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磁力驅動泵的優點和(hé)缺點
發布時間:2012-1-11 9:00:11 點擊次數:

   無密封的離心泵(bèng)分為屏蔽電機驅動和磁力驅動兩種(zhǒng)結構形(xíng)式,并有着多年的使用經驗。然而無密封的轉子(zǐ)泵,隻在近幾年才開始使(shǐ)用。本文将就正排量泵與磁力驅動技術(shù)相結合後所具有的結(jié)構和優勢加以讨論。    在流程工業中,磁力驅動泵正在得到越來越廣(guǎng)泛的應用。在選擇磁力驅動(dòng)泵(bèng)時,不僅要考慮安全方面的因素,而且還需考慮其防止洩漏的能力和減少維修的(de)要求正逐漸成為(wéi)重要的因素。在(zài)計(jì)算(suàn)泵的全(quán)壽命費用 (Total Life Cycle Cost) 時,一台磁力驅動(dòng)泵往往能(néng)提供最為經濟的解決方(fāng)案。    每(měi)當讨(tǎo)論磁力驅動泵時,與機械密(mì)封泵相比,以(yǐ)下幾點經常被認為(wéi)是缺(quē)點而(ér)提出:    磁力(lì)驅動泵結構複雜;    不能超過其(qí)最大扭矩,哪怕是短(duǎn)時間内;    更(gèng)加昂貴;尤其在第一(yī)次介(jiè)紹磁力驅動泵時,經常會(huì)提及以上觀點。一個相關的問題(tí)是,在推廣階段,磁力驅動技術到底取得了哪些(xiē)進展?從越來越多的使用磁力驅動泵這(zhè)一事(shì)實來看,我們可以推斷磁力驅動技術已經有了長足的發展。
    設計
    目前的設計都是在應用經驗的基礎上發(fā)展而來的。這使得磁力(lì)驅動泵具有相當簡(jiǎn)單和堅固的結構,使磁力驅動(dòng)泵具有與機械密封(fēng)泵完全一樣的可靠(kào)性。
    盡可能地(dì)延長兩次大修之間的間隔時間(jiān)是十分重要的,所以可靠性成為現在設(shè)計開發中的一個基(jī)本焦點。減少兩個磁力偶合器(qì)之間的磨損,同時加強(qiáng)冷卻,意(yì)味着磁力驅動(dòng)泵可以比以前在更多(duō)的應用中提供最優化的方案。
    典型的例子,就是有一家制造商已經采用了(le)一種被(bèi)證實有效(xiào)的專利技(jì)術,克服了内軸承室的阻力損失、過熱以(yǐ)及(jí)磨損等問題。這是(shì)通過平(píng)衡泵内液(yè)體和以下的工作(zuò)原理來獲得的:轉子上有一些徑向(xiàng)孔與中空泵軸相連。在運行過程中,離心力作用于徑(jìng)向孔中(zhōng)的液體,使得與磁力驅動部分相連的中空軸中産生負壓。其壓(yā)差推動轉子後面兩個獨立(lì)的腔體(tǐ)内的液體循環,從而有效地帶走因為摩擦和磁力損(sǔn)失所産生的熱量。這(zhè)些腔體分别與入口和出口相連。與其他(tā)磁力驅動泵相比,這(zhè)種系統保留了泵原有的良好自吸能力,因為 “ 冷卻液體 ” 并沒(méi)有直接将入口和出口短接。足夠的(de)冷卻液體的産生與進出口壓差,粘度和軸轉速無關。而且,這種系統有(yǒu)一個更重要的獨特的優(yōu)點,那就是該制造商 ROTAN 的磁力(lì)驅(qū)動泵可以正反(fǎn)轉而不影響它冷(lěng)卻系統的(de)工作。因為轉向相反,系統中的液體流向也隻是簡單的方向相反而已。
