La pompe magnétique se compose de trois éléments : une pompe, une transmission magnétique et un moteur. Le composant clé, la transmission magnétique, se compose d'un rotor magnétique externe, d'un rotor magnétique interne et d'un manchon d'isolation non magnétique. Lorsque le moteur fait tourner le rotor magnétique externe, le champ magnétique peut pénétrer l'entrefer et les matériaux non magnétiques, entraînant la rotation synchronisée du rotor magnétique interne relié à la roue, réalisant ainsi une transmission de puissance sans contact et transformant l'étanchéité dynamique en étanchéité statique. Étant donné que l'arbre de la pompe et le rotor magnétique interne sont complètement enfermés dans le corps de la pompe et la douille d'isolation, le problème du "fonctionnement, du bouillonnement, de l'égouttement et de la fuite" est complètement résolu, ce qui élimine le risque de fuite de fluides inflammables, explosifs, toxiques et nocifs à travers le joint de la pompe dans le raffinage du pétrole et l'industrie chimique, et garantit efficacement la protection de l'environnement, la sécurité de la production et d'autres nécessités.
1. Principe de fonctionnement et caractéristiques structurelles de la pompe magnétique
N paires d'aimants (n est un nombre pair) sont régulièrement disposées et assemblées sur les rotors magnétiques intérieur et extérieur de la transmission magnétique, de sorte que les pièces magnétiques forment un système magnétique couplé complet. Lorsque les pôles magnétiques intérieur et extérieur sont opposés l'un à l'autre, c'est-à-dire que l'angle de déplacement entre les deux pôles magnétiques est Φ = 0, l'énergie magnétique du système magnétique est faible ; lorsque les pôles magnétiques tournent vers les mêmes pôles, c'est-à-dire que l'angle de déplacement entre les deux pôles magnétiques est Φ = 2π/n, l'énergie magnétique du système magnétique est importante. Après la suppression de la force extérieure, les pôles magnétiques du système magnétique se repoussent, et la force magnétique ramène l'aimant à un état de faible énergie magnétique. L'aimant se déplace alors et entraîne la rotation du rotor magnétique.
a. Acier magnétique interne et externe
L'aimant permanent en terre rare a une large plage de température de fonctionnement (-45-400℃), une coercivité élevée, une bonne anisotropie dans la direction du champ magnétique et aucune démagnétisation ne se produit lorsque les mêmes pôles sont proches l'un de l'autre. Il s'agit d'une bonne source de champ magnétique.
b. Manchon d'isolation
Lorsqu'une gaine d'isolation métallique est utilisée, la gaine d'isolation est soumise à un champ magnétique alternatif sinusoïdal et des courants de Foucault sont induits sur la section transversale perpendiculaire à la direction des lignes de champ magnétique et transformés en chaleur. L'expression du courant de Foucault est :. Parmi eux, Pe - courant de Foucault ; K - constante ; n - vitesse nominale de la pompe ; T - couple de transmission magnétique ; F - pression dans l'entretoise ; D - diamètre intérieur de l'entretoise ; - résistivité du matériau ; - résistance à la traction du matériau. Lors de la conception de la pompe, n et T sont donnés par les conditions de fonctionnement. Pour réduire les courants de Foucault, seuls F, D, etc. peuvent être pris en compte. Le manchon d'isolation est fabriqué dans un matériau non métallique à haute résistivité et haute résistance, le F46, qui est très efficace pour réduire les courants de Foucault. La gaine de renforcement est fabriquée en PEEK (polyétheréthercétone), un matériau aérospatial, avec une résistance à la pression élevée de 3Mpa, qui est le meilleur choix pour transporter des fluides à densité élevée, tels que l'acide sulfurique et le brome concentrés à 98.
