磁力传动与绝对密封的原理

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)辽宁石油化工大学 机械工程学院 作者:王玉良

        永磁传动对于需要密封的机械设备,对有害、有毒、污染、危险、纯净、贵重的产品和生产过程是一最安全解,它的应用范围很宽。石油化工、医药、电影、电镀、核动力等行业中的液体大都具有腐蚀性、易燃、易爆、有毒、贵重,泄漏会带来工作液体的浪费与环境污染;真空、半导体工业要防止外界气体的侵入;饮食、医药要保证介质的纯净卫生。永磁传动技术是密封领域的最佳选择。1940年英国人Charles and Geoffrey Howard 首次解决了输送危险性介质化工泵的泄漏问题,解决的方法是磁力传动泵。在以后30 多年里永磁传动技术由于磁性材料的原因进步十分缓慢。1983 年高磁能积钕铁硼(NdFeB)永磁材料的问世,为磁力传动泵的快速发展提供了关键材料。近年来永磁传动技术已从泵类向其它密封领域扩展。

磁力传动与绝对密封的原理

         磁力传动由永磁联轴器来完成。永磁联轴器主要包括内磁转子、外磁转子及隔离套等零部件。原动机和外磁转子联在一起,工作机轴和内磁转子联在一起。两者之间设有全密封的隔离套,将内、外磁转子完全隔开,使内磁转子处于介质之中,磁力传动与机械传动、液(气)力传动、电力传动一样,可实现原动机与工作机之间的连接与同步运动。它们之间的区别在于传递动力的介质不同。永磁传动是靠磁力线将原动机与从动机联系起来,两者之间无需任何机械联接,因此可用隔离套或隔板分开,形成两个独立空间。工作机械转轴不伸出机壳,因而淘汰了诸如填料密封、机械密封、流体密封等任何形式的轴封件,变动密封为静密封。也称之为全封闭、无密封。只要隔板与机体法兰间放置垫片,拧紧法兰,可实现绝对密封。它的结构简单,易于制造和装配,使用寿命长,彻底解决了磨损与泄漏问题。

泄漏与污染

         本文所说的泄漏是指机械设备在运行中,由于密封空间内外的压差、密封面存有间隙或操作不当等多种因素,使物料从有限空间内部跑到外部,或者是其它物质由外部进入密封空间内部,这里所指的物料可以是气体、液体、固体或它们的混合物。工业过程流体的泄漏主要来自、压缩机、阀门管道。年处理300 万吨原油的炼油厂有上千台各种型号规格的泵在运转,一套大型成套装置中,阀门的投资约占设备总投资的3%~5%。30 万吨乙烯装置用阀门4000 余种规格,约25000 台[1]。泵、阀门用来处理各种酸、碱、盐溶液、原油、成品油、液态烃及有机物等。这些物料大都具有可燃性、腐蚀性、易燃及有毒,一旦密封失效,泄漏浪费了原料与能源,甚至会发生火灾、爆炸、环境污染与人身伤亡等重大事故。近两年石油化工介质泄漏频发,造成环境破坏及水体污染,乃至化工厂爆炸导致重大伤亡。1989 年,美国环境保护局颁发了第一份环境污染报告,证实美国化工、石化工业在1987 年就有390 吨有毒物质进入大气,部分归罪于泵的泄漏。如何减少泄漏越来越成为企业生产乃至政府监管和立法所要考虑的紧要问题。

密封技术简介

         密封装置是用来阻止液体、固体或气体的泄漏,并防止外部介质进入密封空间内的机械部件。除满足操作要求外,现代密封装置还要满足环境、安全和健康方面的要求。密封部件可分为两大类:静密封和动密封。相对静止两部件间的密封称为静密封,相对运动两部件间的密封称为动密封。静密封只要选择适当的垫片材料和类型,确定螺栓的预紧力就可以达到理想的密封效果。动密封(分为旋转密封和往复密封)尤其是旋转密封是流体密封的主要形式,受到工程界的广泛重视,目前在密封理论、密封产品和密封系统三个方面有很大进展。填料密封有一定量的泄漏且高速下效果差等问题,其应用领域日趋缩小。糊状填料密封成为填料密封技术的一项突破,但它的应用条件有限。机械密封在泵业获得了广泛的应用,尤其是集装式密封,它易于安装和维护,又安全可靠,但价格昂贵。金属波纹管双端面密封与冲洗、封液系统联合使用,对防止危险性介质的泄漏十分有效。但不意味绝对不漏,机械密封的平均泄漏率是0.13~0.35 加仑/分。随着生产的发展,苛刻工况如高真空、高压、高温、强腐蚀等条件给密封界技术提出更高要求。现有的动密封件都存在不同程度的泄漏和磨损,需要精心维护频繁更换.

“零泄漏”的定义

         在工厂经常可见“零泄漏工厂”、“零泄漏车间”的牌匾或锦旗,可能会给人一种误解,似乎该厂机械设备的全部泄漏点均绝对不漏。“零泄漏”是一个相对的概念,相对运动表面不可能达到绝对不漏。美国通用电器公司先进技术实验室将零泄漏的定义规定为氦在大气压下泄漏量为1.0×10-8cm3/s。休斯敦载人宇宙飞船中心将零泄漏定义为在300psi(表压)和室温下泄漏量不超过1.4×10-3 cm3/s的气态氮。国外环境保护法规定:允许通过泵轴密封处泄漏至环境中的物质不大于2.5~24g/h,对于环境有较大伤害的物质,要求泄漏量必须低于0.5g/h。

绝对密封

         对于任何介质,在不同的温度、压力及转速下,回转机械在整个服务周期内达到点滴不漏,即所谓绝对密封。常规的密封方式很难达到绝对密封。如果在设计的机器中,取消动密封或者说变动密封为静密封,则是密封技术的重大突破。这种密封传动作者称之为封闭型传动。目前获得工业应用的封闭型传动主要有磁力传动、封闭型谐波齿轮传动、屏蔽电机传动、隔膜传动及曲轴波纹管传动等。而磁力传动却占有的很大的份额。

  磁力传动与绝对密封的原理为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/seal/static/05984.html

  与 静密封 磁力传动 相关的文章请阅读:

  静密封http://www.chvacuum.com/seal/static/