磁力泵基础知识总结 2014.8.28

1、磁力泵磁力传动技术国外早在1946年已被应用于化工行业和国防领域，我国于50年代末首次将磁力传动技术应用于航天领域，同时刷新了国内外同类试验的先进记录，其技术水平处于国际领先地位。1986年，航天部510研究所利用“拉推磁路”技术在兰州化学工业总公司公司合成橡胶厂的聚苯乙烯装置中成功的应用了磁力传动泵产品，并针对石化生产过程中，物料普遍具有易燃、易爆、剧毒、贵重等特点，用传统的密封方式难以解决轴封处的泄漏问题。十多年来相继对该厂的SAN装置、ABS装置上的100多台不同规格型号和用途的泵全部改换为零泄漏磁力传动泵。彻底解决了物料的泄漏，节约了能源，净化了环境，检修周期比原先提高了10倍以上，大

2、大提高了生产效率。应用范围：磁力传动泵主要用于石油、化工、医药、核工业、军工等领域的液体输送流程设备，如炼油厂、乙烯厂、天然气加工厂、各类化工厂、制药厂、核燃料厂、核电厂等。1 定义及分类磁力泵（磁力驱动泵）主要由泵头、磁力传动器（磁缸）、电动机、连接底板等几部分零件组成。磁力泵磁力传动器由外磁转子、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，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄露的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题。磁力隔离泵的定子与转子

3、完全隔离，完全避免了传统的电机式无刷直流水泵存在的液体泄漏问题。而且可以完全潜水使用并且完全防水，有效的提高了泵的使用寿命及性能。注意区别屏蔽泵：屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。（屏蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。）2 工作原理将n对磁体（n为偶数）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

4、组成完整藕合的磁力系统。当内、外两磁极处于异极相对，即两个磁极间的位移角0，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极间的位移角2/n，此时磁系统的磁能最大。去掉外力后，由于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。磁力驱动泵(简称磁力泵)是将永磁联轴的工作原理应用于离心泵的新产品，设计合理，工艺先进，具有全密封，无泄漏，耐腐蚀等特点。3 结构特点磁力传动装置示意图磁力传动泵结构图3.1、永磁体 由稀土永磁材料制成的永磁体工作温度范围广(-45400)，矫顽力高，磁场方向具有很好的各向异性，在同极相接近时也不会发生退磁现象，是一种很好

5、的磁场源。 3.2、隔离套 在采用金属隔离套时，隔离套处于一个正弦交变的磁场中，在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。涡流的表达式为： 。其中Pe涡流；K常数；n泵的额定转速；T磁传动力矩；F隔套内的压力；D隔套内径； 一材料的电阻率； 材料的抗拉强度。当泵设计好后，n、T是工况给定的，要降低涡流只能从F、D、 、 等方面考虑。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套，在降低涡流方面效果十分明显。 3.3、冷却润滑液流量的控制 泵运转时，必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%，内磁转子与隔离套之间

6、的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时，将导致介质温度高于永磁体的工作温度，使内磁转子逐步失去磁性，使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时，可使环隙区域的温升维持在3-5；当介质为烃或油时，可使环隙区域的温升维持在5-8。 3.4、滑动轴承磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小，所以轴承间隙不得过小，以免发生抱轴事故。 由于磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑，所以应根据不同的介质及使用工况，选用不同的材质制作轴承。 3.5、

7、保护措施 当磁力传动器的从动部件在过载情况下运行或转子卡死时，磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱，保护机泵。此时磁力传动器上的永磁体在主动转子交变磁场的作用下，将产生涡损、磁损，造成永磁体温度升高，磁力传动器滑脱失效。4 优缺点4.1优点磁力驱动离心泵的优点包括，完全无泄漏，内外转子间可有较大的间歇，采用非金属隔离套时，厚度不大于8mm，采用金属隔离套时厚度不大于5mm，隔离套的壁厚较大，隔离套被磨穿的可能性较小，隔离套与内外磁转子的间隙亦较大，磁力离心泵运行可靠，因轴封磨损造成的内磁转子与隔离套磨损的可能性小，隔离套装，拆卸方便，可在现场更换，维修方便，可应用于SIC轴承，耐磨性良好，使用寿

