Магнитната помпа се състои от три части: помпа, магнитна трансмисия и двигател. Ключовият компонент, магнитната трансмисия, се състои от външен магнитен ротор, вътрешен магнитен ротор и немагнитна изолационна втулка. Когато двигателят задвижва външния магнитен ротор, магнитното поле може да проникне през въздушната междина и немагнитните материали, като задвижва вътрешния магнитен ротор, свързан с работното колело, да се върти синхронно, осъществявайки безконтактно предаване на енергия и превръщайки динамичното уплътнение в статично. Тъй като валът на помпата и вътрешният магнитен ротор са напълно затворени от тялото на помпата и изолиращата втулка, проблемът с "течащите, бълбукащите, капещите и изтичащите" вещества е напълно решен, като се елиминира опасността от изтичане на запалими, взривоопасни, токсични и вредни среди през уплътнението на помпата в нефтопреработвателната и химическата промишленост и ефективно се гарантира опазването на околната среда, безопасното производство и други нужди.
1. Принцип на работа и структурни характеристики на магнитната помпа
N двойки магнити (n е четно число) са редовно разположени и монтирани върху вътрешния и външния ротор на магнитната трансмисия, така че магнитните части да образуват цялостна свързана магнитна система. Когато вътрешният и външният магнитни полюси са противоположни един на друг, т.е. ъгълът на преместване между двата магнитни полюса е Φ = 0, магнитната енергия на магнитната система е малка; когато магнитните полюси се завъртат към едни и същи полюси, т.е. ъгълът на преместване между двата магнитни полюса е Φ = 2π/n, магнитната енергия на магнитната система е голяма. След отстраняване на външната сила магнитните полюси на магнитната система се отблъскват един от друг и магнитната сила ще възстанови магнита в състояние на ниска магнитна енергия. Тогава магнитът се движи и задвижва магнитния ротор да се върти.
a. Вътрешна и външна магнитна стомана
Постоянният магнит, изработен от редки земни постоянни магнитни материали, има широк работен температурен диапазон (-45-400 ℃), висока коерцитивност, добра анизотропия в посоката на магнитното поле и няма да настъпи размагнитване, когато същите полюси са близо един до друг. Той е добър източник на магнитно поле.
b. Изолираща втулка
Когато се използва метална изолационна втулка, тя се намира в синусоидално променливо магнитно поле и в напречното сечение, перпендикулярно на посоката на линиите на магнитното поле, се индуцират вихрови токове, които се превръщат в топлина. Изразът на вихровия ток е:. Сред тях са: Pe - вихровият ток; K - константа; n - номинална скорост на помпата; T - въртящ момент на магнитната трансмисия; F - налягане в дистанционера; D - вътрешен диаметър на дистанционера; - съпротивление на материала; - якост на опън на материала. При проектирането на помпата n и T се определят от работните условия. За да се намали вихровият ток, могат да се вземат предвид само F, D и т.н. Изолиращата втулка е изработена от неметален материал с високо съпротивление и висока якост F46, който е много ефективен за намаляване на вихровите токове. Укрепващата втулка е изработена от аерокосмически материал PEEK (полиетеркетон), с висока устойчивост на налягане от 3Mpa, който е най-добрият избор за пренос на среди с висока специфична тежест, като 98 концентрирана сярна киселина и бром.
c. Плъзгащи се лагери
Материалите за плъзгащите лагери на магнитните помпи включват импрегниран графит, напълнен политетрафлуороетилен, инженерна керамика и др. Тъй като инженерната керамика има добра топлоустойчивост, устойчивост на корозия и устойчивост на триене, плъзгащите лагери на магнитните помпи се изработват предимно от инженерна керамика. Тъй като инженерната керамика е много крехка и има малък коефициент на разширение, хлабината на лагера не трябва да бъде твърде малка, за да се избегнат аварии, свързани със захващане на вала. Тъй като плъзгащите се лагери на магнитните помпи се смазват с транспортираната среда, трябва да се изберат различни материали за изработване на лагерите в зависимост от различните среди и работни условия.
d. Мерки за защита
Когато задвижваните части на магнитната трансмисия работят под претоварване или роторът е заседнал, основната и задвижваната част на магнитната трансмисия автоматично се изключват, за да предпазят помпата. В този момент постоянните магнити на магнитната трансмисия ще произвеждат вихрови загуби и магнитни загуби под действието на променливото магнитно поле на активния ротор, което ще доведе до повишаване на температурата на постоянните магнити и до приплъзване и повреда на магнитната трансмисия.
e. Контрол на дебита на охлаждащата и смазочната течност
Когато помпата работи, трябва да се използва малко количество течност за промиване и охлаждане на пръстеновидната междина между вътрешния магнитен ротор и изолиращата втулка и фрикционната двойка на плъзгащия се лагер. Дебитът на охлаждащата течност обикновено е 2%-3% от проектния дебит на помпата. В областта на пръстеновидната междина между вътрешния магнитен ротор и изолиращата втулка се генерира висока топлина поради вихрови токове. Когато охлаждащата и смазващата течност е недостатъчна или промивният отвор е блокиран, температурата на средата ще бъде по-висока от работната температура на постоянния магнит, което ще доведе до постепенна загуба на магнетизма на вътрешния магнитен ротор и до отказ на магнитната трансмисия. Когато средата е вода или течност на водна основа, повишаването на температурата в областта на пръстеновидната междина може да се поддържа на 3-5 °C; когато средата е въглеводород или масло, повишаването на температурата в областта на пръстеновидната междина може да се поддържа на 5-8 °C.