c. Paliers lisses
Les matériaux des paliers lisses des pompes magnétiques comprennent le graphite imprégné, le polytétrafluoroéthylène chargé, les céramiques techniques, etc. Les céramiques techniques ayant une bonne résistance à la chaleur, à la corrosion et au frottement, les paliers lisses des pompes magnétiques sont principalement constitués de céramiques techniques. Les céramiques techniques étant très fragiles et ayant un faible coefficient de dilatation, le jeu du palier ne doit pas être trop faible pour éviter les accidents de grippage de l'arbre. Les paliers lisses des pompes magnétiques étant lubrifiés par le fluide transporté, il convient de choisir différents matériaux pour fabriquer les paliers en fonction des différents fluides et conditions de fonctionnement.
d. Mesures de protection
Lorsque les parties entraînées de la transmission magnétique fonctionnent en surcharge ou que le rotor est bloqué, les parties principales et entraînées de la transmission magnétique se désolidarisent automatiquement pour protéger la pompe. À ce moment-là, les aimants permanents de la transmission magnétique produisent des pertes par effet de Foucault et des pertes magnétiques sous l'action du champ magnétique alternatif du rotor actif, ce qui entraîne une augmentation de la température des aimants permanents et le glissement et la défaillance de la transmission magnétique.
e. Contrôle du débit des liquides de refroidissement et de lubrification
Lorsque la pompe fonctionne, une petite quantité de liquide doit être utilisée pour rincer et refroidir l'espace annulaire entre le rotor magnétique interne et la douille d'isolation, ainsi que la paire de frottement du palier lisse. Le débit du liquide de refroidissement est généralement de 2%-3% du débit nominal de la pompe. L'espace annulaire entre le rotor magnétique interne et la douille d'isolation génère une chaleur élevée en raison des courants de Foucault. Lorsque le liquide de refroidissement et de lubrification est insuffisant ou que l'orifice de rinçage est obstrué, la température du fluide est supérieure à la température de fonctionnement de l'aimant permanent, ce qui entraîne une perte progressive du magnétisme du rotor magnétique interne et une défaillance de la transmission magnétique. Lorsque le fluide est de l'eau ou un liquide à base d'eau, l'augmentation de la température dans la zone de l'espace annulaire peut être maintenue entre 3 et 5°C ; lorsque le fluide est un hydrocarbure ou une huile, l'augmentation de la température dans la zone de l'espace annulaire peut être maintenue entre 5 et 8°C.
2. Matériaux et sélection
a. La pompe utilise généralement des plastiques techniques résistants à la corrosion et à haute résistance (F46). Lorsque l'angle est supérieur à 90°, on utilise comme matériaux de fabrication du PFA (importé du Japon Daikin PFA ou de l'Amérique DuPont PFA), de l'acier inoxydable, etc. Ils présentent une bonne résistance à la corrosion et peuvent protéger le fluide transporté contre la contamination. Par exemple, la partie de la pompe magnétique de la série CQB qui entre en contact avec le liquide transporté est fabriquée en alliage fluoroplastique résistant aux produits chimiques. L'alliage plastique fluoré est composé de polyperfluoroéthylène propylène à très haut poids moléculaire qui peut être thermoplastisé et d'une ou plusieurs autres matières plastiques, et des charges peuvent être ajoutées. Par exemple, un alliage plastique composé de polyperfluoroéthylène propylène à très haut poids moléculaire et de polytétrafluoroéthylène, le premier représentant 0,1% à 99,9% en poids, et le second représentant 99,9% à 0,1% en poids. Il est fabriqué par une méthode de mélange de co-broyage de poudre sèche ou de co-broyage humide de poudre sèche. Il est transformé en divers produits par pressage à chaud ou frittage par pressage à froid, ce qui permet de surmonter l'écoulement à froid et la déformation facile du polytétrafluoroéthylène et de prolonger sa durée de vie.
b. Les paliers de la pompe magnétique sont immergés dans le fluide de transport et sont lubrifiés et refroidis par ce dernier. Les paliers les plus couramment utilisés en Chine sont en graphite (ISC ou SSIC). Le graphite, en particulier le graphite imprégné, présente une bonne autolubrification, une résistance à la corrosion thermique, un faible coefficient de frottement et un large éventail d'applications, mais le graphite est fragile et peu résistant. Il est très sensible à la flexion de l'arbre et à la surcharge locale, et il convient donc d'y prêter une attention particulière. Les roulements composites à trois couches avec l'acier comme matrice, le bronze poreux comme couche intermédiaire et le plastique comme couche de surface ont une résistance élevée à la compression, un faible coefficient de frottement, des dimensions stables, une insonorisation et une absorption des chocs, et ont été utilisés ces dernières années.
