上海日机装屏蔽泵简介

上海日机装牌屏蔽泵简介

总经理助理李士雄编

2007-01

一、上海日机装屏蔽泵有限公司简介

上海日机装屏蔽泵有限公司成立于１９９４年２月。最初是由日本日机装株式会社与上海石化股份有限公司共同投资在金山建立的合资企业。为谋求新的发展于２００２年底公司从金山石化搬迁到了奉贤。２００６年１1月，中日双方友好协商由日本日机装株式会社全面接收了中方股份，公司由合资企业变为日本日机装的独资企业。

本公司是国内最大的屏蔽泵生产厂家之一，自建立以来，全面引进了日本日机装株式会社的先进技术和管理经验，在日机装株式会社专家的指导下，建立严格的质量管理控制体系，按照日机装株式会社提供的图纸、工艺和标准进行制造，与日本日机装生产的泵具有互换性。本公司制造的屏蔽泵达到日机装株式会社产品的同等水平。

本公司生产的屏蔽泵是日机装株式会社的最新产品——SGM系列的屏蔽泵，属国际先进水平，不仅性能优越，节能高效，运行可靠，维修方便，而且品种繁多，规格齐全，可以按照用户的工艺参数、工况条件和特殊要求做出最佳选择。

本公司将一如既让的奉行用户至上的宗旨，以优越的产品质量，低廉的价格和最高的性价比，良好的售后服务，满足广大用户的需要。

二、日机装屏蔽泵的历史

通常工业上所使用的泵装置，由于其轴封处产生泄漏，造成生产中损失，轴封装置的维修、保养、修理所需费用很大，一些特殊要求的轴封装置本身投资也很大，加之轴封处泄漏不仅会污染环境，而且会对人身和工作环境带来威胁。因此早在1900年前后美国就开始从事早期屏蔽泵的研究,1947年美国化工泵公司（CHEMPUMP公司）制造了屏蔽泵的雏形。1956年日本日机装（株）引进了美国化工泵公司技术，并且在日本首先开始生产屏蔽泵。60年代初，日机装（株）又独自开发了“G系列”屏蔽泵，并且开始生产销售。1964年，日机装牌屏蔽泵采用自动推力平衡装置，减少轴承上负荷，使轴承的使用寿命大大延长。1969年日机装（株）又推出了第二代产品“LH系列”。在实际的生产和应用中，美国、日本均已认识到目前的屏蔽泵若没有轴承保护监视装置的话，从实用性角度讲则不够完善。次年，日机装（株）在世界上首先开发了检测轴承损伤的轴承监视器，并作为标准装置安装在屏蔽泵上，解决了轴承监视问题。经过三十多年生产、应用，日机装（株）为了提高产品质量、降低生产成本，改善屏蔽泵性能，于1986年又开发出第三代屏蔽泵“SGM系列”。由于这个产品的技术先进性，其技术已向美国、韩国、印度、德国、中国提供。

屏蔽泵在开发研究的初期，日机装（株）就与屏蔽泵结下了不解之缘，日机装（株）是日本最早生产屏蔽泵的厂家，也是世界上最著名屏蔽泵生产厂家之一。因此，日机装牌屏蔽泵（NON-SEAL PUMP）是日机装（株）的注册商标，目前它已成为屏蔽泵公认的代名词。

三、日机装牌屏蔽泵的基本构造、工作

原理及特点：

1、基本构造：

图1为SGM系列普通型（基本型）屏蔽泵的构造

图，由图1可知；屏蔽泵的泵部分与电机部分是直接连

接，电机转子组件的轴直接延伸至泵部分，在轴的前端

装有泵的部件——叶轮。电机的定子内表面与转子外表

面使用非磁性、耐腐蚀金属薄板（称为屏蔽套）封焊，

使定子绕组、转子铁心和介质完全隔离，不会受到介质

侵蚀，所以这种电机也被称为屏蔽电机。由于屏蔽电机的定子与转子之间有一层屏蔽套使气隙增加，为了减少对屏蔽电机功率因素的影响，定子与转子间隙尽可能要小。前后两个轴承将转子组件支撑在定子中。由于介质会进入电机内部，转子组件是在介质中旋转，所以不能采用油润滑的负载能力强的金属滚动轴承，而通常是采用抗腐蚀性强、润滑性好的石墨滑动轴承。根据介质特性，还有陶瓷（CE）、聚四氟乙烯（PTFE）、碳化硅（SIC）材料等供选择。

