Magnetinį siurblį sudaro trys dalys: siurblys, magnetinė pavara ir variklis. Pagrindinę sudedamąją dalį - magnetinę pavarą - sudaro išorinis magnetinis rotorius, vidinis magnetinis rotorius ir nemagnetinė izoliacinė įvorė. Kai variklis suka išorinį magnetinį rotorių, magnetinis laukas gali prasiskverbti pro oro tarpą ir nemagnetines medžiagas, todėl vidinis magnetinis rotorius, sujungtas su sparnuote, sukasi sinchroniškai, todėl galia perduodama bekontakčiu būdu, o dinaminis sandariklis paverčiamas statiniu sandarikliu. Kadangi siurblio veleną ir vidinį magnetinį rotorių visiškai uždaro siurblio korpusas ir izoliacinė įvorė, visiškai išsprendžiama "bėgimo, burbuliavimo, lašėjimo ir nuotėkio" problema, todėl pašalinamas degių, sprogių, toksiškų ir kenksmingų terpių nuotėkio per siurblio sandariklį naftos perdirbimo ir chemijos pramonėje pavojus saugumui ir veiksmingai užtikrinama aplinkos apsauga, saugi gamyba ir kiti poreikiai.
1. Magnetinio siurblio veikimo principas ir konstrukcinės charakteristikos
N porų magnetų (n yra lyginis skaičius) yra reguliariai išdėstytos ir sumontuotos ant vidinio ir išorinio magnetinės transmisijos rotorių, kad magnetinės dalys sudarytų ištisą sujungtą magnetinę sistemą. Kai vidinis ir išorinis magnetiniai poliai yra priešingi vienas kitam, t. y. poslinkio kampas tarp dviejų magnetinių polių yra Φ = 0, magnetinės sistemos magnetinė energija yra maža; kai magnetiniai poliai pasisuka į tuos pačius polius, t. y. poslinkio kampas tarp dviejų magnetinių polių yra Φ = 2π/n, magnetinės sistemos magnetinė energija yra didelė. Pašalinus išorinę jėgą, magnetinės sistemos magnetiniai poliai vienas kitą atstumia, o magnetinė jėga atstatys magnetą į mažos magnetinės energijos būseną. Tada magnetas juda ir verčia suktis magnetinį rotorių.
a. Vidinis ir išorinis magnetinis plienas
Nuolatinis magnetas, pagamintas iš retųjų žemių nuolatinio magneto medžiagos, pasižymi plačiu darbinės temperatūros diapazonu (-45-400 ℃), dideliu koercityvumu, gera magnetinio lauko krypties anizotropija, o kai tie patys poliai yra arti vienas kito, neįvyksta demagnetizacija. Tai geras magnetinio lauko šaltinis.
b. Izoliacinė mova
Kai naudojama metalinė izoliacinė įvorė, izoliacinė įvorė yra sinusoidiniame kintamame magnetiniame lauke, o magnetinio lauko linijų krypčiai statmename skerspjūvyje indukuojamos sūkurinės srovės, kurios virsta šiluma. Sūkurinių srovių išraiška yra tokia:. Iš jų: Pe - sūkurinė srovė; K - konstanta; n - siurblio sūkių dažnis; T - magnetinės pavaros sukimo momentas; F - slėgis tarpiklyje; D - vidinis tarpiklio skersmuo; - medžiagos varža; - medžiagos atsparumas tempimui. Projektuojant siurblį, n ir T nurodomi pagal darbo sąlygas. Siekiant sumažinti sūkurines sroves, galima atsižvelgti tik į F, D ir t. t. Izoliacinė mova pagaminta iš didelės varžos ir didelio stiprumo nemetalinės medžiagos F46, kuri labai veiksmingai mažina sūkurines sroves. Armatūros įvorė pagaminta iš aviacinės medžiagos PEEK (polieterio eterketono), kurios atsparumas dideliam slėgiui siekia 3 MPa ir kuri yra geriausias pasirinkimas didelio savitojo svorio terpėms, pavyzdžiui, 98 koncentruotai sieros rūgščiai ir bromui, transportuoti.
