Magnētiskais sūknis sastāv no trim daļām: sūkņa, magnētiskās transmisijas un motora. Galvenā sastāvdaļa - magnētiskā transmisija - sastāv no ārējā magnētiskā rotora, iekšējā magnētiskā rotora un nemagnētiskās izolācijas uzmavas. Kad motors virza ārējo magnētisko rotoru rotēt, magnētiskais lauks var iekļūt gaisa spraugā un nemagnētiskajos materiālos, sinhroni rotējot iekšējam magnētiskajam rotoram, kas savienots ar lāpstiņriteni, tādējādi nodrošinot bezkontakta enerģijas pārnesi un pārvēršot dinamisko blīvējumu statiskā blīvējumā. Tā kā sūkņa vārpstu un iekšējo magnētisko rotoru pilnībā noslēdz sūkņa korpuss un izolācijas uzmava, ir pilnībā atrisināta "tecēšanas, burbuļošanas, pilēšanas un noplūdes" problēma, novēršot drošības risku, ko rada uzliesmojošu, sprādzienbīstamu, toksisku un kaitīgu vielu noplūde caur sūkņa blīvējumu naftas pārstrādes un ķīmiskajā rūpniecībā, un efektīvi nodrošinot vides aizsardzību, drošu ražošanu un citas vajadzības.
1. Magnētiskā sūkņa darbības princips un strukturālās īpašības
N magnētu pāru (n ir pāra skaitlis) ir regulāri izvietoti un samontēti uz magnētiskās transmisijas iekšējā un ārējā magnētiskā rotora tā, ka magnētiskās daļas veido pilnīgu savienotu magnētisko sistēmu. Ja iekšējais un ārējais magnētiskais polis ir pretēji viens otram, t. i., pārvietojuma leņķis starp abiem magnētiskajiem poliem ir Φ = 0, magnētiskās sistēmas magnētiskā enerģija ir maza; ja magnētiskie polis pagriežas uz tiem pašiem poliem, t. i., pārvietojuma leņķis starp abiem magnētiskajiem poliem ir Φ = 2π/n, magnētiskās sistēmas magnētiskā enerģija ir liela. Pēc ārējā spēka noņemšanas magnētiskās sistēmas magnētiskie poli viens otru atgrūž, un magnētiskais spēks atjaunos magnētu zemas magnētiskās enerģijas stāvoklī. Tad magnēts kustas un virza magnētisko rotoru griezties.
a. Iekšējais un ārējais magnētiskais tērauds
Pastāvīgajam magnētam, kas izgatavots no retzemju pastāvīgā magnēta materiāla, ir plašs darba temperatūras diapazons (-45-400 ℃), augsta koercivitāte, laba anizotropija magnētiskā lauka virzienā, un demagnetizācija nenotiek, ja tie paši polis ir tuvu viens otram. Tas ir labs magnētiskā lauka avots.
b. Izolācijas uzmava
Ja izmanto metāla izolācijas uzmavu, izolācijas uzmava atrodas sinusoidālā mainīgā magnētiskajā laukā, un uz šķērsgriezuma, kas ir perpendikulārs magnētiskā lauka līniju virzienam, tiek inducētas virpuļstrāvas, kas tiek pārvērstas siltumā. Virpuļstrāvas izteiksme ir šāda:. Starp tām: Pe - virpuļstrāva; K - konstante; n - sūkņa ātrums; T - magnētiskās transmisijas griezes moments; F - spiediens starplikā; D - starplikas iekšējais diametrs; - materiāla pretestība; - materiāla stiepes izturība. Projektējot sūkni, n un T nosaka darba apstākļi. Lai samazinātu virpuļstrāvu, var ņemt vērā tikai F, D utt. Izolācijas uzmava ir izgatavota no augstas pretestības un augstas stiprības nemetāliska materiāla F46, kas ļoti efektīvi samazina virpuļstrāvas. Pastiprinājuma uzmava ir izgatavota no aviācijas un kosmosa materiāla PEEK (poliēterketons), ar augstu spiediena pretestību 3 MPa, kas ir vislabākā izvēle, lai transportētu vidi ar augstu īpatnējo svaru, piemēram, 98 koncentrētu sērskābi un bromu.