8、命长，泵的转速不受电机限制。可与电机转速不同，除此之外磁力离心泵还具有以下的优点：1 、 磁力离心泵由于传动轴不需要穿入泵壳，而是利用磁场透过磁场和隔离套薄壁传动扭矩带动内磁转子，因此从根本上消除了轴封的泄露通道，实现完全密封。2、 磁力驱动泵传递动力时有过载保护作用。3、 无需独立润滑和冷却水，降低了能耗。4、 磁力泵磁性材料与磁路设计有较高的要求外，其余部分技术要求不高。5、 磁力驱动泵的维护和检修工作量小。6、 由联轴器传动变成同步拖动，不存在接触和摩擦。功耗小、效率高，且具有阻尼减振作用，减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。 4.2缺点1、磁力离心泵的效率比普通

9、离心泵低，不能在流量低额定流量的30%下运行，更禁忌空转。2、磁力离心泵由于隔离套材料的耐磨性一般较差，因此磁力泵一般用于输送不安固体颗粒的介质并严禁磁性颗粒材料进入泵内。3、一般结构的磁力离心泵，允许输送含直径小于0.15mm，质量分数不超过5%的固体颗粒的液体（超过时需要加辅助系统）。4、泵与电机有联轴器链接，联轴器对中心线安装要求精度较高，对中不当时，会导致进口处轴承的损坏和防单面侧漏隔离套的磨损。5、 磁力离心泵的磁力驱动器，有同步传动和异步传动两种方式，同步传动的内，外磁转子都装有永磁体，故输送液体的温度必须低于永磁体允许的最高温度。必须留有一定的富余量，钴、钐永磁体虽然可以达到35

10、0摄氏度，但是实际使用温度一般不超过260摄氏度，否侧高温可能造成永磁体失磁，特殊结构的磁力泵最高可到达450摄氏度、6、 磁力离心泵对隔离套的材质及制造工艺要求较高，如果材料选择不当或者制造质量差时，隔离套经不起内外磁转子的磨损而产生磨损，一但破裂，输送的介质就会外溢，造成设备故障，影响装置正常运行。7、 磁力离心泵输送接介质温度超过规定时，需有外部提供冷却，如设置隔热腔，泵腔内注入压力高于密封压力的冷却液，冷却内磁转子和轴承，也可采用带夹层的隔离套，夹层内通入冷却液，或泵体设置冷却夹套和冷却盘管等，单结构复杂，成本较高 。5 注意事项5.1、防止颗粒进入(1)不允许有铁磁杂质、颗粒进入磁力

11、传动器和轴承摩擦副。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1min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。5.2、防止退磁(1)力矩不可设计得过小。应在规定温度条件下运行，严禁介质温度超标。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。5.3、防止干摩擦(1)禁空转。严禁介质抽空。在出口阀关闭的情况下，泵连续运转时间不得超过2min，以防磁力传动器过热而失效。5.4、不可用在有压力的系统中6 常见问题及处理办法不同类型的磁力泵，其故障的表现形式不一样，但概括起来，有以下几个共

12、同特点。 6.1 流量不足 产生原因：影响磁力泵流量不足多是吸水管漏气、底阀漏气；进水口堵塞；底阀入水深度不足； 磁力泵转速太低；密封环或叶轮磨损过大；吸水高度超标等。 处理方法：检查吸水管与底阀，堵住漏气源；清理进水口处的淤泥或堵塞物；底阀入水深度必须大于进水管直径的15倍，加大底阀入水深度；检查电源电压，提高磁力泵转速，更换密封环或叶轮；降低磁力泵的安装位置，或更换高扬程水泵。 6.2 功率消耗过大 产生原因：磁力泵转速太高；磁力泵主轴弯曲或磁力泵主轴与电机主轴不同心或不平行；选用磁力泵扬程不合适；磁力泵吸入泥沙或有堵塞物；电机滚珠轴承损坏等。 处理方法：检查电路电压，降低磁力泵转速；矫正

