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水泵知识

ABS装置中无泄漏泵的应用

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      ABS树脂是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物,主要生产原料、助剂为有毒、易燃、易爆物料。若采用普通化工流程泵来输送这些介质,将因不同程度的泄漏而带来许多问题。自一九九三年至今,ABS装置中共安装使用了二十四台不同规格、型号的无泄漏泵(见表1)。这些泵运转周期长、维护与操作费用低,有效保证了输送介质的零泄漏,是化工流程泵中的最佳选择。
1.1无泄漏泵使用中应注意的问题
      (1)由于无泄漏泵运行时会产生一定的热量,必须依靠介质冷却和热散,因此无泄漏泵不可在无液或泵出口阀关闭或泵不出液体的状态下运行。如果泵不能建立自身冷却循环,会造成摩擦表面干摩擦,导致轴承温度急剧升高、膨胀变形,遇冷收缩、炸裂而损坏。另外,磁力泵内磁转子无循环冷却,温度急升、粘接磁钢块磁性下降,最终出现磁转子退磁现象。
     (2)无泄漏泵轴承为滑动轴承,其摩擦面中若进入颗粒,会引起轴承表面擦伤,严重者出现条痕和沟槽,这些条痕和沟槽脱落的磨屑会残留在摩擦表面内,形成新的磨料,从而使磨损状况愈加严重,最终导致轴承损伤失效。因此,为了防止轴承过度磨损、保证工作介质清洁无杂质,泵入口管路必须加装过滤器,且应定期清理检查。
     (3)由于无泄漏泵存在着轴向力平衡问题,因而在泵运转过程中应尽量避免冲击载荷的出现,防止转子轴前后窜动使轴承破碎。冲击载荷对磁力泵造成的危害更大.同步磁转子在出现尖峰载荷时。内外磁转子会发生滑脱不同步。磁体产生涡流,温度骤然升高,磁体退磁粘接剂失效,磁块卡死。造成冲击载荷的主要原因是输送介质温度过高、管路中介质流量和扬程发生变化。输送介质温度过高易在泵人口负压区严重汽化,使泵呈半抽空状态,引起汽蚀和
汽阻现象。因此,在使用无泄漏泵时应严格控制输送介质人口温度,尽可能平稳操作。
     (4)根据输送介质理化参数,合理安排清理检查频次。由于某些介质在特定环境中易于自聚或结焦,在管路中会造成管道变细或管路堵塞,在泵体中会使轴承与推力盘产生粘结,加速轴承磨损,使转子卡住无法转动。对磁力泵来说,自聚物还可能堵塞泵轴中心通孔,造成泵体发热或轴承轴向磨损加剧。因此应对泵体和管线、泵轴中心通孔等定期进行吹扫和疏通,防止物料自聚或结焦。
      (5)无泄漏泵轴承材料的选用必须与输送介质的化学特性相适应。由于某些介质属于溶剂类物质。可溶解石墨中浸渍的树脂等材料,浸渍物从石墨中被解析出来,会影响石墨轴承摩擦面的致密度,从而降低轴承的耐磨性,缩短其使用寿命。根据输送介质对石墨轴承浸渍物的溶解腐蚀程度,应选择使用浸渍巴氏合金的石墨材料或四氟材料,以保证轴承的耐腐蚀性和耐磨性。
      (6)在检修磁力泵或更换磁转子时。必须注意内、外磁转子的磁极对数的匹配,否则运行时会产生剧烈抖动和尖啸声,并使磁转子很快退磁。由于磁转子中磁钢块密封在转子内,一般更换时应成对更换。
2 无泄漏泵主要技术和应注意的问题
2.1无泄漏泵主要技术
(1)转子轴向力的调节与平衡
      从无泄漏泵结构可以看出,转子(内磁转子)整个浸泡在有压介质中。由于泵工作时叶轮口环尺寸、屏蔽套(隔离套)尺寸间隙、前后轴承间隙等因素会影响压力分布,不可避免地引起轴向窜动。为此在无泄漏泵设计中设置有叶轮后口环、叶轮平衡孔或叶轮背叶片以及泵轴中心冷却通孔(磁力泵)等,来平衡轴向力。这一过程非常复杂而且理论依据还不是很成熟,因此在实际使用过程中通常是用调整叶轮后口环尺寸和轴向总窜量来调节轴向力大小。根据经验,一般轴向总窜量控制在△S=1.0~1.5mm。
