無洩漏,用屏蔽泵還是磁力泵?

無洩漏,用屏蔽泵還是磁力泵?


給石油化工裝置泵選型時,對泵的要求必須滿足對介質特性的要求,對輸送易燃、易爆、易揮發的低溫介質(液化石油氣等)、有毒或貴介質的泵要求軸封可靠或採用無洩漏泵。應優先選用無洩漏泵,如屏蔽泵、磁力泵。


無洩漏,用屏蔽泵還是磁力泵?


本文從屏蔽泵和磁力泵的結構和原理,深入分析屏蔽泵和磁力泵各自的優勢特點,對石化化工裝置無洩漏泵的選型有一定的指導意義。


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工業對泵的高要求


隨著化學工業的發展以及人們對環境、安全意識的提高,對化工用泵的要求也越來越高。在一些場合(如輸送易燃、易爆、易揮發的低溫介質(液化石油氣等)、有毒或貴介質的場合)對某些泵提出了絕對無洩漏要求,這種需求促進了無洩漏泵,屏蔽泵和磁力泵的發展。


現在屏蔽泵和磁力泵廣泛應用於化工、製藥、核工業、航天等行業。屏蔽泵和磁力泵都屬於無洩漏泵,無軸封,但他們的結構和原理不同。


屏蔽泵和磁力泵相比,磁力泵具有價格低、不用返廠維修的優點,屏蔽泵具有安全性更高、運行振動和噪音小、故障率低、平時維修工作量小的優點。


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屏蔽泵和磁力泵的

結構特點和工作原理

1、屏蔽泵的結構特點和工作原理


屏蔽泵是一種無密封泵,泵軸與電機軸共用一根軸,葉輪裝在這根公共軸上,電機與泵融為一體,都被密封在一個被泵送介質充滿的壓力容器內,此壓力容器只有靜密封,並由一個電線組來提供旋轉磁場並驅動轉子。


圖1,其主要由泵體、葉輪、定子、轉子、前後導軸承、軸套以及推動盤組成。轉子軸端裝有葉輪,由前後導軸承支撐,浸在輸送的介質中,形成無軸封的結構,以達到無洩漏輸送的目的。


無洩漏,用屏蔽泵還是磁力泵?

圖1:屏蔽泵結構簡圖


屏蔽泵其實就是把電機裡面的轉子和定子隔離開,電機轉子與葉輪都做在公共軸上,轉子與葉輪一起旋轉。轉子外面再做一個屏蔽套密封起來,這樣介質與轉子接觸,被密封在屏蔽套裡面。


電機定子繞組在屏蔽套外周,直接利用電動機的原理來驅動葉輪(屏蔽泵這種電機設計是一種屏蔽式專用電機)。簡單來講,屏蔽泵效果就相同於把泵與電機封在同一個密封殼中。


2、磁力泵的結構特點和工作原理


磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成,電機是普通電機,電機軸和泵軸是2根軸,通過普通聯軸器連接,關鍵部件磁力傳動器由外磁轉子、內磁轉子及不導磁的隔離套組成。


圖1,其主要由泵體、葉輪、軸、內磁鋼轉子、外磁鋼轉子、隔離套、軸承等組成。泵軸上裝有一個圓筒形的外磁轉子,外磁轉子內表面均勻佈置著NS極相見排列的永磁體。


泵的轉動部件也裝有一個圓筒形的內磁轉子,內磁轉子外表面同樣均勻佈置著NS極相見排列的永磁體。電機帶動外磁轉子旋轉,由於永磁體的相互吸引,外磁轉子帶動內磁轉子同步旋轉,進而帶動泵軸旋轉。


內磁轉子與介質接觸,內外磁轉子之間加一個非磁性材料製作的隔離套,隔離套固定在泵端蓋上,這樣將被抽送的介質以靜密封的形式密封在隔離套內。磁力泵主要用在高端應用場合,比如在輸送強酸、強鹼、液氯等有害介質時是最理想的選擇。


無洩漏,用屏蔽泵還是磁力泵?

