給石油化工裝置泵選型時(shí)，對泵的要求必須滿足對介質(zhì)特性的要求，對輸送易燃、易爆、易揮發(fā)的低溫介質(zhì)（液化石油氣等）、有毒或貴介質(zhì)的泵要求軸封可靠或采用無泄漏泵。應(yīng)優(yōu)先選用無泄漏泵，如屏蔽泵、磁力泵。

本文從屏蔽泵和磁力泵的結(jié)構(gòu)和原理，深入分析屏蔽泵和磁力泵各自的優(yōu)勢特點(diǎn)，對石化化工裝置無泄漏泵的選型有一定的指導(dǎo)意義。

 

一、工業(yè)對泵的高要求

 

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及人們對環(huán)境、安全意識(shí)的提高，對化工用泵的要求也越來越高。在一些場合（如輸送易燃、易爆、易揮發(fā)的低溫介質(zhì)（液化石油氣等）、有毒或貴介質(zhì)的場合）對某些泵提出了絕對無泄漏要求，這種需求促進(jìn)了無泄漏泵，屏蔽泵和磁力泵的發(fā)展。

 

現(xiàn)在屏蔽泵和磁力泵廣泛應(yīng)用于化工、制藥、核工業(yè)、航天等行業(yè)。屏蔽泵和磁力泵都屬于無泄漏泵，無軸封，但他們的結(jié)構(gòu)和原理不同。

 

屏蔽泵和磁力泵相比，磁力泵具有價(jià)格低、不用返廠維修的優(yōu)點(diǎn)，屏蔽泵具有安全性更高、運(yùn)行振動(dòng)和噪音小、故障率低、平時(shí)維修工作量小的優(yōu)點(diǎn)。

 

二、屏蔽泵和磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理

 

1.屏蔽泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理

屏蔽泵是一種無密封泵，泵軸與電機(jī)軸共用一根軸，葉輪裝在這根公共軸上，電機(jī)與泵融為一體，都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封，并由一個(gè)電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。

圖1，其主要由泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后導(dǎo)軸承、軸套以及推動(dòng)盤組成。轉(zhuǎn)子軸端裝有葉輪，由前后導(dǎo)軸承支撐，浸在輸送的介質(zhì)中，形成無軸封的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到無泄漏輸送的目的。

圖1：屏蔽泵結(jié)構(gòu)簡圖

 

屏蔽泵其實(shí)就是把電機(jī)里面的轉(zhuǎn)子和定子隔離開，電機(jī)轉(zhuǎn)子與葉輪都做在公共軸上，轉(zhuǎn)子與葉輪一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子外面再做一個(gè)屏蔽套密封起來，這樣介質(zhì)與轉(zhuǎn)子接觸，被密封在屏蔽套里面。

 

電機(jī)定子繞組在屏蔽套外周，直接利用電動(dòng)機(jī)的原理來驅(qū)動(dòng)葉輪（屏蔽泵這種電機(jī)設(shè)計(jì)是一種屏蔽式專用電機(jī)）。簡單來講，屏蔽泵效果就相同于把泵與電機(jī)封在同一個(gè)密封殼中。

 

 

2.磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理

磁力泵由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成，電機(jī)是普通電機(jī)，電機(jī)軸和泵軸是2根軸，通過普通聯(lián)軸器連接，關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。

 

圖1，其主要由泵體、葉輪、軸、內(nèi)磁鋼轉(zhuǎn)子、外磁鋼轉(zhuǎn)子、隔離套、軸承等組成。泵軸上裝有一個(gè)圓筒形的外磁轉(zhuǎn)子，外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)表面均勻布置著ns極相見排列的永磁體。

 

泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部件也裝有一個(gè)圓筒形的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子外表面同樣均勻布置著ns極相見排列的永磁體。電機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于永磁體的相互吸引，外磁轉(zhuǎn)子帶動(dòng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)泵軸旋轉(zhuǎn)。

 

內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與介質(zhì)接觸，內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間加一個(gè)非磁性材料制作的隔離套，隔離套固定在泵端蓋上，這樣將被抽送的介質(zhì)以靜密封的形式密封在隔離套內(nèi)。磁力泵主要用在高端應(yīng)用場合，比如在輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、液氯等有害介質(zhì)時(shí)是最理想的選擇。

圖2：磁力泵結(jié)構(gòu)示例圖

 

三、屏蔽泵和磁力泵的特點(diǎn)對比分析

 

根據(jù)屏蔽泵和磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，可知屏蔽泵和磁力泵的共同點(diǎn)是都屬于葉片式離心泵，無泄漏泵，都沒有任何軸封；不同點(diǎn)是彼此的結(jié)構(gòu)原理完全不同。其各自的優(yōu)勢如下表1和2所示：

 