    在内齒(chǐ)輪泵中,維持對軸向間隙(即轉(zhuǎn)子端面與泵頭前端蓋之間的(de)距離)的控制是非常重要(yào)的。在(zài) ROTAN 設計的磁力驅(qū)動泵中,軸向間隙的控制是通過兩個面對面的止推軸承來實現的(de)。這種設計将軸承的負荷降到最低,從而減少磨損和延長使用壽命(mìng)。這(zhè)還是(shì)通過上面提到的一些(xiē)腔體來實現的,這些腔體能産生與作用在轉(zhuǎn)子前端相等的液(yè)壓推力,從而維持平衡。
    總之,這些設計特點保證了維修次(cì)數減少(shǎo),消除了通常會導緻泵(bèng)停機檢修的密封失(shī)效的可能性。
    扭矩限制
    在(zài)選擇正排量泵時,得到正确的液體粘度資料是非常(cháng)重要的。粘度的增加将導緻更高的壓力和液體對泵(bèng)的 “ 拖曳 ” 作用。一台普通的泵能克服暫時的粘度增加(jiā)所增加(jiā)的阻力,但(dàn)一台磁力驅動泵在扭矩超過磁力驅動裝(zhuāng)置的最大扭矩時(shí),磁力偶合将(jiāng)失(shī)效。不希望出現偶合(hé)失效現象是因為(wéi)這會在泵内部産(chǎn)生額外的熱量并積聚(jù)起來,會很快導緻磁鋼的損壞(huài)。泵上設置安全閥可起到一定的保護作用,從而防止偶合失效,但最好的辦法(fǎ)還是确保磁鋼(gāng)有足夠的扭矩餘量。
    在這(zhè)方面(miàn),技術上也已經有(yǒu)了如下一些進展(zhǎn):磁鋼材料的費用在過去幾年中正(zhèng)在逐年下降(jiàng)。而同時,現有的磁鋼磁力正在不(bú)斷增加,這意味着磁鋼扭(niǔ)矩在不增加費用和尺寸的情況(kuàng)下顯(xiǎn)著增加。也就是說(shuō),現在的泵較之(zhī)前有更大的安全系數,即使是工作(zuò)在最大壓力的情(qíng)況下。對于大泵,一般選用比通常(cháng)要求大一等(děng)級(jí)的磁鋼。這勢必會增加一些費用(yòng),但會在安全方面有顯著(zhe)的提高(gāo)。
    費用
    一般而言,一台(tái)磁(cí)力驅動泵的購買費用(yòng)會高于一台普通的裝有單機械密(mì)封的泵。然而當把降低維修費用(yòng)也考慮(lǜ)進來,同時考(kǎo)慮到磁力驅動泵所帶來(lái)的其他費用的節省時,磁力驅動泵往(wǎng)往被證(zhèng)明是更經濟的方案。一般(bān)來說,一台(tái)不鏽鋼的磁力驅動泵約比一台裝有單機封的同尺寸(cùn)同材料的泵貴 30% 。但在頭(tóu)一兩年中(zhōng)的停機維修和機械密封更換就将(jiāng)花費掉這一差價。    與更昂貴的(de)密封形式(shì)相比,如雙機械密封,雙或單集裝式機械密封,或者是氣密封,磁力驅動泵的購買費用往往更為便宜(yí)。
    結論
    在近幾年中,磁力驅動泵發展(zhǎn)迅速(sù)。大量的研究(jiū)和開發資源已經(jīng)并将繼續應用(yòng)于該技術上。磁鋼材料的費用将繼續降低而同時其強(qiáng)度将繼續增加。現有(yǒu)的磁力驅動泵(bèng)與普(pǔ)通的泵具有同樣的可靠度,同(tóng)時取(qǔ)消了(le)最薄弱的部件,比如(rú)密封(fēng)在這裡就不需要了。此外,磁力驅動(dòng)泵的整體價格呈下降趨勢。
    顯(xiǎn)而易見,将磁力偶合技術應用于轉子(zǐ)泵上會逐漸增加,并将(jiāng)逐漸(jiàn)代替裝有機械密封的泵(bèng)。