磁力泵与屏蔽泵区别、原理介绍.doc

项目
磁力泵
屏蔽泵
隔离套（或屏蔽套）厚度
3倍于屏蔽泵屏蔽套的厚度

3 z, O3 @) H+ {/ I, O! ?
隔离套（或屏蔽套）的破坏后果
介质漏向大气
有第二防泄漏套(电动机外壳)可阻止介质漏向大气,但易损坏电动机定子
效率
稍低
稍高
遥控操作
目前没有
可以
制造技术和设备
要求较低
要求较高
驱动机
标准电动机或汽轮机
专用电动机
噪声
稍大（电动机带风扇）
稍小（电动机不带风扇）
轴向长度
较长
较短
联轴器
有联轴器，需对中校正
无联轴器
轴承磨损检测器
处于试用期
有
价格
基本相近
基本相近
正常维护检修
易
难
4 H0 Z, G+ W5 N9 d8 f
% r! \1 [, B/ \3 U' X6 |1 z( }2 c
适

& ?3 |% t4 N8 e& ?; j& S
用

' [$ t+ K+ B% X( |0 I+ O/ f" |7 c' p
范
- z& h! I( u: J
围
功率（kW）/温度（℃）/压力（MP）
75/100/1.6
200/400/40
常温常压、清洁不易汽化的介质
良好
良好
常温常压易汽化介质
一般不适用
有专用型号
含固体颗粒的介质
一般不适用于含固体颗粒稍高的场合
，尤其不适用于含铁粒子的场合
有专用于含固体颗粒介质的型号(需外部清洁冲洗液)
高熔点易结晶介质
一般不适用
有专用型号
强腐蚀介质
良好
不适用(由于屏蔽套厚度的限制)

磁力泵4 o  n* q+ J5 |
       磁力泵主要由泵头、磁力驱动装置和其它零部件共三部分组成。泵头部分主要由叶轮、泵体  (压水室)、轴承、轴套、泵盖、泵轴等零件组成；磁力驱动装置部分主要由内磁转子、外磁转子、隔离套等部件组成；其它零部件主要包括托架、底座、电机、中间轴承体和联轴器(  仅适用于中间联轴式结构，直联式结构没有)等。
7 q; r0 r  q/ a1 k# r7 J, ?工作原理：在电机轴上装有一个圆筒形的外磁转子，在其内侧圆柱面上均匀密排着N.S极相间排列的外磁钢(永磁体)。在泵轴的右端也装一个圆筒形的内磁转子，在其圆柱外表面上同样均匀密排着N.S极相间排列的内磁钢(永磁体)。由于内磁转子与输送介质相接触，为防止受介质的浸蚀，所以在内磁转子的外表面上加一个不受介质腐蚀的非磁性材料的内包套。在内、外磁转子之间有一个非磁性材料制作的隔离套，隔离套紧紧固定在泵盖上，将被抽送的介质以静密封的形式密封在泵体内，故介质不会外泄。当电机带动外磁转子旋转时，由于永磁体的吸斥作用，带动内磁转子同步旋转，因为叶轮与内磁转子连成一体，从而叶轮也就和内磁转子一起旋转而达到输送液体的目的。
: L5 t3 |" `/ \( h, l       磁力泵应用上最害怕介质中有杂质，比如介质本身含有易结晶物，管道中的焊渣等很容易使磁力泵的内磁缸、隔离罩卡死，导致无介质润滑产生干转。磁力泵主要用在高端应用场合，比如在输送强酸、强碱、液氯等有害介质时是最理想的选择.
