磁力泵的结构原理

磁力泵的结构原理 6 M: \ x, T+ O2 B
我公司使用的磁力泵主要有两种类型：一种是胜达因CASTER系列磁力泵；另一种是美国福FLOWSERVE泵系列产品中的DURCO（达高）磁力泵。

两种品牌的磁力泵基本结构原理如图1。

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图1 磁力泵结构原理图
磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。

关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。

当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。

由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，
从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了石油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患，有力地保证了职工的身心健康和安全生
产。

将n对磁体(n为偶数)按规律排列组装在磁力传动器的内、外磁转子上，使磁体部
分相互组成完整藕合的磁力系统。

当内、外两磁极处于异极相对，即两个磁极间的位移角Φ＝0，此时磁系统的磁能最低；当磁极转动到同极相对，即两个磁极
间的位移角Φ＝2π/n，此时磁系统的磁能最大。

去掉外力后，由于磁系统的磁极
相互排斥，磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。

于是磁体产生运动，带动磁转子旋转。

同使用机械密封或填料密封的离心泵相比较，磁力泵具有以下优点：& D1 |5 p4
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a．泵轴由动密封变成封闭式静密封，彻底避免了介质泄漏。

b．无需**润滑和冷却水，降低了能耗。

c．由联轴器传动变成同步拖动，不存在接触和摩擦。

功耗小、效率高，且具有
阻尼减振作用，减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。

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d．过载时，内、外磁转子相对滑脱，对电机、泵有保护作用。

当磁力传动器的
从动部件在过载情况下运行或转子卡死时，磁力传动器的主、从动部件会自动
滑脱，保护机泵。

此时磁力传动器上的
永磁体在主动转子交变磁场的作用下，将产生涡损、磁损，造成永磁体温度升高，磁力传动器滑脱失效。

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磁力泵运行过程中常见的故障及其处理方法
不同类型的磁力泵，其故障的表现形式不一样，但概括起来，有以下几个共同特点。

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2.1 流量不足8 o1 K! K% } e* a$ o# q6 m
产生原因：影响磁力泵流量不足多是吸水管漏气、底阀漏气；进水口堵塞；底
阀入水深度不足；磁力泵转速太低；密封环或叶轮磨损过大；吸水高度超标等。

处理方法：检查吸水管与底阀，堵住漏气源；清理进水口处的淤泥或堵塞物；
底阀入水深度必须大于进水管直径的1．5倍，加大底阀入水深度；检查电源电压，提高磁力泵转速，更换密封环或叶轮；降低磁力泵的安装位置，或更换高扬程水泵。

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功率消耗过大% d" M/ M4 c/ N; V* t/ D; k
产生原因：磁力泵转速太高；磁力泵主轴弯曲或磁力泵主轴与电机主轴不同心
或不平行；选用磁力泵扬程不合适；磁力泵吸入泥沙或有堵塞物；电机滚珠轴承损坏等。

处理方法：检查电路电压，降低磁力泵转速；矫正磁力泵主轴或调整磁力泵与
电机的相对位置；选用合适扬程的磁力泵；清理泥沙或堵塞物；更换电机的滚珠轴承。

2.3 泵体剧烈振动或产生噪音0 T4 Z) N! B! t: V N
产生原因：磁力泵安装不牢或磁力泵安装过高；电机滚珠轴承损坏；磁力泵主
轴弯曲或与电机主轴不同心、不平行；泵轴严重磨损；外磁钢或内磁钢磁片损
坏与隔离套接触；密封环与叶轮碰磨；泵内有异物；泵气蚀；地脚螺栓松动等。

处理方法：装稳磁力泵或降低磁力泵的安装高度；更换电机滚珠轴承；矫正弯
曲的磁力泵主轴或调整好磁力泵与电机的相对位置；更换泵轴；拆除泵头重新组装；更换止推环、密封环；清除异物；进行工艺调整消除气蚀；紧固地脚螺栓。

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2.4 传动轴或电机轴承过热* u+ Y" b* i+ t; \2 P8 }
产生原因：缺少润滑油或轴承破裂等。

处理方法：加注润滑油或更换轴承。

2.5 磁力泵不出水% O) A1 N/ X) T) k* R
产生原因：泵体和吸水管没灌满引水；动水位低于磁力泵滤水管；吸水管破裂；
水泵反转；吸程太高；阀门没有打开；进水管漏气；电压太高、启动时联轴器打
滑等。

处理方法：排除底阀故障，灌满引水；降低磁力泵的安装位置，使滤水管在动
水位之下，或等动水位升过滤水管再抽水；修补或更换吸水管；打开阀门；杜绝
漏气；重新调整电压。

