Всеобъемлющее введение в магнитные насосы. Прочитав это, вы поймете преимущества магнитных насосов

Магнитный насос состоит из трех частей: насоса, магнитной передачи и двигателя. Ключевой компонент, магнитная передача, состоит из внешнего магнитного ротора, внутреннего магнитного ротора и немагнитной изолирующей втулки. Когда двигатель приводит во вращение внешний магнитный ротор, магнитное поле может проникать в воздушный зазор и немагнитные материалы, заставляя внутренний магнитный ротор, соединенный с крыльчаткой, вращаться синхронно, обеспечивая бесконтактную передачу энергии и превращая динамическое уплотнение в статическое. Поскольку вал насоса и внутренний магнитный ротор полностью закрыты корпусом насоса и изолирующей втулкой, проблема «протекания, пузырения, капания и утечки» полностью решена, что устраняет опасность утечки легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных и вредных сред через уплотнение насоса в нефтеперерабатывающей и химической промышленности и эффективно обеспечивает защиту окружающей среды, безопасность производства и другие потребности.

1. Принцип работы и структурные характеристики магнитного насоса

N пар магнитов (n – четное число) регулярно расположены и собраны на внутреннем и внешнем магнитных роторах магнитной передачи, так что магнитные части образуют полную связанную магнитную систему. Когда внутренние и внешние магнитные полюса противоположны друг другу, то есть угол смещения между двумя магнитными полюсами составляет Φ = 0, магнитная энергия магнитной системы мала; когда магнитные полюса поворачиваются к одним и тем же полюсам, то есть угол смещения между двумя магнитными полюсами составляет Φ = 2π/n, магнитная энергия магнитной системы велика. После снятия внешней силы магнитные полюса магнитной системы отталкиваются друг от друга, и магнитная сила возвращает магнит в состояние с низкой магнитной энергией. Затем магнит приходит в движение и заставляет вращаться магнитный ротор.

a. Внутренняя и внешняя магнитная сталь
Постоянный магнит из редкоземельного постоянного магнитного материала имеет широкий диапазон рабочих температур (-45-400℃), высокую коэрцитивную силу, хорошую анизотропию в направлении магнитного поля, и размагничивание не происходит, когда одинаковые полюса находятся близко друг к другу. Это хороший источник магнитного поля.

b. Изолирующая втулка
При использовании металлической изолирующей втулки она находится в синусоидальном переменном магнитном поле, и на ее поперечном сечении, перпендикулярном направлению линий магнитного поля, наводятся вихревые токи, которые преобразуются в тепло. Выражение вихревых токов выглядит следующим образом:. Среди них Pe – вихревой ток; K – постоянная; n – частота вращения насоса; T – момент магнитной передачи; F – давление в проставке; D – внутренний диаметр проставки; – упругость материала; – прочность материала на разрыв. При проектировании насоса n и T задаются условиями работы. Чтобы уменьшить вихревые токи, можно учитывать только F, D и т.д. Изолирующая втулка изготавливается из высокоомного и высокопрочного неметаллического материала F46, который очень эффективен для снижения вихревых токов. Армирующая втулка изготовлена из аэрокосмического материала PEEK (полиэфирэфиркетон) с высоким сопротивлением давлению 3 МПа, что является лучшим выбором для транспортировки сред с высоким удельным весом, таких как 98 концентрированная серная кислота и бром.

c. Подшипники скольжения
Материалами для подшипников скольжения магнитных насосов служат пропитанный графит, наполненный политетрафторэтилен, инженерная керамика и т.д. Поскольку инженерная керамика обладает хорошей теплостойкостью, коррозионной стойкостью и сопротивлением трению, подшипники скольжения магнитных насосов чаще всего изготавливаются из инженерной керамики. Поскольку инженерная керамика очень хрупкая и имеет небольшой коэффициент расширения, зазор в подшипнике не должен быть слишком маленьким, чтобы избежать аварий с заеданием вала. Поскольку подшипники скольжения магнитных насосов смазываются транспортируемой средой, для изготовления подшипников следует выбирать различные материалы в соответствии с различными средами и условиями эксплуатации.

d. Меры защиты
Когда приводные части магнитной передачи работают в условиях перегрузки или ротор заклинило, главная и приводная части магнитной передачи автоматически отключаются для защиты насоса. В это время постоянные магниты магнитной передачи будут создавать вихревые потери и магнитные потери под действием переменного магнитного поля активного ротора, что приведет к повышению температуры постоянных магнитов, проскальзыванию и выходу из строя магнитной передачи.

e. Контроль расхода охлаждающей и смазочной жидкости
При работе насоса небольшое количество жидкости должно использоваться для промывки и охлаждения кольцевого зазора между внутренним магнитным ротором и изолирующей втулкой, а также пары трения подшипника скольжения. Расход охлаждающей жидкости обычно составляет 2-3% от расчетного расхода насоса. В кольцевом зазоре между внутренним магнитным ротором и изолирующей втулкой выделяется большое количество тепла из-за вихревых токов. Если охлаждающей и смазочной жидкости недостаточно или промывочное отверстие заблокировано, температура среды будет выше рабочей температуры постоянного магнита, в результате чего внутренний магнитный ротор постепенно потеряет свою намагниченность и магнитная передача выйдет из строя. Если среда – вода или жидкость на водной основе, повышение температуры в кольцевом зазоре может поддерживаться на уровне 3-5°C; если среда – углеводород или масло, повышение температуры в кольцевом зазоре может поддерживаться на уровне 5-8°C.

