無密封離心(xīn)泵選用時(shí)應(yīng)注意的問題
時間:2012/3/18 來源:浙江(jiāng)揚(yáng)子江(jiāng)泵業(yè)有限(xiàn)公司
一、概述
無密封離心泵,也稱無泄漏離心泵,可分為磁力驅動離心泵(以下簡稱磁力泵)和屏蔽泵,它們在結構上隻有靜密封而(ér)無動(dòng)密封,因此(cǐ)輸送液體時能保證一滴(dī)不漏。隨著環境保護要求的不斷提高,無密封離心泵的應用(yòng)也(yě)越來越廣泛。為便於大家合理選用無密封離心泵,通過介紹無(wú)密封離心泵的類型、原理、結構,比較磁力泵和屏蔽泵的特性,歸納出無密(mì)封離心泵(bèng)選用時應(yīng)注意的一些問題。
二、磁(cí)力泵
1. 磁力泵的工作原理
磁力傳動是利用磁體能吸引鐵(tiě)磁(cí)物質以及磁體或(huò)磁場之(zhī)間有磁力作用的特性,而(ér)非鐵(tiě)磁物質不影響或很少影響(xiǎng)磁力的大小,因(yīn)此可(kě)以無接觸地透過非磁導體(隔離套)進行動力傳輸。
磁力傳動可分為(wéi)同(tóng)步或異步設計。大多數磁力泵采用同步設計。電動機(jī)通過外部聯軸器和外磁鋼聯在一起,葉輪和內磁鋼聯在一起。在外磁鋼和內磁鋼之間設有全密封的隔離套,將內、外磁鋼完全隔開(kāi),使內磁鋼處於介(jiè)質之中,電機的轉軸通過磁(cí)鋼間磁極的吸力直接帶動葉輪同步轉(zhuǎn)動。
異步設計磁性傳動,也稱扭矩環磁性傳動。用鼠籠式結構的扭矩環來取代內磁鋼,扭矩環(huán)在外磁鋼的吸引下以略低的速度轉動。由於無內磁鋼,因此其(qí)使用溫度要高於同步驅(qū)動的磁力傳動。
2. 磁力泵的結構
1)磁力耦合器
磁(cí)力傳(chuán)動由(yóu)磁力耦合器來(lái)完成。磁力耦合器主要包括內磁鋼、外磁鋼及隔離(lí)套等零部件,是磁力泵的(de)核心部件。磁力耦合器的結構、磁路設計,及(jí)其各零部件的材料關係到磁力泵的可靠性,磁傳動效率及壽命(mìng)。磁力耦合器應在規定的環境條件下適用於戶外啟動和連續操(cāo)作,不應出現脫耦和退(tuì)磁現象。
(1) 內、外磁鋼(gāng)
內磁鋼應用粘合劑牢固地固定在導環上,並用包套(tào)將內磁鋼和介質隔離。包套小(xiǎo)厚度(dù)應為0.4mm,其材料應選用非磁性的(de)材料,並適用於輸送的介質。
外磁鋼也應用粘合劑牢固地固定在外(wài)磁鋼環(huán)上。為防止裝配時外磁鋼的損壞(huài),外磁鋼內表麵好也應覆以包套。
同步磁力耦合器應選用(yòng)釤(shān)鈷(gǔ)、釹鐵硼等稀土型磁性材料;扭矩環傳動器可選用釤鈷、釹鐵硼等稀土磁性材料,或鋁鎳鈷磁(cí)性材料。釹鐵硼的磁能積高於釤鈷,缺點是使用溫度僅為120℃,且(qiě)磁穩定性相對較差。釤鈷的磁傳動效率和磁能積高,並具有極強的抗退磁能力。用於磁力泵的釤鈷通(tōng)常有兩(liǎng)種,釤鈷1.5級Sm1Co5和2.17級Sm2Co17。釤(shān)鈷1.5級含釤35%,鈷65%,高(gāo)使用溫(wēn)度250 ℃,居裏溫(wēn)度523℃;釤鈷 2.17級(jí)含釤25%,鈷50%,鈦、 鐵(tiě)等 25%,其高使用溫度達350 ℃,居裏溫度750℃。
(2) 隔離套
隔離套也(yě)稱隔離罩或密封套(tào),位於內、外磁鋼之間,將內、外磁鋼完(wán)全隔開,介質封閉在隔離套內。隔離(lí)套的厚度與工作壓力和使用溫度有關,太厚,則增加內(nèi)、外磁鋼的間隙尺寸,從(cóng)而影(yǐng)響磁傳動效率;太薄,則影響強度。
隔離(lí)套有金(jīn)屬和非金屬兩種,金屬隔離套存在(zài)渦流損失(shī),非金屬隔離套無渦流損失。金屬隔離套應選用高電阻率的材料,如用哈氏合金、鈦合金等,也可(kě)選用奧氏體不鏽鋼(gāng),其厚度一般應大於或等於1.0mm。對於小功率的磁力泵,且使用溫度較低時,其隔離套也可考慮采(cǎi)用非金屬材料,如塑料或陶瓷等。
