Magnetické čerpadlo sa skladá z troch častí: čerpadla, magnetického prevodu a motora. Kľúčová súčasť, magnetický prevod, sa skladá z vonkajšieho magnetického rotora, vnútorného magnetického rotora a nemagnetického izolačného puzdra. Keď motor poháňa vonkajší magnetický rotor, aby sa otáčal, magnetické pole môže preniknúť cez vzduchovú medzeru a nemagnetické materiály, čím poháňa vnútorný magnetický rotor pripojený k obežnému kolesu, aby sa synchrónne otáčal, čím sa realizuje bezkontaktný prenos energie a dynamické tesnenie sa mení na statické tesnenie. Keďže hriadeľ čerpadla a vnútorný magnetický rotor sú úplne uzavreté telesom čerpadla a izolačným puzdrom, problém "behu, bublania, kvapkania a úniku" je úplne vyriešený, čím sa eliminuje bezpečnostné riziko úniku horľavých, výbušných, toxických a škodlivých médií cez tesnenie čerpadla v rafinérskom a chemickom priemysle a účinne sa zabezpečuje ochrana životného prostredia, bezpečná výroba a ďalšie potreby.
1. Princíp činnosti a konštrukčné charakteristiky magnetického čerpadla
N párov magnetov (n je párne číslo) je pravidelne usporiadaných a zostavených na vnútornom a vonkajšom magnetickom rotore magnetickej prevodovky tak, aby magnetické časti tvorili kompletný spojený magnetický systém. Keď sú vnútorné a vonkajšie magnetické póly navzájom protiľahlé, t. j. uhol posunutia medzi oboma magnetickými pólmi je Φ = 0, magnetická energia magnetického systému je malá; keď sa magnetické póly otáčajú k rovnakým pólom, t. j. uhol posunutia medzi oboma magnetickými pólmi je Φ = 2π/n, magnetická energia magnetického systému je veľká. Po odstránení vonkajšej sily sa magnetické póly magnetickej sústavy navzájom odpudzujú a magnetická sila obnoví magnet do stavu nízkej magnetickej energie. Potom sa magnet pohybuje a poháňa magnetický rotor, ktorý sa otáča.
a. Vnútorná a vonkajšia magnetická oceľ
Permanentný magnet vyrobený z materiálu permanentného magnetu zo vzácnych zemín má široký rozsah pracovných teplôt (-45-400 ℃), vysokú koercivitu, dobrú anizotropiu v smere magnetického poľa a nedochádza k demagnetizácii, keď sú rovnaké póly blízko seba. Je to dobrý zdroj magnetického poľa.
b. Izolačné puzdro
Pri použití kovového izolačného puzdra sa izolačné puzdro nachádza v striedavom magnetickom poli so sínusovým priebehom a na priereze kolmom na smer magnetických siločiar sa indukujú vírivé prúdy, ktoré sa premieňajú na teplo. Vyjadrenie vírivých prúdov je:. Medzi nimi: Pe - vírivý prúd; K - konštanta; n - menovité otáčky čerpadla; T - magnetický prenosový moment; F - tlak v dištančnej vložke; D - vnútorný priemer dištančnej vložky; - rezistivita materiálu; - pevnosť materiálu v ťahu. Pri návrhu čerpadla sú n a T dané pracovnými podmienkami. Na zníženie vírivých prúdov sa môžu brať do úvahy len F, D atď. Izolačné puzdro je vyrobené z nekovového materiálu F46 s vysokým odporom a vysokou pevnosťou, ktorý je veľmi účinný pri znižovaní vírivých prúdov. Výstužná objímka je vyrobená z leteckého materiálu PEEK (polyéterketón) s vysokou odolnosťou voči tlaku 3Mpa, ktorý je najlepšou voľbou na dopravu médií s vysokou špecifickou hmotnosťou, ako je 98 koncentrovaná kyselina sírová a bróm.
