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高低温输送抗汽蚀抽空磁力泵

2020-07-31

磁力传动泵由于具有无泄漏的优点,恰能满足世界各国对人身及环境的保护需求,因此在石油化工等行业得到广泛应用。但磁力传动泵也有致命的缺陷:磁力传动泵在抽空状态下轴承及传动元件磁缸得不到冷却,容易磨损及烧坏,经常更换轴承及磁缸,等配件费用高。维护成本高,使用不便利,因为研发了抗抽空磁力传动泵。抗抽空磁力传动泵抗抽空结构的设计,具有抗抽空能力,采用独特的小叶轮设计,达到了抽空时形成封闭内腔,使内腔介质循环,对内磁缸与隔离套起到冷却作用。水冷盘管系统不但对轴承箱内循环的介质起到冷却作用,而且直接对外磁缸、隔离套进行冷却,独有的双重冷却系统设计。极大的减少了轴承及磁缸的损坏,降低维护成本,使用更加维护便捷。

理论设计:20立方-100米水力模型
抗抽空磁力传动泵的设计难点。①轴向力平衡系统设计。②抗抽空独有的小叶轮设计。③小直径(88mm)新型高效磁力传动器的设计。④完善的冷却系统设计。

采取的解决方法。
独创的转子轴向力平衡系统设计如果不设法消除或平衡作用在叶轮上传到轴上的轴向力,此轴向力将拉动转子轴向窜动,与固定零件接触,造成泵零件的损坏以致不能工作。-般轴向力采用止推轴承、叶轮上的平衡孔、平衡鼓、平衡盘以及对称布置叶轮等方法平衡。该泵采用了前后止推盘,在叶轮上开平衡孔、同时设计了轴向力自平衡系统。此平衡原理在磁力泵的应用实属首创。

原理是在泵体密封环座上安装耐磨的材料,在叶轮口环及侧面喷涂上一层耐磨材料,当轴向力朝向进口方向时,转子也朝进口方向窜动,致使叶轮口环侧与泵体密封环耐磨层问隙减小,在叶轮的前盖板上产生憋压,作用于前盖板上的压力增大,轴向力方向发生改变。因此转子是在一个动态系统中寻求一 种动态平衡,从而满足平衡轴向力的要求,而且密封环又可以达到止推盘的作用,增加了止推盘的可靠性。鉴于止推盘的工作具有左右移动的特点,采用具有自润滑性能的石墨滑动轴承,解决了该泵的轴向力平衛问题。

抗抽空独有的小叶轮设计在轴承箱前、后轴承中间加一小叶轮,其主要作用是:①为冷却内磁缸与隔离套提供能量。在充满介质的轴承箱中,通过小叶轮的作用,使介质产生足够的压力流动,由冷却箱盖进入内磁缸与隔离套。缝隙中,再由主轴内孔流入叶轮中,形成循环,同时,与叶轮出口处流人轴承箱内的介质不断交换,循环的介质将隔离套中产生的涡流热带走,起到冷却内磁缸与隔离套的作用。②当泵抽空时,转子组件中的小叶轮发挥作用,叶轮的旋转使转子组件产生一个向左的轴向力,推动密封压盖将介质出口处压紧,在轴承箱内形成-一个封闭的介质空间,这-空间由于有水冷环的冷却,加之水冷环系统本身对外磁缸、隔离套的冷却,介质温度不会急剧升高,在一定时间内不会造成轴承及内外磁缸的烧坏。

小直径新型高效磁力传动器的设计由于圆筒形磁力传动器磁缸利用率高,单位磁体积能够获得较大的传动转矩,因而该泵选用了圆简形磁力传动器。该泵内磁缸外径小,电动机功率为22kW,磁传动器要设计成“小体积,大能量”,设计制造难度较大,为此,在设计中将内磁铁的厚度由常规5mm增大为10mm,试验磁转矩达到130N.m,完全满足该泵要求。隔离套也是磁传动密封的关键部件,隔离套在内、外磁缸之间承受内压,该泵隔离套上因磁场祸流而产生的热由轴承箱介质与水冷系统内外双重冷却,用不能被磁化且电阻力大的钛合金材料制造隔离套,保证了磁传动的可靠性。

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