磁力傳動是密封領(lǐng)域zui有效zui安全的輸送和排放流體的產(chǎn)品。
永磁傳動即永磁聯(lián)軸器對于需要密封的機(jī)械,對有害、有毒、污染、危險(xiǎn)、純凈、貴重的產(chǎn)品和生產(chǎn)過程是一zui安全解,它的應(yīng)用范圍很寬。石油化工、醫(yī)藥、電影、電鍍、核動力等行業(yè)中的液體大都具有腐蝕性、易燃、易爆、有毒、貴重,泄漏會帶來工作液體的浪費(fèi)與環(huán)境污染;真空、半導(dǎo)體工業(yè)要防止外界氣體的侵入:飲食、醫(yī)藥要保證介質(zhì)的純凈衛(wèi)生。永磁傳動技術(shù)在這些領(lǐng)域找到了用武之地。英國Howard機(jī)械發(fā)展有限公司(HMD)從1946年就致力于無密封磁力泵的制造,至今在*37個(gè)國家已銷售近7萬臺,每年銷售額達(dá)28百萬英鎊。美國一家制藥廠有上百個(gè)裝有機(jī)械密封的離心磁力泵,處理各種酸類,這些磁力泵由于設(shè)計(jì)問題常常干運(yùn)轉(zhuǎn),僅能使用2~3個(gè)月就自行破壞,換用了Ansimag公司生產(chǎn)的K1516系列磁傳動泵,自1993年投入運(yùn)行(每天操作4.8小時(shí)每年365天)至1998年還在運(yùn)行。美國中西部的容器板廠,合成苛性納是回轉(zhuǎn)葉片泵密封的極大問題,這里的工程師稱這些泵是“維護(hù)黑夜里的天”安裝了Ansimag公司的ETFE襯里無密封磁力泵,運(yùn)行11個(gè)月沒有停機(jī)。美國一大型化工廠面臨著輸送甲醇的嚴(yán)重困難。因甲醇易燃,60℃接近沸騰,流量僅7m3/h,壓差高達(dá)250m。問題的解決靠的是Dickow磁傳動多級端吸磁力泵,它的流量是15m3/h,壓差400m,確保了甲醇的零泄漏,保證操作人員與工廠的安全,并解決了甲醇中含有氣泡輸送問題。
磁力泵在技術(shù)性能上向微型,大型化發(fā)展為滿足國內(nèi)外市場需要,石油化工公司成套設(shè)備向大型化發(fā)展,我國必須有一批年產(chǎn)千萬噸級的煉油廠、百萬噸級的乙烯裝置。機(jī)械裝備要滿足重負(fù)荷、長周期、低能耗,并符合環(huán)保要求。我國在仿制國外產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn),制造磁力泵的材質(zhì)和工藝要求是很高的。即使11~13kW的中小功率磁力泵,其可靠性制造成本也無法讓用戶接受。對于耐強(qiáng)腐蝕、高壓、高溫的大功率磁力泵尚屬空白。目前磁力泵的發(fā)展極限應(yīng)由HMD公司的產(chǎn)品來描述:流量由1m3/h到681m3/h,壓差由10m到500m,溫度范圍由-100℃到450℃,系統(tǒng)壓力從真空到400bar,原動機(jī)功率達(dá)350kW。微型磁力泵是專門為某些部門研究開發(fā)出來的,例如激光器的冷卻、分析儀器的供料、化學(xué)劑的補(bǔ)充、生物工程、冷卻循環(huán),以至于打印機(jī)的噴嘴等。齒輪油泵與電機(jī)一體化封閉聯(lián)接,適用24V、36V直流電源,速度人工自動控制。zui低流量為10ml/min,壓差7bar。日本Iwaki公司為電鍍、冷卻循環(huán)用的MD系列微型磁力傳動齒輪油泵的流量范圍是7.5~288L/min,傳動功率1/25~1/3馬力。
各種類型的離心泵均可改造為磁力泵
離心泵是磁力泵的主導(dǎo)產(chǎn)品,磁傳動回轉(zhuǎn)位移磁力泵雖有25年的歷史,僅近七八年在設(shè)計(jì)制造水平以及大扭矩能力方面才有廣泛的基礎(chǔ)。重點(diǎn)是磁力傳動齒輪油泵與螺桿泵,zui大傳動能力達(dá)400Nm,轉(zhuǎn)速3500r/min時(shí)功率為150kW。地處美國邊界猶地州氣體動力廠,透平壓縮機(jī)的潤滑泵是常軌的外嚙合齒輪油泵。齒輪油泵因高壓差平均每兩個(gè)月便過度磨損而報(bào)廢,造成壓縮機(jī)關(guān)閉。1992年改用磁傳動三螺桿泵后,一直連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),不用任何維護(hù)。英國Tuthill成功地應(yīng)用了它的磁傳動齒輪油泵為Scottish公司的過程水系統(tǒng)中磁力泵入添加劑,該磁力泵取代了螺桿泵,符合衛(wèi)生安全條例。
磁力傳動壓縮機(jī)
磁力傳動的內(nèi)軸承位于所密封的空間內(nèi),它用密封的介質(zhì)潤滑和冷卻。鑒于我國材料制造水平,磁力傳動在氣體輸送機(jī)械中尚未應(yīng)用。加拿大Nova磁有限公司生產(chǎn)的超壓風(fēng)機(jī),在170bar氦氣壓力下,泄漏率小1cm3/h,軸承壽命超過10000h。另一系列的加壓風(fēng)機(jī),自由排放流量750m3/h,在400m3/h流量時(shí)系統(tǒng)壓差35MPa,實(shí)現(xiàn)了零泄漏。此外,磁傳動的特殊性能同樣應(yīng)用于無泄漏的攪拌器、閥門等設(shè)備。在冷凍機(jī)中的應(yīng)用還未得到相關(guān)信息,筆者為實(shí)現(xiàn)將磁力傳動應(yīng)用于冷凍壓縮機(jī)正在作探索工作,因冷凍劑尤其是氟里昂的外泄會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。
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