Подробное описание схемы внутренней конструкции магнитного насоса

Thread Content

Помпа с магнитным приводом, сокращенно — магнитная помпа. Как и у штокового насоса, в его конструкции имеется только статическое уплотнение, а не динамическое. Таким образом, при транспортировке жидкости не происходит утечек. Используется в нефтехимических системах для транспортировки легковоспламеняющихся, взрывоопасных, летучих, токсичных, коррозионных и ценных жидкостей. Основные компоненты магнитного насоса включают корпус насоса, лопасти, внутренние и внешние магнитные стержни, изоляционную втулку, внутренний и внешний валы насоса, а также скользящие и катящиеся подшипники, муфты и т. д. Ключевой компонент — «магнитный муфта». Он состоит из внутреннего магнитного стержня (с направляющими кольцами и оболочкой), внешнего магнитного стержня (с направляющим кольцом) и изоляционной оболочки. Выбор материала внутренних и внешних магнитов оказывает значительное влияние на эффективность и надежность магнитного насоса. В настоящее время чаще всего используются следующие материалы: редкоземельный кобальт – это новый тип постоянного магнита. Такие как самарий-кобальт, алюминиево-никелево-кобальтовые сплавы, прасеодимий-кобальт, смесные редкоземельно-кобальтовые сплавы и кобальто-медные сплавы. Его магнитная энергия может достигать значения от 80 до 240 кл/м; эффективность магнитного привода высока, а также имеется высокая стойкость к демагнетизации. Его коэффициент устойчивости HCT составляет 360–1200 кА/м. Температура использования может достигать 300°C. 　　Неодим-железо-бор — это также постоянный магнит на основе редкоземельных элементов. Основные характеристики схожи с у самарий-кобальта, однако показатель магнитной энергии выше, чем у самарий-кобальта; недостаток заключается в том, что температура эксплуатации составляет всего 120 °C. C, к тому же магнитная стабильность относительно низкая. 　　Ранее в качестве материала для магнитных насосов использовался феррит, однако из-за показателя магнитной энергии, составляющего всего 10–30 кДж/м³, а также из-за температуры эксплуатации, не превышающей 85°C, и значительных потерь при передаче магнитной энергии, его сегодня используют редко. 　　Основной тип таких насосов — это центробежные насосы. Но привод основан на принципе магнитного привода. Электродвигатель соединяется с внешним магнитом с помощью муфты. Ротор соединен с внутренним магнитным стержнем. Между внутренним и внешним магнитами расположена полностью герметичная изоляционная втулка, которая полностью разделяет их, оставляя внутренний магнит внутри диэлектрика. В свою очередь, вал двигателя приводит во вращение рабочий колесо синхронно за счёт взаимного притяжения магнитных полюсов, расположенных между магнитами. 　　Металлические изоляционные втулки: из-за потерь, связанных с электромагнитными пульсациями внутри втулки, для снижения этих потерь и повышения эффективности передачи энергии обычно используются материалы с высоким сопротивлением, такие как хастеллой C. В этом случае потери, связанные с электромагнитными пульсациями, составляют примерно 5–25% от общей эффективности передачи энергии. Бесметаллические изоляционные втулки позволяют повысить эффективность передачи движения, поскольку внутри них отсутствуют потери, связанные с электромагнитными вихревыми токами. Однако их температурная стойкость невысока — обычно она составляет всего 100–120°C. 　　Поскольку магнитный насос полностью исключает утечки через уплотнения вала, он также обеспечивает автоматическую защиту от перегрузок при передаче мощности. В таких отраслях, как нефтехимия и фармацевтика, где мощность привода невелика, его применение постепенно расширяется. В настоящее время характеристики нержавеющих магнитных насосов в целом следующие: расход — от 0,2 до 200 л/ч, высота подъема — менее 125 м, мощность двигателя — не более 75 кВт, температура — от -20 до 100 °C. Связанные продукты: серия магнитных насосов. Характеристики магнитного насоса схожи с характеристиками центробежного насоса, только его эффективность ниже. При эксплуатации магнитного насоса, если температура работы превышает допустимую температуру для магнитных материалов, происходит демагнетизация. Обычная температура работы отечественных магнитных насосов составляет 100°C. В среде, перекачиваемой магнитным насосом, не допускается наличие железосодержащих ферромагнитных примесей или твердых примесей. Чтобы предотвратить перегрев или повреждение подшипников и изоляционных втулок, категорически запрещается работа в холостом режиме, а также работа при расходе потока, меньшем на 30% от номинального. Магнитная передача использует свойство магнетизма притягивать ферромагнитные материалы, а также силу взаимодействия между магнитами или магнитными полями; материалы, не являющиеся ферромагнитными, практически не влияют на величину магнитной силы. Поэтому возможна бесконтактная передача энергии через немагнитные проводники (изоляционные оболочки). 　　