表1 屏蔽泵優(yōu)勢

序號	比較項(xiàng)目	屏蔽泵	磁力泵
1	密封性能、軸承潤滑	工藝介質(zhì)部分全密封結(jié)構(gòu)，軸承由工藝介質(zhì)潤滑	工藝介質(zhì)部分全密封結(jié)構(gòu)，隔離套內(nèi)軸承由工藝介質(zhì)潤滑，但泵腔外部軸承必須定期加油潤滑
2	安全性	屏蔽套和電機(jī)外殼雙層密封，一旦屏蔽套破損，屏蔽電機(jī)的外殼也起到密封的作用	介質(zhì)與外界之間只有隔離套起密封作用，一旦隔離套破損將導(dǎo)致工藝介質(zhì)迅速擴(kuò)散到大氣中
3	壓力	雖說屏蔽套一般只有0.5～0.6mm厚，但在定子及加固套的輔助作用下，屏蔽泵可承受較大的工藝介質(zhì)壓力。	磁力泵的耐壓的提高只能通過增加隔離的厚度來實(shí)現(xiàn)，但隔離套加厚將導(dǎo)致磁力的傳導(dǎo)能力下降，降低效率，所以隔離套不能太厚，使磁力泵的耐壓能力受到限制
4	溫度	–160～+480℃	–10 ～+400℃
5	粘度范圍	屏蔽電機(jī)產(chǎn)生的熱量能夠給工藝介質(zhì)加熱，使得電機(jī)腔內(nèi)的介質(zhì)粘度下降，因此屏蔽泵適用的粘度范圍比磁力泵大	適用的粘度范圍較窄
6	噪音	噪音很小，無滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、電機(jī)風(fēng)扇	電機(jī)風(fēng)扇、聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪音
7	長度	短小，結(jié)構(gòu)緊湊	有軸承架、聯(lián)軸器、電機(jī)部分，總體尺寸較大
8	聯(lián)軸器	不需聯(lián)軸器	需要普通聯(lián)軸器與電機(jī)連接
9	主要故障點(diǎn)及維修工作量	故障點(diǎn)較少：兩個(gè)軸承、屏蔽套、電機(jī)線圈。故障較少，維修量小	故障點(diǎn)較多：六個(gè)軸承、聯(lián)軸器、隔離套、電機(jī)線圈。故障相對較多，維修量相對較大

 

表2：磁力泵優(yōu)勢

序號	比較項(xiàng)目	屏蔽泵	磁力泵
1	是否返廠維修	軸承可以現(xiàn)場更換，但若屏蔽套破損，需返廠進(jìn)行更換	所有備件均可在用現(xiàn)場更換，不用返廠維修。
2	屏蔽（隔離）套厚度	一般0.5mm	一般0.8～1.3mm
3	輸送含顆粒介質(zhì)	原則上不允許有顆粒，特別是硬質(zhì)顆粒影響軸承潤滑和屏蔽套。	原則上不允許有顆粒，特別是硬質(zhì)顆粒影響軸承潤滑和隔離套，但由于隔離套相對屏蔽泵屏蔽套要厚，雜質(zhì)劃傷對隔離套影響相對要小一點(diǎn)
4	效率	比磁力泵略低	一般磁力泵電機(jī)（普通電機(jī)）比屏蔽泵電機(jī)的效率高，但由于磁力傳動(dòng)及機(jī)械聯(lián)軸器傳動(dòng)相應(yīng)損失一定的效率，總體來說磁力泵的效率比屏蔽泵的效率略高
5	價(jià)格	比磁力泵價(jià)格要高	根據(jù)廠家不同，價(jià)格比屏蔽泵低約5～20%

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四、結(jié)語

在石油、化工裝置對泵的要求，必須滿足對介質(zhì)特性的要求，要充分考慮輸送介質(zhì)的特性，工況環(huán)境的特點(diǎn)，安全環(huán)保的要求及經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行綜合考慮。安全優(yōu)先，經(jīng)濟(jì)性為本。

 

在石油化工泵選型規(guī)范中，對輸送易燃、易爆、易揮發(fā)、有毒或貴介質(zhì)的泵要求達(dá)到無泄漏，因此應(yīng)優(yōu)先選用無泄漏泵，屏蔽泵、磁力泵。而對于屏蔽泵和磁力泵具體如何選擇，那就應(yīng)該結(jié)合兩種泵的不同特點(diǎn)，介質(zhì)工況及生產(chǎn)的實(shí)際需要，綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本來決定。

 

從上面的對比可以看出，屏蔽泵和磁力泵是兩種不同的技術(shù)，但流體部分都是全密封構(gòu)造，無須機(jī)械密封或填料密封即可實(shí)現(xiàn)無泄漏，都可選為對密封要求高的工藝介質(zhì)用泵。

 

屏蔽泵和磁力泵相比，磁力泵具有價(jià)格低、不用返廠維修的優(yōu)點(diǎn)，屏蔽泵具有安全性更高、運(yùn)行振動(dòng)和噪音小、故障率低、平時(shí)維修工作量小的優(yōu)點(diǎn)。