磁力驅動泵

磁力驅動泵是利用磁體能吸引鐵磁物質以及磁體或磁場之間有磁力作用， 而非鐵磁物質不影響或很少影響磁力的大小， 因此可以無接觸地透過非磁導體（隔離套）進行動力傳輸?shù)奶匦?。磁力驅動泵主要由泵體、葉輪、磁性連軸器、隔離套、電動機等組成。電動機通過連軸器和外磁鋼連在一起。 葉輪和內磁鋼通過葉輪螺母和泵內軸組成一體， 裝在由泵體和隔離套組成的密封體內。電動機帶動外磁鋼， 外磁鋼帶動內磁鋼， 使葉輪旋轉， 從而由靜密封代替動密封， 達到無泄漏輸送介質。

以下對組成部分進行簡單介紹：

（1）泵體、葉輪和普通泵基本相同，起到對流體作功和對作功后流體收集、輸送的目的。

（2）圓筒型磁力聯(lián)軸器由內、外磁轉子和隔離套組成，起到空間傳遞力或轉矩的目的，是磁力泵中關鍵的傳動部件。

（3）滑動軸承、推力軸承對葉輪、泵軸和內磁轉子等組成的轉子部件起到支撐和軸向限位作用。是磁力泵中的關鍵元部件，它的使用性能直接影響磁力泵的使用壽命。

（4）主要連接件是磁力泵中的聯(lián)結支撐元部件。主要起到連接和定位等作用。

（5）軸承懸架部件對帶動外磁轉子的驅動軸起到支撐作用。只存在于非直聯(lián)結構。

（6）原動機通常為電動機。為磁力泵提供動力。

磁力齒輪泵是一種通過磁力傳動器來實現(xiàn)無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封，使泵達到完全無泄漏的容積式齒輪泵。該泵以磁力耦合器隔離傳動，一般為旋轉工作泵。磁力耦合器的一半(內磁鐵)裝于泵軸上，并以非鐵磁性材料制成的隔離罩密封在泵體內；另一半(外磁鐵)裝于電機軸上，在隔離罩外以磁力帶動內磁鐵旋轉驅動泵工作，故無泄漏。其軸承以自潤滑材料制造，并以被送液體進行潤滑，適于輸送不含顆粒的有毒有害、易燃易爆、強腐蝕性和貴重的液體。該泵采用獨立的潤滑系統(tǒng)，且與被送液體隔離的結構，適于輸送含顆粒、漿狀的物料及高溫液體（450℃）。

磁力齒輪泵結構緊湊、外形美觀、體積小、噪音低、運行可靠、使用維修方便。適用于石油、化工、制藥、冶煉、電鍍、環(huán)保、食品、國防等行業(yè)，是輸送易燃、易爆、揮發(fā)、有毒、稀有貴重液體和各種腐蝕性液體以及循環(huán)水設備配套、過濾機配套的理想設備，適用于各行業(yè)工藝流程中輸送不含固體顆粒和纖維的有一定潤滑性的流體。對于有腐蝕性或對衛(wèi)生要求比較高的場合可以選用不銹鋼材質齒輪泵。

磁力泵在正常使用當中，只要按照操作規(guī)程的指導正確操作，那么，磁力泵就可以達到長壽命、長周期運轉的目的。由于受到本身結構特性的限制，磁力泵在使用過程當中通常需注意如下事項。

（1）嚴禁干運轉；

（2）徹底清除裝置內的鐵銹及固體異物；

（3）泵運轉前必須將泵內空氣排除；

（4）斷流運轉時間不得持續(xù)超過60s；

（5）不得逆向持續(xù)運轉；

（6）在運轉中，如發(fā)現(xiàn)異常聲音或振動等，必須迅速查清原因，排除故障；

（7）小于最小流量時，不應運轉；

（8）泵的正常工作狀態(tài)，必須是合同要求的性能參數(shù)范圍，否則影響泵內軸向力；

（9）常溫結構磁力泵（釹鐵硼磁材料）嚴禁“高溫”掃線。

無泄漏原理

由磁力泵的結構圖（見圖2）可以看到，隔離套部件和相連的泵體組成了一個完全封閉的屏蔽密封腔體。葉輪、泵軸和內磁轉子等組成的轉子部件被完全包封在這個屏蔽密封腔體當中，用于輸送的介質。而外磁轉子則位于屏蔽密封腔體的外側，位于空氣當中，通過空間的磁場作用傳遞給位于介質當中的內磁轉子和葉輪。由于由隔離套等定子部件組成的屏蔽密封腔體只有靜密封，同時，帶動葉輪對流體作功的泵軸沒有穿出屏蔽密封腔體，因此，沒有軸封的存在。所以說，磁力泵是一種沒有動密封，而只有靜密封的完全無泄漏的流體輸送機械。

