Die Magnetpumpe besteht aus drei Teilen: einer Pumpe, einem Magnetgetriebe und einem Motor. Die Schlüsselkomponente, das magnetische Getriebe, besteht aus einem äußeren magnetischen Rotor, einem inneren magnetischen Rotor und einer nichtmagnetischen Isolierhülse. Wenn der Motor den äußeren Magnetrotor in Drehung versetzt, kann das Magnetfeld den Luftspalt und die nichtmagnetischen Materialien durchdringen und den inneren Magnetrotor, der mit dem Laufrad verbunden ist, in eine synchrone Drehung versetzen, wodurch eine berührungslose Kraftübertragung realisiert und die dynamische Dichtung in eine statische Dichtung umgewandelt wird. Da die Pumpenwelle und der innere Magnetrotor vollständig vom Pumpenkörper und der Isolierhülse umschlossen sind, ist das Problem des "Laufens, Blubberns, Tropfens und Auslaufens" vollständig gelöst, wodurch das Sicherheitsrisiko von entflammbaren, explosiven, giftigen und schädlichen Medien, die durch die Pumpendichtung in der Ölraffinerie und der chemischen Industrie austreten, beseitigt wird und der Umweltschutz, die sichere Produktion und andere Erfordernisse wirksam gewährleistet werden.
1. Funktionsprinzip und strukturelle Merkmale der Magnetpumpe
N Magnetpaare (n ist eine gerade Zahl) sind regelmäßig auf den inneren und äußeren magnetischen Rotoren des magnetischen Getriebes angeordnet und montiert, so dass die magnetischen Teile ein vollständiges gekoppeltes magnetisches System bilden. Wenn die inneren und äußeren Magnetpole einander entgegengesetzt sind, d.h. der Verschiebungswinkel zwischen den beiden Magnetpolen ist Φ = 0, ist die magnetische Energie des magnetischen Systems gering; wenn die Magnetpole zu den gleichen Polen rotieren, d.h. der Verschiebungswinkel zwischen den beiden Magnetpolen ist Φ = 2π/n, ist die magnetische Energie des magnetischen Systems groß. Nach dem Wegfall der äußeren Kraft stoßen sich die Magnetpole des magnetischen Systems ab, und die magnetische Kraft versetzt den Magneten wieder in einen Zustand mit geringer magnetischer Energie. Dann bewegt sich der Magnet und treibt den Magnetrotor zur Drehung an.
a. Interner und externer Magnetstahl
Der Dauermagnet aus Seltenerd-Permanentmagnetmaterial hat einen weiten Betriebstemperaturbereich (-45-400℃), eine hohe Koerzitivfeldstärke, eine gute Anisotropie in der Magnetfeldrichtung, und es tritt keine Entmagnetisierung auf, wenn die gleichen Pole nahe beieinander liegen. Es ist eine gute Magnetfeldquelle.
b. Isolierhülse
Bei Verwendung einer metallischen Isolierhülse befindet sich die Isolierhülse in einem sinusförmigen magnetischen Wechselfeld, und auf dem Querschnitt senkrecht zur Richtung der Magnetfeldlinien werden Wirbelströme induziert und in Wärme umgewandelt. Der Ausdruck für den Wirbelstrom lautet:. Dazu gehören: Pe-Wirbelstrom; K-Konstante; n-Drehzahl der Pumpe; T-magnetisches Übertragungsmoment; F-Druck im Abstandshalter; D-Innendurchmesser des Abstandshalters; -Widerstand des Materials; -Zugfestigkeit des Materials. Bei der Auslegung der Pumpe sind n und T durch die Betriebsbedingungen gegeben. Um den Wirbelstrom zu reduzieren, können nur F, D usw. berücksichtigt werden. Die Isolierhülse besteht aus dem hochohmigen und hochfesten nichtmetallischen Werkstoff F46, der die Wirbelströme sehr gut reduziert. Die Verstärkungshülse besteht aus dem Luft- und Raumfahrtmaterial PEEK (Polyetheretherketon) mit einer hohen Druckbeständigkeit von 3 MPa, das die beste Wahl für den Transport von Medien mit hohem spezifischem Gewicht ist, wie z. B. 98 konzentrierte Schwefelsäure und Brom.
