無密封離心泵選用時應注意的問（wèn）題

一、概述

     無密封離心泵，也稱（chēng）無泄漏離心泵，可分（fèn）為磁力（lì）驅動離心泵(以（yǐ）下簡稱磁力泵)和屏蔽泵，它們（men）在結（jié）構上隻有靜密封而無動密封，因此輸送（sòng）液體時能保證一滴不漏。隨著環境保護要求的不斷提高，無密封離心泵的應用（yòng）也越來越廣泛（fàn）。為（wéi）便於（yú）大家合理選用無密封離心泵，通過介紹無密封離（lí）心泵的類型（xíng）、原（yuán）理、結構，比較磁力泵和屏蔽泵的特性，歸納出（chū）無密封離心泵選用時應注意的一些問題。

二、磁力泵1． 磁力泵的工作原理

      磁力傳動是利（lì）用磁體能（néng）吸引鐵磁物質以及磁體或磁場之間有磁力作用的（de）特（tè）性，而非鐵磁物質不影響（xiǎng）或很少影響磁力的（de）大小，因此可以無接觸地透過非磁導體(隔離套)進（jìn）行（háng）動力傳輸。

      磁力傳動可（kě）分為同步或異步設計（jì）。大多數磁力泵采用同步設計。電動機通過外（wài）部聯軸器和外磁鋼聯在一起，葉輪和內磁鋼聯在一（yī）起。在外磁鋼（gāng）和內磁（cí）鋼之（zhī）間設有（yǒu）全密封的隔離套，將內（nèi）、外磁（cí）鋼完（wán）全隔開，使內磁鋼處於介質之中，電機的轉（zhuǎn）軸通過磁鋼間（jiān）磁極的吸力直接帶動葉輪同步（bù）轉動。
異步設計（jì）磁（cí）性傳動，也（yě）稱扭矩環磁（cí）性傳動。用鼠籠式結構的扭矩環來取代內磁鋼，扭矩（jǔ）環（huán）在外磁鋼的（de）吸引（yǐn）下以略低的速度轉動。由於無內磁鋼，因此（cǐ）其使用溫度要高於同步（bù）驅（qū）動的磁力傳動。

2． 磁力泵的（de）結構

1）磁力耦合器

      磁力傳動由磁力（lì）耦合器來完成。磁力耦合器主要包括內磁鋼、外磁鋼及隔離（lí）套等零部件，是磁力泵的核心（xīn）部件。磁力耦合器的結構、磁路設計，及其各零部件的材料關係到磁力泵的可靠性，磁傳動效率及壽命。磁力（lì）耦合器應在規定的環境條件下（xià）適用於戶外啟動和連續操（cāo）作，不應出現脫耦和（hé）退磁現象。

（1）內、外磁鋼 

      內磁鋼應用粘合劑牢固地固定在導環上，並用（yòng）包套將內磁鋼和介質隔離。包套小厚度應為0.4mm，其材料應選用非磁性的材料，並適（shì）用於輸送的介質。

     外磁鋼也應用粘合劑牢固地固（gù）定在外磁鋼環上。為防（fáng）止裝配時外磁（cí）鋼的損壞，外磁鋼內（nèi）表（biǎo）麵好也應覆以（yǐ）包套。

同步磁力耦合器應選用釤鈷、釹鐵硼等稀土型磁性材料（liào）；扭（niǔ）矩環傳動器可選用釤（shān）鈷、釹（nǚ）鐵硼等稀土磁性材料，或鋁鎳（niè）鈷磁性材料。釹鐵硼的磁能積高於釤鈷，缺點是使用溫度僅為120℃，且（qiě）磁穩定性相對（duì）較差。釤鈷的磁傳動效率和（hé）磁能積高（gāo），並具有（yǒu）極強的（de）抗退磁能力。用於磁力泵的釤鈷（gǔ）通常有兩種，釤鈷1.5級（jí）Sm₁Co₅和2.17級Sm2Co₁₇。釤鈷1.5級含釤（shān）35%，鈷65%，高使用溫度250 ℃，居裏溫度523℃；釤鈷 2.17級（jí）含釤25%，鈷50%，鈦、 鐵等 25%，其高（gāo）使用溫度達350 ℃，居裏溫度750℃。

（2）隔離套 

      隔離套也稱隔（gé）離罩或密封套，位於（yú）內、外（wài）磁鋼之間，將內、外磁鋼完全隔開，介質封閉在隔離套（tào）內。隔離套的厚度與工作壓力和使用溫度有關（guān），太厚，則增加內、外磁鋼的間（jiān）隙尺寸，從而影響磁傳動效率（lǜ）；太薄，則影響（xiǎng）強度。

隔離套有金屬（shǔ）和非金屬兩種，金屬隔離套（tào）存在渦流損失，非金屬（shǔ）隔離套無渦流損失。金（jīn）屬隔（gé）離套應選用高電阻率（lǜ）的材料，如（rú）用哈氏合金、鈦合金等，也（yě）可選（xuǎn）用奧氏體不鏽鋼，其厚度一般應大於或等於1.0mm。對（duì）於（yú）小功率（lǜ）的磁力泵，且使用溫度較低時，其（qí）隔（gé）離套也可考（kǎo）慮采用非金屬材料，如塑（sù）料（liào）或陶瓷等（děng）。

