無密封（fēng）離心泵（bèng）選用時應注意的（de）問題（tí）

一、概述

     無密封離心（xīn）泵，也稱無泄漏（lòu）離心泵，可分為磁力（lì）驅動離（lí）心（xīn）泵(以下簡稱磁力泵)和屏蔽泵，它們在結構上隻有靜密封而無（wú）動（dòng）密（mì）封（fēng），因此輸送液體時能保證一滴不漏。隨著環境保護要求（qiú）的不斷提高，無密封離（lí）心泵的（de）應（yīng）用也越來越廣泛。為便於大家合理選用無（wú）密封離心泵，通過介紹（shào）無密封離心（xīn）泵的類型、原理、結構，比較磁力泵和屏（píng）蔽泵的特性，歸納（nà）出無密封離心泵選用時（shí）應注意的一些問題。

二、磁力泵1． 磁力泵的工（gōng）作原理

      磁力傳動（dòng）是利用磁體能吸引鐵磁物質以（yǐ）及磁體或磁場之間有磁力作用的（de）特性，而非鐵磁物質不影響或（huò）很少影響磁力的（de）大小，因此可（kě）以無接觸地透過（guò）非磁導體(隔離套)進行動力傳輸。

      磁力傳動可分為同步或異步設計。大多數（shù）磁力泵采用同步（bù）設計。電動機通（tōng）過外部聯軸器和外磁鋼聯在一起，葉輪和內磁鋼聯在一起。在外磁鋼和內磁鋼之間設有全密封的隔離套，將內、外磁鋼完全隔開，使內磁鋼處於介質之中，電機的轉軸通過磁鋼間磁極的吸力（lì）直接（jiē）帶動葉輪同步轉動。
異（yì）步設計磁性傳動，也稱扭（niǔ）矩環磁性（xìng）傳動。用鼠籠式結構的扭矩環來取代內磁鋼，扭矩環（huán）在外磁鋼的吸引下以略低的速度轉動。由於無內磁鋼（gāng），因（yīn）此其使用溫度要高於同步驅動的磁力傳動。

2． 磁力泵的結構

1）磁力耦合器

      磁力傳動由磁力耦合器來完成。磁力耦合器主要包括內磁（cí）鋼、外磁鋼及隔離套等零部件，是磁力泵的核心部件。磁（cí）力耦合器的結構、磁路設計，及其（qí）各零部件的（de）材料關係到磁力泵的可靠性，磁傳動效（xiào）率及壽命。磁力耦合器應在規定的（de）環境條件下適用於戶外啟動和連續操作（zuò），不應出現脫耦和退磁現象。

（1）內、外磁（cí）鋼 

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

     外（wài）磁鋼也應用粘合劑牢固地固定在外磁鋼環上（shàng）。為防止裝配時（shí）外（wài）磁鋼的損（sǔn）壞，外（wài）磁鋼內表（biǎo）麵好也應覆以包套。

同步磁（cí）力耦合器應選（xuǎn）用（yòng）釤鈷、釹（nǚ）鐵硼等稀土型磁性材料；扭矩環傳動器可選用釤鈷、釹鐵硼等稀（xī）土磁性（xìng）材料，或鋁鎳鈷磁性材料。釹鐵（tiě）硼的磁能積（jī）高於釤（shān）鈷，缺點是使用溫度僅為120℃，且磁穩定性相（xiàng）對較差。釤鈷的磁傳動效率和磁能積高，並具（jù）有極強的（de）抗退磁能力。用於磁力（lì）泵的釤鈷通常有兩種，釤鈷1.5級Sm₁Co₅和2.17級（jí）Sm2Co₁₇。釤鈷1.5級含釤35%，鈷65%，高使用（yòng）溫（wēn）度（dù）250 ℃，居裏溫度523℃；釤鈷 2.17級含釤25%，鈷50%，鈦、 鐵等 25%，其高使用溫度達350 ℃，居裏溫度750℃。

（2）隔離套 

      隔離套也稱隔離（lí）罩或密封套，位於內、外磁鋼之間（jiān），將內、外磁鋼完全隔開，介質封閉在隔離套內。隔離套的（de）厚度與工作（zuò）壓力和使用溫度有關（guān），太厚，則增加內、外磁鋼的間隙尺寸，從（cóng）而影（yǐng）響磁傳動效率（lǜ）；太薄，則影響強度。

隔（gé）離套有金屬和（hé）非金屬兩種，金屬隔離套存在渦流損失，非金（jīn）屬隔離套無渦流損失。金屬隔離套應選用高電阻率的材料，如用哈氏合金、鈦合金等，也可選用奧氏體不（bú）鏽鋼，其厚度一般應大於或等於1.0mm。對於（yú）小功率的磁力泵，且使用溫度較低時，其隔離套也（yě）可考（kǎo）慮采用非金屬材料（liào），如塑（sù）料或陶瓷等。