2. Материали и избор
a. В помпата обикновено се използват устойчиви на корозия инженерни пластмаси с висока якост (F46). Когато ъгълът е по-голям от 90°, като производствени материали се използват (вносни японски PFA на Daikin или американски PFA на DuPont), неръждаема стомана и др. Те имат добра устойчивост на корозия и могат да предпазят транспортираната среда от замърсяване. Например частта от магнитната помпа от серията CQB, която контактува с транспортираната течност, е изработена от химически устойчива флуоропластична сплав. Флуоропластичната сплав се състои от полиперфлуороетилен-пропилен със свръхвисоко молекулно тегло, който може да се термопластифицира, и една или повече други пластмаси, като могат да се добавят и пълнители. Например пластмасова сплав, съставена от полиперфлуороетилен с ултрависоко молекулно тегло, пропилен и политетрафлуороетилен, като първият съставлява от 0,1% до 99,9% по тегло, а вторият - от 99,9% до 0,1% по тегло. Произвежда се по метода на смесване чрез съвместно смилане на сух прах или съвместно смилане на мокър сух прах. Преработва се в различни продукти чрез горещо пресоване или синтероване чрез студено пресоване, което преодолява студения поток и лесната деформация на политетрафлуороетилена и може да удължи експлоатационния му живот.
b. Лагерите на магнитната помпа са потопени в преносната среда и се смазват и охлаждат от преносната среда. Най-често използваните лагери в Китай са графитни (ISC или SSIC). Графитът, особено импрегнираният графит, има добро самосмазване, устойчивост на топлинна корозия, нисък коефициент на триене и широк спектър от приложения, но графитът е крехък и има ниска якост. Той е много чувствителен към огъване на вала и локално претоварване, затова трябва да му се обърне специално внимание. Трислойните композитни лагери със стомана като матрица, порест бронз като среден слой и пластмаса като повърхностен слой имат висока якост на натиск, нисък коефициент на триене, стабилен размер, както и звукоизолация и абсорбиране на удари, и се използват през последните години.
3. Предимства на магнитните помпи
В сравнение с центробежните помпи, използващи механични уплътнения или уплътнения с набивка, магнитните помпи имат следните предимства.
a. Валът на помпата се променя от динамично уплътнение на затворено статично уплътнение, което напълно предотвратява изтичането на среда.
b. Не се изисква самостоятелно смазване и охлаждане с вода, което намалява консумацията на енергия.
c. Задвижването на съединителя е променено на синхронно и няма контакт и триене. То има ниска консумация на енергия, висока ефективност и ефекти на затихване и намаляване на вибрациите, което намалява въздействието на вибрациите на двигателя върху помпата и въздействието на кавитационните вибрации върху двигателя при възникване на помпата.
d. При претоварване вътрешният и външният магнитен ротор се приплъзват един спрямо друг, което има защитен ефект върху двигателя и помпата.
4. Предпазни мерки за работа
a. Предотвратяване навлизането на частици
(1) Не се допуска навлизането на феромагнитни примеси и частици в магнитното предавателно устройство и двойката лагери на триене.
(2) След транспортиране на медии, които лесно кристализират или се утаяват, ги промийте навреме (напълнете кухината на помпата с чиста вода след спиране на помпата и я източете след работа в продължение на 1 минута), за да осигурите експлоатационния живот на плъзгащия се лагер.
(3) Когато пренасяте среда, съдържаща твърди частици, филтрирайте я на входа на поточната тръба на помпата.
b. Предотвратяване на размагнитването
(1) Магнитният въртящ момент не може да бъде проектиран твърде малък.
(2) Той трябва да се експлоатира при посочените температурни условия, като е строго забранено да се превишава температурата на средата. На външната повърхност на изолиращата втулка на магнитната помпа може да се монтира температурен сензор с платинено съпротивление, който да засича повишаването на температурата в зоната на пръстеновидната междина, така че да алармира или да се изключи, когато температурата превиши граничната стойност.
c. Предотвратяване на сухото триене
(1) Строго забранено е да се бездейства.
(2) Строго забранено е да се евакуира средата.
(3) Когато изпускателният клапан е затворен, помпата не трябва да работи непрекъснато повече от 2 минути, за да се предотврати прегряването и повредата на магнитното предавателно устройство.
5. Работни процедури на магнитната помпа
a. Процедура за стартиране на помпата: отворете входния клапан преди стартиране, напълнете помпата с течността, която трябва да се транспортира; затворете изходния клапан; стартирайте електрическия подемник, за да проверите дали помпата е в правилната посока; след стартиране на помпата изходният клапан трябва да се отвори бавно и след като помпата достигне нормално работно състояние, регулирайте изходния клапан до необходимия отвор. Извършете тест в продължение на 5 ~ 10 минути, ако няма отклонения, помпата може да бъде пусната в експлоатация.
b. Процедура за спиране: затворете изпускателния клапан; прекъснете захранването; затворете входа. Когато помпата не се използва дълго време, почистете проточния канал в помпата и прекъснете електрозахранването.