0 I5 k0 d  G6 @$ o屏蔽泵+ [. h3 u6 v+ i. a
      原理和结构特点6 ^& _5 m1 f' Y+ R) K8 o5 f
     屏蔽泵是由离心泵和三相异步屏蔽电动机同轴构成。不需机械密封而无泄漏，适用于输送各种有毒、有害及贵重的液体，是一种电机和泵一体的转机 ,转子和定子中间有屏蔽纸隔开 ,此种转机可输送强酸，强碱及贵重液体 具有性能好的特点！最大的优点是密封好。
+ Z6 x5 d* W) w0 Q! q      屏蔽泵简单讲就是将电机和泵做在同一个密封壳中，这样就不存在动密封，提高了泵的密封性能，减少机泵泄漏发生的可能性。这种泵在有毒物质的输送方面用得比较多。3 {' X" X7 _/ b9 T9 e7 l
       磁力泵和屏蔽泵都属于无泄漏泵,但它们的结构是完全不同的.磁力泵是将泵的传动轴之前的部分全部做在一个密封的腔体能,传动联轴器是通过磁力传动,有内磁缸,外磁缸,隔离套等.电机为普通电机.屏蔽泵是将泵和电机都装在一个密封腔内.电机是特制的.电机转子和定子线圈通过屏蔽套与介质隔离.电机轴和泵轴是一体的.屏蔽泵的效率相对较高,但修理十分困难.磁力泵受磁体磁性的限制,效率较低.维修相对容易.这两种泵目前的容量都较小。* j7 l1 M! k; x% G* i5 K
       无泄漏是化工设备的永远追求，正是这种要求促成了磁力泵和屏蔽泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走，比如磁力泵- J: W* L# A1 D5 g! Q
隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。两种泵在化工、制药、核工业、航天等装置中都应用广泛。
2 O% N3 `$ }7 \  n+ w) V        在选用时区别主要由所需流量、扬程等一系列参数和性价比决定的，安全是第1位的.
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屏蔽泵的维修( q7 b( D; Q  a9 B7 I
屏蔽泵是由离心泵和三相异步屏蔽电动机同轴构成。不需机械密封而无泄漏，适用于输送各种有毒、有害及贵重的液体，在化工、制药、核工业、航天等装置中广泛应用。
* `7 j. Z% L3 U+ r屏蔽泵要定期检修，方能保证可靠运行。我在上海石化工作期间（参加检修），不少进口屏蔽泵，有一般维修，也有恢复性大修。随着使用年限的增长，使用数量的增多，损坏情况也不断增加，恢复性大修数量逐年上升。我修复过各种大小规格的国外屏蔽泵。功率从0.55千瓦到130千瓦。
# ]+ R" T4 C7 M% \0 U$ n# z1、结构特点及损坏情况- W6 @% t) \% z7 W7 v
屏蔽泵是泵和电机合一的产品，在电机的定、转子部分各有一个特殊金属材料制成的套子，将它们各自密封，不和所输送的液体介质接触，使电机的铁心和绕组不受腐蚀，使定子绕组保持良好的绝缘性能。屏蔽泵的结构图见图1。屏蔽泵采用石墨轴承，依靠所输送的液体来润滑。轴承的磨损情况，对可靠运行十分重要。为了监视轴承磨损状况，一般都装有机械式或电磁式轴承监视器。当轴承的磨损量超过规定的允许值时，监视器表盘的指针会指向红区，即示“报警”。此时应立即停止运转，进行检查。如轴承的磨损量已超过极限值时应更换新的石墨轴承，否则有可能造成定、转子屏蔽套相擦，直至屏蔽套损坏，导致液体介质侵蚀到定子绕组等处，造成电机损坏。化工用屏蔽泵大多使用在防爆场所，故其接线盒都制成隔爆型结构。屏蔽电机的线圈端部埋有温度继电器，当电机绕组过热时，起到过热保护作用，根据电机所使用的绝缘等级不同，温度继电器的动作温度也就不同。有些屏蔽泵电机外壳部分设有热交换器，内有蛇形管，高温介质通过蛇形管冷却后再供电机石墨轴承润滑，同时夹套内的冷却水也可对电机起到冷却作用。
