【011】磁気ポンプの動作原理－安徽皖フロンポンプバルブ

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この投稿は最後にsean816によって2015-11-20 16:48に編集されました。磁気ポンプの動作原理　磁気ポンプは、ポンプ、磁気伝達装置、電動機の3つの部分で構成されています。重要部品である磁力伝動器は、外磁ローター、内磁ローター、および非磁性の隔離カバーで構成される。電動機が外部磁気ローターを回転させると、磁場は空気層や非磁性体を透過して、インペラに接続された内部磁気ローターを同期して回転させ、力の非接触伝達を実現し、動的シールを静的シールに変える。ポンプシャフトや内部の磁気ローターがポンプ本体や隔離カバーによって完全に封じ込められるため、「漏れ」の問題が根本的に解決されます。これにより、石油化学業界で扱われる可燃性・爆発性・有毒・有害な物質がポンプのシールから漏れ出すという安全上のリスクがなくなり、従業員の身体的・精神的健康と安全な生産活動がしっかりと守られます。 一、磁気ポンプの動作原理 n対の磁石（nは偶数）を規則に従って磁気駆動装置の内側および外側の磁気ローターに配置し、各磁石が互いに結合して完全な磁気システムを形成させる。内部および外部の二つの磁極が異極同士で対向している、つまり二つの磁極間の位移角Φ＝0のとき、この時磁気システムの磁気エネルギーは最も低くなる；磁極が同極同士が向かい合う位置、すなわち2つの磁極間の変位角Φ＝2π/nとなった時、磁気システムの磁気エネルギーは最大となる。外力を取り除くと、磁気系の磁極同士が反発するため、磁力によって磁石は磁気エネルギーが最も低い状態に戻ろうとする。そうすると磁石が動き、磁気ローターを回転させる。 二、構造上の特徴 1．永久磁石 レアアース系永久磁石材料で作られた永久磁石は、動作温度範囲が広く（-45～400℃）、保磁力が高く、磁場の方向に優れた異方性を持っている。同極同士が近づいても減磁現象が起こらず、優れた磁場源となる。 2.絶縁シース　金属製の絶縁シースを使用する場合、絶縁シースは正弦波状に変化する磁場の中に置かれ、磁力線に垂直な方向の断面に渦電流が誘導され、熱に変換される。渦流の式は：です。その中でPe－渦流；K—定数；n—ポンプの定格回転数；T－磁気伝達トルク；F－スペーサー内の圧力；D－スペーサー内径； 一材料の抵抗率； —材料の引張強度。ポンプの設計が完了した後、nやTは運転条件として決まっているため、渦流を減らすにはF、Dなどの面から考慮するしかない。高抵抗率かつ高強度の非金属材料を用いて絶縁カバーを製造することで、渦電流の低減効果は非常に顕著です。 3．冷却潤滑液流量の制御 ポンプが動作している間は、少量の液体を用いて内部磁気ローターと隔離カバーの間の環状隙間領域およびスライドベアリングの摩擦部を洗浄し冷却しなければならない。冷却液の流量は、通常、ポンプ設計流量の2%～3%であり、内部磁気ローターと隔離シースの間の環状隙間領域では渦流により大量の熱が発生する。冷却潤滑液が不足しているか、洗浄孔が詰まって流れが悪くなると、媒体の温度が永久磁石の動作温度を上回り、内部の磁気ローターが徐々に磁性を失い、磁気駆動装置が機能しなくなる。媒体が水または水系液体の場合、環状隙間領域の温度上昇を3～5に維持できる℃；媒体が炭化水素または油の場合、環状隙間領域の温度上昇を5～8℃に維持することができる。 4．スライドベアリング　磁気ポンプのスライドベアリングの材料には、含浸グラファイト、充填ポリテトラフルオロエチレン、エンジニアリングセラミックスなどがある。エンジニアリングセラミックスは耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優れているため、磁気ポンプのスライドベアリングには多くの場合、エンジニアリングセラミックスが使用されます。エンジニアリングセラミックスは非常にもろく、膨張係数が小さいため、軸が固着する事故を防ぐためにも、ベアリングの隙間はあまり狭くしてはならない。 磁気ポンプのスライドベアリングは、送液される媒体によって潤滑されるため、媒体や使用条件に応じて適切な材質を選んでベアリングを製造する必要があります。 5．保護措置 磁力駆動器の従動部品が過負荷状態で運転されたり、ローターが固着した場合、磁力駆動器の主・従動部品が自動的にスリップし、ポンプを保護する。このとき、磁気駆動装置の永久磁石は、駆動用ローターの交流磁場の影響を受けて渦損失や磁気損失が生じ、その結果永久磁石の温度が上昇し、磁気駆動装置が滑り落ちて機能しなくなる。 三、磁気ポンプの利点 機械シールやパッキンシールを使用する遠心ポンプと比較して、磁気ポンプには以下のような利点がある。 1．ポンプシャフトは動的シールから密閉型の静的シールに変更され、媒体の漏れが完全に防がれました。 2．独立した潤滑や冷却水が不要で、エネルギー消費を削減できる。 3．カップリングによる駆動から同期牽引に変わり、接触や摩擦が存在しない。消費電力が少なく効率が高く、かつ減衰・防振効果もあるため、モーターの振動がポンプに与える影響や、ポンプでキャビテーション振動が発生した際のモーターへの影響を軽減する。 4．過負荷時、内外の磁気ローターが相対的に滑り、モーターやポンプを保護する。 四、運転上の注意事項 1．粒子の混入防止 (1)磁気駆動装置および軸受の摩擦部に、強磁性の不純物や粒子が混入することを許してはならない。(2)結晶しやすい、または沈殿しやすい媒体を送液した後は、すぐに洗浄する必要がある（ポンプを停止した後、ポンプ内部に清水を注入し、1分間稼働させた後にきれいに排出する）。これにより、スライドベアリングの使用寿命を延ばすことができる。 (3) 固体粒子を含む媒体を送液する場合は、ポンプの流入管の入口でフィルタリングする必要がある。 2．減磁の防止 (1)磁気トルクは過小に設計してはならない。(2)規定の温度条件で運転しなければならず、媒体の温度が基準を超えることは厳禁である。磁気ポンプの隔離カバーの外表面に白金抵抗温度センサーを取り付け、環状隙間部の温度上昇を検出し、温度が許容値を超えた場合に警報を発したり停止させたりできる。 3．乾燥摩擦の防止 (1) 空転を厳禁する。（2）媒体の排気は厳禁です。(3)出口弁が閉じた状態でのポンプの連続運転時間は、磁気駆動装置が過熱して故障するのを防ぐため、2分を超えてはならない。