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水泵知识

屏蔽泵的结构和原理

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     今天,两种被广泛认可的无泄漏泵——屏蔽电泵和磁力泵可以很好地填补这样一个要求:完全无泄漏。它们在结构上只有静密封而无动密封,因此输送液体时能保证一滴不漏。随着环境保护要求的不断提高,无密封离心泵的应用越来越广泛。
      作为无泄漏泵之一的屏蔽泵在这些输送系统中占有非常重要的地位。屏蔽电泵在承压能力、输送介质温度范围、占地少,噪声小及安全性(多重保护)等更优一些。易汽化介质的输送一直是各行业比较棘手的问题,一般由于介质比热小,汽化压力高,黏度小,传统离心泵输送由于密封部分解决不了而泄漏,其不但造成对人的伤害、环境污染,而且在安全性方面、长期设备维护带来的人力、财力上等的费用也高得惊人。管道屏蔽泵基本上都能把这些问题解决好(如乙烯、低温甲烷、液氨、液氯甚至光气等的输送),并且所需空间仅为传统离心泵(包括磁力泵)的一半,可直接把泵放到基础上,可调整支脚的使用有利于保证管路位置,几乎没有噪声(屏蔽泵整个转动部件浸在工作液里;常规化工泵及磁力泵噪声声大,因为它们以风扇冷却电动机,至少4个球轴承和一个联轴节,比如功率11kW的50-200屏蔽电泵噪声仅为53 dBA)等特性。
    在化工、石化、制冷、医药等行业由于介质本身的特性(易燃、易爆、有毒有害、贵重、易汽化等)、安全规定、设备质量水平以及针对环境变化的敏感性,各地对于化学品的释放都有一个严格限制,以防止环境遭到污染破坏。用离心泵输送介质的方法不仅仅是寻找最便宜的价格,更重要的是考虑其整体运行成本,其中密封系统占了传统离心泵整个运转总费用的一个很大部分。
屏蔽泵结构原理
     屏蔽电泵是离心泵和三相交流电动机的共同体,过流部件直接与驱动电动机轴相连,共同组成转子部件。定子屏蔽套嵌在定子内侧以隔离转子腔和定子腔,整个转子浸在工作介质中,屏蔽泵只有静密封而无动密封,达到完全无泄漏,转子旋转工作的动力来源于定子磁场。
      由于无泄漏设计,必须采用滑动轴承,且滑动轴承必须工作在泵送液体里,绝对禁止无液运行。工作时整个转子腔都充满工作液,通常情况下支撑转子(所有转动部件连成一体)的是两套滑动轴承,由工作介质对其进行润滑,同时工作介质还可以带走电动机产生的部分热量。在泵刚开始起动和关闭时,滑动轴承对泵的旋转部件提供径向支撑;当屏蔽泵转速达到额定后,滑动轴承对轴的直接支撑作用将由液压动力液膜代替;另外,泵轴向推力也可通过液压平衡方式随时得以校正。也就是说,正常运转情况下泵固定部件与旋转部件是完全不接触的,因此没有磨损。如图2、图3所示(轴承及其正常工作时的情况)。轴承耐磨材料的设计充分考虑了可间歇操作和不含气的轻质液体,主要有WC对SI C30和S SI C对SS I C,德国HERMETI C公司的SSI C滑动轴承设计使用寿命为20年。最好不要选择石墨轴承(虽自润滑性好些,但对化工介质有污染、抗某些介质的腐蚀能力较差及偶然杂质进入的适应较差、寿命一年左右等)。
屏蔽套(包括定子屏蔽套和转子屏蔽套)作为屏蔽电泵的另一个非常重要的部件,起着隔离介质防止外漏的作用。其隔在定、转子之间加大了定、转子之间的间隙,以及屏蔽套中产生的涡流损失都会导致电机性能的下降。所以,屏蔽套一般选用耐腐蚀性好、强度高的非导磁材料,尤其定子屏蔽套(一般优先选用哈氏合金材料)。
       多级管道屏蔽泵一般采用内循环的循环方式,对于输送易汽化介质,大多采用高压内循环的工作方式,从叶轮出口高压区分流出一部分高压液流通过电动机腔进入空心轴回到次高压区或经过辅助叶轮二次加压经过电动机腔回到高压区。这种高压内循环方式充分保证了介质不会由于吸收热量而在转子腔汽化,造成滑动轴承的干摩擦等破坏,同时润滑轴承并带走电动机产生的部分热量。

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