c. Klzné ložiská
Medzi materiály klzných ložísk magnetických čerpadiel patrí impregnovaný grafit, plnený polytetrafluóretylén, technická keramika atď. Keďže technická keramika má dobrú tepelnú odolnosť, odolnosť proti korózii a treniu, klzné ložiská magnetických čerpadiel sú väčšinou vyrobené z technickej keramiky. Keďže technická keramika je veľmi krehká a má malý koeficient rozťažnosti, vôľa ložiska nesmie byť príliš malá, aby sa predišlo nehodám so zachytením hriadeľa. Keďže klzné ložiská magnetických čerpadiel sú mazané prepravovaným médiom, na výrobu ložísk by sa mali zvoliť rôzne materiály podľa rôznych médií a prevádzkových podmienok.
d. Ochranné opatrenia
Ak sú hnacie časti magnetického prevodu v prevádzke pod preťažením alebo sa rotor zasekne, hlavné a hnacie časti magnetického prevodu sa automaticky odpojia, aby chránili čerpadlo. V tomto čase budú permanentné magnety na magnetickom prevode pôsobením striedavého magnetického poľa aktívneho rotora vytvárať vírivé straty a magnetické straty, čo spôsobí zvýšenie teploty permanentných magnetov a skĺznutie a poruchu magnetického prevodu.
e. Regulácia prietoku chladiacej a mazacej kvapaliny
Keď je čerpadlo v chode, musí sa použiť malé množstvo kvapaliny na prepláchnutie a ochladenie oblasti kruhovej medzery medzi vnútorným magnetickým rotorom a izolačným puzdrom a trecej dvojice klzného ložiska. Prietok chladiacej kvapaliny je zvyčajne 2%-3% konštrukčného prietoku čerpadla. V oblasti prstencovej medzery medzi vnútorným magnetickým rotorom a izolačným puzdrom vzniká veľké množstvo tepla v dôsledku vírivých prúdov. Ak je chladiaca a mazacia kvapalina nedostatočná alebo je preplachovací otvor zablokovaný, teplota média bude vyššia ako pracovná teplota permanentného magnetu, čo spôsobí, že vnútorný magnetický rotor postupne stratí svoj magnetizmus a magnetický prenos zlyhá. Ak je médiom voda alebo kvapalina na báze vody, nárast teploty v oblasti kruhovej medzery sa môže udržiavať na 3 - 5 °C; ak je médiom uhľovodík alebo olej, nárast teploty v oblasti kruhovej medzery sa môže udržiavať na 5 - 8 °C.
2. Materiál a výber
a. Čerpadlo spravidla používa vysokopevnostné technické plasty odolné proti korózii (F46). Ak je uhol väčší ako 90°, ako výrobné materiály sa používajú (dovážané japonské PFA Daikin alebo americké PFA DuPont), nehrdzavejúca oceľ atď. Majú dobrú odolnosť proti korózii a môžu chrániť prepravované médium pred znečistením. Napríklad časť magnetického čerpadla série CQB, ktorá sa dotýka prepravovanej kvapaliny, je vyrobená z fluoroplastovej zliatiny odolnej voči chemikáliám. Fluoroplastová zliatina sa skladá z polyperfluóretylénpropylénu s ultravysokou molekulovou hmotnosťou, ktorý môže byť termoplastifikovaný, a jedného alebo viacerých ďalších plastov, pričom sa môžu pridávať plnivá. Napríklad plastová zliatina zložená z polyperfluóretylénpropylénu s ultravysokou molekulovou hmotnosťou a polytetrafluóretylénu, pričom prvý z nich predstavuje 0,1% až 99,9% hmotnosti a druhý predstavuje 99,9% až 0,1% hmotnosti. Vyrába sa metódou miešania suchého práškového spolu mletia alebo suchého práškového mokrého spolu mletia. Spracúva sa na rôzne výrobky lisovaním za tepla alebo spekaním za studena, čím sa prekonáva tok za studena a ľahká deformácia polytetrafluóretylénu a môže sa predĺžiť jeho životnosť.