2. Материал и выбор

a. В насосе обычно используется коррозионностойкий высокопрочный инженерный пластик (F46). Если угол составляет более 90°, в качестве материалов изготовления используются (импортный японский Daikin PFA или американский DuPont PFA), нержавеющая сталь и т.д. Они обладают хорошей коррозионной стойкостью и способны защитить транспортируемую среду от загрязнения. Например, часть магнитного насоса серии CQB, которая контактирует с транспортируемой жидкостью, изготовлена из химически стойкого фторопластового сплава. Фторопластовый сплав состоит из сверхвысокомолекулярного полиперфторэтилен-пропилена, который может быть термопластифицирован, и одного или нескольких других пластиков, в которые могут быть добавлены наполнители. Например, пластиковый сплав, состоящий из сверхвысокомолекулярного полиперфторэтилен-пропилена и политетрафторэтилена, первый составляет от 0,1% до 99,9% по весу, а второй – от 99,9% до 0,1% по весу. Он производится методом смешивания сухого порошка совместного измельчения или сухого порошка мокрого совместного измельчения. Он перерабатывается в различные изделия методом горячего прессования или холодного спекания, что позволяет преодолеть холодное течение и легкую деформацию политетрафторэтилена и продлить срок его службы.

b. Подшипники магнитного насоса погружены в транспортирующую среду, смазываются и охлаждаются транспортирующей средой. В Китае чаще всего используются графитовые подшипники (ISC или SSIC). Графит, особенно пропитанный графит, обладает хорошей самосмазываемостью, стойкостью к тепловой коррозии, низким коэффициентом трения и широким спектром применения, но графит хрупок и имеет низкую прочность. Он очень чувствителен к изгибу вала и локальным перегрузкам, поэтому ему следует уделять особое внимание. Трехслойные композитные подшипники со сталью в качестве матрицы, пористой бронзой в качестве среднего слоя и пластиком в качестве поверхностного слоя обладают высокой прочностью на сжатие, низким коэффициентом трения, стабильным размером, звукоизоляцией и амортизацией, и нашли применение в последние годы.

3. Преимущества магнитных насосов

По сравнению с центробежными насосами, использующими механические или сальниковые уплотнения, магнитные насосы имеют следующие преимущества.

a. Вал насоса превращается из динамического уплотнения в закрытое статическое уплотнение, что полностью исключает утечку среды.

b. Не требуется отдельная смазка и охлаждающая вода, что снижает потребление энергии.

c. Привод муфты заменен на синхронную тягу, контакт и трение отсутствуют. Он обладает низким энергопотреблением, высоким КПД, эффектом демпфирования и снижения вибрации, что уменьшает воздействие вибрации двигателя на насос и воздействие кавитационной вибрации на двигатель при работе насоса.

d. При перегрузке внутренний и внешний магнитные роторы проскальзывают друг относительно друга, что оказывает защитное действие на двигатель и насос.

4. Меры предосторожности при эксплуатации

a. Предотвращение попадания частиц

(1) Не допускается попадание ферромагнитных примесей и частиц в магнитное передаточное устройство и пару трения подшипника.

(2) После транспортировки сред, которые легко кристаллизуются или выпадают в осадок, своевременно промывайте их (заполните полость насоса чистой водой после остановки насоса и слейте ее после работы в течение 1 минуты), чтобы обеспечить срок службы подшипника скольжения.

(3) При подаче среды, содержащей твердые частицы, фильтруйте ее на входе в подающую трубу насоса.

b. Предотвращение размагничивания

(1) Магнитный момент не должен быть слишком мал.

(2) Он должен эксплуатироваться в указанных температурных условиях, превышение температуры среды строго запрещено. На внешней поверхности изоляционной втулки магнитного насоса может быть установлен платиновый датчик температуры для обнаружения повышения температуры в области кольцевого зазора, чтобы подать сигнал тревоги или отключить насос, когда температура превысит допустимый предел.

c. Предотвращение сухого трения

(1) Категорически запрещается работать вхолостую.

(2) Категорически запрещается откачивать среду.

(3) Когда выпускной клапан закрыт, насос не должен работать непрерывно более 2 минут, чтобы предотвратить перегрев и выход из строя устройства магнитной передачи.

5. Порядок эксплуатации магнитного насоса

a. Процедура запуска насоса: перед запуском откройте впускной клапан, заполните насос транспортируемой жидкостью; закройте выпускной клапан; запустите электрический подъемник, чтобы проверить, в правильном ли направлении движется насос; после запуска насоса выпускной клапан следует открывать медленно, а после того, как насос достигнет нормального рабочего состояния, отрегулируйте выпускной клапан до требуемого открытия. Протестируйте насос в течение 5~10 минут, если нет никаких отклонений, он может быть запущен в эксплуатацию.

b. Процедура остановки: закройте выпускной клапан; отключите электропитание; закройте впуск. Если насос не используется в течение длительного времени, очистите проточный канал в насосе и отключите питание.