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电磁泵运行过程原理分析

发布时间:2016-10-31 9:56:37  浏览:

1、电磁泵的应用

    随着现代工业的进步和发展,在石油化工生产工流体以及贵重液体的输送中,广泛应用无泄露泵,包括屏蔽泵(属于电磁驱动)和电磁泵(永磁驱动)。但是由于屏蔽泵制造技术复杂和价格昂贵,用得较少,目前采用永磁铁驱动的电磁泵日益成为首选设备。

2、电磁泵的结构

    电磁泵为单级单吸悬臂式无轴封全密封无泄漏高速泵。它由增速器、泵体、叶轮、泵盖、泵轴、滑动轴承、比推轴承、内磁转子、外磁转子、密封隔离套、联轴器、托架、电动机、底座等主要零部件组成,如图1所示。

 电磁泵的结构

   (1)泵头部分。泵头部分是由泵体、泵盖、叶轮和泵轴等部分组成。①泵体:流道为圆形。泵采用轴向吸入、径侧向上排出,排出口法兰铸在扩散管出口,扩散管垂直镶焊在泵体流道压出口,扩散管的进口与泵体圆形流道壁相切。②叶轮:为全开式八角星状,叶片为直叶片、}一字筋板状。叶轮在运转时,不产生轴向力。③泵盖:一端与泵体静密封连接,另一端与隔离套静密封连接。它既是滑动轴承的基座,又是电磁泵冷却、润滑介质内循环流道的载体。泵盖和泵轴均设有内循环流道,泵转子室(泵盖内腔和密封隔离套内腔)的润滑、冷却由内循环流道提供的输送介质进行润滑,并带走热量。④滑动轴承:电磁泵的泵轴由滑动轴承支承。由于滑动轴承是靠介质来润滑和带去热量,因此,滑动轴承一般采用耐磨性和自润滑性良好的材料制作。常用的轴承材料有:石墨浸渍树脂、石墨浸渍呋喃、石墨浸渍金属、碳化硅等。⑤止推轴承(止推盘):分别装在叶轮端和内磁转子端。能承受泵运转时产生残余轴向力,一般选择硬度和耐磨性较高的材料。

   (2)磁)J驱动装置。磁力传动装置是由内磁转子总成(含转子基体、永磁体、导磁体、内包套)、外磁转子总成(含导磁体联轴器)和密封隔离套组成。它是电磁泵的核心部件。磁力驱动装置的结构、磁路设计是否合理影响电磁泵的可靠性、磁传动效率及泵的使用寿命。①内磁转子总成:主要由内磁转子基体、永磁体、导磁体、内包套、端盖等组成。磁体与导磁体采用特种粘合剂联接,使磁极与磁极之间以及永磁体与导磁体之间均联结成整体。为使内磁体与介质隔离,磁体圆周面采用非导磁材料的包套加以封闭。包套与端盖采用自动焊接方式进行封焊。②外磁转子总成:主要由外磁转子基体、永磁体、导磁体、联轴器等组成。永磁体与导磁体采用特种粘结剂联接。使磁极与磁极之间,以及永磁体与导磁体之间连结成整体。③密封隔离套:位于内外磁转子之间,将内、外磁转子完全隔开,介质封闭在密封隔离套内。密封隔离套的厚度与工作压力和使用温度有关,既不能太厚,也不能太薄,太厚不但将增加内外磁体之间的间隙尺寸,影响磁传动效率;而且导致电磁涡流增大,影响泵组效率,太薄则影响耐压强度。

     (3)托架:泵体和电机的连接件,一侧与泵盖比口连接,另一侧与电动机端盖比口连接,自动对中,拆卸方便。

     (4)电动机:一般配用三相异步电动机或防爆型三相异步电动机,直联式电磁泵采用立卧两用电动机。

     (5)增速器。一对齿轮啮合组成一级齿轮传动,增速箱的输入轴即为电机轴,输出轴与外磁联接。

 

3、电磁泵

    磁转子能量损失分析电磁泵能量损失,除了具有普通泵能量损失外,还多一个是电磁泵特有的一种损失,是磁转子传动过程产生的电涡流损失。因此电磁泵设计中分析磁转子能量损失是非常重要的一步,只有合理的磁力驱动装置才能提高电磁泵的效率。

     (1)高速泵涡流损失分析。①涡流损失的产生。由电磁理论可知,导体在磁场中运动会产生感应电流。高速泵由于属于高扬程泵,所以作为承压件隔离套,必须由足够的强度,隔离套采用金属材料。电动机带动外磁转子转动,外磁转子带动内磁转子同步旋转,相当于隔离套相对于磁场做旋转运动。隔离套在做切割磁力线运动,结果在隔离套中产生感生电流,此感生电流在隔离套内自行闭合,像水的漩涡一样,因此称为涡流。由楞次定律可知,感生电流产生的磁场方向与永磁场方向相反,产生一反力矩;另外隔离套相当于电机设备中的铁心一样会产生大量的热,会浪费一定的功率,使得机组效率低。②涡流损失的定性分析。精确计算涡流损失很难,如果能比较准确的把握隔离套内涡流损失的大小,就有可能比较准确预测电磁泵的效率和选择合理的功率配套,并正确的进行冷却系统的设计。因此准确计算涡流损失的大小,是发展电磁泵的重要条件。

 

     (2)涡流损失大小和很多因素有关:①隔离套厚度,在满足强度的条件下,隔离套的厚度越小越好;②涡流损失大小与隔离套的电导率成正比,因此隔离套材料应采取较小的电导率,既较大的电阻率;③涡流损失的大小与磁场旋转半径r的三次方成正比,而与磁化长度「成一次方正比。在满足磁转矩实际要求的前提下,转子应尽量减小r值,适当增加磁化长度「值,有利于减小涡流损失,既内磁转子宜制成细长状。④还与转子的转速成正比。从以上分析看出,电磁泵涡流损失是一个综合问题,是相互制约的,同时又是相互关联的,因此必须选择合理的结构,才能达到良好的效果。

 

    通过以上的论述,对电磁泵有了比较全面的了解,同时也对应用的环境和特点有了更加深刻的体会,对设计电磁泵应该注意的问题做了比较详尽的说明。在设计电磁泵时,首先要考虑的问题就是合理的磁路设计,只有合理的磁路设计才能产生较小的涡流损失,提高泵的效率,同时还要有合理的机械结构,保证设备运转的稳定性。

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