3 f& ?4 e& M, f# t. M8 p屏蔽泵主要有下面几种损坏情况：/ f' M( [, g8 R3 Y( f
（1）石墨轴承、轴套和推力板磨损或润滑液短缺发生干磨而损坏。
1 I$ b% }4 N$ u+ W& N3 A（2）定、转子屏蔽套损坏- ?# c9 m6 b6 F4 C9 Z  y/ s
造成屏蔽套损坏的原因，主要是轴承损坏或磨损超过极限值而造成定、转子屏蔽套相擦而损坏；其次由于化学腐蚀造成焊缝等处产生泄漏。
. h9 R! E6 g$ C# n# e（3）定子绕组损坏
/ `$ W7 Z/ S8 u, h* p7 ^除和普通电机一样：过载、匝间短路、对地击穿等造成定子绕组损坏的原因外，还有因定子屏蔽套损坏而导致介质侵蚀电机绕组使绕组绝缘损坏。
4 t8 J* ^/ x' ~5 U7 ~* w' t& o2、屏蔽泵的定期检修, e5 W( I/ \: s
为了避免和减少屏蔽泵的突然损坏事故，屏蔽泵需要定期检修。如遇有轴承监视器“报警”时，须立即进行检修。化工装置一般是连续运行，屏蔽泵的定期检修也只有在装置计划停车时进行。对大多数屏蔽泵一年检修一次即可。. }0 v% [6 U: h
屏蔽泵的检修方法是：将屏蔽泵进行解体：对各零件先进行清理，再对它们作表观检查，是否有异常。然后对关键部位的尺寸进行测量，对电机绕组作电气检查。
' A( s& @4 t1 Q8 e（1）机械检查
3 y5 U* P- I1 P( B+ s7 ~测量石墨轴承的孔径和轴套的轴径，并察看它们配合面的光洁度。如石墨轴承和轴套的配合间隙超过检修标准的规定（0.55—11kw配合间隙，直径差为0.4㎜，15—45kw配合间隙，直径差为0.5㎜）或配合面光洁度不良时，需根据情况更换轴承、轴套或推力板。1 k8 Q- l; A( X# D
测量检查叶轮的上、下外止口和与它们相配合的扣环及泵座内径的尺寸，这两个配合间隙是否在检修标准规定的范围内，超差时需更换零件或采取其它措施（如：堆焊、镶套）使配合间隙达到规定要求。否则将影响泵的性能、流量、扬程、轴向平衡力等。
6 m: t. B8 ^- n7 C2 Y# U7 o观察检查定、转子屏蔽套的表观情况，尤其要注意焊缝处有无异常情况，必要时应作探伤、检漏检查。/ T1 Y5 J& b1 g3 _6 K( _& g7 x+ Z  }
经过长期运行后，转动部分的平衡情况可能有变化。因此，有必要将转子连同叶轮等旋转零件组装在一起做动平衡试验。
- x& N9 ]9 p2 N2 |9 D（2）电气检查, f- B! Q  C" y9 |/ X
直流电阻检查：三相电阻的不平衡度不得超过2%。5 U9 e1 v1 T, N" c. \
绝缘电阻检查：屏蔽泵电机绕组的绝缘电阻一般能达到100MΩ以上。如低于5MΩ时需分析原因，绝缘是否受潮，或屏蔽套是否有泄漏点等，如经定子屏蔽套检漏无问题，则纯属绝缘受潮，需进行干燥处理，如定子屏蔽套有问题，则需更换屏蔽套。
8 p4 C) Q9 a- y6 I- Q3 屏蔽泵的恢复性大修
" c& ~5 G8 S; I+ ~如遇绕组或屏蔽套损坏的屏蔽泵，则需进行恢复性大修。损坏情况大体分为两种：一种是定子屏蔽套良好，而定子绕组发生对地、相间击穿，线圈匝间短路，过载而造成绕组烧毁。另一种是由于定子屏蔽套损坏而使介质侵入定子绕组致使定子绕组损坏。不论哪种情况，均需更换定子线圈和屏蔽套。) J) y2 {' s/ \" s. Q, y
由于屏蔽泵结构特殊，更换定子绕组变得比较复杂，必须拆除定子屏蔽套及两端封板，才能拆除定子绕组。修复绕组后，又必须重新制作新的屏蔽套和封板。其材料要求特殊，且制作精度也要求较高。
% I7 H! b. W- |8 @; n（1）定子绕组更换/ y  ]+ Z8 ]0 ^# m- Y; O
定子绕组更换和普通电机是相似的，只是绝缘等级高一些，大多采用H级绝缘。QY聚酰亚胺漆包线，槽绝缘、槽楔、绝缘套管、引接线及浸渍漆等均需采用H级绝缘的材料。更换绕组的原则是：按原样修复，尤其是线圈匝数不可随意变动，匝数变化将明显影响电机的主要性能，线径则只要接近原总面积即可，绕组形式、线圈跨距也不要变动。