磁渦流損失

在磁力泵中，當外磁轉子帶動內磁轉子同步旋轉時，在內外磁轉子中間會產生一個旋轉的磁場。而處在內外磁轉子中間的隔離套相對這個旋轉磁場來說是在做切割磁力線運動，因此，若隔離套為金屬導體材料，則必然會在隔離套表面產生感應電流，即磁渦流，由磁渦流引起的能量損失稱為磁渦流損失。通常，磁渦流損失是以熱量的形式表現(xiàn)出來的，它會使整機效率降低1%~7%。同時，會使隔離套溫度升高，一旦隔離套處的溫度升高到超過永磁體的最高使用溫度，就會對永磁體的使用造成影響。因此，在磁力泵的設計當中，必須要控制隔離套的溫度，以保證永磁體安全、可靠的工作。

冷卻循環(huán)系統(tǒng)

磁力驅動泵中大多都有一套冷卻循環(huán)系統(tǒng)，其循環(huán)方式常有兩種。

（1）內循環(huán)方式在泵內靠近葉輪出口的部位引出一高壓循環(huán)介質，其大部分高壓流體經過內磁轉子和隔離套間的狹小間隙，流經泵軸的中心孔或其他通道，回到泵的吸人口。另有一小部分經過止推軸承和滑動軸承的推力端面，再經滑動軸承的潤滑油槽后，回到泵的吸人口，完成對隔離套、滑動軸承和推力軸承的潤滑和冷卻作用。

（2）外循環(huán)方式在泵的出口高壓區(qū)引出一高壓循環(huán)介質，其高壓流體經外部的冷卻、過濾等輔助設備后，再進人泵內，完成對隔離套、滑動軸承和推力軸承的潤滑和冷卻作用。

軸向力的產生和平衡方式

軸向力的產生主要由以下幾個部分組成：葉輪前后蓋板上的壓力不一致產生的軸向力、引進的高壓冷卻循環(huán)流體作用在內磁轉子上的軸向力、葉輪在對介質作功時產生的作用在葉輪上的動反力、所輸送介質的泵人口壓力作用在推力軸承端面上的軸向力。

以上軸向力的作用結果，就產生了一個作用在整個轉子部件上，指向泵人口，非常巨大的軸向力，通常在幾千牛，乃至上萬牛以上。而推力軸承沒有能力承受這么大的軸向力。因此為了保證推力軸承可以長時間，安全穩(wěn)定的工作，就必須平衡泵內的軸向力。

磁力驅動泵中軸向力的平衡方式有許多種，其中一種為泵內軸向力的水力自平衡系統(tǒng)。通過更改葉輪前后蓋板的受力面積，當葉輪產生的壓力作用在前后蓋板上時，葉輪上會產生一個大小等于或接近，但與作用在整個轉子上的軸向力相反。從而基本上平衡了泵內的軸向力。

經過泵內軸向力的水力自平衡后，推力軸承上的軸向力可以控制在一個很小的范圍內，推力軸承上的端面比壓也可以控制在一個合理的范圍內。

零部件材料選擇

（1）主要過流部件材料對于泵體、葉輪、泵蓋等粗大的過流部件，它們的材料選擇與普通泵基本一致，如：ZG230-450；ZG1Cr18Ni9；ZG0Cr18Ni12Mo2Ti；ZG00Cr17Ni14Mo2等鑄鋼和不銹鋼鑄件以及哈氏合金、蒙耐爾合金、鈦合金等合金材料。對于一些特殊工況還可以采用塑料‘襯里等結構。

（2）隔離套材料常見的隔離套材料有普通不銹鋼、哈氏合金、蒙耐爾合金、鈦合金、增強高分子聚合塑料等。其中欽合金材料由于在絕大部分介質當中都具有良好的耐腐蝕性，而且強度高、電阻率大等優(yōu)點，因此被大部分磁力泵生產廠家采用而作為隔離套材料。

