磁力泵基礎(chǔ)知識總結(jié) 2014828

1、磁力泵磁力傳動技術(shù)國外早在1946年已被應(yīng)用于化工行業(yè)和國防領(lǐng)域，我國于50年代末首次將磁力傳動技術(shù)應(yīng)用于航天領(lǐng)域，同時刷新了國內(nèi)外同類試驗的先進記錄，其技術(shù)水平處于國際領(lǐng)先地位。1986年，航天部510研究所利用“拉推磁路”技術(shù)在蘭州化學(xué)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(yīng)用了磁力傳動泵產(chǎn)品，并針對石化生產(chǎn)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，檢修周期比原先提高了10倍以上，大

2、大提高了生產(chǎn)效率。應(yīng)用范圍：磁力傳動泵主要用于石油、化工、醫(yī)藥、核工業(yè)、軍工等領(lǐng)域的液體輸送流程設(shè)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(qū)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(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成當(dāng)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)動力的無接觸同步傳遞，將容易泄露的動密封結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為零泄漏的靜密封結(jié)構(gòu)。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。磁力隔離泵的定子與轉(zhuǎn)子

3、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(qū)動電機都被密封在一個被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封，并由一個電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動轉(zhuǎn)子。這種結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)離心泵具有的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉(zhuǎn)子和定子隔開，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運轉(zhuǎn)，其動力通過定子磁場傳給轉(zhuǎn)子。）2 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

4、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0，此時磁系統(tǒng)的磁能最低；當(dāng)磁極轉(zhuǎn)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(fù)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)。磁力驅(qū)動泵(簡稱磁力泵)是將永磁聯(lián)軸的工作原理應(yīng)用于離心泵的新產(chǎn)品，設(shè)計合理，工藝先進，具有全密封，無泄漏，耐腐蝕等特點。3 結(jié)構(gòu)特點磁力傳動裝置示意圖磁力傳動泵結(jié)構(gòu)圖3.1、永磁體 由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45400)，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

5、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(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(dāng)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。 3.3、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

6、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。 3.4、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。 3.5、

7、保護措施 當(dāng)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。4 優(yōu)缺點4.1優(yōu)點磁力驅(qū)動離心泵的優(yōu)點包括，完全無泄漏，內(nèi)外轉(zhuǎn)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(nèi)外磁轉(zhuǎn)子的間隙亦較大，磁力離心泵運行可靠，因軸封磨損造成的內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(yīng)用于SIC軸承，耐磨性良好，使用壽

8、命長，泵的轉(zhuǎn)速不受電機限制。可與電機轉(zhuǎn)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(nèi)磁轉(zhuǎn)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(qū)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(shè)計有較高的要求外，其余部分技術(shù)要求不高。5、 磁力驅(qū)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，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

9、離心泵低，不能在流量低額定流量的30%下運行，更禁忌空轉(zhuǎn)。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(zhì)并嚴禁磁性顆粒材料進入泵內(nèi)。3、一般結(jié)構(gòu)的磁力離心泵，允許輸送含直徑小于0.15mm，質(zhì)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(dāng)時，會導(dǎo)致進口處軸承的損壞和防單面?zhèn)嚷└綦x套的磨損。5、 磁力離心泵的磁力驅(qū)動器，有同步傳動和異步傳動兩種方式，同步傳動的內(nèi)，外磁轉(zhuǎn)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35

10、0攝氏度，但是實際使用溫度一般不超過260攝氏度，否側(cè)高溫可能造成永磁體失磁，特殊結(jié)構(gòu)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(zhì)及制造工藝要求較高，如果材料選擇不當(dāng)或者制造質(zhì)量差時，隔離套經(jīng)不起內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子的磨損而產(chǎn)生磨損，一但破裂，輸送的介質(zhì)就會外溢，造成設(shè)備故障，影響裝置正常運行。7、 磁力離心泵輸送接介質(zhì)溫度超過規(guī)定時，需有外部提供冷卻，如設(shè)置隔熱腔，泵腔內(nèi)注入壓力高于密封壓力的冷卻液，冷卻內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和軸承，也可采用帶夾層的隔離套，夾層內(nèi)通入冷卻液，或泵體設(shè)置冷卻夾套和冷卻盤管等，單結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhì)、顆粒進入磁力

11、傳動器和軸承摩擦副。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。5.2、防止退磁(1)力矩不可設(shè)計得過小。應(yīng)在規(guī)定溫度條件下運行，嚴禁介質(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，以便溫度超限時報警或停機。5.3、防止干摩擦(1)禁空轉(zhuǎn)。嚴禁介質(zhì)抽空。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。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

12、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(zhuǎn)速太低；密封環(huán)或葉輪磨損過大；吸水高度超標(biāo)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(zhuǎn)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：磁力泵轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速；矯正

13、磁力泵主軸或調(diào)整磁力泵與電機的相對位置；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(nèi)磁鋼磁片損壞與隔離套接觸；密封環(huán)與葉輪碰磨；泵內(nèi)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；更換電機滾珠軸承；矯正彎曲的磁力泵主軸或調(diào)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(diào)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

14、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(zhuǎn)；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(diào)整電壓。 6.6 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(zhuǎn)速太低；介質(zhì)內(nèi)帶有氣體；葉輪損壞；

15、輸送介質(zhì)的密度大于設(shè)計時的密度；口環(huán)間隙過大；磁性體退磁等。 處理方法：關(guān)小出水閥；恢復(fù)額定轉(zhuǎn)速；排除介質(zhì)中氣體；修復(fù)或更換葉輪；調(diào)整工藝參數(shù)使介質(zhì)密度符合設(shè)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(zhuǎn)，軸承干磨；泵內(nèi)有雜質(zhì)；內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間同軸度不夠等。 處理方法：避免泵空轉(zhuǎn)；清除介質(zhì)中的雜質(zhì)；重新裝配內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子。 6.9 磁力泵驅(qū)動機電流偏大或偏小 產(chǎn)生原因：泵內(nèi)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(zhì)粘度應(yīng)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(nèi)有異物；泵軸承內(nèi)雜質(zhì)聚集被卡住；

16、內(nèi)外磁轉(zhuǎn)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(nèi)外磁轉(zhuǎn)子；檢查電氣元件。 除了上述常見故障外，還應(yīng)注意，當(dāng)磁力泵檢修了幾遍都查不出問題時，應(yīng)注意磁力聯(lián)軸器的工作是否正常。軸承、內(nèi)磁轉(zhuǎn)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，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，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