% ]+ I! W" Y. b; E  _* g+ l2 c（2）屏蔽套的更换
5 f7 U( Z& q* L' Z  c更换屏蔽套是修复屏蔽泵的难点和特殊之处，是保证修复屏蔽泵质量的关键。要达到原机水平，必须注意以下几个方面。8 Z3 g- d0 y! M, w! p
（a）屏蔽套的选材
6 U& R& W$ {4 ^4 O5 L) v在屏蔽泵电机的损耗中，定子屏蔽套损耗很大，有时达到铁损耗的2~3倍，修复后的屏蔽套损耗应维持在原有水平。
0 g) W! A+ s  u$ Y. g  ]定子屏蔽套损耗PB正比于屏蔽套厚度，反比于屏蔽套材料的电阻系数ρ。屏蔽套材料必须是具有良好的机械性能和抗腐蚀性能的非导磁材料，为了减小涡流损耗要选用电阻系数大的材料。厚度不宜过薄，要影响机械强度，也不宜过厚，过厚会使屏蔽套损耗增大。进口屏蔽泵的屏蔽套大多采用一种含镍量达50%以上的称为Hastelloy-c的特种不锈钢材料，这种材料的性能，能全面满足上面几项要求。而其电阻系数可比一般不锈钢1Cri8Nig9Ti大一倍，即屏蔽套损耗是普通不锈钢材料的1/2。+ }; t, K) K& T8 ^, z$ a. k. i9 j
（b）屏蔽套的制作+ a9 t( i7 t+ ]/ S
屏蔽套的制作过程应该是屏蔽泵恢复性大修的难点和关键所在。屏蔽套的尺寸精度及形状公差要求较高，焊缝的焊接质量要求也很严格。从下料展开尺寸的计算、裁剪、直缝焊接、整圆、压装、环缝焊接、检漏等都有一定的技术难度。屏蔽电机的定转子间的有效间隙一般只有0.5~1.0㎜，因此要求屏蔽套不但要能顺利压入定、转子铁心，而且要使屏蔽套紧贴铁心，只有这样才能保证定、转子之间有足够有效间隙。
# l& [; o9 S, q1 \6 \（c）定子总体检漏$ m0 d. L9 |: _5 `
在完成定子封板和机壳的焊接，压入屏蔽套及完成屏蔽套两端的环缝焊接后，应对定子总体进行检漏检查。方法是：在机座和定子屏蔽套之间的内腔充以0.5㎏/c㎡的压力，再将定子总体浸没在清水中，如有泄漏点时，水中会冒气泡，这是一种简单而有效的检漏方法。
) \, c& K0 C" A5 \# u% U（3）总装和检查性试验
$ z. q% u2 }. l4 u在完成定、转子的修理后，备好合格的石墨轴承、轴套、推力板、密封圈等即可进行总装。装配完成后用手转动转子，转动应均匀、灵活，转子应有一定的轴向窜动量，其窜动量应在检修标准规定的范围内：
5 b, @0 N7 k( R: k# V屏蔽泵功率kw   0.55~3.7   5.5~11   15~45
- t) i. ~' e5 }轴向窜动㎜   0.9~1.5   1.4~2.0   1.8~2.53 b$ C. k$ M) H) Y" y
  完成总装后再检查一下直流电阻和绝缘电阻等，认为电气性能正常后，将屏蔽泵整体浸入水箱中（接线盒要在水面上，水不可进入接线盒）做通电动转试验（此时泵出水口可盖住）观察其电流、运转声、振动等有无异常。如有试验条件能做一下泵的性能试验则更好。

磁力泵的性能参数范围
# d3 I% S8 L; s' R) ~, ^- Q. e泵类型        流量m³/h        扬程m        温度℃        电机功率KW        备注
- E( Z8 O  _. J9 a( \/ l# z& b4 p金属磁力泵        0.2~200        1.2~125        -20~110        ≤75        介质中颗粒直径应<0.2mm* E0 U$ |# o- `
非金属磁力泵        0．2~30        0．2~40        <80        ≤7.5         
