【011】Arbeitsprinzip der Magnetpumpe – Anhui Wanfulong Pumpen und Ventile

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von sean816 am 20.11.2015 um 16:48 bearbeitet. Funktionsprinzip der Magnetpumpe: Eine Magnetpumpe besteht aus drei Teilen – der Pumpe selbst, dem magnetischen Antriebssystem sowie dem Elektromotor. Der Schlüsselelement, der magnetische Antrieb, besteht aus einem äußeren magnetischen Rotor, einem inneren magnetischen Rotor sowie einer nicht leitfähigen Trennhülle. Wenn der Elektromotor den äußeren magnetischen Rotor in Bewegung setzt, kann das Magnetfeld durch die Luftspalte sowie nichtmagnetische Materialien dringen und so den mit dem Laufrad verbundenen inneren magnetischen Rotor zur synchronen Drehbewegung anregen. Dadurch wird eine kontaktlose Übertragung der Energie ermöglicht – wodurch eine dynamische Dichtung in eine statische Dichtung umgewandelt wird. Da die Pumpenwelle sowie der innere magnetische Rotor vollständig von dem Pumpenkörper sowie den Isolierschalen umschlossen werden, wird das Problem von Leckagen vollständig beseitigt. Dadurch entfallen die Sicherheitsrisiken, dass brennbare, explosive, giftige oder schädliche Stoffe durch undichte Stellen in der Pumpe austreten könnten. Auf diese Weise wird die körperliche und geistige Gesundheit der Mitarbeiter sowie eine sichere Produktion gewährleistet. I. Arbeitsprinzip der Magnetpumpe: n Paare von Magneten (wobei n eine gerade Zahl ist) werden in geordneter Weise auf den inneren und äußeren Magnetrotoren des Magnetantriebs angeordnet. Dadurch bilden die Magnete gemeinsam ein vollständiges, miteinander verbundenes Magnetfeldsystem. Wenn die innere und äußere Magnetpole gegenüberliegende Pole sind, d.h. der Winkel φ zwischen den beiden Polen gleich 0 ist, dann ist die magnetische Energie des Systems am geringsten ； Wenn die Magnetpole so drehen, dass sich gegenüberliegende Pole zueinander befinden – also wenn der Winkel φ zwischen den beiden Polen gleich 2π/n ist – dann ist die magnetische Energie des Systems am größten. Wenn die äußeren Kräfte entfernt werden, führt die gegenseitige Abstoßung der Polen des Magnetsystems dazu, dass der Magnet in den Zustand mit der geringsten magnetischen Energie zurückkehrt. Dadurch entsteht eine Bewegung des Magneten, die den magnetischen Rotor zum Drehen bringt. II. Strukturelle Eigenschaften 1. Permanentmagnete: Permanentmagnete, die aus seltenerdlichen Permanentmagnetmaterialien hergestellt werden, können in einem weiten Temperaturbereich (-45–400 °C) eingesetzt werden. Sie weisen eine hohe Kohärentkraft auf, und die Richtung des Magnetfeldes ist stark anisotrop. Selbst wenn sich die Polpole annähern, kommt es nicht zu einer Entmagnetisierung. Daher handelt es sich um eine hervorragende Quelle für Magnetfelder. 2. Isolierhülle: Wenn eine metallische Isolierhülle verwendet wird, befindet sich diese in einem sinusförmig wechselnden Magnetfeld. In der Ebene, die senkrecht zu den Magnetfeldlinien verläuft, entstehen dadurch Wirbelströme, die wiederum in Wärme umgewandelt werden. Die Gleichung für die Wirbelströmung lautet: . Davon Pe‑Strömungsschleifen ； K – Konstante ； n – Nenndrehzahl der Pumpe ； T – Magnetischer Antriebsmoment ； Druck im F-Dämpfer ； D – Innendurchmesser der Trennringe ； Der Widerstandswert eines Materials ； —Die Zugfestigkeit des Materials. Nachdem die Pumpe entworfen wurde, sind n und T durch die Betriebsbedingungen festgelegt. Um die Wirbelströmungen zu verringern, muss man nur Aspekte wie F, D usw. in Betracht ziehen. Der Einsatz von nichtmetallischen Materialien mit hoher Widerstandskraft und hoher Festigkeit zur Herstellung der Isolierschalen führt zu einer deutlichen Verringerung der Wirbelströme. 3. Steuerung des Durchflusses der Kühl- und Schmierflüssigkeit: Während die Pumpe in Betrieb ist, muss eine kleine Menge an Flüssigkeit verwendet werden, um den Spalt zwischen dem inneren Magnetrotor und dem Isoliermantel sowie die Reibflächen der Schmierlager zu kühlen. Der Durchfluss des Kühlmittels beträgt in der Regel 2–3 % des vom Pumpendesign vorgesehenen Durchflusses. Im Zwischenraum zwischen dem innenliegenden Magnetrotor und der Isolierschicht entstehen aufgrund von Wirbelströmen hohe Temperaturen. Wenn die Kühlflüssigkeit nicht ausreicht oder die Entlüftungslöcher verstopft sind, kann dies dazu führen, dass die Temperatur des Mediums über die Betriebstemperatur der Permanentmagnete steigt. Dadurch verliert der innere Magnetrotor allmählich seine Magnetkraft, wodurch der magnetische Antrieb nicht mehr funktioniert. Wenn das Medium Wasser oder ein wasserbasiertes Fluid ist, kann die Temperaturerhöhung im Bereich der Ringspalte auf 3–5 gehalten werden℃ ； Wenn das Medium aus Kohlenwasserstoffen oder Ölen besteht, kann die Temperaturerhöhung im Ringraum auf 5–8 °C gehalten werden. 