圖2:磁力泵結構示例圖


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屏蔽泵和磁力泵的

特點對比分析


根據屏蔽泵和磁力泵的結構特點和工作原理,可知屏蔽泵和磁力泵的共同點是都屬於葉片式離心泵,無洩漏泵,都沒有任何軸封;不同點是彼此的結構原理完全不同。其各自的優勢如下表1和2所示:


表1 屏蔽泵優勢

序號

比較項目

屏蔽泵

磁力泵

1

密封性能、軸承潤滑

工藝介質部分全密封結構,軸承由工藝介質潤滑

工藝介質部分全密封結構,隔離套內軸承由工藝介質潤滑,但泵腔外部軸承必須定期加油潤滑

2

安全性

屏蔽套和電機外殼雙層密封,一旦屏蔽套破損,屏蔽電機的外殼也起到密封的作用

介質與外界之間只有隔離套起密封作用,一旦隔離套破損將導致工藝介質迅速擴散到大氣中

3

壓力


雖說屏蔽套一般只有0.5~0.6mm厚,但在定子及加固套的輔助作用下,屏蔽泵可承受較大的工藝介質壓力。

磁力泵的耐壓的提高只能通過增加隔離的厚度來實現,但隔離套加厚將導致磁力的傳導能力下降,降低效率,所以隔離套不能太厚,使磁力泵的耐壓能力受到限制

4

溫度


–160~+480℃

–10 ~+400℃


5

粘度範圍


屏蔽電機產生的熱量能夠給工藝介質加熱,使得電機腔內的介質粘度下降,因此屏蔽泵適用的粘度範圍比磁力泵大

適用的粘度範圍較窄


6

噪音


噪音很小,無滾動軸承、聯軸器、電機風扇

電機風扇、聯軸器、滾動軸承運轉時會產生很大的噪音

7

長度


短小,結構緊湊

有軸承架、聯軸器、電機部分,總體尺寸較大

8

聯軸器


不需聯軸器


需要普通聯軸器與電機連接


9

主要故障點及維修工作量

故障點較少:兩個軸承、屏蔽套、電機線圈。故障較少,維修量小

故障點較多:六個軸承、聯軸器、隔離套、電機線圈。故障相對較多,維修量相對較大


表2:磁力泵優勢

序號

比較項目

屏蔽泵

磁力泵

1

是否返廠維修

軸承可以現場更換,但若屏蔽套破損,需返廠進行更換

所有備件均可在用現場更換,不用返廠維修。

2

屏蔽(隔離)套厚度

一般0.5mm

一般0.8~1.3mm

3

輸送含顆粒介質


原則上不允許有顆粒,特別是硬質顆粒影響軸承潤滑和屏蔽套。

原則上不允許有顆粒,特別是硬質顆粒影響軸承潤滑和隔離套,但由於隔離套相對屏蔽泵屏蔽套要厚,雜質劃傷對隔離套影響相對要小一點

4

效率


比磁力泵略低

一般磁力泵電機(普通電機)比屏蔽泵電機的效率高,但由於磁力傳動及機械聯軸器傳動相應損失一定的效率,總體來說磁力泵的效率比屏蔽泵的效率略高

5

價格

比磁力泵價格要高

根據廠家不同,價格比屏蔽泵低約5~20%


4


結語


在石油、化工裝置對泵的要求,必須滿足對介質特性的要求,要充分考慮輸送介質的特性,工況環境的特點,安全環保的要求及經濟成本進行綜合考慮。安全優先,經濟性為本。


在石油化工泵選型規範中,對輸送易燃、易爆、易揮發、有毒或貴介質的泵要求達到無洩漏,因此應優先選用無洩漏泵,屏蔽泵、磁力泵。而對於屏蔽泵和磁力泵具體如何選擇,那就應該結合兩種泵的不同特點,介質工況及生產的實際需要,綜合考慮經濟成本來決定。


從上面的對比可以看出,屏蔽泵和磁力泵是兩種不同的技術,但流體部分都是全密封構造,無須機械密封或填料密封即可實現無洩漏,都可選為對密封要求高的工藝介質用泵。


屏蔽泵和磁力泵相比,磁力泵具有價格低、不用返廠維修的優點,屏蔽泵具有安全性更高、運行振動和噪音小、故障率低、平時維修工作量小的優點。


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