c. Bīdāmie gultņi
Magnētisko sūkņu slīdošo gultņu materiāli ir impregnēts grafīts, piepildīts politetrafluoretilēns, inženierkeramika u. c. Tā kā inženierkeramikai ir laba karstumizturība, izturība pret koroziju un berzes pretestība, magnētisko sūkņu slīdošo gultņu pamatā ir inženierkeramika. Tā kā inženierkeramika ir ļoti trausla un tai ir mazs izplešanās koeficients, gultņu atstarpe nedrīkst būt pārāk maza, lai izvairītos no vārpstas aizķeršanās. Tā kā magnētisko sūkņu slīdošo gultņu eļļošana notiek ar transportējamo vidi, gultņu izgatavošanai jāizvēlas dažādi materiāli atkarībā no dažādām vidēm un ekspluatācijas apstākļiem.
d. Aizsardzības pasākumi
Ja magnētiskās transmisijas piedziņas daļas darbojas pārslodzes apstākļos vai rotors ir iestrēdzis, magnētiskās transmisijas galvenās un piedziņas daļas automātiski izslēdzas, lai aizsargātu sūkni. Šajā laikā magnētiskās transmisijas pastāvīgie magnēti aktīvā rotora mainīgā magnētiskā lauka iedarbībā radīs virpuļzudumus un magnētiskos zudumus, kā rezultātā pastāvīgo magnētu temperatūra paaugstinās un magnētiskā transmisija izslīd un sabojājas.
e. Dzesēšanas un eļļošanas šķidruma plūsmas ātruma kontrole
Kad sūknis darbojas, neliels šķidruma daudzums jāizmanto, lai izskalotu un atdzesētu gredzenveida spraugas zonu starp iekšējo magnētisko rotoru un izolācijas uzmavu un slīdošā gultņa berzes pāri. Dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums parasti ir 2%-3% no sūkņa projektētā plūsmas ātruma. Starp iekšējā magnētiskā rotora un izolācijas uzmavas gredzenveida spraugas laukumu virpuļstrāvu dēļ rodas liels karstums. Ja dzesēšanas un eļļošanas šķidruma daudzums ir nepietiekams vai ja skalošanas caurums ir bloķēts, vides temperatūra būs augstāka par pastāvīgā magnēta darba temperatūru, kā rezultātā iekšējais magnētiskais rotors pakāpeniski zaudēs savu magnētismu un magnētiskā transmisija sabojās. Ja barotne ir ūdens vai šķidrums uz ūdens bāzes, temperatūras paaugstināšanos gredzenveida spraugas zonā var uzturēt 3-5 °C; ja barotne ir ogļūdeņradis vai eļļa, temperatūras paaugstināšanos gredzenveida spraugas zonā var uzturēt 5-8 °C temperatūrā.
2. Materiāli un izvēle
a. Sūknis parasti izmanto korozijizturīgu, augstas stiprības inženiertehnisko plastmasu (F46). Ja leņķis ir lielāks par 90°, kā ražošanas materiālus izmanto (importēto japāņu Daikin PFA vai amerikāņu DuPont PFA), nerūsējošo tēraudu utt. Tiem ir laba izturība pret koroziju, un tie var aizsargāt transportējamo vidi no piesārņojuma. Piemēram, CQB sērijas magnētiskā sūkņa daļa, kas saskaras ar transportējamo šķidrumu, ir izgatavota no ķīmiski izturīga fluoroplastmasas sakausējuma. Fluoroplastiskais sakausējums sastāv no īpaši augstas molekulmasas poliperfluoretilēna propilēna, ko var termoplastificēt, un vienas vai vairākām citām plastmasām, un tam var pievienot pildvielas. Piemēram, plastmasas sakausējums, kas sastāv no īpaši lielmolekulārā poliperfluoretilēna propilēna un politetrafluoretilēna, no kuriem pirmais veido no 0,1% līdz 99,9% pēc svara, bet otrais - no 99,9% līdz 0,1% pēc svara. To ražo, sajaucot sausā pulvera kopsmalcināšanas vai sausā pulvera mitrā kopsmalcināšanas metodi. To pārstrādā dažādos izstrādājumos, karsti presējot vai auksti presējot, kas pārvar auksto plūsmu un politetrafluoretilēna vieglu deformāciju un var pagarināt tā kalpošanas laiku.
b. Magnētiskā sūkņa gultņi ir iegremdēti transportēšanas vidē, un tos eļļo un dzesē transportēšanas vide. Ķīnā visbiežāk izmantotie gultņi ir grafīta (ISC vai SSIC). Grafītam, īpaši impregnētajam grafītam, ir laba pašeļļošanās, karstuma izturība pret koroziju, zems berzes koeficients un plašs pielietojuma spektrs, taču grafīts ir trausls un ar zemu izturību. Tas ir ļoti jutīgs pret vārpstas saliekšanu un lokālu pārslodzi, tāpēc tam jāpievērš īpaša uzmanība. Trīsslāņu kompozītmateriālu gultņiem, kuru matrica ir tērauds, vidējais slānis - poraina bronza, bet virsējais slānis - plastmasa, ir augsta spiedes izturība, zems berzes koeficients, stabili izmēri, kā arī skaņas izolācija un triecienu absorbcija, un pēdējos gados tos izmanto.