2）滑動軸承

(1)  碳化矽陶瓷 

      磁力泵一般（bān）采用碳化矽陶瓷軸承。為防止遊離的矽離（lí）子進入介質，一般應要求采用純燒結的α級碳化矽。碳化矽滑動（dòng）軸承（chéng），承載能力高，且具有極（jí）強的耐衝蝕、耐化學腐蝕、耐磨損和良（liáng）好的耐熱性，使用溫（wēn）度可達500℃以上。碳（tàn）化矽滑動軸承的使（shǐ）用壽命一般可達3年以上。

(2)  石墨 

     石墨（mò）具有較好的（de）自潤滑性能，可經受短時間的幹運行，使用溫度可達450℃，缺（quē）點是耐磨性能較差。石（shí）墨滑動軸承的使用壽命一（yī）般可達1年以上。

3．泵保護係統

(1)  軸承狀態監測器 

      如果用戶需要，一些國際（jì）知名廠商可配（pèi）置非（fēi）接觸式的軸承狀態監測器，用於防止軸承磨損失效（xiào）、聯（lián）軸（zhóu）器的脫耦（ǒu）、轉子卡住，及功率係統故障等。

(2)  電機功率監（jiān）控器 

      電機功率監控器通過（guò）監測電機功率，來避免發（fā）生低流量或幹運轉。

(3)  溫度探（tàn）頭 

      用（yòng）溫度探頭(RTD)來監測隔離套的溫度，以反映泵在操作中狀態的變化。可防止泵的幹運轉、內外軸（zhóu）承（chéng）磨損（sǔn）、嚴重汽蝕、悶泵、泵卡住、以及係統（tǒng）過熱等（děng）。

(4)  差壓（yā）開關

      用差壓開關來監測泵出口的壓（yā）力變化，可防止泵的幹運轉、嚴重汽蝕、悶泵、泵卡住等。尤其適用於容器卸空/槽車卸載等（děng）。

(5)  第二層保護

a.       承壓密閉的磁耦合箱體

     隔離套外為（wéi）磁耦合箱體，如圖1的虛線部分。對於（yú）高係統壓（yā）力（lì）下輸（shū）送某（mǒu）些劇（jù）毒或易燃（rán）化學品時，該箱體應為承壓密閉容器（qì），其設計和試驗（yàn）壓力值和泵（bèng）的液力端相（xiàng）同；且泵（bèng）外軸和磁耦合箱體之（zhī）間應設節流襯套和機械密封(俗稱二次密封（fēng）)。

b.       雙隔離（lí）套結構

(6)  液體泄漏探頭

      對於采用第二層保護的磁力泵，應設（shè）置液體泄漏探頭。對（duì）於承壓密閉的磁耦合箱體結構的（de）磁力泵，當隔離套破裂，或由於其它原因有液體進入磁耦合箱體時，探（tàn）頭就會報警；對於雙隔離套（tào）結構的（de）磁力泵，當內隔離套破裂，或（huò）由於（yú）其它原因有液體進入內（nèi）外隔離套之間的（de）腔體（tǐ）時，探頭就會報警。

三、屏蔽泵

1. 屏蔽泵的工（gōng）作原理

      屏蔽泵的泵頭和電動機都被（bèi）封閉（bì）在一個被泵送介質充滿的壓力容器內，此壓力容器隻有靜密封。屏蔽泵的葉輪和電（diàn）動機的轉子固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電動機的轉子和（hé）定子（zǐ）隔開，轉子在被輸送的介質中運轉，其動力通過定子磁場傳遞給轉子。

2屏蔽泵的（de）結構

（1） 滑動軸（zhóu）承

      由於（yú）轉子較長（zhǎng），屏蔽泵需設前後兩個滑（huá）動軸承座。這兩個軸承要求精確對中。如果對中（zhōng）不佳，軸（zhóu）承很容易碎裂。

由於石墨（mò）材質相（xiàng）對較軟，因此屏蔽泵的滑動軸承較多地采用石墨材質。石墨滑動（dòng）軸承與表麵堆焊鎢、鉻、鈷等硬（yìng）質合金或等離（lí）子噴塗氮化矽一類硬質合金製成（chéng）的軸套組成摩擦副，使用壽命可達一年以上。

也有些（xiē）屏蔽泵廠（chǎng）商（shāng），由於較好（hǎo）地解決了前後兩個滑動軸（zhóu）承座的對中問題，因此也可采用純燒（shāo）結α級碳化矽材質。如果使（shǐ）用情況良（liáng）好，純燒結α級碳化矽滑動軸承的壽命可達三（sān）年（nián）以上（shàng）。

