Что такое насос с магнитным приводом?

Введение

В области транспортировки жидкостей в современной промышленности насосы с магнитным приводом выделяются своим уникальным дизайном и превосходными характеристиками. Это инновационный тип насоса, в котором используется принцип магнитной муфты для обеспечения транспортировки жидкости без утечек, обеспечивая эффективное решение проблемы утечек традиционных насосов в особых условиях работы. Он широко используется в таких отраслях, как химическая, фармацевтическая и природоохранная, где предъявляются высокие требования к безопасности и герметизации.

Структура магнитных насосов

Корпус насоса и рабочее колесо

Корпус насоса：

Корпус насоса является важной частью внешнего корпуса насоса с магнитным приводом. Его основная функция — обеспечить стабильный проход для потока и пространство для размещения жидкости. Выбор материала имеет решающее значение и обычно определяется в зависимости от характера транспортируемой жидкости. Для агрессивных жидкостей обычно используются устойчивые к коррозии металлические материалы, такие как нержавеющая сталь и сплав Хастеллой, или высокоэффективные конструкционные пластмассы, такие как поливинилиденфторид (ПВДФ). Разработанная форма и структура внутренних каналов потока корпуса насоса тщательно оптимизированы, чтобы обеспечить плавное и эффективное течение жидкости во время процесса потока, уменьшая потери энергии и турбулентность.

Рабочее колесо：

Рабочее колесо, являющееся основным гидравлическим компонентом насоса с магнитным приводом, напрямую связано с производительностью насоса. Он установлен на валу насоса и соединен с внутренним магнитным ротором. Существуют различные типы рабочих колес, наиболее распространенными из них являются рабочие колеса закрытого типа, рабочие колеса открытого типа и рабочие колеса полуоткрытого типа. Крыльчатки закрытого типа обладают высокой эффективностью и стабильной подачей и подходят для транспортировки чистых жидкостей; Крыльчатки открытого и полуоткрытого типа обладают лучшими противозасоряющими свойствами и подходят для транспортировки жидкостей, содержащих определенные твердые примеси. В процессе вращения рабочее колесо преобразует механическую энергию, поступающую от двигателя, в кинетическую энергию и энергию давления жидкости, позволяя жидкости плавно течь от входа к выходу насоса.

Компоненты магнитной передачи

Внутренний магнитный ротор：

Внутренний магнитный ротор является одним из ключевых компонентов магнитной передачи насоса с магнитным приводом. Он соосно соединен с рабочим колесом. Внутренний магнитный ротор обычно изготавливается из высокопрочных, высокоэнергетических постоянных магнитных материалов, таких как неодим-железо-бор (NdFeB). Эти постоянные магнитные материалы могут сохранять стабильную напряженность магнитного поля в течение длительного времени, обеспечивая надежность передачи магнитного поля. При проектировании внутреннего магнитного ротора необходимо учитывать однородность распределения магнитного поля и эффект связи с внешним магнитным ротором. При этом необходимо также учитывать его коррозионную стойкость и механическую прочность в жидкости, поскольку он непосредственно контактирует с транспортируемой жидкостью или примыкает к ней через изолирующую втулку.

Внешний магнитный ротор：

Внешний магнитный ротор установлен на валу двигателя, соответствующем внутреннему магнитному ротору, и отделен изолирующей втулкой. Внешний магнитный ротор также изготовлен из постоянных магнитных материалов, а его напряженность магнитного поля и распределение полюсов соответствуют таковым у внутреннего магнитного ротора. Когда двигатель приводит во вращение внешний магнитный ротор, генерируемое вращающееся магнитное поле может проникать через изолирующую втулку и воздействовать на внутренний магнитный ротор, заставляя внутренний магнитный ротор вращаться синхронно. При конструкции внешнего магнитного ротора необходимо учитывать прочность соединения с валом двигателя и концентричность, чтобы обеспечить плавность и высокую эффективность магнитной передачи.

Изолирующий рукав：

Изолирующая втулка является основной гарантией герметичной работы насоса с магнитным приводом. Он расположен между внутренним и внешним магнитным ротором и полностью изолирует жидкость внутри насоса от внешней среды. Выбор материала и толщины изоляционной втулки очень важен. С одной стороны, он должен обладать хорошей коррозионной стойкостью, чтобы противостоять эрозии транспортируемой жидкости; с другой стороны, он должен иметь достаточную прочность, чтобы выдерживать внутренние и внешние перепады давления. Обычные материалы изолирующих гильз включают металлы (например, нержавеющую сталь) и неметаллы (например, керамику, пластмассы, армированные стекловолокном и т. д.). Металлические изоляционные втулки будут генерировать потери вихревых токов в магнитном поле, влияя на эффективность магнитной передачи, но имеют высокую прочность; Неметаллические изоляционные втулки не имеют потерь на вихревые токи, но их прочность и устойчивость к высоким температурам могут быть относительно слабыми. Поэтому разумный выбор должен быть сделан в соответствии с конкретными условиями работы.

Несущая и опорная конструкция

Скользящий подшипник：

Внутри насоса с магнитным приводом вал насоса обычно поддерживается подшипниками скольжения. Поскольку транспортируемая жидкость часто имеет плохую смазывающую способность и может даже быть коррозийной, материалы подшипников скольжения должны обладать хорошей износостойкостью и самосмазывающимися свойствами. Обычно используемые материалы включают керамику из карбида кремния, графит и наполненный политетрафторэтилен. Эти материалы позволяют снизить износ в жестких условиях смазки, обеспечить стабильное вращение вала насоса и продлить срок службы подшипников. При проектировании подшипников скольжения также необходимо учитывать точность установки вала насоса и несущую способность, чтобы адаптироваться к требованиям нагрузки в различных условиях работы.

