磁力驅動(dòng)齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

        無(wú)密封的離心泵分為屏蔽電機驅動(dòng)和磁力驅動(dòng)兩種結構形式，并有著(zhù)多年的使用經(jīng)驗。然而無(wú)密封的轉子泵，只在近幾年才開(kāi)始使用。本文將就正排量泵與磁力驅動(dòng)技術(shù)相結合后所具有的結構和優(yōu)勢加以討論。

        在流程工業(yè)中，磁力驅動(dòng)泵正在得到越來(lái)越廣泛的應用。在選擇磁力驅動(dòng)泵時(shí)，不僅要考慮安全方面的因素，而且還需考慮其防止泄漏的能力和減少維修的要求正逐漸成為重要的因素。在計算泵的全壽命費用(Total Life Cycle Cost)時(shí)，一臺磁力驅動(dòng)泵往往能提供最為經(jīng)濟的解決方案。

        每當討論磁力驅動(dòng)泵時(shí)，與機械密封泵相比，以下幾點(diǎn)經(jīng)常被認為是缺點(diǎn)而提出：

        結構復雜；

        不能超過(guò)其最大扭矩，哪怕是短時(shí)間內；

        更加昂貴；尤其在第一次介紹磁力驅動(dòng)泵時(shí)，經(jīng)常會(huì )提及以上觀(guān)點(diǎn)。一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題是，在推廣階段，磁力驅動(dòng)技術(shù)到底取得了哪些進(jìn)展？從越來(lái)越多的使用磁力驅動(dòng)泵這一事實(shí)來(lái)看，我們可以推斷磁力驅動(dòng)技術(shù)已經(jīng)有了長(cháng)足的發(fā)展。

        設計

        目前的設計都是在應用經(jīng)驗的基礎上發(fā)展而來(lái)的。這使得泵具有相當簡(jiǎn)單和堅固的結構，使磁力驅動(dòng)泵具有與機械密封泵完全一樣的可靠性。

        盡可能地延長(cháng)兩次大修之間的間隔時(shí)間是十分重要的，所以可靠性成為現在設計開(kāi)發(fā)中的一個(gè)基本焦點(diǎn)。減少兩個(gè)磁力偶合器之間的磨損，同時(shí)加強冷卻，意味著(zhù)磁力驅動(dòng)泵可以比以前在更多的應用中提供最優(yōu)化的方案。

        典型的例子，就是有一家制造商已經(jīng)采用了一種被證實(shí)有效的專(zhuān)利技術(shù)，克服了內軸承室的阻力損失、過(guò)熱以及磨損等問(wèn)題。這是通過(guò)平衡泵內液體和以下的工作原理來(lái)獲得的：轉子上有一些徑向孔與中空泵軸相連。在運行過(guò)程中，離心力作用于徑向孔中的液體，使得與磁力驅動(dòng)部分相連的中空軸中產(chǎn)生負壓。其壓差推動(dòng)轉子后面兩個(gè)獨立的腔體內的液體循環(huán)，從而有效地帶走因為摩擦和磁力損失所產(chǎn)生的熱量。這些腔體分別與入口和出口相連。與其他磁力驅動(dòng)泵相比，這種系統保留了泵原有的良好自吸能力，因為“冷卻液體”并沒(méi)有直接將入口和出口短接。足夠的冷卻液體的產(chǎn)生與進(jìn)出口壓差，粘度和軸轉速無(wú)關(guān)。而且，這種系統有一個(gè)更重要的獨特的優(yōu)點(diǎn)，那就是該制造商ROTAN的磁力驅動(dòng)齒輪泵可以正反轉而不影響它冷卻系統的工作。因為轉向相反，系統中的液體流向也只是簡(jiǎn)單的方向相反而已。

        在內齒輪泵中，維持對軸向間隙（即轉子端面與泵頭前端蓋之間的距離）的控制是非常重要的。在ROTAN設計的磁力驅動(dòng)泵中，軸向間隙的控制是通過(guò)兩個(gè)面對面的止推軸承來(lái)實(shí)現的。這種設計將軸承的負荷降到最低，從而減少磨損和延長(cháng)使用壽命。這還是通過(guò)上面提到的一些腔體來(lái)實(shí)現的，這些腔體能產(chǎn)生與作用在轉子前端相等的液壓推力，從而維持平衡。

        總之，這些設計特點(diǎn)保證了維修次數減少，消除了通常會(huì )導致泵停機檢修的密封失效的可能性。

        扭矩限制

        在選擇正排量泵時(shí)，得到正確的液體粘度資料是非常重要的。粘度的增加將導致更高的壓力和液體對泵的“拖曳”作用。一臺普通的泵能克服暫時(shí)的粘度增加所增加的阻力，但一臺磁力驅動(dòng)泵在扭矩超過(guò)磁力驅動(dòng)裝置的最大扭矩時(shí)，磁力偶合將失效。不希望出現偶合失效現象是因為這會(huì )在泵內部產(chǎn)生額外的熱量并積聚起來(lái)，會(huì )很快導致磁鋼的損壞。泵上設置安全閥可起到一定的保護作用，從而防止偶合失效，但最好的辦法還是確保磁鋼有足夠的扭矩余量。

        在這方面，技術(shù)上也已經(jīng)有了如下一些進(jìn)展：磁鋼材料的費用在過(guò)去幾年中正在逐年下降。而同時(shí)，現有的磁鋼磁力正在不斷增加，這意味著(zhù)磁鋼扭矩在不增加費用和尺寸的情況下顯著(zhù)增加。也就是說(shuō)，現在的泵較之前有更大的安全系數，即使是工作在最大壓力的情況下。對于大泵，一般選用比通常要求大一等級的磁鋼。這勢必會(huì )增加一些費用，但會(huì )在安全方面有顯著(zhù)的提高。

        費用

        一般而言，一臺磁力驅動(dòng)泵的購買(mǎi)費用會(huì )高于一臺普通的裝有單機械密封的泵。然而當把降低維修費用也考慮進(jìn)來(lái)，同時(shí)考慮到磁力驅動(dòng)泵所帶來(lái)的其他費用的節省時(shí)，磁力驅動(dòng)泵往往被證明是更經(jīng)濟的方案。一般來(lái)說(shuō)，一臺不銹鋼的磁力驅動(dòng)泵約比一臺裝有單機封的同尺寸同材料的泵貴30%。但在頭一兩年中的停機維修和機械密封更換就將花費掉這一差價(jià)。

        與更昂貴的密封形式相比，如雙機械密封，雙或單集裝式機械密封，或者是氣密封，磁力驅動(dòng)泵的購買(mǎi)費用往往更為便宜。

        結論

        在近幾年中，磁力驅動(dòng)泵發(fā)展迅速。大量的研究和開(kāi)發(fā)資源已經(jīng)并將繼續應用于該技術(shù)上。磁鋼材料的費用將繼續降低而同時(shí)其強度將繼續增加�，F有的磁力驅動(dòng)泵與普通的泵具有同樣的可靠度，同時(shí)取消了最薄弱的部件，比如密封在這里就不需要了。此外，磁力驅動(dòng)泵的整體價(jià)格呈下降趨勢。

        顯而易見(jiàn)，將磁力偶合技術(shù)應用于轉子泵上會(huì )逐漸增加，并將逐漸代替裝有機械密封的泵。