基于GY型无泄漏磁力泵的建模及应用

发布日期:2019-08-12 编辑:冠裕小张 浏览:924| 加入收藏

  磁力泵是通过永磁体的磁力来实现力矩的传递,即磁力耦合器将电机输出的转矩传递给叶轮,达到输送介质目的的一种新型泵。只有静密封,因此在输送易燃、易爆或毒性液体等介质时可防止泄漏,在石油化工装置上应用广泛。

  对GY型无泄漏磁力泵的重要零部件和装配图进行二维CAD绘图,三维solid works建模,更直观指导维修人员掌握磁力泵的工作原理及其结构,提高维修人员的维修水平。

  一、磁力泵工作原理及结构组成

  1 磁力泵工作原理

  磁力泵结构,通常由泵、磁力耦合器、电动机三部分组成。关键部件磁力耦合器,由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机带动外磁转子旋转时,磁场能穿透空气间隙和非磁性物质 (隔离套) ,带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转,实现动力的无接触传递,将动密封转化为静密封。

  2 磁力耦合器工作原理

  如图1所示,将若干对 (偶数) 磁体按规律排列组装在磁力传动器的内、外磁转子上,使磁体部分相互组成完整耦合的磁力系统。当内、外两极处于不同极相对,即两个磁极间的位移角φ=0,此时磁系统的磁能最低;当内、外两极转动到同极相对,此时磁系统的磁能最大。去除外力,因磁系统的磁极相互排斥,磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动,带动磁转子旋转。

磁力泵耦合器工作原理图

  3 磁力泵的结构组成

  由磁力泵的工作原理可以得知其主要结构组成如图3所示,包括泵体、叶轮、轴承、泵轴、内磁转子、隔离套、外磁转子、连接架、底座、电机等。

  磁力泵与常规泵的区别在于增加了磁力耦合器。外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成磁力耦合器,取代了一般泵的动密封,用隔离套将泵旋转轴完全封闭[4]。磁力的传递取决于磁力耦合器[5]。

  因磁力泵滑动轴承的冷却润滑是用其所输送的介质,故一般针对不同的使用工况及介质,选用不同的材质制作轴承。滑动轴承常用材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等[6]。磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作因其良好的耐摩擦性、耐热性以及耐腐蚀性。

  二、基于GY无泄漏磁力泵的建模

  基于GY无泄漏磁力泵的solid works三维建模主要是参照泵的实物;二维CAD建模主要依据为我厂提供的资料。

  solid works三维建模主要包括外观和内部结构两部分。图2是GY无泄漏磁力泵的外观装配图,主要包括泵入口、泵出口、泵体、底盘、连接架以及电机的外观图,上述的零部件均通过法兰连接成泵体装配图。

  根据生产厂家提供的总装图,可分析出该磁力泵的基本内部结构组成,依次为:泵体、叶轮、硬质止推环、轴套、密封圈、轴承体、密封圈、轴套、泵轴、硬质止推环、内转子、螺母、隔离套、外转子、连接架、底座、电机。

磁力泵总装图

  三、磁力泵的应用

  1 磁力泵的优点

  与采用动密封的普通离心泵相比较,磁力泵具有以下优点:泵轴因其静密封形式[7]没有介质泄漏;也不用添加润滑油和冷却水;不存在接触和摩擦,功耗小、效率高,且具有阻尼减振作用[8],减少了电动机振动对泵的影响和泵发生汽蚀振动时对电动机的影响;过载时,内、外磁转子相对滑脱,对泵有保护作用。

  2 磁力泵运行注意事项

  (1) 防止颗粒进入: (1) 不允许有铁磁杂质、颗粒进入磁力传动器和轴承摩擦副。 (2) 输送易结晶或沉淀的介质后要及时冲洗 (停泵后向泵腔内灌注清水,运转1m i n后排放干净) ,以保障滑动轴承的使用寿命。 (3) 输送含有固体颗粒的介质时,应在泵流管入口处过滤[9]。

  (2) 防止退磁: (1) 磁力矩不可设计得过小。 (2) 应在规定温度条件下运行,严禁介质温度超标。 (3) 可在磁力泵隔离套外表面装设铂电阻温度传感器,检测环隙区域的温升,以便温度超限时报警或停机[10]。

  (3) 防止干摩擦: (1) 严禁空转。 (2) 严禁介质抽空。 (3) 在出口阀关闭的情况下,泵连续运转时间不得超过2min,以防磁力耦合器过热而失效。

  (4) 严禁用蒸汽吹扫磁力泵。

  四、结束语

  GY型无泄漏磁力泵的建模是对其基本外观及内部结构构建模型,只能满足对磁力泵的基本结构讨论,若需进行进一步工作流程模拟则还需进行该磁力泵的控制部分进行模拟,这也是以后我还要继续学习的部分。随着稀土永磁体的发展,磁力泵已经广泛应用于石油及化工生产过程中,并取得了很好的经济效益。随着磁力泵技术的不断发展和我们对环境保护要求的越来越严格,无泄漏磁力泵必将具有广阔的发展空间。

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