磁力泵的结构特点及使用与维修

左金龙

CQ型磁力驱动泵，简称磁力泵，是一种通过磁力传动器（磁力联轴器）来实现无接触力矩传递从而以静密封取代动密封，使泵达到完全无泄漏的离心泵。
" D: Y! {/ E9 E1、磁力泵的结构特点
5 l6 n2 q( U9 E; P8 B" b磁力泵由泵、磁力联轴器和驱动电机三部分组成。泵轴的左端装有叶轮，右端装有内磁转子，泵轴由滑动轴承支承。托架联接泵和电机并保证内外磁转子的位置精度。当电机驱动外磁转子旋转时，磁场通过空气气隙和隔（离）套，带动内磁转子同步旋转，从而带动叶轮旋转。
1.1、泵
泵一般选用耐腐蚀、高强度的工程塑料、刚玉陶瓷、不锈钢等作为制作材料，具有良好的耐腐蚀性能，并可以使被输送的介质免受污染。如CQB系列磁力泵的接触被输送液体部分是由抗化学品的氟塑料合金制造。氟塑料合金由可热塑加工的超高分子量聚全氟乙丙烯和一种以上其他塑料共混组成，可加人填料。如由超高分子量聚全氟乙丙烯和聚四氟乙烯组成的塑料合金，前者占重量比为0.1％一99.9％，后者占重量比为99.9％一0.1％，采用干粉共磨或干粉湿法共磨的共混方法制造。用热压或冷压烧结等方法加工成各种制品，克服了聚四氟乙烯冷流和易变形缺点，可延长使用寿命。
磁力泵的轴承是浸没在输送介质中，并用输送介质润滑和冷却。国内较为常用的轴承多为石墨和增强塑料。石墨特别是浸渍石墨具有良好的自润滑性、耐热腐蚀、摩擦系数低、应用范围很广，但石墨较脆，强度也较低，对轴的弯曲和局部过载很敏感，应特别注意。以钢为基体、多孔性青铜为中间层、塑料为表面层的三层复合轴承抗压强度高、摩擦系数小、尺寸稳定，消音减震，近年来得到应用。
1.2、磁力联轴器
磁力联轴器是实现无接触力矩传递从而达到完全无泄漏的关键部件。一般有圆盘形和圆筒形两种形式。由于圆盘形联轴器由两个面对面的环形磁体及其中的隔套组成，两个环形磁体之间存在轴向力，尤其在功率较大时，轴向力很大，克服它很棘手，一般较少采用。圆筒形联轴器包括外磁转子、内磁转子和隔（离）套3个部件，外磁转子与电机相联，并处于大气中，内磁转子与泵轴联成一体，整个转子被包容在泵壳和隔套内并浸没在输送介质中，隔套处在内外转子之间并固定在泵壳体上，使泵壳和隔离套内部形成连通的、完全密封的腔室。磁钢在内磁转子的外圆柱面及外磁转子的内圆柱面上沿圆周方向紧密排列，形成“组合推拉磁路”。
# d! ^- h" O/ u) c目前，可供磁力泵选用的磁性材料较多，常用的有ALNICO、铁氧体及稀上永磁材料衫钻SMCO5（简称1：5），SM（CO，CU，FE，ZR）7.4（简称2：17），ND－FE－B等。其中稀土永磁材料最优先选用，最强有力的是铰铁硼ND－FE－B，其最大磁能积高达28X104T·A／M以上，内察矫顽力超过1120KA／M，倍受青睐。但其工作温度不能超过120℃高温条件下可选用衫钻永磁材料，SM（CO，CU，FE，ZR）7.4的磁能积约为192X103T·A／M，其工作温度可高达300℃。
$ c- i: G+ {6 \, c  z0 H) n1 B: ]圆筒形联轴器在设计、加工、装配时均应十分注意内外磁转子间的位置，否则会产生径向力。这种径向力不仅影响力矩传递，而且对轴承的寿命也有直接影响，严重时，会使磁力联轴器无法工作。解决这种径向力的关键是保证内外磁转子应有必要的同轴度。另外在磁力泵装配和拆卸时，应有专用的工装和工具，以保护人员和零件免遭磕破撞伤。
* ^) x6 Z  z3 `, l6 z在磁力泵工作时，隔套处在一个交变的磁场中，会感应出涡流。这种涡流，一方面消耗了轴功率，降低了传动效率。另一方面又转变为热量，传递给介质并提高循环介质的温度。所以隔套的设计必须注意材料的选择和几何形状尺寸，尤其对输送易汽化的液体。在泵的参数及要求给出后，隔套损失功率P的主要因素可以近似表达为P∝D2／P·σ，式中D为隔套直径，P为材料的电阻率，。为材料的许用拉应力。可见，减少涡流损失的主要途径是选用高电阻率、高强度的材料，并尽可能减少隔套直径。