2)滑動軸承
(1) 碳化矽陶瓷
磁力泵一般采用碳化矽陶瓷軸承。為防止遊離的矽離子進(jìn)入介質,一般應要求采用純燒結的α級碳化矽。碳化矽(guī)滑動軸承,承載能(néng)力高,且具有極強的耐(nài)衝蝕(shí)、耐化學腐蝕、耐磨損和良好的耐熱性,使用溫度可達500℃以上。碳化矽滑動軸承的使用壽(shòu)命一般可達3年以上。
(2) 石墨
石墨具有較好的自潤滑性(xìng)能,可經受短時間的幹運行,使用(yòng)溫度可達450℃,缺點是耐磨性能較(jiào)差。石墨滑動軸承的使用壽命一般可達1年以上。
3.泵保護係統
(1) 軸承狀態監測器
如(rú)果用戶需要,一些國際知名廠商可配置非接觸式的軸承狀態監(jiān)測器,用於防(fáng)止軸承磨損失效、聯軸器的脫耦、轉子(zǐ)卡住,及功率係統故障等。
(2) 電機功率監控(kòng)器
電機功率監控器通過監測電機功率,來避免發生低流量或幹運(yùn)轉。
(3) 溫度探頭
用溫度探頭(RTD)來監測隔離套的溫度,以反映泵在操作中狀態的變化。可防止泵的幹運轉、內外軸承磨損、嚴重汽蝕、悶泵、泵卡住、以及係統(tǒng)過熱等。
(4) 差壓開關
用(yòng)差壓開關來監測泵出口的壓力變化,可防止泵的幹運轉、嚴重汽蝕、悶泵、泵卡住(zhù)等。尤其適用於容器卸空/槽車卸載等。
(5) 第二層(céng)保護
a. 承(chéng)壓(yā)密閉的磁耦合(hé)箱(xiāng)體
隔(gé)離套外為磁耦合箱體,如圖1的虛線部分。對於(yú)高係統壓力下輸送某些(xiē)劇毒或易燃化學品時,該箱體應為承壓(yā)密閉(bì)容器,其設計和(hé)試驗壓力值(zhí)和泵的液力端相同;且泵外軸和磁耦合箱體之間應設節流襯套和機械密封(俗稱二次密封)。
b. 雙隔離套(tào)結構
(6) 液體泄漏探頭(tóu)
對(duì)於采用第二層保護的磁力泵,應設(shè)置液體泄漏(lòu)探頭。對於承壓密閉的磁耦合(hé)箱體結構的磁力泵(bèng),當隔離套破裂,或由於其(qí)它原(yuán)因有液體進入磁耦合箱體時,探頭就會報警;對於雙隔離(lí)套結構(gòu)的磁力泵,當內隔離套破裂,或由於其它原因有液體進入內外隔離(lí)套之間的腔體時,探頭(tóu)就會報警。
三、屏(píng)蔽泵
1.屏蔽泵(bèng)的工(gōng)作原理
屏蔽泵的泵(bèng)頭和電動機都被封閉在一個被泵送介質(zhì)充滿的壓力容(róng)器內,此壓力容器隻有靜密封。屏蔽泵的葉輪和電動機的轉子固定在同(tóng)一根軸上,利用屏蔽套將電動機的(de)轉(zhuǎn)子和定子隔開,轉子在被輸送的介(jiè)質中運轉,其動力通過定子磁場傳遞給轉子。
2屏蔽泵的(de)結構
(1) 滑動軸承
由於轉子較長,屏蔽泵(bèng)需設前(qián)後(hòu)兩個(gè)滑(huá)動軸承(chéng)座。這兩個軸承要求精確對中。如果對中不佳(jiā),軸承很容易碎裂。
由於石墨材質相對較軟,因此屏蔽泵的(de)滑動軸承(chéng)較多地采用石(shí)墨材質。石墨滑動軸承與表麵堆焊(hàn)鎢、鉻、鈷等硬質合金(jīn)或等離子噴塗氮(dàn)化矽一類硬質合金(jīn)製成的軸套組成摩擦副,使用壽命可達一年以上。
也有些屏蔽泵廠商,由於較好地解決了前後兩個滑動軸承座的對中問題(tí),因此也可采用純燒結α級(jí)碳化(huà)矽材質。如果使用情況良好(hǎo),純燒結α級碳化矽滑(huá)動軸承的壽命可達三年以上。
(2)屏蔽套
屏蔽泵通常有兩個(gè)屏蔽套,即定子(zǐ)屏蔽套和轉(zhuǎn)子屏蔽套(tào)。用來(lái)防止工作介質浸入定子繞組和轉子鐵芯,其厚度一般為0.4~0.7mm。由於屏(píng)蔽套的存在,使電動機(jī)定(dìng)子(zǐ)和(hé)轉子之間的間隙加大,造成屏蔽電動機的性能(néng)下降,同時在屏蔽套中還(hái)會產(chǎn)生渦流,增加了功率損(sǔn)耗。