13、磁力泵主轴或调整磁力泵与电机的相对位置；选用合适扬程的磁力泵；清理泥沙或堵塞物；更换电机的滚珠轴承。 6.3 泵体剧烈振动或产生噪音 产生原因：磁力泵安装不牢或磁力泵安装过高；电机滚珠轴承损坏；磁力泵主轴弯曲或与电机主轴不同心、 不平行；泵轴严重磨损；外磁钢或内磁钢磁片损坏与隔离套接触；密封环与叶轮碰磨；泵内有异物；泵气蚀；地脚螺栓松动等。 处理方法：装稳磁力泵或降低磁力泵的安装高度；更换电机滚珠轴承；矫正弯曲的磁力泵主轴或调整好磁力泵与电机的相对位置；更换泵轴；拆除泵头重新组装；更换止推环、密封环；清除异物；进行工艺调整消除气蚀；紧固地脚螺栓。 6.4 传动轴或电机轴承过热 产生原因：缺少润

14、滑油或轴承破裂等。 处理方法：加注润滑油或更换轴承。 6.5 磁力泵不出水 产生原因：泵体和吸水管没灌满引水；动水位低于磁力泵滤水管；吸水管破裂；水泵反转；吸程太高；阀门没有打开；进水管漏气；电压太高、启动时联轴器打滑等。 处理方法：排除底阀故障，灌满引水；降低磁力泵的安装位置，使滤水管在动水位之下，或等动水位升过滤水管再抽水；修补或更换吸水管；打开阀门；杜绝漏气；重新调整电压。 6.6 磁力泵漏液 产生原因：密封圈或密封垫损坏；密封螺栓松动；密封罩损坏等。 处理方法：更换密封圈或垫；紧固松动的螺栓；更换密封罩。 6.7 磁力泵扬程过低 产生原因：流量过大；转速太低；介质内带有气体；叶轮损坏；

15、输送介质的密度大于设计时的密度；口环间隙过大；磁性体退磁等。 处理方法：关小出水阀；恢复额定转速；排除介质中气体；修复或更换叶轮；调整工艺参数使介质密度符合设计要求；更换口环；更换磁性体。 6.8 磁力泵轴折断或轴承损坏 产生原因：泵空转，轴承干磨；泵内有杂质；内外磁转子之间同轴度不够等。 处理方法：避免泵空转；清除介质中的杂质；重新装配内外磁转子。 6.9 磁力泵驱动机电流偏大或偏小 产生原因：泵内进入杂物；物料粘度偏高；轴承损坏；系统管路堵等。 处理方法：清除杂物；测量介质粘度应符合要求；更换轴承；系统管路及时清堵。 6.10 磁力泵无法启动 产生原因：泵内有异物；泵轴承内杂质聚集被卡住；

16、内外磁转子与密封罩磨擦； 电气故障等。 处理方法：清除异物；解体清洗；解体检查内外磁转子；检查电气元件。 除了上述常见故障外，还应注意，当磁力泵检修了几遍都查不出问题时，应注意磁力联轴器的工作是否正常。轴承、内磁转子和隔套在运行中都会产生热量，这将使工作温度升高，一方面使传递的功率下降，另一方面对输送易汽化液体的磁力泵会产生很大的麻烦。磁钢传递的功率随温度的升高是一条连续下降的曲线，通常，在磁钢工作极限温度以下，其传递能力的下降是可逆的，而在极限温度以上则是不可逆的，即磁钢冷却后，丧失的传递能力再也不能恢复。特殊情况下在磁力联轴器出现滑脱(失步)时，隔套中的涡流热量会急剧增长，温度急剧上升，如不及时处理，会