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磁力泵
閱讀：1601 發(fā)布時(shí)間：2017-9-27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。磁力泵由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成。磁力泵磁力傳動(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。
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。
組成分解
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
磁力泵滑動(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。
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)
磁力泵是一種通過(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，磁力泵具有以下優(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?？梢运憙捎茫⑶?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。
故障分析/磁力泵 編輯
⑴磁力泵軸折斷。CQB型磁力泵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磁力泵軸承損壞。TC磁力泵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磁力泵打不出液體。磁力泵打不出液體是泵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，磁力泵內(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，磁力泵修了幾遍查不出問(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)輸送易汽化液體的磁力泵會(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。因此磁力泵應(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。