2）滑動軸承（chéng）

(1)  碳化矽陶瓷 

      磁（cí）力泵（bèng）一般采用碳化矽（guī）陶瓷軸承。為（wéi）防止遊離的矽（guī）離（lí）子進入介質，一般應要求采用純燒結的α級碳化矽。碳化矽滑動軸承，承載能力高，且具有極強的耐衝蝕、耐化學（xué）腐蝕、耐磨損和良好的耐熱性，使用溫度可達500℃以上。碳化矽滑動軸承的使用壽（shòu）命（mìng）一（yī）般（bān）可達3年以上。

(2)  石墨 

     石墨具有較好的自潤滑性能，可經受（shòu）短時間的幹運行，使用溫（wēn）度可達450℃，缺點（diǎn）是耐磨性能較差。石墨滑動軸承的使用壽命（mìng）一般可達1年以（yǐ）上。

3．泵保護（hù）係統

(1)  軸承狀態監測器 

      如果用戶需要（yào），一些國際知名廠商可配置非接觸（chù）式的軸承狀態監測器，用於防止軸承磨損失效、聯軸器的脫耦、轉子（zǐ）卡住，及功率係統故障等。

(2)  電機（jī）功率監控器 

      電機功率監控器通過監測（cè）電機功率，來避免發生低流量或幹（gàn）運轉。

(3)  溫度探頭 

      用溫（wēn）度探頭(RTD)來監（jiān）測隔離套的溫度，以反映（yìng）泵在操作中狀態的變化。可（kě）防止泵的幹運轉、內外軸承磨損（sǔn）、嚴重汽蝕、悶（mèn）泵、泵卡住、以及係（xì）統過熱等。

(4)  差壓開關

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

(5)  第二層保護

a.       承壓密閉的磁耦合箱體

     隔離（lí）套外為磁耦合箱體，如圖1的虛（xū）線部分。對於高係統壓力下輸送某些劇毒或易（yì）燃化學品時，該（gāi）箱體應為承壓密（mì）閉容器，其設計和試驗壓力值和泵的液力（lì）端相同；且泵外軸和磁耦合箱體（tǐ）之間應設節流襯套和機械密封(俗稱二次密封)。

b.       雙隔離套結構

(6)  液體泄漏探頭

      對（duì）於（yú）采用第二層保護的磁力泵，應設置液體泄漏探頭。對於承壓密（mì）閉的磁耦合箱體結構的磁力泵，當隔離套破裂，或由於其它原因有液體進入磁耦合（hé）箱體時，探頭就會報（bào）警；對於雙隔離套結構的磁力泵，當內隔離套破裂，或由於其它原因有液體進入內外隔離套（tào）之間的腔體時（shí），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封閉在一個被泵送介質充滿的壓力容器內（nèi），此壓力容器隻有靜密封。屏蔽泵的葉輪和（hé）電動機的轉子固定在同（tóng）一根軸上，利用屏（píng）蔽套將電動機的轉子和定子隔開，轉子在被（bèi）輸送的介質中運轉，其動力（lì）通過定子磁場傳遞給轉子。

2屏蔽泵的結構

（1） 滑動軸承

      由於轉子（zǐ）較（jiào）長，屏蔽泵需設前後兩個滑動軸承座。這兩個軸承要求精確對中。如果對中不佳（jiā），軸承很容（róng）易（yì）碎裂。

由於（yú）石墨材質相對較軟，因此（cǐ）屏蔽泵的滑動軸承較多地采用石墨材質。石墨滑動軸承與表麵堆（duī）焊鎢、鉻（gè）、鈷等硬質合（hé）金或等離子噴塗氮化矽一類硬質合金（jīn）製成的軸套組成摩擦副，使用壽命可達一年以上。

也有些屏（píng）蔽泵（bèng）廠商，由於較好地解決了前後兩個滑動軸承座（zuò）的（de）對中問題，因此也可采用純（chún）燒結α級碳化矽材質。如果使用情況良好，純燒結（jié）α級碳化矽滑動軸承的壽命可達三年（nián）以上。

（2）屏（píng）蔽套

       屏蔽（bì）泵通常有兩（liǎng）個屏蔽套，即（jí）定子屏蔽套和（hé）轉子屏蔽套。用來防止工作（zuò）介（jiè）質浸入定子繞組和轉子鐵芯，其厚度一般為（wéi）0.4～0.7mm。由於（yú）屏蔽套的存在，使電動（dòng）機（jī）定子和轉（zhuǎn）子之間的間隙加大，造成屏蔽電動機的性能下降，同時在屏蔽套中還會（huì）產（chǎn）生渦流，增加了功率損耗。