c. Stumdomieji guoliai
Magnetinių siurblių slydimo guolių medžiagos yra impregnuotas grafitas, užpildytas politetrafluoretilenas, inžinerinė keramika ir kt. Kadangi inžinerinė keramika pasižymi geru atsparumu karščiui, korozijai ir trinčiai, magnetinių siurblių slydimo guoliai dažniausiai gaminami iš inžinerinės keramikos. Kadangi inžinerinė keramika yra labai trapi ir pasižymi mažu plėtimosi koeficientu, guolių tarpas neturi būti per mažas, kad būtų išvengta veleno užstrigimo atvejų. Kadangi magnetinių siurblių slydimo guoliai tepami transportuojama terpe, guoliams gaminti reikia parinkti skirtingas medžiagas, atsižvelgiant į skirtingas terpes ir darbo sąlygas.
d. Apsaugos priemonės
Kai varomosios magnetinės transmisijos dalys veikia perkrautos arba rotorius užstringa, pagrindinės ir varomosios magnetinės transmisijos dalys automatiškai išsijungia, kad apsaugotų siurblį. Tuo metu magnetinės transmisijos nuolatiniai magnetai, veikiant kintamajam aktyviojo rotoriaus magnetiniam laukui, sukuria sūkurinius nuostolius ir magnetinius nuostolius, todėl nuolatinių magnetų temperatūra pakyla, o magnetinė transmisija praslysta ir sugenda.
e. Aušinimo ir tepimo skysčio srauto kontrolė
Kai siurblys veikia, nedideliu skysčio kiekiu reikia praplauti ir atvėsinti žiedinio tarpo tarp vidinio magnetinio rotoriaus ir izoliacinės įvorės bei slydimo guolio trinties poros sritį. Aušinamojo skysčio srautas paprastai sudaro 2%-3% projektinio siurblio srauto. Žiedinio tarpo srityje tarp vidinio magnetinio rotoriaus ir izoliacinės įvorės dėl sūkurinių srovių susidaro didelis šilumos kiekis. Kai aušinimo ir tepimo skysčio nepakanka arba praplovimo anga užblokuota, terpės temperatūra bus aukštesnė už nuolatinio magneto darbinę temperatūrą, todėl vidinis magnetinis rotorius palaipsniui praras magnetizmą ir magnetinė transmisija suges. Kai terpė yra vanduo arba vandens pagrindo skystis, temperatūros pakilimas žiedinio tarpo srityje gali būti 3-5 °C; kai terpė yra angliavandenilis arba alyva, temperatūros pakilimas žiedinio tarpo srityje gali būti 5-8 °C.
2. Medžiagos ir jų parinkimas
a. Siurblyje paprastai naudojami korozijai atsparūs, didelio atsparumo inžineriniai plastikai (F46). Kai kampas didesnis nei 90°, kaip gamybinės medžiagos naudojamos (importuotos japoniškos Daikin PFA arba amerikietiškos DuPont PFA), nerūdijantis plienas ir kt. Jos pasižymi geru atsparumu korozijai ir gali apsaugoti transportuojamą terpę nuo užteršimo. Pavyzdžiui, CQB serijos magnetinio siurblio dalis, kuri liečiasi su transportuojamu skysčiu, pagaminta iš cheminėms medžiagoms atsparaus fluoroplastinio lydinio. Fluoroplastinis lydinys sudarytas iš itin didelės molekulinės masės poliperfluoretileno propileno, kurį galima termoplastifikuoti, ir vieno ar daugiau kitų plastikų, taip pat galima pridėti užpildų. Pavyzdžiui, plastiko lydinys, sudarytas iš itin didelės molekulinės masės poliperfluoretileno propileno ir politetrafluoretileno, iš kurių pirmojo masė sudaro nuo 0,1% iki 99,9%, o antrojo - nuo 99,9% iki 0,1%. Jis gaminamas maišymo būdu, taikant sauso miltelių bendro malimo arba sauso miltelių šlapio bendro malimo metodą. Jis perdirbamas į įvairius gaminius karšto arba šalto presavimo sukepinimo būdu, kuris įveikia šaltą tekėjimą ir lengvą politetrafluoretileno deformaciją ir gali pailginti jo tarnavimo laiką.
b. Magnetinio siurblio guoliai yra panardinti į transportinę terpę, o transportinė terpė juos tepa ir aušina. Kinijoje dažniausiai naudojami grafito (ISC arba SSIC) guoliai. Grafitas, ypač impregnuotas grafitas, pasižymi geru savaiminiu tepimu, atsparumu karščio korozijai, mažu trinties koeficientu ir plačiu pritaikymo spektru, tačiau grafitas yra trapus ir mažai tvirtas. Jis labai jautrus veleno lenkimui ir vietinei perkrovai, todėl jam reikia skirti ypatingą dėmesį. Trisluoksniai kompozitiniai guoliai, kurių matrica yra plienas, vidurinis sluoksnis - akytoji bronza, o paviršinis sluoksnis - plastikas, pasižymi dideliu atsparumu gniuždymui, mažu trinties koeficientu, stabiliu dydžiu, garso izoliacija ir smūgių slopinimu, todėl pastaraisiais metais naudojami.
