磁力泵的工作原理

 

磁力泵由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動(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)接觸傳遞，將動(dòng)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(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)。

一、磁力泵工作原理

    將n對(duì)磁體(n為偶數(shù))按規(guī)律排列組裝在磁力傳動(dòng)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(duì)，即兩個(gè)磁極間的位移角Φ＝0，此時(shí)磁系統(tǒng)的磁能低；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)。

 

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(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。
2．隔離套
    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。
3．冷卻潤(rùn)滑液流量的控制
    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℃。
4．滑動(dòng)軸承
    磁力泵滑動(dòng)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(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。
    由于磁力泵的滑動(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。
5．保護(hù)措施
    當(dāng)磁力傳動(dòng)器的從動(dòng)部件在過(guò)載情況下運(yùn)行或轉(zhuǎn)子卡死時(shí)，磁力傳動(dòng)器的主、從動(dòng)部件會(huì)自動(dòng)滑脫，保護(hù)機(jī)泵。此時(shí)磁力傳動(dòng)器上的永磁體在主動(dòng)轉(zhuǎn)子交變磁場(chǎng)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(dòng)器滑脫失效。

 

三、磁力泵的優(yōu)點(diǎn)

同使用機(jī)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(diǎn)。

1．泵軸由動(dòng)密封變成封閉式靜密封，徹底避免了介質(zhì)泄漏。
2．無(wú)需獨(dú)立潤(rùn)滑和冷卻水，降低了能耗。
3．由聯(lián)軸器傳動(dòng)變成同步拖動(dòng)，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(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。
4．過(guò)載時(shí)，內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子相對(duì)滑脫，對(duì)電機(jī)、泵有保護(hù)作用。

 

四、運(yùn)行注意事項(xiàng)

1．防止顆粒進(jìn)入
    (1)不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進(jìn)入磁力傳動(dòng)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(shí)沖洗(停泵后向泵腔內(nèi)灌注清水，運(yùn)轉(zhuǎn)1min后排放干凈)，以保障滑動(dòng)軸承的使用壽命。 (3)輸送含有固體顆粒的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)在泵流管入口處過(guò)濾。
2．防止退磁
    (1)磁力矩不可設(shè)計(jì)得過(guò)小。(2)應(yīng)在規(guī)定溫度條件下運(yùn)行，嚴(yán)禁介質(zhì)溫度超標(biāo)?？稍诖帕Ρ酶綦x套外表面裝設(shè)鉑電阻溫度傳感器檢測(cè)環(huán)隙區(qū)域的溫升，以便溫度超限時(shí)報(bào)警或停機(jī)。
3．防止干摩擦
    (1)嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)。(2)嚴(yán)禁介質(zhì)抽空。(3)在出口閥關(guān)閉的情況下，泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得超過(guò)2min，以防磁力傳動(dòng)器過(guò)熱而失效。