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第九屆廣東泵閥展

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FLOWTECH CHINA (GUANGDONG) 2025

202535-7日 廣州丨保利世貿博覽館

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無泄漏,用屏蔽泵還是磁力泵?

給石油化工裝置泵選型時,對泵的要求必須滿足對介質特性的要求,對輸送易燃、易爆、易揮發(fā)的低溫介質(液化石油氣等)、有毒或貴介質的泵要求軸封可靠或采用無泄漏泵。應優(yōu)先選用無泄漏泵,如屏蔽泵、磁力泵。

本文從屏蔽泵和磁力泵的結構和原理,深入分析屏蔽泵和磁力泵各自的優(yōu)勢特點,對石化化工裝置無泄漏泵的選型有一定的指導意義。

 

一、工業(yè)對泵的高要求

 

隨著化學工業(yè)的發(fā)展以及人們對環(huán)境、安全意識的提高,對化工用泵的要求也越來越高。在一些場合(如輸送易燃、易爆、易揮發(fā)的低溫介質(液化石油氣等)、有毒或貴介質的場合)對某些泵提出了絕對無泄漏要求,這種需求促進了無泄漏泵,屏蔽泵和磁力泵的發(fā)展。

 

現(xiàn)在屏蔽泵和磁力泵廣泛應用于化工、制藥、核工業(yè)、航天等行業(yè)。屏蔽泵和磁力泵都屬于無泄漏泵,無軸封,但他們的結構和原理不同。

 

屏蔽泵和磁力泵相比,磁力泵具有價格低、不用返廠維修的優(yōu)點,屏蔽泵具有安全性更高、運行振動和噪音小、故障率低、平時維修工作量小的優(yōu)點。

 

二、屏蔽泵和磁力泵的結構特點和工作原理

 

1.屏蔽泵的結構特點和工作原理

屏蔽泵是一種無密封泵,泵軸與電機軸共用一根軸,葉輪裝在這根公共軸上,電機與泵融為一體,都被密封在一個被泵送介質充滿的壓力容器內,此壓力容器只有靜密封,并由一個電線組來提供旋轉磁場并驅動轉子。

圖1,其主要由泵體、葉輪、定子、轉子、前后導軸承、軸套以及推動盤組成。轉子軸端裝有葉輪,由前后導軸承支撐,浸在輸送的介質中,形成無軸封的結構,以達到無泄漏輸送的目的。

圖1:屏蔽泵結構簡圖

 

屏蔽泵其實就是把電機里面的轉子和定子隔離開,電機轉子與葉輪都做在公共軸上,轉子與葉輪一起旋轉。轉子外面再做一個屏蔽套密封起來,這樣介質與轉子接觸,被密封在屏蔽套里面。

 

電機定子繞組在屏蔽套外周,直接利用電動機的原理來驅動葉輪(屏蔽泵這種電機設計是一種屏蔽式專用電機)。簡單來講,屏蔽泵效果就相同于把泵與電機封在同一個密封殼中。

 

 

2.磁力泵的結構特點和工作原理

磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成,電機是普通電機,電機軸和泵軸是2根軸,通過普通聯(lián)軸器連接,關鍵部件磁力傳動器由外磁轉子、內磁轉子及不導磁的隔離套組成。

 

圖1,其主要由泵體、葉輪、軸、內磁鋼轉子、外磁鋼轉子、隔離套、軸承等組成。泵軸上裝有一個圓筒形的外磁轉子,外磁轉子內表面均勻布置著ns極相見排列的永磁體。

 

泵的轉動部件也裝有一個圓筒形的內磁轉子,內磁轉子外表面同樣均勻布置著ns極相見排列的永磁體。電機帶動外磁轉子旋轉,由于永磁體的相互吸引,外磁轉子帶動內磁轉子同步旋轉,進而帶動泵軸旋轉。

 

內磁轉子與介質接觸,內外磁轉子之間加一個非磁性材料制作的隔離套,隔離套固定在泵端蓋上,這樣將被抽送的介質以靜密封的形式密封在隔離套內。磁力泵主要用在高端應用場合,比如在輸送強酸、強堿、液氯等有害介質時是最理想的選擇。

圖2:磁力泵結構示例圖

 

三、屏蔽泵和磁力泵的特點對比分析

 

