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米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵的零部件材料選擇
閱讀：1974 發(fā)布時(shí)間：2018-1-22美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵是應(yīng)用永磁傳動技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)力矩的無接觸傳遞的一種新型無密封泵,。其主動軸和從動軸之間不存在機(jī)械聯(lián)接,， 結(jié)構(gòu)中不需動密封存在， 所以該型泵無密封,、可實(shí)現(xiàn)零泄漏,， 特別適用于輸送易燃、易爆,、易揮發(fā),、有毒、有腐蝕以及貴重液體,， 磁力泵多用于要求泵只能微漏甚至不漏的場合,， 以及機(jī)械密封較難勝任的高真空的場合。近年來,， 國外在石油,、化工、電鍍,、制藥,、食品,、選紙， 印染等行業(yè)中該泵已得到廣泛應(yīng)用,。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵的結(jié)構(gòu)原理：
磁力驅(qū)動泵是利用磁體能吸引鐵磁物質(zhì)以及磁體或磁場之間有磁力作用,， 而非鐵磁物質(zhì)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(dǎo)體（隔離套）進(jìn)行動力傳輸?shù)奶匦?。磁力?qū)動泵主要由泵體,、葉輪、磁性連軸器,、隔離套,、電動機(jī)等組成。電動機(jī)通過連軸器和外磁鋼連在一起,。 葉輪和內(nèi)磁鋼通過葉輪螺母和泵內(nèi)軸組成一體,， 裝在由泵體和隔離套組成的密封體內(nèi)。電動機(jī)帶動外磁鋼,， 外磁鋼帶動內(nèi)磁鋼， 使葉輪旋轉(zhuǎn),， 從而由靜密封代替動密封,， 達(dá)到無泄漏輸送介質(zhì)。
以下對組成部分進(jìn)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(nèi),、外磁轉(zhuǎn)子和隔離套組成，起到空間傳遞力或轉(zhuǎn)矩的目的,，是磁力泵中關(guān)鍵的傳動部件,。
（3）滑動軸承、推力軸承對葉輪,、泵軸和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子等組成的轉(zhuǎn)子部件起到支撐和軸向限位作用,。是磁力泵中的關(guān)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(jié)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(zhuǎn)子的驅(qū)動軸起到支撐作用,。只存在于非直聯(lián)結(jié)構(gòu),。
（6）原動機(jī)通常為電動機(jī)。為磁力泵提供動力,。
性能分析
無泄漏原理
由磁力泵的結(jié)構(gòu)圖（見圖2）可以看到,，隔離套部件和相連的泵體組成了一個(gè)*封閉的屏蔽密封腔體,。葉輪、泵軸和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子等組成的轉(zhuǎn)子部件被*包封在這個(gè)屏蔽密封腔體當(dāng)中,，用于輸送的介質(zhì),。而外磁轉(zhuǎn)子則位于屏蔽密封腔體的外側(cè)，位于空氣當(dāng)中,，通過空間的磁場作用傳遞給位于介質(zhì)當(dāng)中的內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(shí),，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*無泄漏的流體輸送機(jī)械,。
磁渦流損失
在磁力泵中,，當(dāng)外磁轉(zhuǎn)子帶動內(nèi)磁轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，在內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子中間會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場,。而處在內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子中間的隔離套相對這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場來說是在做切割磁力線運(yùn)動,，因此，若隔離套為金屬導(dǎo)體材料,，則必然會在隔離套表面產(chǎn)生感應(yīng)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(jī)效率降低1%~7%,。同時(shí),，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zui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(shè)計(jì)當(dāng)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(qū)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(nèi)循環(huán)方式在泵內(nèi)靠近葉輪出口的部位引出一高壓循環(huán)介質(zhì),，其大部分高壓流體經(jīng)過內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和隔離套間的狹小間隙,，流經(jīng)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(jīng)過止推軸承和滑動軸承的推力端面,，再經(jīng)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(zhì)，其高壓流體經(jīng)外部的冷卻,、過濾等輔助設(shè)備后,，再進(jìn)人泵內(nèi)，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(chǎn)生和平衡方式
軸向力的產(chǎn)生主要由以下幾個(gè)部分組成：葉輪前后蓋板上的壓力不一致產(chǎn)生的軸向力、引進(jìn)的高壓冷卻循環(huán)流體作用在內(nèi)磁轉(zhuǎn)子上的軸向力,、葉輪在對介質(zhì)作功時(shí)產(chǎn)生的作用在葉輪上的動反力,、所輸送介質(zhì)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(jié)果,，就產(chǎn)生了一個(gè)作用在整個(gè)轉(zhuǎn)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(shí)間，安全穩(wěn)定的工作,，就必須平衡泵內(nèi)的軸向力,。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵中軸向力的平衡方式有許多種，其中一種為泵內(nèi)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(dāng)葉輪產(chǎn)生的壓力作用在前后蓋板上時(shí)，葉輪上會產(chǎn)生一個(gè)大小等于或接近,，但與作用在整個(gè)轉(zhuǎn)子上的軸向力相反,。從而基本上平衡了泵內(nèi)的軸向力。
經(jīng)過泵內(nèi)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(gè)很小的范圍內(nèi),，推力軸承上的端面比壓也可以控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵的零部件材料選擇：
（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(jié)構(gòu),。