（3）滑動軸承及推力軸承材料由于磁力泵的內磁轉子及其帶動的泵軸和葉輪完全封閉在充滿輸送流體的屏蔽密封腔內，因此，支撐和軸向限位只能選用滑動軸承和推力軸承，并用所輸送的流體進行潤滑和冷卻。磁力泵滑動軸承和推力軸承材料的選擇及結構設計是磁力泵能否可靠運轉的關鍵。

目前，磁力泵用軸承的常見材料有碳化硅陶瓷、硬質合金、碳石墨、填充增強塑料等。碳化硅陶瓷具有優(yōu)異的耐磨損、耐腐蝕性，幾乎可以在任何流體中工作，如烯烴類、烷類、酸堿鹽類、溶劑類、化學藥品類等等。碳石墨特別是浸金屬石墨，具有良好的自潤滑性和耐腐蝕性，同時它還具有摩擦因數(shù)低的優(yōu)點，也可以作為滑動軸承材料使用。但碳石墨較脆，強度也較低，對軸的彎曲和局部過載比較敏感，設計時應特別注意。填充增強塑料主要指聚四氟乙烯用碳纖維、玻璃纖維、云母、銅粉、欽粉、石墨或二硫化鋁等具有良好的耐磨耐蝕性能，也多應用于滑動軸承的材料。但由于它的線脹系數(shù)較大，設計時應注意其工作溫度和PV值。

根據(jù)具體的使用情況，采用直筒型碳化硅陶瓷為滑動軸承材料與硬質合金或碳石墨等材料配對使用效果很理想。

與普通泵對比

和普通泵相比較，磁力泵具有全封閉、無泄漏的優(yōu)點，從而可以達到防毒、防爆，保證安全生產的目的。同時也縮短了操作人員與有毒、有害、易燃、易爆介質的接觸時間。對操作人員的人身安全和健康起到保障作用。同時，由于磁力泵運轉平穩(wěn)可靠、振動小、噪聲低，使用壽命長，通常在三年內免于維護維修。因此大修周期長，可以節(jié)省維修費用并降低維修人員的工作強度。也可以減少由于停機而帶來的間接經濟損失。

當然，對于使用金屬隔離套的磁力泵，由于磁渦流損失的存在，泵的效率相對普通泵要低1%~7%。而且價格也偏高于普通泵。

與屏蔽泵對比

磁力泵與屏蔽泵都屬于無泄漏泵。但在設計原理、適用范圍、維護維修方面都存在一定的差異。

（1）傳動原理從本質上看，磁力泵和屏蔽泵的轉矩傳遞原理是完全相同的，它們都是依靠空間磁場作用來傳遞力或轉矩。只不過磁力泵的磁場是由永磁體提供的永磁場，而屏蔽泵的磁場是由交變電流形成的交變磁場。

（2）無泄漏原理從本質上看，磁力泵和屏蔽泵的無泄漏原理也是完全相同的，它們都是依靠一定的靜止元部件組成能夠承受壓力的屏蔽密封腔體，把對流體作功的葉輪等轉子部件完全包封在這個屏蔽密封腔體當中。從而完成動密封到靜密封的轉換。磁力泵依靠隔離套形成無泄漏的屏蔽密封腔體，而屏蔽泵依靠電動機轉子與定子間的屏蔽套形成屏蔽密封腔體。

（3）結構與制造磁力泵結構相對復雜，制造加工簡單;屏蔽泵結構相對簡單，但由于屏蔽電動機的存在，其制造加工相對復雜。

（4）適用范圍磁力泵和屏蔽泵適合輸送的流體基本相同，都用于易燃、易爆、有毒、有害或比較貴重介質的輸送。而屏蔽泵的水力模型多為國外水力設計，性能參數(shù)與國內石化行業(yè)現(xiàn)有設備存在一定差異。

（5）維護維修磁力泵的維護維修簡單方便，用戶可以獨立進行。而屏蔽泵由于屏蔽電動機的存在，使它的維護維修相對復雜，維修周期長，對生產的影響較大。

按電動機聯(lián)接方式

（1）直聯(lián)結構外磁轉子由電動機軸帶動進行主動回轉，原動機采用B35聯(lián)接方式的直聯(lián)電動機，優(yōu)點是泵的結構緊湊，空間體積小。缺點是拆裝維護相對復雜。通常應用于電動機功率較小的情況。