根據(jù)屏蔽泵和磁力泵的結構特點和工作原理,可知屏蔽泵和磁力泵的共同點是都屬于葉片式離心泵,無泄漏泵,都沒有任何軸封;不同點是彼此的結構原理完全不同。其各自的優(yōu)勢如下表1和2所示:

 

表1 屏蔽泵優(yōu)勢

序號比較項目屏蔽泵磁力泵
 1密封性能、軸承潤滑工藝介質部分全密封結構,軸承由工藝介質潤滑工藝介質部分全密封結構,隔離套內軸承由工藝介質潤滑,但泵腔外部軸承必須定期加油潤滑
2安全性屏蔽套和電機外殼雙層密封,一旦屏蔽套破損,屏蔽電機的外殼也起到密封的作用介質與外界之間只有隔離套起密封作用,一旦隔離套破損將導致工藝介質迅速擴散到大氣中
3壓力
雖說屏蔽套一般只有0.5~0.6mm厚,但在定子及加固套的輔助作用下,屏蔽泵可承受較大的工藝介質壓力。磁力泵的耐壓的提高只能通過增加隔離的厚度來實現(xiàn),但隔離套加厚將導致磁力的傳導能力下降,降低效率,所以隔離套不能太厚,使磁力泵的耐壓能力受到限制
4溫度
–160~+480℃–10 ~+400℃
5粘度范圍
屏蔽電機產生的熱量能夠給工藝介質加熱,使得電機腔內的介質粘度下降,因此屏蔽泵適用的粘度范圍比磁力泵大適用的粘度范圍較窄
6噪音
噪音很小,無滾動軸承、聯(lián)軸器、電機風扇電機風扇、聯(lián)軸器、滾動軸承運轉時會產生很大的噪音
7長度
短小,結構緊湊有軸承架、聯(lián)軸器、電機部分,總體尺寸較大
8聯(lián)軸器
不需聯(lián)軸器
需要普通聯(lián)軸器與電機連接
9主要故障點及維修工作量故障點較少:兩個軸承、屏蔽套、電機線圈。故障較少,維修量小故障點較多:六個軸承、聯(lián)軸器、隔離套、電機線圈。故障相對較多,維修量相對較大

 

表2:磁力泵優(yōu)勢

序號比較項目屏蔽泵磁力泵
1是否返廠維修軸承可以現(xiàn)場更換,但若屏蔽套破損,需返廠進行更換所有備件均可在用現(xiàn)場更換,不用返廠維修。
2屏蔽(隔離)套厚度一般0.5mm一般0.8~1.3mm
3輸送含顆粒介質原則上不允許有顆粒,特別是硬質顆粒影響軸承潤滑和屏蔽套。原則上不允許有顆粒,特別是硬質顆粒影響軸承潤滑和隔離套,但由于隔離套相對屏蔽泵屏蔽套要厚,雜質劃傷對隔離套影響相對要小一點
4效率比磁力泵略低一般磁力泵電機(普通電機)比屏蔽泵電機的效率高,但由于磁力傳動及機械聯(lián)軸器傳動相應損失一定的效率,總體來說磁力泵的效率比屏蔽泵的效率略高
5價格比磁力泵價格要高根據(jù)廠家不同,價格比屏蔽泵低約5~20%

4

 

四、結語

在石油、化工裝置對泵的要求,必須滿足對介質特性的要求,要充分考慮輸送介質的特性,工況環(huán)境的特點,安全環(huán)保的要求及經濟成本進行綜合考慮。安全優(yōu)先,經濟性為本。

 

在石油化工泵選型規(guī)范中,對輸送易燃、易爆、易揮發(fā)、有毒或貴介質的泵要求達到無泄漏,因此應優(yōu)先選用無泄漏泵,屏蔽泵、磁力泵。而對于屏蔽泵和磁力泵具體如何選擇,那就應該結合兩種泵的不同特點,介質工況及生產的實際需要,綜合考慮經濟成本來決定。

 

從上面的對比可以看出,屏蔽泵和磁力泵是兩種不同的技術,但流體部分都是全密封構造,無須機械密封或填料密封即可實現(xiàn)無泄漏,都可選為對密封要求高的工藝介質用泵。

 

屏蔽泵和磁力泵相比,磁力泵具有價格低、不用返廠維修的優(yōu)點,屏蔽泵具有安全性更高、運行振動和噪音小、故障率低、平時維修工作量小的優(yōu)點。


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