永磁傳動(dòng)技術(shù)在真空泵中的應(yīng)用

2009-05-07 王玉良 遼寧石油化工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院

        永磁傳動(dòng)成功應(yīng)用之一是永磁聯(lián)軸器與泵的結(jié)合—磁力泵。國(guó)外泵業(yè)在八十年代最重要的技術(shù)進(jìn)步是在無(wú)密封領(lǐng)域,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家加強(qiáng)了放射性污染的控制,公眾環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),過(guò)程設(shè)備的管理者一直在關(guān)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(fèi)和污水處理要花費(fèi)昂貴的代價(jià),無(wú)密封泵所具備的優(yōu)勢(shì)已促使用戶在許多領(lǐng)域中選用這類(lèi)泵。越來(lái)越多的泵制造商在其產(chǎn)品系列中增添了磁力傳動(dòng)泵。

       圖1 為一離心磁力泵的剖面模型。傳動(dòng)部件由主動(dòng)轉(zhuǎn)子(外磁轉(zhuǎn)子)與從動(dòng)轉(zhuǎn)子(內(nèi)磁轉(zhuǎn)子)組成。外磁轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)相聯(lián),內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與葉輪軸相聯(lián)。主動(dòng)、從動(dòng)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(gè)封閉空間,從動(dòng)轉(zhuǎn)子浸在密封介質(zhì)中,主動(dòng)轉(zhuǎn)子在空氣中,構(gòu)成截然分開(kāi)的兩個(gè)空間,達(dá)到絕對(duì)密封效果。

磁力傳動(dòng)離心泵 

圖1 磁力傳動(dòng)離心泵

       專門(mén)致力于磁力驅(qū)動(dòng)泵的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的英國(guó)Howard 機(jī)械發(fā)展有限公司(HMD),1940 年就將第一臺(tái)無(wú)泄漏磁力泵推向市場(chǎng)。其后30 年中磁力泵的發(fā)展緩慢,應(yīng)用范圍很有限,主要用于泵送對(duì)生命有威脅或極其危險(xiǎn)的流體。此間該泵的價(jià)格較高,市場(chǎng)上出現(xiàn)過(guò)失敗或不可靠的產(chǎn)品,所以人們認(rèn)為實(shí)在是不得已時(shí)才去選擇它。到了70 年代,化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,磁力泵技術(shù)上的突破,可靠性和經(jīng)濟(jì)性有了驚人的提高。使工程技術(shù)人員得出結(jié)論:在許多工藝操作系統(tǒng)中,它是最經(jīng)濟(jì)的解決辦法。

磁力傳動(dòng)潛水泵 

1.電動(dòng)機(jī) 2.磁聯(lián)軸器 3.隔板 4.葉輪 5.泵體

圖2 磁力傳動(dòng)潛水泵

        1985 年作者在國(guó)內(nèi)首次將磁力傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于潛水電泵中,獲國(guó)家實(shí)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(jī)與泵的一體化產(chǎn)品,在液面下工作,隔絕泵送流體與電機(jī)繞組、鐵心以及軸承等零件的接觸,解決了泵與電機(jī)之間密封的難題。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,與常規(guī)泵相比零件數(shù)目減少,徹底解決了電機(jī)潮濕、腐蝕,增加了運(yùn)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(gè)人用水;建筑工程給排水;船舶及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)。根據(jù)國(guó)內(nèi)泵行業(yè)的調(diào)查,目前磁力泵國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量不足3000臺(tái),除幾家與國(guó)外合資的企業(yè)外,大功率產(chǎn)品不多,缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),無(wú)互換性,價(jià)格貴,可靠性差,沒(méi)有打開(kāi)市場(chǎng)。

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

        磁力泵應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域在石油化工行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)中型煉油廠有1000 多臺(tái)泵,一個(gè)石化廠有2000 多臺(tái)泵,為滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需要,石油化工公司成套設(shè)備向大型化發(fā)展,正在建設(shè)一批年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)的煉油廠、百萬(wàn)噸級(jí)的乙烯裝置。揚(yáng)子、福建、天津60 萬(wàn)噸/年大型乙烯裝置將陸續(xù)開(kāi)工,燕化、揚(yáng)子、齊魯、茂名、撫順等大中型乙烯裝置也將進(jìn)行改擴(kuò)建。另外,目前國(guó)內(nèi)各煉廠運(yùn)行的各種類(lèi)型泵有許多已經(jīng)陳舊老化,急需更新改造和升級(jí)。這為泵業(yè)發(fā)展開(kāi)辟了新的市場(chǎng)。不妨算一筆賬,全國(guó)規(guī)模以上的泵制造廠達(dá)700 余家,假如產(chǎn)品的5~10%為磁力泵,磁材的主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂梢繇戅D(zhuǎn)移到傳動(dòng)。僅石油、化工行業(yè)潛在市場(chǎng)需求量2~2.5 萬(wàn)臺(tái)/年,每臺(tái)泵平均用磁性材料按2 kg 計(jì),消耗凈磁材40t~50t,這是一個(gè)可觀的市場(chǎng)。