磁力泵(磁力驅(qū)動泵)主要由泵頭、磁力傳動器、電動機(jī)、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(jī)帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),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(shí)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)。
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Φ=0,此時(shí)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,帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
磁力泵是屬于化工泵領(lǐng)域的一個分支,可以輸送氯堿、氯苯、化成箔、酸洗、農(nóng)藥、醫(yī)藥、等行業(yè)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的輸送。
磁力泵是一種將永磁聯(lián)軸的工作原理應(yīng)用于離心泵的新產(chǎn)品。
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,磁場方向具有很好的各向異性,在同極相接近時(shí)也不會發(fā)生退磁現(xiàn)象,是一種很好的磁場源。
2.隔離套
磁力泵在采用FRPP隔離套時(shí),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(dá)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(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.冷卻潤滑液流量的控制
磁力泵泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),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(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℃。
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,所以不銹鋼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(jìn)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。
5.保護(hù)措施
當(dāng)磁力傳動器的從動部件在過載情況下運(yùn)行或轉(zhuǎn)子卡死時(shí),磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫,保護(hù)機(jī)泵。此時(shí)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。
磁力泵打不出液體是泵最易出現(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)(尤其是在換過電機(jī)后或供電線路檢修過后),還應(yīng)注意泵的吸上高度是否太高。
通過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)檢查泵的動環(huán)、靜環(huán)是否完好,整個轉(zhuǎn)子可否少量軸向移動。
若軸向移動困難,可檢查炭軸承是否與泵軸結(jié)合的過于緊密。
值得注意的是,磁力泵修了幾遍查不出問題,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(shí),隔套中的渦流熱量會急劇增長;
溫度急劇上升,如不及時(shí)處理,會引起磁鋼退磁,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)軸承和磁傳動部分回到吸人口;
對易汽化的介質(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;
對有固體雜質(zhì)或鐵磁性雜質(zhì)的介質(zhì),應(yīng)考慮過濾,對高溫介質(zhì),則應(yīng)考慮冷卻,以保證磁力聯(lián)軸器不超過工作極限溫度。
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)行測量,在電機(jī)轉(zhuǎn)速正常的情況下,可考慮是否會出現(xiàn)磁力聯(lián)軸器的滑脫。
修了幾遍查不出問題,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(shí),隔套中的渦流熱量會急劇增長;
溫度急劇上升,如不及時(shí)處理,會引起磁鋼退磁,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)軸承和磁傳動部分回到吸人口,對易汽化的介質(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;
對有固體雜質(zhì)或鐵磁性雜質(zhì)的介質(zhì),應(yīng)考慮過濾,對高溫介質(zhì),則應(yīng)考慮冷卻,以保證磁力聯(lián)軸器不超過工作極限溫度。
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)行測量,在電機(jī)轉(zhuǎn)速正常的情況下,可考慮是否會出現(xiàn)磁力聯(lián)軸器的滑脫。
磁力泵主要由泵頭、磁力驅(qū)動裝置和其它零部件共三部分組成。泵頭部分主要由葉輪、泵體、軸承、軸套、泵蓋、泵軸等零件組成;磁力驅(qū)動裝置部分主要由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、外磁轉(zhuǎn)子、隔離套等部件組成;其它零部件主要包括托架、底座、電機(jī)等。
工作原理:當(dāng)電動機(jī)帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),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(shí)現(xiàn)動力的無接觸傳遞,將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封,達(dá)到輸送液體的目的。
特點(diǎn):泵軸由動密封變成封閉式靜密封,徹底避免了介質(zhì)泄漏。無需獨(dú)立潤滑和冷卻水,降低了能耗。過載時(shí),內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子相對滑脫,對電機(jī)、泵有保護(hù)作用。不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進(jìn)入磁力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(shí)沖洗,以保障滑動軸承的使用壽命。
輸送含有固體顆粒的介質(zhì)時(shí),應(yīng)在泵流管入口處過濾;在規(guī)定溫度條件下運(yùn)行,嚴(yán)禁介質(zhì)溫度超標(biāo),一般較高使用溫度在100℃以內(nèi),防止退磁。嚴(yán)禁空轉(zhuǎn);在出口閥關(guān)閉的情況下,泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得超過2min,以防磁力傳動器過熱而失效。
磁力泵在濕法腐蝕清洗設(shè)備中主要有以下應(yīng)用:
?。?)藥液的循環(huán)過濾:由磁力泵、循環(huán)溢流槽、過濾器、管件等組成藥液的循環(huán)過濾系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)藥液的循環(huán)過濾,保證工藝槽藥液溫度和濃度的均勻性。由于磁力泵長時(shí)間運(yùn)行會引起藥液一定溫升,因此不適用于溫控精度較高的工藝槽中。常應(yīng)用于太陽能電池片酸洗、制絨、清洗等設(shè)備中。
?。?)熱水注入與噴淋:經(jīng)過化學(xué)液處理后的晶片,有時(shí)需要熱DI水噴淋沖洗。一般先將DI水注入至預(yù)熱槽,通過加熱器加熱到所需供液溫度后,再通過磁力泵加壓輸送至噴淋裝置,實(shí)現(xiàn)對晶片的清洗。由于磁力泵軸承滑動摩擦?xí)a(chǎn)生顆粒,不適用于顆粒要求高的清洗。