2.6 磁力泵漏液* V( R _" r7 O3 p# ]
产生原因：密封圈或密封垫损坏；密封螺栓松动；密封罩损坏等。

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处理方法：更换密封圈或垫；紧固松动的螺栓；更换密封罩。

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2.7 磁力泵扬程过低. R. n- U. v5 B+ \/ A+ j n
产生原因：流量过大；转速太低；介质内带有气体；叶轮损坏；输送介质的密度
大于设计时的密度；口环间隙过大；磁性体退磁等。

处理方法：关小出水阀；恢复额定转速；排除介质中气体；修复或更换叶轮；调
整工艺参数使介质密度符合设计要求；更换口环；更换磁性体。

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2.8 磁力泵轴折断或轴承损坏 1 F% w3 G$ o+ M' J7 \# x" w8 d
产生原因：泵空转，轴承干磨；泵内有杂质；内外磁转子之间同轴度不够等。

处理方法：避免泵空转；清除介质中的杂质；重新装配内外磁转子。

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2.9 磁力泵驱动机电流偏大或偏小8 Q T6 Y9 P/ E1 k0 }
产生原因：泵内进入杂物；物料粘度偏高；轴承损坏；系统管路堵等。

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处理方法：清除杂物；测量介质粘度应符合要求；更换轴承；系统管路及时清堵。

2.10 磁力泵无法启动
产生原因：泵内有异物；泵轴承内杂质聚集被卡住；内外磁转子与密封罩磨擦；
电气故障等。

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处理方法：清除异物；解体清洗；解体检查内外磁转子；检查电气元件。

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除了上述常见故障外，还应注意，当磁力泵检修了几遍都查不出问题时，应注意磁力联轴器的工作是否正常。

轴承、内磁转子和隔套在运行中都会产生热量，这将使工作温度升高，一方面使传递的功率下降，另一方面对输送易汽化液体的磁
力泵会产生很大的麻烦。

磁钢传递的功率随温度的升高是一条连续下降的曲线，
通常，在磁钢工作极限温度以下，其传递能力的下降是可逆的，而在极限温度以上则是不可逆的，即磁钢冷却后，丧失的传递能力再也不能恢复。

特殊情况下在磁力联轴器出现滑脱(失步)时，隔套中的涡流热量会急剧增长，温度急剧上升，
如不及时处理，会引起磁钢退磁，使磁力联轴器失效。

因此磁力泵应设计可靠的
冷却系统。

对不易汽化的介质，冷却循环系统一般由叶轮出口或泵出口引出液流，
经轴承和磁传动部分回到吸人口，对易汽化的介质，应增加换热器或将液流引到
泵外的贮罐，避免热量回到吸人口，对有固体杂质或铁磁性杂质的介质，应考*滤，对高温介质，则应考虑冷却，以保证磁力联轴器不超过工作极限温度。

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在考虑转速是否够时，先要检查电机本身的转速是否正常，可用转速计进行测量，在电机转速正常的情况下，可考虑是否会出现磁力联轴器的滑脱。

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磁力泵的选型
磁力泵的种类很多，在设计装置设备时，要确定泵的用途和性能参数并选择泵型。

那么以什么原则来选购磁力泵呢？依据又是什么？ 2 u# w$ t1 i. v" C
3.1 泵选型原则
3.1.1使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程
等工艺参数的要求。

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3.1.2 必须满足介质特性的要求& y/ ]3 X* O5 d& M5 ?
对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵（无轴封，采用隔离式磁力间接驱动）。

对输送腐蚀性介质的泵，要求过流部件采用耐腐蚀性材料，如氟塑料耐腐蚀泵。

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对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封要采用清洁液体冲洗。

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3.1.3 机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。

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3.1.4 正确计算泵采购的投入成本，对泵生产厂家进行考察，要求其设备质量好，售后服务好，备件能及时供应。

3.2 如何正确计算采购泵的投入成本: q; h8 o* F: f N# }2 P( K
初次采购，货比三家，精确的计算泵的价格，然后选择能够达到自己要求的
价格的产品。

但对于用户而言，磁力泵在使用过程中起到的作用远远高于当初购
买它而花费的成本，这样，必须将泵出现问题和故障时浪费的工作时间和维修费
用也计算到整体成本当中去；同样的，泵在运转过程中将耗费大量的电能，长年累月下来，一台小小的泵消耗的电能是让人咂舌的。

