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磁力离心泵原理及特性

水泵原理 卧泉泵业 507浏览 0评论

一、产品概述

磁力离心泵是将永磁联轴器的工作原理用于离心泵的高科技产品,设计合理,工艺先进,具有全密封,无泄漏,耐腐蚀等特点磁力离心泵可广泛用于化工、制酸、制碱、冶炼、稀土、农药、染料、医药、造纸、电镀、酸洗、无线电、化成箔、石油、食品、电影照相洗印、科研机构、国防工业等单位抽送酸、碱液、油类稀有贵重液、毒液、挥发性液体,特别是易漏、易燃、易爆液体的输送与增压。磁力泵是理想的绿色化工装备,它将对化工、石油化工、制药和印染等生产企业的增产节支、消除污染、保护环境、安全生产和劳动保护等方面带来较高的经济效益和社会效益。

二、结构原理

磁力化工离心泵由离心泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机带动外磁转子旋转时,磁场能穿透空气隙和非磁性物质,带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转,实现动力的无接触传递,将动密封转化为静密封。

磁力自吸离心泵采用先进的外混式轴向回水泵体结构设计,泵体由吸液室、储液室、蜗壳、回流孔、气液分离室等部分组成。泵启动后,在离心力的作用下,吸水室中的剩余液体与进液管路中的空气被叶轮搅拌形成气液混合物,混合物通过蜗壳进入气液分离室,随着流速降低,导致气水分离,空气由泵出液口排出。磁力自吸泵的驱动装置采用主动磁铁联轴器直接装在电机轴上,通过磁力偶合间接驱动转子组合上的叶轮旋转,泵腔全部封闭,完全无泄漏。

磁力高粘度离心泵是有圆盘泵,磁力传动器、电动机三部分组成。圆盘式叶轮离心泵,从叶轮向液体流的能量传递是在旋转圆盘的边界层的磨擦力的作用下进行。当液体进入泵时,其分子与圆盘表面接合,同时形成边界层。随着泵的旋转,发生了向圆盘间液体分子后继层的能量传递。以此种方式形成的强大压力场将产品以层状(即不受流体波动影响)“拖拽”出泵。按输送介质的物理、化学性质、磨损性、腐蚀性不同,过流部件的材料分为金属和非金属类两大类。

三、结构特性

1.永磁体 由稀土永磁材料制成的永磁体工作温度范围广(-45-400℃),矫顽力高,磁场方向具有很好的各向异性,在同极相接近时也不会发生退磁现象,是一种很好的磁场源。

2.隔离套 在采用金属隔离套时,隔离套处于一个正弦交变的磁场中,在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。涡流的表达式为:其中Pe-涡流;K—常数;n—泵的额定转速;T-磁传动力矩;F-隔套内的压力;D-隔套内径;一材料的电阻率; —材料的抗拉强度。当泵设计好后,n、T是工况给定的,要降低涡流只能从F、D等方面考虑。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套,在降低涡流方面效果十分明显。

3.冷却润滑液流量的控制 泵运转时,必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%,内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时,将导致介质温度高于永磁体的工作温度,使内磁转子逐步失去磁性,使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时,可使环隙区域的温升维持在3-5℃;当介质为烃或油时,可使环隙区域的温升维持在5-8℃。

4.滑动轴承 磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小,所以轴承间隙不得过小,以免发生抱轴事故。由于磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑,所以应根据不同的介质及使用工况,选用不同的材质制作轴承。

5.保护措施 当磁力传动器的从动部件在过载情况下运行或转子卡死时,磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱,保护机泵。此时磁力传动器上的永磁体在主动转子交变磁场的作用下,将产生涡损、磁损,造成永磁体温度升高,磁力传动器滑脱失效。

 