（2）屏蔽套

       屏蔽泵通常有兩個屏（píng）蔽套，即（jí）定子屏蔽套和轉（zhuǎn）子屏蔽套。用來防止工作介質浸入定子繞組和轉子鐵（tiě）芯，其厚度一般為0.4～0.7mm。由於屏蔽（bì）套（tào）的存在，使電動機定子和轉子之間的間隙加大，造成（chéng）屏蔽電動機的性能下降，同時在屏蔽套中還會產生渦流，增加了功率損耗。

對於屏蔽（bì）泵，其屏蔽（bì）套應選用耐腐蝕性好、強度（dù）高的非（fēi）導磁材（cái）料，定子屏（píng）蔽套優先選（xuǎn）用哈氏合（hé）金。轉子屏蔽套一般選用哈（hā）氏合金或（huò）奧氏體不（bú）鏽鋼。

（3） 屏蔽泵的類型

     根據被輸送液體（tǐ）的溫（wēn）度、壓力、有否顆粒和粘度高（gāo）低等不同要求，屏（píng）蔽泵一般（bān）可分（fèn）為基本型(標準型)、逆循環型、高溫型、高融（róng）點型、高壓型、自吸型、液下型（xíng）、泥漿型、高壓管路型，以及專為船舶、核（hé）電站和吸收（shōu）製冷裝（zhuāng）置用的各種類型屏蔽泵。

2．泵保護係統

    為（wéi）提高使用壽命和運轉的安全性，屏蔽泵（bèng）通（tōng）常都設有下列保護裝置。

（1）軸承磨損（sǔn）監測器

      軸承磨（mó）損監（jiān）測器有機械式、電氣式、機械電氣式等型式。當屏蔽泵運轉（zhuǎn）時，可以通過軸承磨損監測器隨時監視（shì）軸承的運轉情況，當軸承磨損較大時就要停車檢修或更換軸承，在運轉時若發生軸承損壞則立即停車。

（2）電流保護器 

    屏蔽泵在無液情況下空運轉時，會造成軸承（chéng）損壞。當流量大幅度下降時，電流也會大大降低，此時電流保護器可自動動作而停車。同樣，在負載過大時，電流增加較多，電（diàn）流保護器也（yě）會動作，自動（dòng）切斷電（diàn）流（liú），使（shǐ）電機停止運轉，防止事故發生。

     除以上兩種保護裝（zhuāng）置外，如果需要，屏蔽泵還可配熱交換能力監測器、液麵監測器或在電動機內部裝有內壓保護器等，以滿足不（bú）同用途屏蔽泵安全保護的需（xū）要。

三、磁力泵和屏蔽泵（bèng）特性（xìng）比較

選用屏蔽泵時還應注意的其他問題

（1）   對於滑動軸承為（wéi）石墨材質的屏蔽泵，應設軸承磨損監測儀表。監測（cè）儀（yí）表的具體（tǐ）形式（機械式、電氣式（shì）、機械（xiè）電氣式等）由買賣雙方共同商定。

（2）   屏蔽泵使（shǐ）用時，應定期檢查電流，軸承磨損情況，是否滲（shèn）漏運行，是否平穩，振動和噪聲是否（fǒu）正常等。

（3）   買方應留意屏（píng）蔽泵的排（pái）氣問題。重載荷屏蔽泵好應為自排氣型（xíng）；中（zhōng）、輕（qīng）載荷屏蔽泵也（yě）宜（yí）為自排氣型，如果（guǒ）賣方有經驗，經買方同意，才（cái）允許（xǔ）采用手動（dòng）排（pái）氣型。對於手動排氣型無密封離心泵，賣方必須在泵的醒目之處懸掛（guà）“警（jǐng）示”標簽，以提醒買方在開車前及維修前後手動排（pái）氣。

在無密封離心泵範疇內，選用磁力泵，還（hái）是屏蔽泵

    在無密封離心泵範疇內，究竟是選（xuǎn）用磁力泵，還是屏蔽泵，根據它們的（de）特性比較（詳見表1），給出以下建議，供參考。

1)     要求占地麵積盡可能小時，可考慮選用屏蔽泵；

2)     對泵（bèng）效率要求較高時，屏蔽泵有一定的優勢；

3)     對噪聲和振動要求苛刻（kè）時，屏蔽泵有一（yī）定的優勢；

4)     安全性要求很高時，可考慮選用（yòng）屏蔽泵，或帶第二層保護的磁力泵；

5)     對安全性要求特別高時，應（yīng）考慮選用屏蔽泵（bèng）；

6)     要求泵和機械密（mì）封泵能夠互換時，可考慮選用磁（cí）力泵；

7)     輸（shū）送強腐蝕介質，且必須用非（fēi）金屬材料作為過流部件時，可（kě）選用磁力泵；

8)     大功率，或輸送高溫介質，且現場無冷卻水時，可考慮選（xuǎn）用磁力泵；當兩者皆可以使用時，應根據業主的要（yào）求，以及工（gōng）程公司（設計（jì）院）的習慣和經驗來確（què）定無密封泵的類型。

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