2、工作原理：

Ps-进口压力 Ts-进口温度

Pd-出口压力 Td-出口温度

Pm-泵内压力 Tm-泵内温度

如图2所示，介质由泵的入口进入泵内，通过叶轮

的旋转升压，大部分介质由泵的出口被输出，而一部

分介质导入屏蔽电机内部，首先去润滑前部的轴承，

然后流经定子与转子的间隙起冷却电机的作用，再去

润滑后部的轴承，最后从尾部进入转子轴的中心通孔

回流到泵的入口。介质内部循环是利用泵的出口与入

口之间压差来实现的。图2

3、特点：

①．屏蔽泵的泵轴不露在大气当中，所以不需要机械密封，因此完全不用担心从机械密封部发生泄漏，适合于输送对人

体有毒有害、污染环境、易燃易爆、腐蚀性强、贵重介质及有放射性介质。

②．适用于真空系统或真空与正压交替状态下运行和不允许与外界接触的介质。

③．由于采用滑动轴承，且用被输送介质润滑，不需要注入润滑剂，也不会污染被输送的介质。而且震动小、噪音低。

④．电机与泵一体，所以体积小、重量轻、占地少，对安装泵的基础要求低，没有联轴器的对中问题，安装容易且费用

低，日常维修工作量少，维修费用低。

⑤．采用积木式结构，使泵和电机具有广泛的互换性，这些组建能方便的组合，大大减少泵和电机零件数量和库存零件

数量，现场也能容易的更换零部件。

四、日机装牌屏蔽泵技术问题解决：

图3 图3-a 图3-b 从以上特点来看，日机装牌屏蔽泵可以说是一种理想的泵，但是有两个问题仍需注意：

1、如何减轻轴承上的负荷及监视轴承：

①、自动推力平衡装置：如前所述，屏蔽泵不能采用负载能力强的金属滚动轴承，而通常采用能适应不同化学介质具有较好滑动性能的石墨材质的轴承。但是石墨轴承的负荷能力较差，而泵在运行中，因为内部压力不平衡，在轴向上

会产生一个较强的推力，为了减少轴承上的负荷，日机装牌屏蔽泵采用了自动推力平衡装置。其结构如图3-a 所示，自动推力平衡装置由两个固定节流环和一个可变节流环构成。可变节流环尺寸的调节是通过转子的窜动量来实现。当泵被启动后，泵的排出口形成了一个高压。由于这两个固定节流环，高压分别作用于叶轮的前、后板上，若叶轮后板上的推力P2大于前板上的推力P1时，见图3-b ，叶轮及转子组件均向前移动，可变节流环间隙由小变大，推力P2小于推力P1，见图3-C ，叶轮及转子组件均有一个后转动趋势，可变节流环间隙又有由大变小的趋势，经过反复调整，最图后停留在一个动平衡的位置上，此时，轴向推力为零或控制在轴承负荷范围内。这个动平衡的过程，在泵启动后的瞬间即可完成。

② 轴承监视器：

屏蔽泵内部尺寸配合紧凑，加工精细，以7.5kw 的屏蔽电机为例，其定子与转子的间隙仅为约0.7mm 。一旦轴承磨损，其后果十分严重。屏蔽泵是完全密封的，如何从外部检测轴承是否正常，曾是困扰开发者们的难题，这也是屏蔽泵在早期难以推广应用的一个主要原因。日机装（株）在1970年率先研究开发了可以从外部检测的轴承监视器，并作为标准配置安装在屏蔽泵上。

a 、机械式轴承监视器：

如图4所示，机械式轴承监视器是由检测头和压力表构成，并与转子尾部的端螺母配合使用。

Ⅰ、当轴承径向发生磨损（内径磨损），转子组件的轴在轴承内一边抖动一边旋转。一旦磨损超过额定范围，见图5，检测头与端螺母在b 方向接触，压力表指示轴承发生异常。

c

b

a 轴承监视器探头

静止

轴

图 4 图 5

Ⅱ、当轴承轴向发生磨损（端面磨损），转子组件将会向前或向后移动，若转子向前移动，一旦磨损超过了额定范围，见图5与端螺母在a 方向接触（反之在c 方向接触）压力表指示轴承发生异常。

Ⅲ、屏蔽套是十分薄的耐腐蚀金属薄板。一旦泵内进入意外的腐蚀介质，轴承监视器的检测头首先被腐蚀，压力表指示出异常。

综上所述，机械式轴承监视器可监测轴承的径向异常、轴向异常和腐蚀异常三个参数。，一旦轴承监视器动作后，只需从检测头的损伤部位就可以知道发生了什么异常。全世界，只有日机装牌屏蔽泵才装备这种机械式轴承监视器。

图 6

b 、电气式轴承监视器： 在电机的定子绕组中按120°相间埋入3组检测线

圈，当轴承正常时，电机的定子和转子在各方向间隙基本相等，电机运行中三组检测线圈产生的感应电势的矢

量之和为零，电压表输出为零。当轴承磨损时，电机的

定子和转子均等间隙关系被破坏，感应电势和矢量之和

不为零，通过电压表指示出异常。

转子转子芯定子