（2）非直聯(lián)結構也稱為軸承托架結構。外磁轉子由驅動軸帶動進行主動回轉，在驅動軸與電動機軸之間由聯(lián)軸器連接。優(yōu)點是拆裝維護非常的簡單方便，運轉平穩(wěn)。缺點是軸向尺寸長，空間體積大。主要應用在電動機功率較大的情況。

按冷卻循環(huán)方式

（1）內循環(huán)方式主要應用于常溫、純凈介質的輸送。其主要特點為冷卻循環(huán)通路在泵內完成。

（2）外循環(huán)方式主要應用于高溫、有顆粒介質的輸送。其主要特點為冷卻循環(huán)通路經過泵外后再回到泵內，形成循環(huán)通路。其結構相對復雜，拆裝維護也相對復雜。

IMC氟塑料磁力驅動泵是總結多年的磁力泵制造經驗研發(fā)的大功率高揚程磁力驅動泵，外型及安裝尺寸均按ISO國際標準設計制造，整體結構采用電機直聯(lián)的后拉式，由中間支架支撐，結構緊湊，拆卸維護方便，性能范圍寬。

優(yōu)點：

自吸磁力驅動泵是一種通過磁力傳動器(磁力聯(lián)軸器)來實現(xiàn)無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封，使泵達到完全無泄漏。由于泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題，消除了煉油化工行業(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患，有力地保證了職工的身心健康和安全生產。

1．無需安裝底閥和灌引水。

2．泵軸由動密封變成封閉式靜密封，徹底避免了介質泄漏。

3．無需獨立潤滑和冷卻水，降低了能耗。

4．由聯(lián)軸器傳動變成同步拖動，不存在接觸和摩擦。功耗小、效率高，且具有阻尼減振作用，減少了電動機振動對泵的影響和泵發(fā)生氣蝕振動時對電動機的影響。

5．過載時，內、外磁轉子相對滑脫，對電機、泵有保護作用。

6．當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或轉子卡死時，

CQ型磁力驅動泵防止顆粒進入

(1)不允許有鐵磁雜質、顆粒進入磁力傳動器和軸承摩擦副。(2)輸送易結晶或沉淀的介質后要及時沖洗(停泵后向泵腔內灌注清水，運轉1min后排放干凈)，以保障滑動軸承的使用壽命。 (3)輸送含有固體顆粒的介質時，應在泵流管入口處過濾。

CQ型磁力驅動泵防止退磁

(1)磁力矩不可設計得過小。(2)應在規(guī)定溫度條件下運行，嚴禁介質溫度超標?？稍诖帕Ρ酶綦x套外表面裝設鉑電阻溫度傳感器檢測環(huán)隙區(qū)域的溫升，以便溫度超限時報警或停機。

CQ型磁力驅動泵防止干摩擦

(1)嚴禁空轉。(2)嚴禁介質抽空。(3)在出口閥關閉的情況下，泵連續(xù)運轉時間不得超過2min，以防磁力傳動器過熱而失效。

不可用在有壓力的系統(tǒng)中由于磁力泵泵腔中存在一定的間系及磁力泵內使用的是“靜軸承”，由此該系列泵絕不可以使用在有壓力的系統(tǒng)中，正壓與負壓均不可行。

（一）因磁力泵軸承的冷卻和潤滑是靠被輸送的介質，所以絕對禁止空運轉，同時避免在工作中途停電后再啟動時所造成時空載運轉。

（二）被輸送介質中，若含有固體顆粒，泵入口要加過濾網：如含有鐵磁質微粒，需加磁性過濾器。

（三）泵在使用中環(huán)境溫度應小于40℃，電機溫升不得超過75℃。

（四）被輸送的介質及其溫度應在泵材允許范圍內。工程塑料泵的使用溫度<60℃，金屬泵的使用溫度<100℃，輸送吸入壓力不大于0.2MPa，最大工作壓力1.6MPa，密度不大于1600Kg/m3，粘度不大于30X10-6m2/S的不含硬顆粒和纖維的液體。

（五）對于輸送液為易沉淀結晶的介質，使用后應及時清洗，排凈泵內積液。

（六）磁力泵正常運行1000小時后，應拆檢軸承和端面動環(huán)的磨損情況，并更換不宜再用的易損件。