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高低溫輸送抗汽蝕抽空磁力泵

2020-07-31

磁力傳動(dòng)泵由于具有無(wú)泄漏的優(yōu)點(diǎn),恰能滿足世界各國(guó)對(duì)人身及環(huán)境的保護(hù)需求,因此在石油化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但磁力傳動(dòng)泵也有致命的缺陷:磁力傳動(dòng)泵在抽空狀態(tài)下軸承及傳動(dòng)元件磁缸得不到冷卻,容易磨損及燒壞,經(jīng)常更換軸承及磁缸,等配件費(fèi)用高。維護(hù)成本高,使用不便利,因?yàn)檠邪l(fā)了抗抽空磁力傳動(dòng)泵??钩榭沾帕鲃?dòng)泵抗抽空結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),具有抗抽空能力,采用獨(dú)特的小葉輪設(shè)計(jì),達(dá)到了抽空時(shí)形成封閉內(nèi)腔,使內(nèi)腔介質(zhì)循環(huán),對(duì)內(nèi)磁缸與隔離套起到冷卻作用。水冷盤(pán)管系統(tǒng)不但對(duì)軸承箱內(nèi)循環(huán)的介質(zhì)起到冷卻作用,而且直接對(duì)外磁缸、隔離套進(jìn)行冷卻,獨(dú)有的雙重冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。極大的減少了軸承及磁缸的損壞,降低維護(hù)成本,使用更加維護(hù)便捷。

理論設(shè)計(jì):20立方-100米水力模型
抗抽空磁力傳動(dòng)泵的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。①軸向力平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)。②抗抽空獨(dú)有的小葉輪設(shè)計(jì)。③小直徑(88mm)新型高效磁力傳動(dòng)器的設(shè)計(jì)。④完善的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

采取的解決方法。
獨(dú)創(chuàng)的轉(zhuǎn)子軸向力平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)如果不設(shè)法消除或平衡作用在葉輪上傳到軸上的軸向力,此軸向力將拉動(dòng)轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng),與固定零件接觸,造成泵零件的損壞以致不能工作。-般軸向力采用止推軸承、葉輪上的平衡孔、平衡鼓、平衡盤(pán)以及對(duì)稱布置葉輪等方法平衡。該泵采用了前后止推盤(pán),在葉輪上開(kāi)平衡孔、同時(shí)設(shè)計(jì)了軸向力自平衡系統(tǒng)。此平衡原理在磁力泵的應(yīng)用實(shí)屬首創(chuàng)。

原理是在泵體密封環(huán)座上安裝耐磨的材料,在葉輪口環(huán)及側(cè)面噴涂上一層耐磨材料,當(dāng)軸向力朝向進(jìn)口方向時(shí),轉(zhuǎn)子也朝進(jìn)口方向竄動(dòng),致使葉輪口環(huán)側(cè)與泵體密封環(huán)耐磨層問(wèn)隙減小,在葉輪的前蓋板上產(chǎn)生憋壓,作用于前蓋板上的壓力增大,軸向力方向發(fā)生改變。因此轉(zhuǎn)子是在一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中尋求一 種動(dòng)態(tài)平衡,從而滿足平衡軸向力的要求,而且密封環(huán)又可以達(dá)到止推盤(pán)的作用,增加了止推盤(pán)的可靠性。鑒于止推盤(pán)的工作具有左右移動(dòng)的特點(diǎn),采用具有自潤(rùn)滑性能的石墨滑動(dòng)軸承,解決了該泵的軸向力平衛(wèi)問(wèn)題。

抗抽空獨(dú)有的小葉輪設(shè)計(jì)在軸承箱前、后軸承中間加一小葉輪,其主要作用是:①為冷卻內(nèi)磁缸與隔離套提供能量。在充滿介質(zhì)的軸承箱中,通過(guò)小葉輪的作用,使介質(zhì)產(chǎn)生足夠的壓力流動(dòng),由冷卻箱蓋進(jìn)入內(nèi)磁缸與隔離套??p隙中,再由主軸內(nèi)孔流入葉輪中,形成循環(huán),同時(shí),與葉輪出口處流人軸承箱內(nèi)的介質(zhì)不斷交換,循環(huán)的介質(zhì)將隔離套中產(chǎn)生的渦流熱帶走,起到冷卻內(nèi)磁缸與隔離套的作用。②當(dāng)泵抽空時(shí),轉(zhuǎn)子組件中的小葉輪發(fā)揮作用,葉輪的旋轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)子組件產(chǎn)生一個(gè)向左的軸向力,推動(dòng)密封壓蓋將介質(zhì)出口處壓緊,在軸承箱內(nèi)形成-一個(gè)封閉的介質(zhì)空間,這-空間由于有水冷環(huán)的冷卻,加之水冷環(huán)系統(tǒng)本身對(duì)外磁缸、隔離套的冷卻,介質(zhì)溫度不會(huì)急劇升高,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)造成軸承及內(nèi)外磁缸的燒壞。

小直徑新型高效磁力傳動(dòng)器的設(shè)計(jì)由于圓筒形磁力傳動(dòng)器磁缸利用率高,單位磁體積能夠獲得較大的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩,因而該泵選用了圓簡(jiǎn)形磁力傳動(dòng)器。該泵內(nèi)磁缸外徑小,電動(dòng)機(jī)功率為22kW,磁傳動(dòng)器要設(shè)計(jì)成“小體積,大能量”,設(shè)計(jì)制造難度較大,為此,在設(shè)計(jì)中將內(nèi)磁鐵的厚度由常規(guī)5mm增大為10mm,試驗(yàn)磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到130N.m,完全滿足該泵要求。隔離套也是磁傳動(dòng)密封的關(guān)鍵部件,隔離套在內(nèi)、外磁缸之間承受內(nèi)壓,該泵隔離套上因磁場(chǎng)禍流而產(chǎn)生的熱由軸承箱介質(zhì)與水冷系統(tǒng)內(nèi)外雙重冷卻,用不能被磁化且電阻力大的鈦合金材料制造隔離套,保證了磁傳動(dòng)的可靠性。

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