4. Schiebelager: Die Materialien für die Schiebelager von Magnetpumpen sind beispielsweise getränkter Graphit, gefülltes Polytetrafluorethylen sowie technische Keramiken. Da technische Keramiken eine ausgezeichnete Wärme- und Korrosionsbeständigkeit sowie eine hohe Reibfestigkeit aufweisen, werden bei Schmierlagern von Magnetpumpen häufig technische Keramiken verwendet. Da technische Keramiken sehr brüchig sind und einen geringen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, darf die Lagerlücke nicht zu klein sein, um ein Verklemmen des Lagers zu vermeiden. Da die Schmierlager der Magnetpumpe mit dem transportierten Medium geschmiert werden, müssen je nach Medium und Betriebsbedingungen unterschiedliche Materialien für die Herstellung der Lager verwendet werden. 5. Schutzmaßnahmen: Wenn die Antriebskomponenten des magnetischen Antriebs unter Überlastbedingungen arbeiten oder der Rotor blockiert ist, trennen sich die Haupt- und Antriebskomponenten des magnetischen Antriebs automatisch voneinander – dadurch wird die Pumpe geschützt. In diesem Moment erzeugen die Permanentmagnete im Magnetantrieb unter dem Einfluss des wechselnden Magnetfeldes des Antriebsrads Wirbelverluste und magnetische Verluste. Dadurch steigt die Temperatur der Permanentmagnete an, wodurch der Magnetantrieb versagt. Drei: Vorteile der Magnetpumpe Im Vergleich zu Zentrifugalpumpen, die mit mechanischen oder Stoppdichtungen ausgestattet sind, weisen Magnetpumpen die folgenden Vorteile auf. 1. Die Pumpenwelle weist nun eine geschlossene, statische Dichtung auf anstelle einer beweglichen Dichtung – dadurch wird ein Leck des Mediums vollständig verhindert. 2. Es sind keine separate Schmier- und Kühlmittel erforderlich, was den Energieverbrauch verringert. 3. Es kommt von der Übertragung durch einen Kupplung zu einer synchronen Antriebstechnik – es gibt weder Kontakt noch Reibung. Geringer Energieverbrauch, hocheffizient und mit dämpfender Schwingungskontrolle – dadurch wird der Einfluss der Vibrationen des Motors auf die Pumpe sowie der Einfluss von Kavitationsschwingungen in der Pumpe auf den Motor verringert. 4. Bei Überlastung gleiten der innere und der äußere Magnetrotor relativ voneinander ab, was den Motor und die Pumpe schützt. IV. Bedienhinweise 1. Verhinderung des Eindringens von Partikeln (1) Es darf kein ferromagnetischer Schmutz oder Partikel in den magnetischen Antrieb sowie in die Reibflächen der Lager eindringen. (2) Nach dem Transport von Medien, die leicht kristallisieren oder sich absetzen, muss der Pumpenkörper rechtzeitig gespült werden (nach Abschaltung der Pumpe wird sauberes Wasser in den Pumpenkörper gefüllt; nach 1 Minute Betrieb wird das Wasser wieder abgelassen). Dadurch wird die Lebensdauer der Schmierlager gewährleistet. (3) Bei der Übertragung von Medien, die Festpartikel enthalten, sollte an der Eintrittsstelle des Pumpenrohrs gefiltert werden. 2. Verhinderung der Entmagnetisierung: (1) Der Magnetmoment darf nicht zu klein ausgelegt werden. (2) Es muss bei den vorgeschriebenen Temperaturbedingungen betrieben werden; es ist strengstens verboten, dass die Temperatur des Mediums die zulässigen Werte überschreitet. An der Außenseite des Isoliergehäuses der Magnetpumpe kann ein Platin-Widerstandstemperatursensor angebracht werden, um die Temperaturerhöhung im Spaltbereich zu überwachen. Dadurch kann bei Überschreitung der zulässigen Temperatur ein Alarm ausgelöst oder die Pumpe abgestellt werden. 3. Vermeidung von Reibung ohne Kontakt (1) Leerlauf ist strengstens verboten. (2) Das Entleeren des Mediums ist strengstens verboten. (3) Wenn die Austrittsventile geschlossen sind, darf die Pumpe nicht länger als 2 Minuten kontinuierlich laufen, um zu verhindern, dass der Magnetantrieb überhitzt und ausfällt.