3. Magnetinių siurblių privalumai
Palyginti su išcentriniais siurbliais, kuriuose naudojami mechaniniai sandarikliai arba tarpikliai, magnetiniai siurbliai turi šiuos privalumus.
a. Siurblio veleno dinaminis sandariklis pakeičiamas į uždarą statinį sandariklį, todėl visiškai išvengiama terpės nuotėkio.
b. Nereikia naudoti nepriklausomo tepimo ir aušinimo vandens, todėl sunaudojama mažiau energijos.
c. Sankabos pavara pakeičiama į sinchroninį pasipriešinimą, nėra kontakto ir trinties. Ji pasižymi mažomis energijos sąnaudomis, dideliu efektyvumu, slopinimo ir vibracijos mažinimo poveikiu, todėl sumažėja variklio vibracijos poveikis siurbliui ir kavitacinės vibracijos poveikis varikliui, kai atsiranda siurblys.
d. Esant perkrovai, vidinis ir išorinis magnetiniai rotoriai slysta vienas kito atžvilgiu, o tai turi apsauginį poveikį varikliui ir siurbliui.
4. Atsargumo priemonės
a. Neleiskite dalelėms patekti į
(1) Feromagnetinės priemaišos ir dalelės negali patekti į magnetinio perdavimo įtaiso ir guolio trinties porą.
(2) Transportavę lengvai kristalizuojančias ar nuosėdas kaupiančias terpes, laiku jas išplaukite (sustabdę siurblį pripildykite siurblio ertmę švaraus vandens ir po 1 minutės darbo išleiskite), kad užtikrintumėte slankiojančio guolio tarnavimo laiką.
(3) Kai transportuojama terpė, kurioje yra kietųjų dalelių, filtruokite ją siurblio srauto vamzdžio įėjime.
b. Užkirsti kelią demagnetizacijai
(1) Magnetinis sukimo momentas negali būti per mažas.
(2) Jis turėtų būti eksploatuojamas laikantis nurodytų temperatūros sąlygų, griežtai draudžiama viršyti vidutinę temperatūrą. Ant magnetinės siurblio izoliacinės įvorės išorinio paviršiaus galima įrengti platinos varžos temperatūros jutiklį, kad būtų galima aptikti temperatūros padidėjimą žiedinio tarpo zonoje ir, temperatūrai viršijus ribą, paskelbti pavojaus signalą arba išjungti siurblį.
c. Užkirsti kelią sausai trinčiai
(1) Griežtai draudžiama bėgioti tuščiai.
(2) Griežtai draudžiama evakuoti terpę.
(3) Kai išleidimo vožtuvas uždarytas, siurblys neturėtų veikti nepertraukiamai ilgiau kaip 2 minutes, kad magnetinis perdavimo įtaisas neperkaistų ir nesugestų.
5. Magnetinio siurblio veikimo procedūros
a. Siurblio paleidimo procedūra: prieš paleidžiant atidarykite įleidimo vožtuvą, pripildykite siurblį transportuojamo skysčio; uždarykite išleidimo vožtuvą; paleiskite elektrinį keltuvą, kad patikrintumėte, ar siurblys juda tinkama kryptimi; paleidus siurblį, išleidimo vožtuvas turėtų būti atidarytas lėtai, o siurbliui pasiekus normalią darbinę būseną, sureguliuokite išleidimo vožtuvą iki reikiamos angos. Atlikite bandymą 5 ~ 10 minučių, jei nėra jokių nukrypimų, galima pradėti eksploatuoti.
b. Sustabdymo procedūra: uždarykite išleidimo vožtuvą; atjunkite maitinimą; uždarykite įleidimo vožtuvą. Kai siurblys ilgą laiką nenaudojamas, išvalykite siurblio srauto kanalą ir atjunkite maitinimo šaltinį.