磁力耦合传输泵

1.磁力泵定义阐述

磁力传动泵，简称磁力泵，其独特之处在于完全摒弃了轴封部件，从而根除了动密封可能导致的泄漏。此泵系统囊括泵体、磁力传动装置、特有构造组件及电动机。磁力传动装置的核心构成包括外磁转子、内磁转子以及非导磁材质的隔离套筒。

磁力传动转置示意图

2. 运行机制解析

依据磁场能穿越空气间隙与非磁性材料的特性，当电动机驱动外磁转子旋转，通过磁力线的相互作用，牵引与叶轮相连的内磁转子同步旋转，实现了非接触式的力矩传递。这一机制替代了传统泵的单轴加轴封设计，采用双轴加隔离套筒结构，将动密封转化为静密封，泵轴与内磁转子被泵体与隔离套筒严密包裹，从根本上解决了介质泄漏问题，有效避免了炼油化工领域因易燃、易爆、有毒、有害介质泄漏而引发的安全隐患，确保了人员安全与生产的顺利进行。

3. 磁力泵运行条件概述

磁力泵适用于密度不超过1300kg/m3、粘度不大于30x10-6m3/s的非铁磁性、无纤维的液体输送。对于金属材质或F46衬里的泵体，常规磁力泵的最高工作温度为80℃，额定压力为1.6MPa；而高温磁力泵的使用温度上限为350℃。若泵体采用非金属材质，其最高工作温度不超过60℃，额定压力则为0.6MPa。

对于密度超过1600kg/m3的介质输送，磁性联轴器需特别定制。磁力泵的轴承依赖输送介质进行润滑与冷却，因此，磁力泵通常严禁在无负载状态下运行。

磁力传动泵结构图

4.结构特点

1. 永磁体特性

永磁体，采用稀土永磁材料制造，展现出宽广的工作温度范围（-45至400℃），高矫顽力，以及出色的磁场方向各向异性。即使同极靠近，也不会发生退磁，是理想的磁场源。

2. 隔离套效能优化

金属隔离套在正弦交变磁场中，会于垂直于磁力线截面上感应涡电流，并转化为热能。涡流计算公式考虑了多种因素，包括泵的额定转速、磁传动力矩、隔套内压力、隔套内径、材料电阻率及抗拉强度。设计完成后，为降低涡流，可从隔套内的压力、内径及材料属性入手。选用高电阻率、高强度的非金属材料制造隔离套，对减少涡流尤为有效。

3. 冷却润滑液流量调控

泵运行时，需持续以少量液体对内磁转子与隔离套间隙及滑动轴承摩擦副进行冷却冲洗。冷却液的流量一般设定为泵设计流量的2%-3%。内磁转子与隔离套间隙因涡流产生高热量，若冷却液不足或冲洗孔受阻，将导致介质温度超出永磁体工作温度，内磁转子磁性减弱，磁力传动失效。介质为水或水基液时，间隙区域温升可控制在3-5℃；介质为烃或油时，温升控制在5-8℃。

4. 滑动轴承材料选择

磁力泵滑动轴承采用浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等材料制成。鉴于工程陶瓷具备卓越的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能，磁力泵滑动轴承多采用工程陶瓷。然而，工程陶瓷脆性大且膨胀系数小，因此轴承间隙不宜过小，以防抱轴。滑动轴承以输送介质润滑，故需根据介质特性和工况选用不同材质。

5. 安全保护机制

磁力传动器的从动部件在过载或卡死时，会自动与主动部件滑脱，以保护机泵。此时，永磁体在主动转子交变磁场作用下产生涡损和磁损，温度升高，导致磁力传动器滑脱失效。