永磁传动技术在真空泵中的应用

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

        永磁传动成功应用之一是永磁联轴器与泵的结合—磁力泵。国外泵业在八十年代最重要的技术进步是在无密封领域,工业发达国家加强了放射性污染的控制,公众环境意识的增强,过程设备的管理者一直在关注改善装置的安全性并且为操作人员净化工作环境。工程介质的浪费和污水处理要花费昂贵的代价,无密封泵所具备的优势已促使用户在许多领域中选用这类泵。越来越多的泵制造商在其产品系列中增添了磁力传动泵

       图1 为一离心磁力泵的剖面模型。传动部件由主动转子(外磁转子)与从动转子(内磁转子)组成。外磁转子与电动机相联,内磁转子与叶轮轴相联。主动、从动转子的气隙中装有非磁性的隔离套,它与泵体联接构成一个封闭空间,从动转子浸在密封介质中,主动转子在空气中,构成截然分开的两个空间,达到绝对密封效果。

磁力传动离心泵 

图1 磁力传动离心泵

       专门致力于磁力驱动泵的开发和生产的英国Howard 机械发展有限公司(HMD),1940 年就将第一台无泄漏磁力泵推向市场。其后30 年中磁力泵的发展缓慢,应用范围很有限,主要用于泵送对生命有威胁或极其危险的流体。此间该泵的价格较高,市场上出现过失败或不可靠的产品,所以人们认为实在是不得已时才去选择它。到了70 年代,化学工业的发展,磁力泵技术上的突破,可靠性和经济性有了惊人的提高。使工程技术人员得出结论:在许多工艺操作系统中,它是最经济的解决办法。

磁力传动潜水泵 

1.电动机 2.磁联轴器 3.隔板 4.叶轮 5.泵体

图2 磁力传动潜水泵

        1985 年作者在国内首次将磁力传动技术应用于潜水电泵中,获国家实用新型专利。图2 为一种面型永磁联轴器连接的潜水泵结构图。潜水电泵是电机与泵的一体化产品,在液面下工作,隔绝泵送流体与电机绕组、铁心以及轴承等零件的接触,解决了泵与电机之间密封的难题。它结构简单,与常规泵相比零件数目减少,彻底解决了电机潮湿、腐蚀,增加了运行的可靠性与寿命。置于河流、湖泊、池塘、井下,用于农田浇灌、集体及个人用水;建筑工程给排水;船舶及国民经济各部门。根据国内泵行业的调查,目前磁力泵国内生产量不足3000台,除几家与国外合资的企业外,大功率产品不多,缺少统一标准,无互换性,价格贵,可靠性差,没有打开市场。

        根据2000~2001 年度兰化ABS 装置统计结果,常规泵泄漏、故障等破坏率是无泄漏泵的6~8 倍,机械密封化工泵更换易损件的费用是相应无泄漏泵的3~5 倍。磁力泵虽然一次性投资较大,但修理费用仅为密封泵的30%~60%,大约4~5 年二者的费用基本相当。加之密封泵外泄的物料价格昂贵及环境污染、安全事故带来的问题,大力推广磁力漏泵技术势在必行。

        磁力泵应用的重点领域在石油化工行业。据统计,一个中型炼油厂有1000 多台泵,一个石化厂有2000 多台泵,为满足国内外市场需要,石油化工公司成套设备向大型化发展,正在建设一批年产千万吨级的炼油厂、百万吨级的乙烯装置。扬子、福建、天津60 万吨/年大型乙烯装置将陆续开工,燕化、扬子、齐鲁、茂名、抚顺等大中型乙烯装置也将进行改扩建。另外,目前国内各炼厂运行的各种类型泵有许多已经陈旧老化,急需更新改造和升级。这为泵业发展开辟了新的市场。不妨算一笔账,全国规模以上的泵制造厂达700 余家,假如产品的5~10%为磁力泵,磁材的主要应用领域将由音响转移到传动。仅石油、化工行业潜在市场需求量2~2.5 万台/年,每台泵平均用磁性材料按2 kg 计,消耗净磁材40t~50t,这是一个可观的市场。

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