四、产品特性

1.泵轴由动密封变成封闭式静密封,彻底避免了介质泄漏。

2.无需独立润滑和冷却水,降低了能耗。

3.噪音低、功耗小、效率高且具有阻尼减振作用,减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。

4.过载时,内、外磁转子相对滑脱,对电机、泵有过载保护作用。易于安装拆卸和维修,减少了设备维修的难度和劳动强度,提高了泵组的工作效率。

5.可净化环境,消除污染,保护操作者的安全,实现文明生产。

五、安装调试

注意事项

1.按基础尺寸做好混凝土基础,同时予埋好地脚螺栓。

2.在安装前应对泵和电机进行检查,各部分应完好无损,泵内应无杂物。

3.将机组放在基础上,在底板和基础之间放成对楔垫,通过调整楔垫,找正泵的水平。调好后,拧紧地脚螺栓。

4.泵的吸入、吐出管路应有支架,不能用泵来支承。进出口管路口径应与泵进出口口径相统一。

5.自吸泵安装时应先接进口管,加满液体后再接出口管,校正转向。泵的进口管道必须与泵匹配,且总长不能超过5米,否则 会影响自吸性能,自吸高度可按右边公式简单算得:清水时自吸3m/介质密度=实际自吸高度。

6.安装完毕,最后用手转动联轴器,检查有无擦碰现象,转动轻松均匀则安装结束。

7.磁力泵严禁抽取带有颗粒和易结晶的介质,不允许在关闭排放口的情况下而作连续性运转,需保持最少的流量。

8.为防止杂物进入泵内,在进口处应设过滤器,过滤面积应大于管路截面积的3~4倍。

9.扬程高的泵在出口管路上还应该安装止回阀,以防突然停机的水锤破坏。

10.必须保证泵的安装高度符合泵的汽蚀余量,并考虑管路损失及介质温度。为避免泵体内产生汽蚀余量,请必须满足下式:

NPSHa≥NPSHr+0.5 NPSHa:可利用汽蚀余量(m) NPSHr:必需汽蚀余量(m)

NPSHa=106(Pa-Pv) /ρg±hs-hf

Pa: 作用于输送介质表面的压力(MPa) Pv: 介质的蒸汽压力(MPa) ρ:介质密度(kg/m3) hs:吸升高度(m) hf:吸入管阻力(m)

g: 重力加速度(m/s)

11.介质温度过高时应对机封采取冷却措施,以防机封变形静环开裂。

启动运行

1. 开车前应将泵内灌满须输送的液体(如泵是在吸上的情况),关闭出口闸阀,接好电源。

2. 接通电源,检查泵的转向是否正确。

3. 机组试运转5~10分钟,如无异常现象可投入运行。

4. 停机时,应先将出口的闸阀关闭,然后再切断电源。

维修保养

1.定期检查泵和电机,更换易损零件。

2.长期停机不用时,应清洗泵内流道并切断电源。

3.严禁空运转。

六、能量损失形式

水力损失

水力损失主要是液体在叶轮和泵壳的流道内流动时的冲击,摩擦,涡流和脱流引起的能量损失,这些能量损失的数值与雷诺数和流到表面的粗糙程度有关,并基本上与液体流速的平方成正比。水利损失主要出现在磁力离心泵运行之中。

容积损失

容积损失主要是由于磁力离心泵的内泄漏,如密封环间隙,轴向力平衡装置的间隙,以及与泵低压区或进口的连通管引起的介质有高压区向低压区的回流等,使得泵的实际流量小于其理论流量,两流量的差值即泵的容积损失。如容积式原理的齿轮泵,转子泵常发生容积式能量损失。

机械损失

机械损失包括泵的轴封和轴承部分的摩擦功率损失以及叶轮在液体中旋转时叶轮表面于液体的摩擦引起的圆盘摩擦损失。机械损失是所有泵种都存在的机械能损失。

磁涡流损失

磁涡流损失是磁力离心泵特有的一种能量损失,即隔离套相对内外转子是转动的,相当于金属导体在磁场中切割磁力线,会产生电流,电流以热量的形式体现出来即为磁涡流损失。

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