對於屏蔽泵，其屏蔽套應選用耐腐蝕性好、強度高的非導磁材料，定子屏蔽套優（yōu）先選用（yòng）哈氏合金。轉子屏蔽套一（yī）般選用（yòng）哈氏合（hé）金或奧氏體不鏽鋼。

（3） 屏蔽泵（bèng）的類型

     根據被輸送液體的溫度（dù）、壓力、有否顆粒和粘度高低等不同要求，屏蔽（bì）泵一（yī）般可（kě）分為基本型(標準型)、逆循環型（xíng）、高溫型、高融點型（xíng）、高壓型、自吸型（xíng）、液下型、泥漿型（xíng）、高（gāo）壓管路型，以及專為船舶、核電站和吸收製冷裝置（zhì）用的各（gè）種類型屏（píng）蔽泵。

2．泵保護係統

    為提高使用壽命和運轉的安全性，屏蔽泵通常都設（shè）有（yǒu）下（xià）列保護裝（zhuāng）置。

（1）軸承磨損監測器

      軸承磨損監測器有機械式、電氣式、機械電氣（qì）式（shì）等型式。當屏蔽泵運轉時，可以通過軸承磨損監測器隨時監視軸承的運轉情況，當（dāng）軸承磨損較大時（shí）就要停（tíng）車檢修或更換軸承，在運轉時（shí）若發生軸承損壞則立即（jí）停車。

（2）電流保護器 

    屏蔽泵（bèng）在無液情況下空運轉（zhuǎn）時，會造成軸承損壞。當流量大幅度下降時，電流（liú）也會大大降（jiàng）低，此時（shí）電流保護器可（kě）自動動作而停車。同樣，在負載過（guò）大時（shí），電流增加較多，電流保護器也會動作，自動切斷電流，使（shǐ）電機停止運轉，防止事故發生。

     除以上兩（liǎng）種保護裝置外，如果需要，屏蔽泵還可配熱交換能力（lì）監測器、液麵監測器或在電動機內部裝有內壓（yā）保（bǎo）護器等，以滿（mǎn）足不同用途屏蔽泵安全保（bǎo）護的需要。

三、磁（cí）力泵和屏蔽（bì）泵（bèng）特性比較

選用屏蔽泵（bèng）時還應注意的其他問題

（1）   對於滑動軸（zhóu）承為石墨材（cái）質的屏（píng）蔽泵，應設軸承磨損監測儀（yí）表。監測（cè）儀表的具體形式（機（jī）械（xiè）式、電氣式、機械電氣式等）由買賣雙方共（gòng）同商定。

（2）   屏蔽泵使用時，應（yīng）定期檢查電流，軸承磨損情況（kuàng），是否滲漏運行，是否平穩，振動和噪聲是否正常等（děng）。

（3）   買方應留意屏蔽泵的排氣問題。重（chóng）載荷屏蔽泵好（hǎo）應為自排（pái）氣型（xíng）；中、輕載荷屏蔽泵也宜為自排氣型，如果賣方有（yǒu）經驗，經買方同意，才允許采用手動（dòng）排氣（qì）型（xíng）。對於手動排氣型無密封離心泵，賣方必須在泵的（de）醒（xǐng）目之處懸掛“警示”標（biāo）簽，以提（tí）醒買方在開車前及（jí）維修前後手動排氣。

在（zài）無密封離心泵範疇內，選用磁力泵，還是（shì）屏蔽泵

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

1)     要求占地麵積盡可能小時（shí），可考慮選用屏蔽泵（bèng）；

2)     對泵效率要求較高時，屏蔽（bì）泵有一定的優勢；

3)     對噪聲和振動要求苛刻時，屏蔽泵有（yǒu）一定的優勢；

4)     安全性要求很高時（shí），可考慮選用屏蔽泵，或帶第二層（céng）保護的磁（cí）力泵（bèng）；

5)     對安全性要求特別高時，應考慮選用屏蔽泵；

6)     要求泵和機械密封泵能夠互換時，可考慮選用磁力泵；

7)     輸送強腐蝕介質，且必須用非（fēi）金屬材料作為過流部件（jiàn）時，可選用磁力泵；

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（jiē）可以使（shǐ）用時，應根據業主的要求，以及工程公司（設計院）的習慣和經驗來（lái）確定（dìng）無密封泵（bèng）的類（lèi）型（xíng）。

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