c. Gleitlager
Zu den Materialien der Gleitlager von Magnetpumpen gehören imprägnierter Graphit, gefülltes Polytetrafluorethylen, technische Keramik usw. Da technische Keramik eine gute Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Reibungsbeständigkeit aufweist, werden die Gleitlager von Magnetpumpen meist aus technischer Keramik hergestellt. Da Ingenieurkeramik sehr spröde ist und einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten hat, darf das Lagerspiel nicht zu klein sein, um Unfälle durch Festfressen der Welle zu vermeiden. Da die Gleitlager von Magnetpumpen durch das zu transportierende Medium geschmiert werden, sollten je nach Medium und Betriebsbedingungen unterschiedliche Werkstoffe für die Lager gewählt werden.
d. Schutzmaßnahmen
Wenn die angetriebenen Teile des Magnetgetriebes unter Überlast laufen oder der Rotor festsitzt, rutschen die Haupt- und angetriebenen Teile des Magnetgetriebes automatisch ab, um die Pumpe zu schützen. Zu diesem Zeitpunkt erzeugen die Permanentmagnete der Magnetkupplung unter der Einwirkung des magnetischen Wechselfeldes des aktiven Rotors Wirbelstromverluste und magnetische Verluste, wodurch die Temperatur der Permanentmagnete ansteigt und die Magnetkupplung rutscht und ausfällt.
e. Kontrolle der Durchflussmenge von Kühl- und Schmierflüssigkeit
Bei laufender Pumpe muss eine kleine Menge Flüssigkeit zum Spülen und Kühlen des Ringspaltbereichs zwischen dem inneren Magnetrotor und der Isolierhülse sowie der Gleitpaarung des Gleitlagers verwendet werden. Die Durchflussmenge der Kühlflüssigkeit beträgt in der Regel 2%-3% der Pumpenauslegungsdurchflussmenge. Der Ringspaltbereich zwischen dem inneren Magnetrotor und der Isolierhülse erzeugt aufgrund von Wirbelströmen eine hohe Wärme. Wenn die Kühl- und Schmierflüssigkeit nicht ausreicht oder die Spülbohrung verstopft ist, ist die Temperatur des Mediums höher als die Arbeitstemperatur des Permanentmagneten, wodurch der innere Magnetrotor allmählich seinen Magnetismus verliert und die magnetische Übertragung ausfällt. Wenn das Medium Wasser oder eine Flüssigkeit auf Wasserbasis ist, kann der Temperaturanstieg im Ringspaltbereich bei 3-5°C gehalten werden; wenn das Medium Kohlenwasserstoff oder Öl ist, kann der Temperaturanstieg im Ringspaltbereich bei 5-8°C gehalten werden.
2. Material und Auswahl
a. Für die Pumpe werden im Allgemeinen korrosionsbeständige, hochfeste technische Kunststoffe (F46) verwendet. Wenn der Winkel größer als 90° ist, werden (importiertes japanisches Daikin PFA oder amerikanisches DuPont PFA), rostfreier Stahl usw. als Herstellungsmaterialien verwendet. Sie haben eine gute Korrosionsbeständigkeit und können das transportierte Medium vor Verunreinigungen schützen. Der Teil der Magnetpumpe der Serie CQB, der mit dem Fördermedium in Berührung kommt, besteht zum Beispiel aus einer chemikalienbeständigen Fluorkunststofflegierung. Fluorkunststofflegierungen bestehen aus thermoplastisch verformbarem Polyperfluorethylenpropylen mit ultrahohem Molekulargewicht und einem oder mehreren anderen Kunststoffen, denen Füllstoffe zugesetzt werden können. Zum Beispiel eine Kunststofflegierung, die aus Polyperfluorethylenpropylen mit ultrahohem Molekulargewicht und Polytetrafluorethylen besteht, wobei ersteres 0,1% bis 99,9% und letzteres 99,9% bis 0,1% ausmacht. Es wird durch ein Mischverfahren aus Trockenpulver-Co-Mahlung oder Trockenpulver-Nass-Co-Mahlung hergestellt. Es wird durch Heißpressen oder Kaltpresssintern zu verschiedenen Produkten verarbeitet, wodurch der Kaltfluss und die leichte Verformung von Polytetrafluorethylen überwunden werden und seine Lebensdauer verlängert werden kann.
b. Die Lager der Magnetpumpe sind in das Fördermedium eingetaucht und werden durch das Fördermedium geschmiert und gekühlt. Die in China am häufigsten verwendeten Lager sind aus Graphit (ISC oder SSIC). Graphit, insbesondere imprägnierter Graphit, verfügt über eine gute Selbstschmierung, Wärmekorrosionsbeständigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und ein breites Anwendungsspektrum, aber Graphit ist spröde und hat eine geringe Festigkeit. Es ist sehr empfindlich gegenüber Wellenbiegung und lokaler Überlastung, so dass besondere Vorsicht geboten ist. Dreischichtige Verbundlager mit Stahl als Matrix, poröser Bronze als Mittelschicht und Kunststoff als Deckschicht haben eine hohe Druckfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine stabile Größe sowie Schall- und Stoßdämpfung und wurden in den letzten Jahren eingesetzt.
