永磁傳動技術在真空泵中的應用

2009-05-07 王玉良 遼寧石油化工大學 機械工程學院

        永磁傳動成功應用之一是永磁聯(lián)軸器與泵的結(jié)合—磁力泵。國外泵業(yè)在八十年代最重要的技術進步是在無密封領域,工業(yè)發(fā)達國家加強了放射性污染的控制,公眾環(huán)境意識的增強,過程設備的管理者一直在關注改善裝置的安全性并且為操作人員凈化工作環(huán)境。工程介質(zhì)的浪費和污水處理要花費昂貴的代價,無密封泵所具備的優(yōu)勢已促使用戶在許多領域中選用這類泵。越來越多的泵制造商在其產(chǎn)品系列中增添了磁力傳動泵

       圖1 為一離心磁力泵的剖面模型。傳動部件由主動轉(zhuǎn)子(外磁轉(zhuǎn)子)與從動轉(zhuǎn)子(內(nèi)磁轉(zhuǎn)子)組成。外磁轉(zhuǎn)子與電動機相聯(lián),內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與葉輪軸相聯(lián)。主動、從動轉(zhuǎn)子的氣隙中裝有非磁性的隔離套,它與泵體聯(lián)接構(gòu)成一個封閉空間,從動轉(zhuǎn)子浸在密封介質(zhì)中,主動轉(zhuǎn)子在空氣中,構(gòu)成截然分開的兩個空間,達到絕對密封效果。

磁力傳動離心泵 

圖1 磁力傳動離心泵

       專門致力于磁力驅(qū)動泵的開發(fā)和生產(chǎn)的英國Howard 機械發(fā)展有限公司(HMD),1940 年就將第一臺無泄漏磁力泵推向市場。其后30 年中磁力泵的發(fā)展緩慢,應用范圍很有限,主要用于泵送對生命有威脅或極其危險的流體。此間該泵的價格較高,市場上出現(xiàn)過失敗或不可靠的產(chǎn)品,所以人們認為實在是不得已時才去選擇它。到了70 年代,化學工業(yè)的發(fā)展,磁力泵技術上的突破,可靠性和經(jīng)濟性有了驚人的提高。使工程技術人員得出結(jié)論:在許多工藝操作系統(tǒng)中,它是最經(jīng)濟的解決辦法。

磁力傳動潛水泵 

1.電動機 2.磁聯(lián)軸器 3.隔板 4.葉輪 5.泵體

圖2 磁力傳動潛水泵

        1985 年作者在國內(nèi)首次將磁力傳動技術應用于潛水電泵中,獲國家實用新型專利。圖2 為一種面型永磁聯(lián)軸器連接的潛水泵結(jié)構(gòu)圖。潛水電泵是電機與泵的一體化產(chǎn)品,在液面下工作,隔絕泵送流體與電機繞組、鐵心以及軸承等零件的接觸,解決了泵與電機之間密封的難題。它結(jié)構(gòu)簡單,與常規(guī)泵相比零件數(shù)目減少,徹底解決了電機潮濕、腐蝕,增加了運行的可靠性與壽命。置于河流、湖泊、池塘、井下,用于農(nóng)田澆灌、集體及個人用水;建筑工程給排水;船舶及國民經(jīng)濟各部門。根據(jù)國內(nèi)泵行業(yè)的調(diào)查,目前磁力泵國內(nèi)生產(chǎn)量不足3000臺,除幾家與國外合資的企業(yè)外,大功率產(chǎn)品不多,缺少統(tǒng)一標準,無互換性,價格貴,可靠性差,沒有打開市場。

        根據(jù)2000~2001 年度蘭化ABS 裝置統(tǒng)計結(jié)果,常規(guī)泵泄漏、故障等破壞率是無泄漏泵的6~8 倍,機械密封化工泵更換易損件的費用是相應無泄漏泵的3~5 倍。磁力泵雖然一次性投資較大,但修理費用僅為密封泵的30%~60%,大約4~5 年二者的費用基本相當。加之密封泵外泄的物料價格昂貴及環(huán)境污染、安全事故帶來的問題,大力推廣磁力漏泵技術勢在必行。

        磁力泵應用的重點領域在石油化工行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,一個中型煉油廠有1000 多臺泵,一個石化廠有2000 多臺泵,為滿足國內(nèi)外市場需要,石油化工公司成套設備向大型化發(fā)展,正在建設一批年產(chǎn)千萬噸級的煉油廠、百萬噸級的乙烯裝置。揚子、福建、天津60 萬噸/年大型乙烯裝置將陸續(xù)開工,燕化、揚子、齊魯、茂名、撫順等大中型乙烯裝置也將進行改擴建。另外,目前國內(nèi)各煉廠運行的各種類型泵有許多已經(jīng)陳舊老化,急需更新改造和升級。這為泵業(yè)發(fā)展開辟了新的市場。不妨算一筆賬,全國規(guī)模以上的泵制造廠達700 余家,假如產(chǎn)品的5~10%為磁力泵,磁材的主要應用領域?qū)⒂梢繇戅D(zhuǎn)移到傳動。僅石油、化工行業(yè)潛在市場需求量2~2.5 萬臺/年,每臺泵平均用磁性材料按2 kg 計,消耗凈磁材40t~50t,這是一個可觀的市場。