7 Y) E" r& j9 N通常满足制造密封套的材料分两大类：金属材料和非金属材料。金属材料有较高的机械强度，壁厚可控制在最薄，以减小内外磁转子的间隙，增大传动效率，同时降低隔套内部产生的电涡流损失。国内一般采用1CR18NI9TI和钦合金。非金属材料有较好的耐腐蚀性，不会产生电涡流损失，能提高传动效率，但往往受到输送介质的压力和温度的制约而限制了应用范围，国内常用的是聚四氟乙烯。
1.3、电机
* h' U% E& y, t, q- [" _# Q磁力泵选用的电机一般为常用电机，特殊要求按规定选配。
2、磁力泵的使用与维修
+ d7 a/ [4 x2 C2.1、使用注意事项
（1）安装完毕后，用手转动联轴器检查有无碰擦现象。
（2）为防止杂物进人泵内，泵进口处设过滤器，过滤面积大于管路截面积的3一4倍。
( X) b/ ?+ j* j6 \% h! \7 |1 f0 ]（3）严禁空运转。
4 ?& H! x* r% x( o+ N1 c1 J（4）扬程高的泵在出口管路上应装止回阀，以防突然停机的水锤破坏。
（5）开泵程序：开车前打开进口阀门，将泵内灌满须输送的液体；关闭出口阀；点动电扬机，检查泵的转向是否正确；泵启动后，出口阀应缓慢开启，待泵达到正常运行状态后，再将出口阀调到所需开度。试运转5～10MIN，如无异常，可投入运行。
停车程序：关闭出口阀门；切断电源；关闭进口，长期停机不用时，清洗泵内流道并切断电源。
% i8 a3 `* P6 R# A$ D# |) t2.2、维修注意事项
（1）泵轴折断。CQB型磁力泵的泵轴采用的材料是99％的氧化铝瓷，泵轴折断的主要原因是，因为泵空运转，轴承干磨而将轴扭断。拆开泵检查时可看到轴承已磨损严重预防泵折断的主要办法是避免泵的空运转。
$ e) l9 @" i' w- I" v" w（2）轴承损坏。CQB磁力泵的轴承采用的材料是高密度碳，如遇泵断水或泵内有杂质，就会造成轴承的损坏。圆筒形联轴器内外磁转子间的同轴度要求若得不到保证，也会直接影响轴承的寿命。
（3）泵打不出液体。泵打不出液体是泵最易出现的故障，其原因也较多。首先应检查泵的吸入管路是否有漏气的地方，检查吸入管内空气是否排出，泵内灌注的液体量是否足够，吸人管内是否有杂物堵塞，还应查一查泵是否反转（尤其是在换过电机后或供电线路检修过后），还应注意泵的吸上高度是否太高。通过以上检查若仍不能解决，可将泵拆开检查，看泵轴是否折断，还应检查泵的动环、静环是否完好，整个转子可否少量轴向移动。若轴向移动困难，可检查炭轴承是否与泵轴结合的过于紧密。
- h8 A. ?% T# [8 T. k值得注意的是，泵修了几遍查不出问题，应注意磁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，会引起磁钢退磁，使磁力联轴器失效。因此磁力泵应设计可靠的冷却系统。对不易汽化的介质，冷却循环系统一般由叶轮出口或泵出口引出液流，经轴承和磁传动部分回到吸人口，对易汽化的介质，应增加换热器或将液流引到泵外的贮罐，避免热量回到吸人口，对有固体杂质或铁磁性杂质的介质，应考虑过滤，对高温介质，则应考虑冷却，以保证磁力联轴器不超过工作极限温度。
在考虑转速是否够时，先要检查电机本身的转速是否正常，可用转速计进行测量，在电机转速正常的情况下，可考虑是否会出现磁力联轴器的滑脱。
（4）扬程不足。造成这种故障的原因有：输送介质内有空气，叶轮损坏，转速不够，输送液体的比重过大，流量过大。
（5）流量不足。造成流量不足的主要原因有：叶轮损坏，转速不够，扬程过高，管内有杂物堵塞等。
1 S6 ~! M- u0 Z' L# F" Q' N文章关键词： 磁力泵、电机、轴承