b. Ložiská magnetického čerpadla sú ponorené v dopravnom médiu a sú mazané a chladené dopravným médiom. V Číne sa najčastejšie používajú grafitové ložiská (ISC alebo SSIC). Grafit, najmä impregnovaný grafit, má dobré samomazanie, tepelnú odolnosť proti korózii, nízky koeficient trenia a široký rozsah použitia, ale grafit je krehký a má nízku pevnosť. Je veľmi citlivý na ohyb hriadeľa a lokálne preťaženie, preto je potrebné venovať mu osobitnú pozornosť. Trojvrstvové kompozitné ložiská s oceľou ako matricou, pórovitým bronzom ako strednou vrstvou a plastom ako povrchovou vrstvou majú vysokú pevnosť v tlaku, nízky koeficient trenia, stabilné rozmery a tlmenie zvuku a nárazov a v posledných rokoch sa používajú.
3. Výhody magnetických čerpadiel
V porovnaní s odstredivými čerpadlami, ktoré používajú mechanické tesnenia alebo tesniace tesnenia, majú magnetické čerpadlá tieto výhody.
a. Hriadeľ čerpadla sa mení z dynamického tesnenia na uzavreté statické tesnenie, ktoré úplne zabraňuje úniku média.
b. Nie je potrebné samostatné mazanie a chladenie vodou, čo znižuje spotrebu energie.
c. Pohon spojky sa zmení na synchrónny odpor a nedochádza ku kontaktu a treniu. Má nízku spotrebu energie, vysokú účinnosť a účinky tlmenia a znižovania vibrácií, čo znižuje vplyv vibrácií motora na čerpadlo a vplyv kavitačných vibrácií na motor pri výskyte čerpadla.
d. Pri preťažení sa vnútorný a vonkajší magnetický rotor navzájom posúvajú, čo má ochranný účinok na motor a čerpadlo.
4. Bezpečnostné opatrenia pre prevádzku
a. Zabráňte vniknutiu častíc
(1) Feromagnetické nečistoty a častice sa nesmú dostať do magnetického prenosového zariadenia a trecieho páru ložiska.
(2) Po dopravení médií, ktoré ľahko kryštalizujú alebo sa zrážajú, ich včas prepláchnite (po zastavení čerpadla naplňte dutinu čerpadla čistou vodou a po 1 minúte chodu ju vypustite), aby ste zabezpečili životnosť klzného ložiska.
(3) Ak dopravujete médium obsahujúce pevné častice, filtrujte ho na vstupe do prietokového potrubia čerpadla.
b. Zabráňte demagnetizácii
(1) Magnetický moment nemôže byť navrhnutý príliš malý.
(2) Mal by sa prevádzkovať za stanovených teplotných podmienok a je prísne zakázané prekročiť teplotu média. Na vonkajší povrch izolačného puzdra magnetického čerpadla možno nainštalovať platinový odporový snímač teploty, ktorý zisťuje nárast teploty v oblasti kruhovej medzery, aby sa pri prekročení limitnej teploty spustil alarm alebo vypnutie.
c. Zabráňte suchému treniu
(1) Je prísne zakázané nečinne behať.
(2) Je prísne zakázané evakuovať médium.
(3) Keď je výstupný ventil zatvorený, čerpadlo by nemalo bežať nepretržite dlhšie ako 2 minúty, aby sa zabránilo prehriatiu a poruche magnetického prevodového zariadenia.
5. Prevádzkové postupy magnetického čerpadla
a. Postup spustenia čerpadla: pred spustením otvorte vstupný ventil, naplňte čerpadlo prepravovanou kvapalinou; zatvorte výstupný ventil; spustite elektrický zdvihák, aby ste skontrolovali, či je čerpadlo v správnom smere; po spustení čerpadla by sa mal pomaly otvoriť výstupný ventil a po dosiahnutí normálneho prevádzkového stavu čerpadla nastavte výstupný ventil na požadované otvorenie. Skúšobnú prevádzku vykonávajte 5 ~ 10 minút, ak sa nevyskytnú žiadne abnormality, môže sa uviesť do prevádzky.
b. Postup zastavenia: zatvorte výstupný ventil; odpojte napájanie; zatvorte prívod. Ak sa čerpadlo dlhší čas nepoužíva, vyčistite prietokový kanál v čerpadle a odpojte napájanie.