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

   無密封的離心泵分為屏蔽電機驅動和磁力驅動兩種結構形式,并有着多年的使用(yòng)經驗。然而(ér)無密封的轉子(zǐ)泵,隻在近幾年才開始使用(yòng)。本文将就正排量泵與磁力驅動(dòng)技術相結合後所具有的結構和優(yōu)勢加(jiā)以讨論。    在流程工業中,磁(cí)力驅動泵正在得到越來越廣泛的應用。在選擇磁(cí)力驅動泵時,不僅(jǐn)要考慮(lǜ)安全(quán)方面的因素,而且還(hái)需考慮其防止洩漏的能(néng)力和減少維修的要求正(zhèng)逐漸成為(wéi)重要的因素。在計算(suàn)泵的全壽命費用 (Total Life Cycle Cost) 時(shí),一台磁力(lì)驅動(dòng)泵往往能提供最為經濟(jì)的解決方案。    每(měi)當讨(tǎo)論磁力(lì)驅動泵時,與機械密(mì)封泵相比,以(yǐ)下幾點經常被認為是(shì)缺點而(ér)提出:    磁力驅動泵結構複(fú)雜;    不能超過其最大扭矩,哪怕是短時間内;    更加昂貴;尤其在第一(yī)次介紹磁力驅動泵時,經常會提及以(yǐ)上觀點。一個相關的問(wèn)題是,在推廣階段,磁力(lì)驅動技術到底取(qǔ)得了哪些進展(zhǎn)?從越來越多(duō)的使用磁力驅動泵這(zhè)一事實來看,我們可以推斷磁力驅動技術(shù)已經有了長足的發展。
    設計
    目前的設計(jì)都是在應用經驗的基礎上發展而(ér)來的。這使得磁力驅動泵具有相當簡單(dān)和堅固的結(jié)構,使磁力驅動泵具有與機械密封泵完全一樣的可靠性。
    盡可能地延長兩次大修之間的間隔時間(jiān)是十(shí)分重要的,所以可靠性成為現在設計開發中的一個(gè)基本焦點。減少兩(liǎng)個磁力偶合器之間的磨損,同時加強冷卻,意味着磁力驅動泵可以比(bǐ)以前在更多的應用中提供最優化的方案。
    典型的(de)例子,就是有一家制造商已經采(cǎi)用了一種被(bèi)證實有效的專利技術,克服了内(nèi)軸承室的阻(zǔ)力損失、過熱以及磨損等問題。這是(shì)通過平衡泵内液體和以下的工作原理(lǐ)來獲得的:轉子上有一些徑向孔與中空泵軸(zhóu)相連。在運行過(guò)程中(zhōng),離心力作用于(yú)徑向孔中的液(yè)體,使得與磁力驅動部分相連的中空軸中産生負壓。其壓差推動(dòng)轉子後面兩個獨立的腔體内的液體循環,從而有(yǒu)效地帶走因為(wéi)摩擦和磁力損(sǔn)失所産生的熱量(liàng)。這些腔體分(fèn)别與(yǔ)入口和出口相(xiàng)連。與其他磁力驅動泵相比,這種系統(tǒng)保(bǎo)留了泵原有的良好自吸能力,因為 “ 冷卻液體 ” 并沒有直接将入口和出口短接。足夠的(de)冷卻液體的(de)産生與進出口壓差,粘度和軸轉速無關(guān)。而且,這種系統有(yǒu)一個更重要的獨特的優點,那就(jiù)是該制造商 ROTAN 的磁力驅動泵可以(yǐ)正反轉而不影響它冷卻系統的工作。因為轉向相(xiàng)反,系統中的液體流向也隻是簡單的方向相反(fǎn)而已。
    在内齒(chǐ)輪泵中,維持對軸向間隙(即轉子端(duān)面(miàn)與泵頭前端蓋之間的距離)的控制是非常重要的。在 ROTAN 設計的磁力驅(qū)動泵中,軸(zhóu)向間(jiān)隙的控(kòng)制是通過兩(liǎng)個面對面的止推軸承來實現的。這種設(shè)計将軸承的(de)負荷降到最低,從而減少磨損和延長使用壽命(mìng)。這還是通過上面提(tí)到的(de)一些腔體來實(shí)現的,這些腔體能(néng)産生與作用在轉子前端相等的(de)液壓推力,從而維持平(píng)衡。
    總之(zhī),這些設計特點保證了維修次數減少,消除了通(tōng)常會導緻泵(bèng)停機檢修的密封失效(xiào)的可能性。
    扭(niǔ)矩限(xiàn)制
    在選擇正排量泵時,得到正(zhèng)确的液體粘度資料是非常重要的。粘度的增加将(jiāng)導緻更高的壓力和(hé)液體對泵的 “ 拖曳(yè) ” 作用。一台普通的泵能克服(fú)暫時的粘度增加所增加的阻力,但(dàn)一台磁(cí)力驅動泵在扭矩超(chāo)過(guò)磁力驅動裝置的最大扭矩時(shí),磁力偶合将失效。不希望出現偶合(hé)失效現象是因為這會在泵内部産生額外的(de)熱量并(bìng)積聚起來,會很快導緻磁鋼的損壞。泵上設置安全閥(fá)可起到一定的保護作用,從而防止(zhǐ)偶合(hé)失效,但最好的辦法還是确保磁鋼有足夠的扭矩餘量。
    在這(zhè)方面(miàn),技術上也已經(jīng)有了(le)如下一些進展:磁鋼材料的費用在過去幾年中正在逐年下降。而同時,現有的磁鋼磁力正在不斷增加,這意味着磁(cí)鋼扭矩在不增加費用和尺寸的情況下顯著增加。也就是(shì)說,現在的泵較之前有更大的安全系數,即(jí)使是工作(zuò)在最大壓力的情況下。對于大泵,一(yī)般選用(yòng)比通常(cháng)要求大一等級(jí)的磁(cí)鋼。這勢必會增加一些費用,但會在安全方面有顯著的提高(gāo)。
    費用
    一般而言,一台磁力驅動泵的購買費用會高于一台普通的裝有單機械密封的泵。然(rán)而當把(bǎ)降低維修費用也考慮進來,同時考慮到磁力驅動泵(bèng)所帶來的其他費用的節省時,磁力(lì)驅動泵往往被證(zhèng)明是更(gèng)經濟的方(fāng)案。一般來說,一台不鏽鋼(gāng)的磁力驅動泵約比一台裝(zhuāng)有單機封的同尺(chǐ)寸同(tóng)材料的泵貴 30% 。但在頭(tóu)一兩年中(zhōng)的停機維修和(hé)機械密封更(gèng)換就将(jiāng)花費掉這一差價。    與(yǔ)更昂貴的密封形式相比,如雙機械密封(fēng),雙或單集裝式(shì)機械密封,或者(zhě)是氣密封,磁力驅動泵的購買(mǎi)費用往往更為便宜(yí)。
    結論
    在近幾年中,磁(cí)力驅動泵發展(zhǎn)迅速(sù)。大量的研究和開發資源已經(jīng)并将繼續應用(yòng)于該技術上。磁鋼材(cái)料的費用将繼續降低而(ér)同時其強度将繼續增加。現有的磁力驅動泵(bèng)與普通的泵具有同樣的可靠度,同時取消了最薄弱的部件,比如密(mì)封在這裡就不需要了。此外,磁力驅動(dòng)泵的整體價格呈下降趨勢。
    顯而易見,将磁力偶合技術應用(yòng)于轉(zhuǎn)子泵上會(huì)逐漸增加,并将逐漸代替裝有機械密封(fēng)的泵(bèng)。