磁力泵的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用

磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機(jī)三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。當(dāng)電動機(jī)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(shí)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*封閉，從而*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，帶動磁轉(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(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.冷卻潤滑液流量的控制

泵運(yùn)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(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℃。

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(jìn)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(hù)措施

當(dāng)磁力傳動器的從動部件在過載情況下運(yùn)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(hù)機(jī)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(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.泵軸由動密封變成封閉式靜密封，*避免了介質(zhì)泄漏。

2.無需獨(dú)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(jī)振動對泵的影響和泵發(fā)生氣蝕振動時對電動機(jī)的影響。

4.過載時，內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子相對滑脫，對電機(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(yùn)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(jì)得過小。(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環(huán)隙區(qū)域的溫升，以便溫度超*報警或停機(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)時間不得超過2min，以防磁力傳動器過熱而失效。

離心泵水力設(shè)計(jì)

離心泵的水力設(shè)計(jì)要解決三方面問題：

1)過流部件的主要參數(shù)，以及部件各部分的比例。

2)流型設(shè)計(jì)，選定在水力設(shè)計(jì)過程中所選定的過流部件的流動規(guī)律。例如蝸殼周向速度的分布，葉輪前后流動環(huán)量的分布及軸面速度的分布。這些分布均為設(shè)計(jì)前的假定。

3)葉輪葉片及流道的型線設(shè)計(jì)，提供過流部件的加工木木模圖。

離心泵在水力設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量達(dá)到：

1)保證達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，即流量和揚(yáng)程等要求;

2)使離心泵有良好的能量性能，即有較高的水力效率，且率區(qū)盡量寬;

3)有良好的空化和空蝕性能，減少空化引起的效率下降;

4)有良好的穩(wěn)定性，壓力脈動和噪聲值均較低;

5)盡可能小的尺寸，以降低造價;

6)滿足一些特殊運(yùn)行條件的要求，例如深井，潛水和高含沙水流等特殊要求;

7)滿足制造的安裝等工藝的要求。

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