管內(nèi)有雜物堵塞等。
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