磁力泵的结构与原理

磁力泵的基本原理与结构特点

磁力传动技术国外早在1946年已被应用于化工行业和国防领域，我国于50年代末首次将磁力传动技术应用于航天领域，同时刷新了国内外同类试验的先进记录，其技术水平处于国际领先地位。1986年，航天部510研究所利用“拉推磁路”技术在兰州化学工业总公司公司合成橡胶厂的聚苯乙烯装置中成功的应用了磁力传动泵产品，并针对石化生产过程中，物料普遍具有易燃、易爆、剧毒、贵重等特点，用传统的密封方式难以解决轴封处的泄漏问题。十多年来相继对该厂的SAN装置、ABS装置上的100多台不同规格型号和用途的泵全部改换为零泄漏磁力传动泵。彻底解决了物料的泄漏，节约了能源，净化了环境，检修周期比原先提高了10倍以上，大大提高了生产效率。

磁力传动泵也称磁力泵，其显著特点是该泵无轴封部件，即不存在动密封泄漏点。磁力传动泵由泵、磁力传动器、磁力传动泵的特有结构部分和电机组成。其关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子和不导磁的隔离套组成。根据磁场能穿透空气隙和非磁性介质原理，当电机带动外磁转子旋转时，通过磁力线的作用耦合了与叶轮相联的内磁转子作同步旋转，实现了力矩的非接触式传递，由原来常规泵的一根轴加设轴封部件改为两根轴加设隔离套结构，将动密封转化为静密封，从而彻底解决了介质的泄漏问题。

磁力传动装置示意图

该磁力传动技术于1998年引进原航天部510研究所——“组合式拉推磁路理论与技术”开发的大功率无泄漏磁力传动泵系列产品，性能范围为：流量Q=1.6-3000m 3/h ，扬程H=5-1500m ，单级扬程最高为200m （常规转速 下），工作压力最高可达50MPa ，工作温度可达到455℃，传递功率高达400kW ，磁传动效率达到90-98%，有害介质泄漏量为零，无磁场泄漏（接近地磁场）。磁力传动泵结构详见下图。

内磁转子 外磁转子

隔离套

磁力传动泵结构图

经济效益与社会效益

1、一次性设备投资比较

表中列出三种泵型的平均投资比较： 泵功率 泵类型

≤15kW 15-55kW

≥55kW 带双端面机械密封的标准离心泵

1 1 1 磁力传动泵 0.8 0.8 0.8 屏蔽泵

0.75 0.9

1.25

磁力传动器

叶轮

泵盖

滑动轴承

2、运行费用比较

按照中国石油和化学工业协会泵类产品检测中心统计数据，磁力传动泵与标准离心泵或屏蔽泵在水力模型相同的条件下，磁力泵效率比标准离心泵低3-5%，但比屏蔽泵效率高出6-8%，表明通常磁力泵的耗电量比标准离心泵高，比屏蔽泵低。若折算成平均标准电费：带双端面机械密封的标准离心泵为1，带非金属隔离套的磁力传动泵为0.98，带金属隔离套的磁力传动泵为1.05，屏蔽泵为1.14。若一台50kW功率的泵，按一年运行8000小时，每度电费为1元人民币计算，则：

选用带有轴封的标准离心泵时，需支付电费40万元；

选用带非金属隔离套的磁力传动泵时，需支付电费39.2万元；

选用带金属隔离套的磁力传动泵时，需支付电费42万元；

选用屏蔽泵时，需支付电费45.6万元。

实际上，整个石油化工装置是需要很多泵用来输送易燃易爆、有毒、腐蚀性和贵重的液体，从环保和安全的角度考虑，标准离心泵（带填料密封和机械密封）是不能选用的。因此，当选用磁力传动泵时节电效果也是比较明显的（一个大型化工厂有近万台泵）。

3、维护费用比较

表中列出三种泵型的正常维修费用比较：

说明：屏蔽泵若损坏屏蔽电机的定子线圈或转子时，必须将泵运回制造工厂方可修复，而另外两种泵在使用现场便可快速修复。

4、社会效益

国家标准规定轴封式泵的泄漏量为3-8cm3/h，一个大型化工厂有上万台各种类型的泵在运转，即使轴封不发生故障，但向大气泄漏的有害物质总量也是相当可怕的。现代社会人们对环保问题日益重视，国家亦提出并实施可持续发展战略和绿色GDP指标，对各类企业的污染物超标排放控制越来越严格，整治力度也明显加大。因此使用具有零泄漏的磁力传动泵取代普通机械密封泵是必然趋势，对于我国政府提出的可持续发展战略的实施和营造“蓝天碧水”的优良生产生活环境具有十分重要的意义。

稀土是我国的重要资源，单纯靠卖稀土经济效益很差，也很可惜，若将20%的稀土出口量转变为技术密集的稀土永磁磁力传动泵等高技术产品，经济效益可增长几十倍，变资源优势为经济优势，这也符合我国的发展趋势。

磁力传动泵主要为解决有害物质的泄漏问题，可改善生态环境，减少污染，保护现场工作人员的身心健康。对于输送易燃、易爆介质的场所，还可以防止物料泄漏后导致爆炸事故的发生。因此，大量推广应用磁力传动泵具有较好的经济效益和社会效益。

应用范围

磁力传动泵主要用于石油、化工、医药、核工业、军工等领域的液体输送流程设备，如炼油厂、乙烯厂、天然气加工厂、各类化工厂、制药厂、核燃料厂、核电厂等。