3. Magnētisko sūkņu priekšrocības
Salīdzinot ar centrbēdzes sūkņiem, kuros izmanto mehāniskos blīvējumus vai blīvslēgus, magnētiskajiem sūkņiem ir šādas priekšrocības.
a. Sūkņa vārpsta tiek nomainīta no dinamiskā blīvējuma uz slēgtu statisko blīvējumu, kas pilnībā novērš šķidruma noplūdi.
b. Nav nepieciešama neatkarīga eļļošana un dzesēšanas ūdens, kas samazina enerģijas patēriņu.
c. Sakabes piedziņa tiek mainīta uz sinhrono vilci, un nav kontakta un berzes. Tam ir zems enerģijas patēriņš, augsta efektivitāte un slāpēšanas un vibrācijas samazināšanas efekts, kas samazina motora vibrācijas ietekmi uz sūkni un kavitācijas vibrācijas ietekmi uz motoru, kad rodas sūknis.
d. Pārslodzes gadījumā iekšējais un ārējais magnētiskais rotors viens attiecībā pret otru izslīd, kas aizsargā motoru un sūkni.
4. Piesardzības pasākumi darbībai
a. Novērst daļiņu iekļūšanu
(1) Feromagnētiskie piemaisījumi un daļiņas nedrīkst iekļūt magnētiskajā pārvades ierīcē un gultņu berzes pārī.
(2) Pēc viegli kristalizējošu vai nogulsnes veidojošu mediju transportēšanas savlaicīgi izskalojiet tos (pēc sūkņa apturēšanas piepildiet sūkņa dobumu ar tīru ūdeni un pēc 1 minūtes darbības to iztukšojiet), lai nodrošinātu slīdošā gultņa kalpošanas laiku.
(3) Pārvadājot cietas daļiņas saturošus medijus, filtrējiet tos sūkņa plūsmas caurules ieplūdē.
b. Novērst demagnetizāciju
(1) Magnētisko griezes momentu nevar izstrādāt pārāk mazu.
(2) Tas jādarbina noteiktos temperatūras apstākļos, un ir stingri aizliegts pārsniegt vidējo temperatūru. Uz magnētiskā sūkņa izolācijas uzmavas ārējās virsmas var uzstādīt platīna pretestības temperatūras sensoru, lai noteiktu temperatūras paaugstināšanos gredzenveida spraugas zonā, un, temperatūrai pārsniedzot pieļaujamo robežu, varētu signalizēt vai izslēgt.
c. Sausas berzes novēršana
(1) Ir stingri aizliegts bezdarboties.
(2) Ir stingri aizliegts evakuēt vidi.
(3) Kad izplūdes vārsts ir aizvērts, sūknis nedrīkst darboties nepārtraukti ilgāk par 2 minūtēm, lai novērstu magnētiskās transmisijas ierīces pārkaršanu un bojājumus.
5. Magnētiskā sūkņa darbības procedūras
a. Sūkņa palaišanas procedūra: pirms palaišanas atveriet ieplūdes vārstu, piepildiet sūkni ar transportējamo šķidrumu; aizveriet izplūdes vārstu; iedarbiniet elektrisko pacēlāju, lai pārbaudītu, vai sūknis ir pareizā virzienā; pēc sūkņa palaišanas lēnām atveriet izplūdes vārstu, un pēc tam, kad sūknis sasniedz normālu darba stāvokli, noregulējiet izplūdes vārstu līdz vajadzīgajam atvērumam. Veiciet 5 ~ 10 minūšu testu, un, ja nav nekādu noviržu, sūkni var nodot ekspluatācijā.
b. Apstādināšanas procedūra: aizveriet izplūdes vārstu; pārtrauciet strāvas padevi; aizveriet ieplūdes atveri. Ja sūknis netiek lietots ilgu laiku, iztīriet sūkņa plūsmas kanālu un pārtrauciet strāvas padevi.