经过国外一些泵厂对售出产品的跟踪调查显示，磁力泵在其使用寿命中耗费
的最大资金不是初次的采购成本，也不是维护费用，而是其消耗的电能。

吃惊的发现原来泵消耗的电能价值已经远远超过了其本身的采购成本和维护费用，再考虑到其本身的使用效率、噪音、人工维护等原因，我们还有什么理由去购买那些
质次价低的的“水货”产品呢？
其实某种类型的泵的原理都是一样的，里面的结构、部件也是大同小异，最大的差异体现在部件的选材、做工和质量。

和其他产品不一样的是，泵的部件成本差异是十分显著的，差距大到一般人都无法想象。

比如一个很小的轴封，便宜的几毛钱就可以买到，而好的产品却要几十甚至上百元，可想而知采用这两种产品制
造出来的产品差距有多大，而让人担忧的是，在前期使用过程中它们几乎是没有
差别的。

上百上千倍的价格差距体现在产品的性能和使用期限上。

短命（几个月）、噪音（两三个月后出现）、漏液（三四个月后出现）等现象接连不断的发生，让
许多用户后悔开始不该省了那几十块钱。

而使用过程中的大噪音和高热量实际上
是宝贵的电能转换为了没有用的动能（机械摩擦）与热能，实际做的有效功却少得可怜。

3.3 选型时注意事项8 j& b9 v& {6 r N4 P9 E
3.3.1 对于内外磁钢磁片的固定形式选择时，建议选择磁片与磁钢制作为整体式
的，如果选择磁片镶嵌在磁钢上，磁力泵运行时间过长或者介质中带有杂物时，
磁钢上的磁片会掉落或者损坏，修复或更换很困难。

目前国内大部分厂家如兰州
海兰德泵业有限公司磁钢与磁片为一体式，保证了磁力的均匀，同时也延长了磁钢的使用寿命。

3.3.2 选用磁力泵时建议最好选择带有温度监控装置（可对磁传动器内部摩擦、轴承失效和内部润滑液不畅实施监测）、防干转欠流保护器（可防止吸入口无液或液流不足）和振动检测器（监测轴承的振动情况）。

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3.3.3 在工艺介质易结晶的情况下，不适宜选用磁力泵，由于工艺介质易结晶，
很容使磁力泵的滑动轴承及磁钢磁片损坏。

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磁力泵的安装
4.1磁力泵的吸入配管条件须使NPSHa>NPSHr+0.5m；磁力泵的安装位置要低于液面并靠近物料源。

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4.2每台磁力泵要有**的吸入管路，集中吸入管路会使磁力泵的吸入管内的液体
流速变大，导致吸入条件变差。

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4.3入口端管道直径必须大于或等于磁力泵的吸入口径，直且短；如果磁力泵的
吸入口小于吸入管的直径时，必须使用偏心变截面管，接上后使管道上部保持水平保证接口密封良好。

密封不完全时会有气体被吸入，且不易被发现，导致磁力泵的损坏。

4.4配管重量应有适度支撑，不能全由磁力泵来承担；支撑装置应考虑温度变化
效应，避免产生热应力。

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4.5物料进口管与壁面距离要有≥1.5倍于管径，以避免造成吸入口有旋流产生。

吸入管需始终低于液面0.5m或管径2倍以上。

若同一物料容器内有两支以上吸料管，其互相之距离至少须有≥３倍于管径，避免彼此搅流。

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4.6建议磁力泵入口端加装真空计，当真空计值不稳定时，能够判断磁力泵是否
发生气蚀或吸入管进入空气。

4.7防止颗粒进入措施：严禁铁磁杂质、颗粒进入磁力传动器和轴承摩擦副；入
口处过滤，且滤网孔的面积应为入口管径的10倍以上，要定期保养滤材，避免阻塞。

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4.8入口罐液位保护控制是必要的，入口罐应装有液位变送器或液位开关，在入
口罐液位降低到一定程度时，自动停止磁力泵的运行以保护泵。

+ I; T3 t$ R. c4 B% ?$ H 4.9建议出口配管加装逆止阀，特别是二台以上的泵有共用出口配管并列安装时，
不可预期停机，有回流疑虑时；以下情况是必须设置止回阀的：出口管过长（15～20m）；实际扬程超过15m；吸液面与吐出槽液面高度差在9m。

% M9 s$ f# W( q+ d 4.10出口端(1m)内设置加装节流阀来控制流量，但是不能长时间关闭运转。

为降
低启动负载，建议关阀启动，再徐徐开至磁力泵额定压力。

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4.11安装排气管路：在磁力泵的出口与阀门之间设置，泵在运行前必须进行排气，磁力泵内排气不充分会直接影响磁力泵的正常运行。