(2)冷却润滑措施
     在正常工作状态下,屏蔽泵屏蔽电机绕组和磁力泵磁转子因磁损(磁极间的磁力)引起发热,前后轴承、推力盘因承受载荷也发热;当扭矩波动和尖峰载荷时,磁转子间发生滑动产生涡流热。为此必须对其进行冷却.通常用泵本身输送的介质作循环冷却液带走热量,同时介质对前后轴承、推力盘进行润滑;对于高温工况而言,泵还应配有冷却夹套,以降低循环液的温升。一般循环液温升T<3~5℃。根据输送介质、工况的不同,屏蔽泵的循环方式主要有三种:
① 正循环
正循环方式是屏蔽泵循环方式的基本型式,其循环回路是:泵体出口一后轴承、后推力盘一屏蔽套一前轴承、前推力盘一叶轮平衡孔一叶轮进口。
② 逆循环
逆循环适用于易气化液体,由于温升主要发生于屏蔽套处,故循环回路分为三部分:泵体高压腔一屏蔽套一排气部;泵体高压腔一屏蔽套一后轴承、后推力盘一排气部;泵体高压腔一前轴承、前推力盘一叶轮平衡孔一叶轮进口。
③ 外循环
外循环适用于高温介质(100~350℃)工况下,循环液于泵体外部冷却换热后以类似于正循环回路方式进行冷却循环。
由于磁力泵结构原因,目前只有一种循环方式,分为三路:泵体高压腔一隔离套一轴中心孔一前轴承、前推力盘一叶轮平衡孔一叶轮进口;泵体高压腔一隔离套一后轴承、后推力盘一前轴承、前推力盘一叶轮平衡孔一叶轮进口;泵体高压腔一后轴承、后推力盘一前轴承、前推力盘一叶轮平衡孔一叶轮进口。在选择合适的冷却循环液回路形式基础上.必须保证循环回路的畅通和循环液流量,一般认为循环液流量约为泵流量的5% (对于小流量无泄漏泵
来说循环液流量应适量放大)。
(3)屏蔽套、隔离套及其间隙
      屏蔽泵屏蔽套、磁力泵隔离套因屏蔽和强度要求。一般采用完全非磁性材料,如奥氏不锈钢和哈氏合金、钛合金,其厚度与泵工作压力、转子径向尺寸有关。一般屏蔽套单面厚度δ=0.5-1.5mm,隔离套单面厚度δ =0.8-2.0mm;屏蔽泵定、转子间隙1.0-2.0mm。磁力泵外磁缸与隔离套间隙0.5-1.0mm、内磁缸与隔离套间隙1.0-2.0mm。这些数据是在保证泵高效正常运作基础上的经验统计。
(4)轴承与推力盘
      无泄漏泵的前后轴承除承受径向力并支承转子运转外,其推力盘还承受不平衡轴向力。当轴承、推力盘磨损量过大,定子(或隔离套)与转子之间将产生摩擦,以致烧毁电机绕组(或碰缸)。因此,轴承、推力盘应有适量的润滑“油槽”、足够的承载能力和自润滑性。一般轴承采用浸渍石墨、四氟材料,推力盘采用不锈钢堆焊钴铬钨合金材料。
(5)磁转子
      磁力泵轴工作扭矩通过磁转子来传递。目前国内生产的磁力泵多为同步型,即内、外磁转子同步运转。内、外磁转子内部用高温粘接剂粘接有相同数量的磁钢块,形成一一对应的磁极关系,从而保证了不会出现丢转现象。由于磁损发热导致介质温度升高,故磁力泵工作温度决定了磁转子磁性材料的使用。现在。常用的磁性材料有钕铁硼、铁氧体、钐钴等。
(6)状态监控
     根据无泄漏泵的传动特性,泵运行中不可避免地会受到不稳定工况的影响,出现轴承过度磨损或温升过高等现象。随着无泄漏泵技术的发展,为加强泵的安全可靠性,屏蔽泵设计有电子式轴承检测器,磁力泵隔离套处设计有温度检测装置。这些装置可以实现异常报警显示,控制泵的开启。

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