Магнитная передача может быть как синхронной, так и асинхронной. Большинство магнитных насосов имеют синхронную конструкцию. Электродвигатель соединяется с внешним магнитом с помощью внешнего муфты, а лопасти — с внутренним магнитом. Между внешним и внутренним магнитами расположена полностью герметичная изоляционная втулка, которая полностью отделяет внутренний и внешний магниты, оставляя внутренний магнит внутри среды. Вал двигателя приводит во вращение рабочий колесо путем силы притяжения между полюсами магнитов. 　　Асинхронная конструкция магнитного привода, также называемая магнитным приводом с кольцом крутящего момента. Вместо внутренних магнитов используется кольцо крутящего момента с кегельчатой конструкцией; под действием притяжения внешних магнитов это кольцо вращается с незначительно меньшей скоростью. Поскольку в нем отсутствуют внутренние магнитные стержни, температура его эксплуатации выше, чем у магнитных приводов с синхронным приводом. 　　2. Конструкция магнитного насоса 1) Магнитный муфта Передача движения осуществляется с помощью магнитной муфты. Магнитный муфтовой узел в основном включает в себя внутренний и внешний магнитные стержни, изоляционную оболочку и другие компоненты; он является ключевой частью магнитного насоса. Структура магнитного муфты, проектирование магнитного контура, а также материалы её составляющих элементов влияют на надежность магнитного насоса, его эффективность работы и срок службы. Магнитный муфтовой соединитель должен быть пригоден для запуска на открытом воздухе и непрерывной работы в предусмотренных условиях окружающей среды, без явлений разъединения и демагнизации. 　　(1) Внутренние и внешние магниты. Внутренние магниты закрепляются на направляющем кольце с помощью клея, а также изолируются от диэлектрика с помощью защитного покрытия. Минимальная толщина оболочки должна составлять 0,4 мм; материал для её изготовления должен быть немагнитным и подходить для перевозимой среды. 　　Внешние магниты также закрепляются на кольце из внешних магнитов с помощью клея. Чтобы предотвратить повреждение внешних магнитов во время сборки, их внутренняя поверхность также желательно покрыть оболочкой. 　　Для синхронных магнитных муфт следует использовать редкоземельные магнитные материалы, такие как самарий-кобальт и неодим-железо-бор ； Для приводов с торк-кольцом могут использоваться редкоземельные магнитные материалы, такие как самарий-кобальт и неодим-железо-бор, или магнитные материалы на основе алюминия-никеля-кобальта. Показатель магнитной энергии неодим-железо-бора выше, чем у самарий-кобальта, однако его недостатком является температура эксплуатации всего 120°C, а также относительно низкая магнитная стабильность. Самарий-кобальт обладает высокой эффективностью магнитного привода и большим магнитным удельным запасом, а также проявляет чрезвычайно сильную стойкость к демагнетизации. Самарий-кобальт, используемый в магнитных насосах, обычно бывает двух видов: самарий-кобальт класса 1,5 Sm1Co5 и класса 2,17 Sm2Co17. Самарий-кобальт класса 1.5: содержит 35% самария и 65% кобальта; максимальная температура использования – 250 °C, температура Кюри – 523 °C℃ ； Самарий-кобальт класса 2.17 содержит 25% самария, 50% кобальта и 25% титана, железа и других элементов; его максимальная температура использования составляет 350 °C, а температура Кюри — 750 °C. 　　(2) Изоляционная оболочка. Изоляционная оболочка также называется защитным кожухом или уплотнительной оболочкой; она располагается между внутренним и внешним магнитными элементами, полностью разделяя их, при этом среда находится внутри этой изоляционной оболочки. Толщина изоляционной оболочки зависит от рабочего давления и температуры использования. Чрезмерная толщина увеличивает зазор между внутренними и внешними магнитными элементами, что в свою очередь снижает эффективность магнитного привода ； Слишком тонкий — снижает прочность. 　　