磁力泵相關(guān)小知識(shí)

一、磁力泵

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。

二、磁力泵的前世今生

磁力泵是電機(jī)和水泵一體的， 不但安裝方便而且極大的節(jié)省了安裝空間，同時(shí)也減少了電機(jī)和水泵單獨(dú)安裝過(guò)程中有可能出現(xiàn)的一系列問(wèn)題.　

磁力聯(lián)軸器傳動(dòng)泵(簡(jiǎn)稱(chēng)磁力驅(qū)動(dòng)泵)最早是在1947年由英國(guó)HMD公司的Geoffrey Howard研制成功的。幾年后西德的Franz Klaus也相繼開(kāi)發(fā)成功。最先使用磁力驅(qū)動(dòng)泵的兩家公司是英國(guó)的帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司和德國(guó)的拜爾化學(xué)公司。開(kāi)發(fā)磁力泵的最初目的是為了保護(hù)從事化工、核動(dòng)力、國(guó)防等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)人員的安全和健康。

20世紀(jì)70年代中期以后由于稀土鈷(1978年)、最強(qiáng)有力的釹鐵硼(1983年)等新一代永磁鐵和碳化硅軸承技術(shù)的開(kāi)發(fā)使磁力驅(qū)動(dòng)泵的技術(shù)水平有了極大的提高。據(jù)國(guó)外樣本和文獻(xiàn)資料顯示，磁力驅(qū)動(dòng)泵的流量現(xiàn)在可達(dá)1150m3/h；揚(yáng)程達(dá)500m；介質(zhì)溫度范圍-120℃～450℃；粘度極限100～200cp；介質(zhì)中磨蝕性固體顆粒含量可達(dá)1.5%(按重量),固體顆粒粒度可達(dá)100μm；采取特殊措施后, 泵能輸送含20%不溶性固體物的渣漿,固體物直徑可達(dá)20mm；系統(tǒng)壓力可達(dá)450bar[1]。

三、磁力泵的工作原理

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)的磁能最低；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(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

四、變頻器在磁力泵上的節(jié)能改造應(yīng)用

磁力泵在啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)的電流會(huì)比額定高5-6倍的，不但會(huì)影響電機(jī)的使用壽命而且消耗較多的電量. 磁力泵變頻器系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)在電機(jī)選型上會(huì)留有一定的余量，電機(jī)的速度是固定不變，但在實(shí)際使用過(guò)程中，有時(shí)要以較低或者較高的速度運(yùn)行，因此進(jìn)行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、通過(guò)改變?cè)O(shè)備輸入電壓頻率達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護(hù)功能。國(guó)內(nèi)比較有名氣變頻器廠家有三.晶、英威騰等。

五、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(xiàn)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℃。

六、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。

七、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。

八、磁力泵的優(yōu)點(diǎn)

磁力泵是一種通過(guò)磁力傳動(dòng)器(磁力聯(lián)軸器)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)到完全無(wú)泄漏。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)。

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。

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。

九、磁力泵的種類(lèi)

目前國(guó)內(nèi)廠家的磁力泵大致可分為：不銹鋼磁力泵、工程塑料磁力泵、氟塑料磁力泵、耐高溫磁力泵、多級(jí)磁力泵等幾大類(lèi)。

十、怎樣選購(gòu)適合的磁力泵

磁力泵的種類(lèi)很多，在設(shè)計(jì)裝置設(shè)備時(shí)，要確定泵的用途和性能參數(shù)并選擇泵型。那么以什么原則來(lái)選購(gòu)磁力泵呢？依據(jù)又是什么？

1、 泵選型原則

（1）、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕余量、吸程等工藝參數(shù)的要求。

（2）、必須滿(mǎn)足介質(zhì)特性的要求：對(duì)輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無(wú)泄漏泵，如磁力驅(qū)動(dòng)泵（無(wú)軸封，采用隔離式磁力間接驅(qū)動(dòng)） 。

對(duì)輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對(duì)流部件采用耐腐蝕性材料，如氟塑料耐腐蝕泵。

對(duì)輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對(duì)流部件采用耐磨材料，必要時(shí)軸封用采用清潔液體沖洗。

（3）、機(jī)械方面要求可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小。

（4）、正確計(jì)算泵采購(gòu)的投入成本，對(duì)泵生產(chǎn)廠家進(jìn)行考察，要求其設(shè)備質(zhì)量好，售后服務(wù)好，備件能及時(shí)供應(yīng)。

2、如何正確計(jì)算采購(gòu)泵的投入成本

初次采購(gòu)，貨比三家，精確的計(jì)算泵的價(jià)格，然后選擇能夠達(dá)到自己要求的價(jià)格的產(chǎn)品。但對(duì)于用戶(hù)而言，磁力泵在使用過(guò)程中起到的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)初購(gòu)買(mǎi)它而花費(fèi)的成本，這樣，必須將泵出現(xiàn)問(wèn)題和故障時(shí)浪費(fèi)的工作時(shí)間和維修費(fèi)用也計(jì)算到整體成本當(dāng)中去；同樣的，泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中將耗費(fèi)大量的電能，長(zhǎng)年累月下來(lái)，一臺(tái)小小的泵消耗的電能是讓人咂舌的。

經(jīng)過(guò)國(guó)外一些泵廠對(duì)售出產(chǎn)品的跟蹤調(diào)查顯示，磁力泵在其使用壽命中耗費(fèi)的最大資金不是初次的采購(gòu)成本，也不是維護(hù)費(fèi)用，而是其消耗的電能。吃驚的發(fā)現(xiàn)原來(lái)泵消耗的電能價(jià)值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其本身的采購(gòu)成本和維護(hù)費(fèi)用，再考慮到其本身的使用效率、噪音、人工維護(hù)等原因，我們還有什么理由去購(gòu)買(mǎi)那些質(zhì)次價(jià)低的的“水貨”產(chǎn)品呢？

其實(shí)某種類(lèi)型的泵的原理都是一樣的，里面的結(jié)構(gòu)、部件也是大同小異，最大的差異體現(xiàn)在部件的選材、做工和質(zhì)量。和其他產(chǎn)品不一樣的是，泵的部件成本差異是十分顯著的，差距大到一般人都無(wú)法想象。比如一個(gè)很小的軸封，便宜的幾毛錢(qián)就可以買(mǎi)到，而好的產(chǎn)品卻要幾十甚至上百元，可想而知采用這兩種產(chǎn)品制造出來(lái)的產(chǎn)品差距有多大，而讓人擔(dān)憂(yōu)的是，在前期使用過(guò)程中它們幾乎是沒(méi)有差別的。上百上千倍的價(jià)格差距體現(xiàn)在產(chǎn)品的性能和使用期限上。短命（幾個(gè)月）、噪音（一兩個(gè)月后出現(xiàn)）、漏液（兩三個(gè)月后出現(xiàn)）等現(xiàn)象接連不斷的發(fā)生，讓許多用戶(hù)后悔開(kāi)始不該省了那幾十塊錢(qián)。而使用過(guò)程中的大噪音和高熱量實(shí)際上是寶貴的電能轉(zhuǎn)換為了沒(méi)有用的動(dòng)能（機(jī)械摩擦）與熱能，實(shí)際做的有效功（抽水）卻少得可憐。

看到這里，聰明的用戶(hù)應(yīng)該明白如何選擇合適的產(chǎn)品了。