對於屏(píng)蔽泵,其屏蔽套應選用耐腐蝕(shí)性好、強度高的非導磁材料,定子屏蔽套優先選用(yòng)哈氏合金。轉子(zǐ)屏蔽套(tào)一般(bān)選用(yòng)哈(hā)氏合金或奧氏體不鏽鋼。
(3) 屏(píng)蔽泵的類型
根據被(bèi)輸送液體的溫度、壓力、有否顆粒和粘(zhān)度高低等不同要求,屏蔽泵一般可(kě)分為基本(běn)型(標準型)、逆循環型、高溫型、高融點型、高壓(yā)型、自吸型、液下型、泥漿型、高壓管(guǎn)路型,以及專為船舶、核電站和吸收製冷裝置用的各種(zhǒng)類型屏蔽泵。
2.泵(bèng)保護係統
為提高使用壽命和運轉的安全性,屏蔽泵通常都設有(yǒu)下列保護裝置。
(1)軸承磨損監測器
軸承磨損監測器有機械式、電氣式、機械(xiè)電氣式等型式。當屏蔽泵運轉時(shí),可以(yǐ)通過軸承磨損監測器隨時監視軸(zhóu)承的(de)運轉(zhuǎn)情況,當軸承磨損較大時就要停車檢修或更換軸承,在運轉時若發生(shēng)軸承損壞則立(lì)即停車。
(2)電流保護器
屏蔽泵在無液情況下空運轉時,會造成軸承損壞。當流量大幅度下降(jiàng)時,電流也會大大降低,此時電流保護器可自動動作而停(tíng)車。同樣(yàng),在負載過大時,電流增加較多,電流保護器也會動作,自動切斷電流(liú),使電(diàn)機停止運轉,防止事故(gù)發生。
除以上兩種保護裝置外,如果需要,屏蔽泵還可配熱交換能力監測器、液麵監測器或在電動機內部裝有內壓保護器等,以滿(mǎn)足不同用途屏蔽泵安全保護的需要。
三、磁力泵和屏蔽泵特性比(bǐ)較
選用屏(píng)蔽泵時還應注意的(de)其(qí)他問題
(1) 對於滑動軸承為石墨材質的屏蔽泵,應設軸承磨損監測儀表。監測(cè)儀表的具體形式(機械式、電氣式(shì)、機械電氣式等)由買賣雙方(fāng)共同商定。
(2) 屏蔽(bì)泵使(shǐ)用時,應定期檢查電流,軸承磨(mó)損情況,是否滲漏運行(háng),是否平穩,振動和噪聲是(shì)否正常等。
(3) 買方(fāng)應留意屏蔽泵(bèng)的排氣問題。重載荷屏蔽泵好應為自排氣型;中、輕載荷屏蔽(bì)泵也宜為自(zì)排氣型,如果賣方有經驗,經買方同意,才(cái)允許采用手動排氣型。對(duì)於手動排氣型無密封離心泵,賣方必須在泵的醒(xǐng)目之處懸掛“警示”標簽,以提醒買方在開車前及維修前後手(shǒu)動排氣。
在無密(mì)封離心泵範(fàn)疇內,選用(yòng)磁力(lì)泵,還是屏蔽泵 在無密封(fēng)離心(xīn)泵範疇內,究竟是選用磁力泵,還(hái)是屏蔽泵,根(gēn)據它們(men)的特性比較(詳見表1),給(gěi)出(chū)以下建議(yì),供參考。
1) 要求占地麵積盡可能小時,可考慮選用屏蔽泵;
2) 對泵效率(lǜ)要求較高(gāo)時(shí),屏(píng)蔽(bì)泵有一定的優勢;
3) 對噪聲和振動要求苛刻時,屏(píng)蔽泵有一定的(de)優(yōu)勢;
4) 安全性要求很高時,可考慮選用屏(píng)蔽泵,或(huò)帶第二層保護的磁力泵;
5) 對安全(quán)性要求特別高時,應考慮選用屏蔽泵;
6) 要求泵和機械密封泵能夠互換時,可考慮選用磁力泵;
7) 輸送強腐蝕介質,且必須(xū)用非金屬材料作為過流部件時,可選用磁力泵;
8) 大功率,或輸送高溫介質,且現場無冷卻水時,可考慮選用磁力泵;當兩者皆可(kě)以使用時,應根據業(yè)主的要求,以(yǐ)及工程公司(設計院)的習慣(guàn)和經驗來確(què)定無密封(fēng)泵的類型。