3. Vorteile von Magnetpumpen
Im Vergleich zu Kreiselpumpen mit Gleitringdichtungen oder Stopfbuchspackungen haben Magnetpumpen die folgenden Vorteile.
a. Die Pumpenwelle wird von einer dynamischen Dichtung in eine geschlossene statische Dichtung umgewandelt, die ein Austreten des Mediums vollständig verhindert.
b. Es wird kein eigenes Schmier- und Kühlwasser benötigt, was den Energieverbrauch senkt.
c. Der Kupplungsantrieb wird in einen synchronen Widerstand umgewandelt, und es gibt keinen Kontakt und keine Reibung. Er hat einen geringen Stromverbrauch, einen hohen Wirkungsgrad und eine dämpfende und schwingungsreduzierende Wirkung, die die Auswirkungen von Motorschwingungen auf die Pumpe und die Auswirkungen von Kavitationsschwingungen auf den Motor reduziert, wenn die Pumpe auftritt.
d. Bei Überlastung schlüpfen der innere und der äußere Magnetrotor relativ zueinander, was eine Schutzwirkung auf den Motor und die Pumpe hat.
4. Vorsichtsmaßnahmen für den Betrieb
a. Verhindern Sie das Eindringen von Partikeln
(1) Ferromagnetische Verunreinigungen und Partikel dürfen nicht in die magnetische Übertragungsvorrichtung und das Lagerreibungspaar gelangen.
(2) Nach der Förderung von Medien, die leicht auskristallisieren oder ausfallen, ist rechtzeitig zu spülen (nach dem Stoppen der Pumpe den Pumpenhohlraum mit sauberem Wasser füllen und nach 1 Minute Laufzeit entleeren), um die Lebensdauer des Gleitlagers zu gewährleisten.
(3) Bei der Förderung von Medien, die Feststoffpartikel enthalten, sind diese am Eingang der Pumpenvorlaufleitung zu filtern.
b. Entmagnetisierung verhindern
(1) Das magnetische Drehmoment kann nicht zu klein ausgelegt werden.
(2) Sie sollte unter den angegebenen Temperaturbedingungen betrieben werden, und es ist streng verboten, die Mediumstemperatur zu überschreiten. Ein Platin-Widerstands-Temperatursensor kann an der Außenfläche der Magnetpumpen-Isolierhülse installiert werden, um den Temperaturanstieg im Ringspaltbereich zu erfassen und einen Alarm auszulösen oder abzuschalten, wenn die Temperatur den Grenzwert überschreitet.
c. Verhinderung von Trockenreibung
(1) Es ist strengstens untersagt, untätig zu sein.
(2) Es ist strengstens untersagt, das Medium zu evakuieren.
(3) Wenn das Auslassventil geschlossen ist, sollte die Pumpe nicht länger als 2 Minuten ununterbrochen laufen, um eine Überhitzung und einen Ausfall der magnetischen Übertragungsvorrichtung zu vermeiden.
5. Betriebsverfahren der Magnetpumpe
a. Pumpenstartverfahren: Öffnen Sie das Einlassventil vor dem Start, füllen Sie die Pumpe mit der zu transportierenden Flüssigkeit; schließen Sie das Auslassventil; starten Sie den elektrischen Aufzug, um zu prüfen, ob die Pumpe in die richtige Richtung läuft; nachdem die Pumpe startet, sollte das Auslassventil langsam geöffnet werden, und nachdem die Pumpe den normalen Betriebszustand erreicht hat, stellen Sie das Auslassventil auf die erforderliche Öffnung ein. Testlauf für 5~10 Minuten, wenn es keine Anomalien gibt, kann es in Betrieb genommen werden.
b. Abschaltvorgang: Schließen Sie das Auslassventil; unterbrechen Sie die Stromversorgung; schließen Sie den Einlass. Wenn die Pumpe längere Zeit nicht benutzt wird, reinigen Sie den Strömungskanal in der Pumpe und unterbrechen Sie die Stromzufuhr.