3. Avantages des pompes magnétiques
Par rapport aux pompes centrifuges utilisant des garnitures mécaniques ou des garnitures d'étanchéité, les pompes magnétiques présentent les avantages suivants.
a. L'arbre de la pompe passe d'un joint dynamique à un joint statique fermé, ce qui évite complètement les fuites de fluide.
b. Aucune eau de lubrification et de refroidissement indépendante n'est nécessaire, ce qui réduit la consommation d'énergie.
c. L'entraînement de l'accouplement est remplacé par un entraînement synchrone, et il n'y a ni contact ni friction. Il a une faible consommation d'énergie, un rendement élevé et des effets d'amortissement et de réduction des vibrations, ce qui réduit l'impact des vibrations du moteur sur la pompe et l'impact des vibrations de cavitation sur le moteur lorsque la pompe se produit.
d. En cas de surcharge, les rotors magnétiques intérieur et extérieur glissent l'un par rapport à l'autre, ce qui a un effet protecteur sur le moteur et la pompe.
4. Précautions d'emploi
a. Empêcher les particules de pénétrer
(1) Les impuretés et les particules ferromagnétiques ne doivent pas pénétrer dans le dispositif de transmission magnétique et la paire de frottement du roulement.
(2) Après avoir transporté des fluides faciles à cristalliser ou à précipiter, rincez-les à temps (remplissez la cavité de la pompe avec de l'eau propre après l'avoir arrêtée et videz-la après une minute de fonctionnement) afin de garantir la durée de vie du palier lisse.
(3) Lorsque le fluide transporté contient des particules solides, il faut le filtrer à l'entrée du tuyau d'écoulement de la pompe.
b. Prévenir la démagnétisation
(1) Le couple magnétique ne peut pas être conçu trop petit.
(2) Elle doit être utilisée dans les conditions de température spécifiées, et il est strictement interdit de dépasser la température du milieu. Un capteur de température à résistance de platine peut être installé sur la surface extérieure de la douille d'isolation de la pompe magnétique pour détecter l'augmentation de la température dans la zone de l'espace annulaire, de manière à déclencher une alarme ou un arrêt lorsque la température dépasse la limite.
c. Prévenir le frottement sec
(1) Il est strictement interdit de courir sans rien faire.
(2) Il est strictement interdit d'évacuer le média.
(3) Lorsque la vanne de sortie est fermée, la pompe ne doit pas fonctionner en continu pendant plus de 2 minutes afin d'éviter la surchauffe et la défaillance du dispositif de transmission magnétique.
5. Procédures de fonctionnement de la pompe magnétique
a. Procédure de démarrage de la pompe : ouvrir la vanne d'entrée avant le démarrage, remplir la pompe avec le liquide à transporter ; fermer la vanne de sortie ; démarrer l'ascenseur électrique pour vérifier si la pompe est dans la bonne direction ; après le démarrage de la pompe, la vanne de sortie doit être ouverte lentement, et une fois que la pompe a atteint l'état de fonctionnement normal, ajuster la vanne de sortie à l'ouverture requise. L'essai doit durer de 5 à 10 minutes. S'il n'y a pas d'anomalie, la pompe peut être mise en service.
b. Procédure d'arrêt : fermer la vanne de sortie ; couper l'alimentation électrique ; fermer l'entrée. Lorsque la pompe n'est pas utilisée pendant une longue période, nettoyer le canal d'écoulement dans la pompe et couper l'alimentation électrique.