Подшипник качения：

Подшипники качения в основном используются для поддержки внешнего вала насоса, части, соединенной с двигателем. Это может эффективно снизить сопротивление трения во время процесса вращения и повысить эффективность трансмиссии. При выборе подшипников качения необходимо учитывать такие факторы, как несущая способность, диапазон скоростей и метод смазки. Как правило, используются подшипники качения с хорошими уплотнительными характеристиками, а соответствующая смазка выбирается в соответствии с реальной рабочей средой, чтобы обеспечить их долгосрочную стабильную работу. Кроме того, существуют опорные конструкции, такие как соединительные рамы, функции которых заключаются в обеспечении стабильного взаимного положения корпуса насоса и двигателя, обеспечении соосности и перпендикулярности каждого компонента во время работы насоса с магнитным приводом, а также снижении вибрации. и шум.

Принцип работы насосов с магнитным приводом

После запуска двигателя вал двигателя приводит во вращение внешний магнитный ротор. Вращающееся магнитное поле, создаваемое внешним магнитным ротором, проникает через изолирующую втулку и воздействует на внутренний магнитный ротор. За счет взаимодействия магнитных полей внутренний магнитный ротор вращается синхронно внутри изолирующей втулки. Внутренний магнитный ротор соединен с крыльчаткой, поэтому крыльчатка тоже вращается. Под действием вращения рабочего колеса жидкость всасывается из входного отверстия насоса и попадает между лопатками рабочего колеса. При высокоскоростном вращении рабочего колеса жидкость получает кинетическую энергию и под действием центробежной силы выбрасывается к краю корпуса насоса. В проточном канале, образованном корпусом насоса и рабочим колесом, кинетическая энергия жидкости постепенно преобразуется в энергию давления, и жидкость с повышенным давлением выводится через выходное отверстие насоса. В течение всего процесса, благодаря действию магнитной передачи, жидкость внутри насоса полностью изолирована от внешней среды, и канал утечки механического уплотнения традиционных насосов отсутствует, что обеспечивает транспортировку без утечек.

Характеристики магнитных насосов

Характеристика отсутствия утечек

Самое большое преимущество насоса с магнитным приводом заключается в его герметичности. Во многих промышленных случаях, таких как транспортировка легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных и вредных жидкостей в химическом производстве или транспортировка жидких медицинских препаратов с чрезвычайно высокими требованиями к чистоте в фармацевтической промышленности, утечка через уплотнение традиционных насосов может привести к серьезным несчастным случаям. и проблемы с качеством. Тем не менее, насос с магнитным приводом полностью удерживает жидкость внутри корпуса насоса посредством передачи с магнитной муфтой, устраняя утечку среды, вызванную повреждением уплотнения, и эффективно обеспечивая безопасность производственной среды и качество продукции.

Безопасность и надежность

Операционная стабильность：

Конструктивная конструкция насоса с магнитным приводом обеспечивает высокую стабильность в процессе работы. Поскольку отсутствует трение и износ механического уплотнения и, как следствие, вибрация и шум, насос с магнитным приводом работает более плавно. В то же время магнитная муфта может поддерживать стабильную передачу во время нормальной работы. При возникновении ситуации перегрузки, такой как блокировка или заклинивание рабочего колеса, внешний магнитный ротор и внутренний магнитный ротор могут относительно проскальзывать, избегая повреждения двигателя и компонентов трансмиссии из-за чрезмерного крутящего момента, играя определенную роль защиты от перегрузки.

Снижение риска неудачи：

Без проблемы легкого повреждения традиционных механических уплотнений риск выхода из строя насоса с магнитным приводом значительно снижается. Механические уплотнения склонны к утечкам из-за износа, старения и коррозии во время длительной эксплуатации, в то время как компоненты магнитной передачи насоса с магнитным приводом имеют длительный срок службы, что снижает внезапные отказы, вызванные повреждением уплотнений, повышает надежность и бесперебойную работу. время работы оборудования, а также снижение влияния затрат на техническое обслуживание и простоев на производство.

Простое обслуживание：

Поскольку насос с магнитным приводом не имеет механических уплотнений, сальниковых уплотнений и других компонентов, требующих регулярной замены и обслуживания, работы по его техническому обслуживанию относительно просты. Это не только снижает нагрузку на обслуживающий персонал, но и снижает затраты на техническое обслуживание. Кроме того, конструкция насоса с магнитным приводом относительно компактна, а количество деталей относительно невелико, что также делает более удобным и быстрым проведение технического обслуживания и устранения неисправностей, что еще больше повышает ремонтопригодность оборудования.

Тенденции развития насосов с магнитным приводом

Благодаря постоянному прогрессу науки и техники насосы с магнитным приводом будут развиваться в направлении более высокой производительности и более интеллектуальных направлений в будущем. Что касается материалов, исследования и разработки новых магнитных материалов будут способствовать дальнейшему повышению эффективности магнитной передачи и снижению потерь энергии. В то же время улучшение материалов изолирующей втулки сделает изолирующую втулку более прочной и устойчивой к коррозии, одновременно снижая влияние на передачу магнитного поля. С точки зрения конструкции оптимизация гидравлической конструкции корпуса насоса и рабочего колеса повысит эффективность и производительность насоса. Кроме того, с тенденцией развития промышленной автоматизации и интеллекта насосы с магнитным приводом будут все больше интегрироваться в интеллектуальные системы управления, реализуя такие функции, как удаленный мониторинг, диагностика неисправностей и автоматическая сигнализация, что еще больше повысит надежность и эффективность управления в промышленном производстве. и лучше отвечает строгим требованиям современной промышленности к оборудованию для транспортировки жидкостей.