（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(qiáng)高分子聚合塑料等。其中欽合金材料由于在絕大部分介質(zhì)當(dāng)中都具有良好的耐腐蝕性,，而且強(qiáng)度高,、電阻率大等優(yōu)點(diǎn)，因此被大部分磁力泵生產(chǎn)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(nèi)磁轉(zhuǎn)子及其帶動的泵軸和葉輪*封閉在充滿輸送流體的屏蔽密封腔內(nèi),，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(jìn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是磁力泵能否可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。
目前,，磁力泵用軸承的常見材料有碳化硅陶瓷,、硬質(zhì)合金、碳石墨,、填充增強(qiáng)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(xué)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(shí)它還具有摩擦因數(shù)低的優(yōu)點(diǎn),，也可以作為滑動軸承材料使用,。但碳石墨較脆,，強(qiáng)度也較低，對軸的彎曲和局部過載比較敏感,，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意,。填充增強(qiáng)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(yīng)用于滑動軸承的材料。但由于它的線脹系數(shù)較大,，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(zhì)合金或碳石墨等材料配對使用效果很理想,。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵與普通泵對比：
和普通泵相比較,，磁力泵具有全封閉、無泄漏的優(yōu)點(diǎn),，從而可以達(dá)到防毒,、防爆，保證安全生產(chǎn)的目的,。同時(shí)也縮短了操作人員與有毒,、有害、易燃,、易爆介質(zhì)的接觸時(shí)間,。對操作人員的人身安全和健康起到保障作用。同時(shí),，由于磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、振動小,、噪聲低,，使用壽命長，通常在三年內(nèi)免于維護(hù)維修,。因此大修周期長,，可以節(jié)省維修費(fèi)用并降低維修人員的工作強(qiáng)度。也可以減少由于停機(jī)而帶來的間接經(jīng)濟(jì)損失,。
當(dāng)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(jià)格也偏高于普通泵,。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵與屏蔽泵對比：
磁力泵與屏蔽泵都屬于無泄漏泵。但在設(shè)計(jì)原理,、適用范圍,、維護(hù)維修方面都存在一定的差異。
（1）傳動原理從本質(zhì)上看,，磁力泵和屏蔽泵的轉(zhuǎn)矩傳遞原理是*相同的,，它們都是依靠空間磁場作用來傳遞力或轉(zhuǎn)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(zhì)上看，磁力泵和屏蔽泵的無泄漏原理也是*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(zhuǎn)子部件*包封在這個(gè)屏蔽密封腔體當(dāng)中。從而完成動密封到靜密封的轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的屏蔽套形成屏蔽密封腔體。
（3）結(jié)構(gòu)與制造磁力泵結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,，制造加工簡單;屏蔽泵結(jié)構(gòu)相對簡單,，但由于屏蔽電動機(jī)的存在，其制造加工相對復(fù)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(zhì)的輸送。而屏蔽泵的水力模型多為國外水力設(shè)計(jì),，性能參數(shù)與國內(nèi)石化行業(yè)現(xiàn)有設(shè)備存在一定差異,。
（5）維護(hù)維修磁力泵的維護(hù)維修簡單方便，用戶可以獨(dú)立進(jìn)行,。而屏蔽泵由于屏蔽電動機(jī)的存在,，使它的維護(hù)維修相對復(fù)雜，維修周期長,，對生產(chǎn)的影響較大,。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵的使用注意事項(xiàng)：
磁力泵在正常使用當(dāng)中，只要按照操作規(guī)程的指導(dǎo)正確操作,，那么,，磁力泵就可以達(dá)到長壽命、長周期運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。由于受到本身結(jié)構(gòu)特性的限制,，磁力泵在使用過程當(dāng)中通常需注意如下事項(xiàng),。
（1）嚴(yán)禁干運(yùn)轉(zhuǎn)；
（2）*清除裝置內(nèi)的鐵銹及固體異物,；
（3）泵運(yùn)轉(zhuǎn)前必須將泵內(nèi)空氣排除,；
（4）斷流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得持續(xù)超過60s；
（5）不得逆向持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),；
（6）在運(yùn)轉(zhuǎn)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zui小流量時(shí)，不應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn),；
（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(nèi)軸向力,；
（9）常溫結(jié)構(gòu)磁力泵（釹鐵硼磁材料）嚴(yán)禁“高溫”掃線,。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵是一種通過磁力傳動器來實(shí)現(xiàn)無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封，使泵達(dá)到*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(zhuǎn)工作泵。磁力耦合器的一半(內(nèi)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(nèi),；另一半(外磁鐵)裝于電機(jī)軸上，在隔離罩外以磁力帶動內(nèi)磁鐵旋轉(zhuǎn)驅(qū)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(jìn)行潤滑,，適于輸送不含顆粒的有毒有害,、易燃易爆、強(qiáng)腐蝕性和貴重的液體,。該泵采用獨(dú)立的潤滑系統(tǒng),，且與被送液體隔離的結(jié)構(gòu)，適于輸送含顆粒,、漿狀的物料及高溫液體（450℃）。
美國米頓羅MiltonRoy磁力驅(qū)動泵結(jié)構(gòu)緊湊,、外形美觀,、體積小、噪音低、運(yùn)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(shè)備配套、過濾機(jī)配套的理想設(shè)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?qū)πl(wèi)生要求比較高的場合可以選用不銹鋼材質(zhì)齒輪泵。