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磁力泵的日常维护9 Y3 L( m2 b+ d. F" O" }
5.1启动磁力泵前应准备事项
5.1.1 对操作过程进行必要的危害识别、风险评价、风险控制及环境因素及环境
影响分析。

5.1.2 所有的磁力泵于出货前均经清水测试，如果您要抽送的化学药品会与水产
生化学反应(例如:硫酸)，要先拆下管路及充分予以干燥。

5.1.3 检查电机电源(频率、电压及电机配线)。

5.1.4 启动磁力泵前确认完成启动注给，排除入口系统及泵壳内气体。

5.1.5 检查磁力泵入口系统各阀门是否均已开启。

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5.1.6高温型应先进行预热，升温速度50℃/小时，以保证各部件受热均匀。

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5.2 每六个月检查一次单向止回阀，根据实际使用情况决定是否更换。

5.3 环境温度低于100C时，应更换冬季润滑油(Mobil 626等)。

5.2 启动! i' u( q- ]) ?5 B4 I5 O1 T1 W
5.2.1 磁力泵空负荷运行将导致轴承磁性体失磁，故本类泵严禁空负荷运行。

5.2.2 以快速开关电源来检查马达旋转方向。

5.2.3启动电机，注意观察磁力泵出口压力表的读数，如压力不稳定并回落到较低值，说明排气不净，应立即停泵，停泵等待10—15秒钟，对磁力泵进行重新灌液排气，启动磁力泵直至出口压力达到较高值并保持稳定。

5.2.4关掉出口阀并启动磁力泵,当马达到达一个稳定的速度后，缓慢地打开出口阀，调整出口阀以获得想要的操作压力及流动速率，如用户在磁力泵出口处装有流量表或压力表，应通过调节出口阀门开度使泵在性能参数表所列的额定点上运转，测量磁力泵的电机电流，使电机在额定电流内运行，否则将造成泵超负荷运行（即大电流运行，至使电机烧坏）调整好的出口阀门开启大与小和管路工况有关。

5.2.5最小安全流量：无轴封泵若操作流量过低会因润滑不足而使泵温度持续上
升，此外，振动与径向力，轴向力均较高，因此，操作流量必须有一最小限制，
以确保泵使用寿命。

5.2.6禁止磁力泵在出口阀门关闭的情况下连续运转。

5.2.7 禁止磁力泵在气蚀情况下继续运转。

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5.3 停机
5.3.1 正常停车
缓慢关闭出口阀（请勿紧急关闭出口阀，尤其是扬程较高时，水锤会使磁力泵损坏），然后立即停止电动机，随后再关闭进口阀。

（观察电机是否缓慢平顺的停止运转，若不是如此，则请拆下泵并检查内部。

）；将泵体排净口和进出口导淋
阀打开，将物料排净，防止结晶损坏磁力泵。

5.3.2 紧急停车
立即停止电动机，然后关闭出口阀和进口阀；视情况将泵体排净口和进出口导淋
阀打开，将物料排净，防止结晶损坏磁力泵。

5.4 磁力泵检修准备及注意事项
5.4.1根据检修前设备运行技术状况和状态监测（振动、温度）记录，分析故障的
原因和部位，制定详尽的检修技术方案。

5.4.2 熟悉设备技术资料。

5.4.3 备齐检修所需的工、量、卡具。

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5.4.4 按规定具备检修条件。

5.4.5各项准备工作应符合安全、环保、质量等方面的要求，对检修过程进行必要的危险源识别、风险评价、风险控制及环境因素及环境影响分析。

5.4.6泵内外磁性联轴器采用高性能永磁材料，可能对下列器件产生潜在危害，请将下列器件与本系列泵保持距离。

如：心脏起博器，信用卡及其它磁卡、计算器、计算机磁盘、手表等。

5.4.7当拆卸用来泵送有毒的或危险的产品的泵时应始终穿戴适当的防护衣服和
眼睛防护装置，氧气呼吸器可能是必需的。

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5.4.8在拆卸之前必须断开泵的电力，确保电力开关装置不能被开动，同时所有涉及泵的工作都要执行。

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5.4.9在从它们的连接管道拆除泵之前必须排干泵壳里的产品。

D8 z4 ?1 o- d: ^4 ^0 5.4.10 用适宜的水流彻底冲洗泵壳和护罩，并排放到一个安全的区域。

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5.4.11所有被返厂维修的泵，须净化和贴上标签以告知在拆卸之前应该采取的预防措施。