* W6 B: E" l5 h) O' z1 J7 ]    基于目前国内磁力泵生产的现状及磁性材料、滑动轴承的开发情况，为确保工程质量，在选用磁力泵时可参照以下步骤进行。3 N) o, E" |4 P8 g* f8 R
      1、对功率小于10KW的泵，选用磁力泵可确保使用效果。# A  F8 H* Z! b- G  s
      2、当泵的轴功率大于10KW或介质温度高于100℃时，选用国产磁力泵时应慎重处理，应对磁钢的材质、轴承材料结构等加以限制，必要时应选用屏蔽泵。+ J4 ?1 H+ e. @
   3、目前国内磁力泵制造厂一般均为中、小型厂，开发和研制手段较为薄弱。对超出产品参数范围的泵，一般不宜委托生产厂研制或开发，以保证工程质量和进度。( G1 x6 k* u$ p6 r; O
取消了泵的机械密封，完全消除了机械密封离心泵不可避免的跑、冒、滴、漏之弊病，是无泄漏工厂的最佳选择。由于泵的过流部件选用了不锈钢、工程塑料来制造，从而达到耐腐蚀之目的。泵的磁性联轴器和泵体结合为一体，所以结构紧凑，维修方便、安全节能。泵的磁性联轴器可以对传动电机起到超载保护的作用。
" J. \! i7 y9 _) A1 t& X* F* G. s( |# V    磁力泵输送介质的密度不大于1300kg/m3，粘度不大于30×10-6m3/S的不含铁磁性和纤维的液体。常规磁力泵的额定温度对于泵体为金属材质或F46衬里，最高工作温度为80℃，额定压力为1.6MPa；高温磁力泵的使用温度≤350℃；对于泵体为非金属材质，最高温度不超过60℃，额定压力为0.6MPa。
- Y5 x# @  o1 m0 v: i* Z屏蔽泵属于离心式无密封泵，泵和驱动电机都被封闭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。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，能做到完全无泄漏。# r% w* M; Z7 s3 _, i0 g
    屏蔽泵把泵和电动机联在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动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递给转子。% Y- I0 {" b2 c$ t
    屏蔽泵的液力端可以按照一般离心泵通常采用的结构形式和有关的标准、规范设计制造。2 d6 \! e9 {+ s( e, p
与有密封泵相比，省去了维修和更换密封的麻烦，也省去了联轴器，零件数量少（只有机械密封泵的30%左右），可靠性高。无滚动轴承和电机的风扇，不需要加润滑油，且运转平稳、噪音低[一般为60~65dB(A)]。可配置轴承磨损监视器，检测轴承的磨损情况。# L3 u- ^, L" b; f' a; O
结构紧凑，占用空间小，对底座和基础的要求低，没有联轴器的对中问题，安装容易且费用低。日常维修工作量少，维修费用低。
! Q4 d1 j( P$ E: h能在真空系统或“真空”与“正压”交替运行的情况下正常运转而无泄漏。可以在高真空度情况下直接从真空槽中把物料送至其它容器中。使用范围广，对于高温、高压、极低温、高熔点等各种工况均能满足要求。
6 |/ F; \9 j' N9 V4 p' z7 {由于采用滑动轴承，且用被输送的介质润滑，故对润滑性较差的介质就不适宜采用屏蔽泵输送。一般适合于屏蔽泵的介质粘度范围为0.1~20cP。) x- b% m* w0 _( _3 U0 M) C. |
屏蔽泵的效率通常低于有密封的离心泵。但在中、小功率的情况下，与双端面密封泵相比，后者由于增加了冷却和冲洗系统的功率消耗，故总效率相差不大。
& {" S8 g9 ?* b3 z0 v, g8 l离心泵运行时，要求流量应高于最小连续流量。对屏蔽泵这点尤为重要，因为在小流量情况下，泵效率较低且会导致发热，使流体蒸发而造成泵干转，引起滑动轴承的损坏。