Изоляционные втулки бывают металлическими и неметаллическими; у металлических изоляционных втулок возникают потери из-за электромагнитных токов, тогда как у неметаллических таких потерь нет. Для изготовления металлических изоляционных втулок следует использовать материалы с высокой электрической прочностью, такие как хардальевы сплавы, титановые сплавы и т. д. Также можно использовать аустенитную нержавеющую сталь; толщина таких втулок должна быть не менее 1,0 мм. Для магнитных насосов с низкой мощностью и при более низких температурах работы в качестве изоляционного слоя также можно использовать неметаллические материалы, такие как пластик или керамика. 　　2) Подвижные подшипники (1) Керамика из карбида кремния. В магнитных насосах обычно используются подшипники из керамики карбида кремния. Чтобы предотвратить попадание свободных ионов кремния в материал, обычно требуется использовать чистый спеченный карбид кремния класса α. Силиконовые скольжущие подшипники обладают высокой нагрузочной способностью, а также высокой стойкостью к эрозии, химической коррозии и износу, при этом имеют хорошую термостойкость; температура использования может достигать более 500°C. Срок службы скольжениящихся подшипников из карбида кремния обычно составляет более 3 лет. 　　(2) Графит. У графита хорошие свойства самосмазки; он может функционировать в условиях сухой работы в течение короткого времени. Температура его использования может достигать 450°C. Недостатком является низкая износостойкость. Срок службы графитовых скользящих подшипников обычно составляет более 1 года. 　　3. Система защиты насоса (1) Датчик состояния подшипников По желанию клиента некоторые ведущие международные производители могут установить бесконтактные датчики состояния подшипников, предназначенные для предотвращения износа подшипников, отсоединения муфт, заедания ротора, а также сбоев в работе системы питания. 　　(2) Монитор мощности двигателя. Монитор мощности двигателя позволяет контролировать его мощность, тем самым предотвращая ситуации с недостаточным расходом жидкости или работу двигателя в безнагрузочном режиме. 　　(3) Датчик температуры. Для контроля температуры изоляционного слоя используется датчик температуры (RTD), что позволяет отслеживать изменения состояния насоса в процессе его работы. Это позволяет предотвратить сухой ход насоса, износ внутренних и внешних подшипников, серьезное кавитационное разрушение, забивание насоса, его заедание, а также перегрев системы. 　　(4) Раздельный датчик давления. С помощью раздельного датчика давления можно контролировать изменения давления на выходе из насоса, что позволяет предотвратить его работу в сухом режиме, серьезное кавитационное разрушение, заедание насоса и другие проблемы. Особенно подходит для разгрузки контейнеров/цистерн и т. п. 　　(5) Второй уровень защиты а. Герметичный корпус с магнитным соединением, способный выдерживать давление. Снаружи изоляционного кожуха находится корпус с магнитным соединением, как показано на рисунке 1 в виде пунктирной линии. При транспортировке некоторых крайне токсичных или легковоспламеняющихся химикатов при высоком давлении в системе, данный контейнер должен быть герметичным сосудом, способным выдерживать давление; значения давления, предусмотренные для его проектирования и испытаний, должны соответствовать значениям давления на гидравлическом узле насоса ； Кроме того, между внешним валом насоса и корпусом магнитного соединения должны быть установлены дроссельные втулки и механические уплотнители (так называемые вторичные уплотнители). 　　б. Структура с двумя изоляционными оболочками (6) Датчик утечки жидкости Для магнитных насосов, оснащенных вторым уровнем защиты, необходимо устанавливать датчик утечки жидкости. В магнитных насосах с закрытой конструкцией корпуса, работающих под давлением, при разрыве изоляционного кожуха или при попадании жидкости в корпус из-за других причин датчик подает сигнал тревоги ； В магнитных насосах с двойной изоляционной оболочкой датчик подает сигнал тревоги, когда внутренняя изоляционная оболочка разрушается или по каким-либо другим причинам жидкость попадает в пространство между внутренней и внешней изоляционными оболочками. Эта статья взята с: http://www.ahtlbf.com/Article/clbnbjgylt_1.html