Funktionsprinzip der Magnetpumpe

Die Magnetpumpe besteht aus drei Teilen: Pumpe, Magnetantrieb und Motor. Die Kernkomponenten des Magnetantriebs sind ein äußerer Magnetrotor, ein innerer Magnetrotor und eine nichtmagnetische Isolierhülse. Wenn der Motor den äußeren Magnetrotor antreibt, dringt das Magnetfeld in den Luftspalt und nichtmagnetische Materialien ein und treibt den mit dem Laufrad verbundenen inneren Magnetrotor synchron an. Dadurch wird eine berührungslose Kraftübertragung ermöglicht und die dynamische Dichtung in eine statische Dichtung umgewandelt. Da Pumpenwelle und innerer Magnetrotor vollständig vom Pumpenkörper und der Isolierhülse umschlossen sind, werden Probleme wie „Laufen, Austreten, Tropfen und Leckagen“ vollständig gelöst und das Austreten brennbarer, explosiver, giftiger und schädlicher Medien in der Raffinerie- und Chemieindustrie durch die Pumpendichtung verhindert. Potenzielle Sicherheitsrisiken werden wirksam für die körperliche und geistige Gesundheit sowie die sichere Produktion der Mitarbeiter gewährleistet.

1. Funktionsprinzip der Magnetpumpe
N Magnetpaare (n ist eine gerade Zahl) sind regelmäßig auf dem inneren und äußeren Magnetrotor des Magnetantriebs montiert, sodass die Magnetteile ein vollständig gekoppeltes Magnetsystem bilden. Wenn sich die inneren und äußeren Magnetpole gegenüberliegen, d. h. der Verschiebungswinkel zwischen den beiden Magnetpolen Φ = 0 beträgt, ist die magnetische Energie des Magnetsystems am niedrigsten. Wenn sich die Magnetpole um denselben Pol drehen, beträgt der Verschiebungswinkel zwischen den beiden Magnetpolen Φ = 2π /n. Die magnetische Energie des Magnetsystems ist dann maximal. Nach dem Entfernen der äußeren Kraft stößt sich die Magnetkraft des Magnetsystems gegenseitig ab, und der Magnet wird in den Zustand niedrigster magnetischer Energie zurückversetzt. Anschließend bewegen sich die Magnete und treiben den Magnetrotor an.

2. Strukturmerkmale
1. Permanentmagnet
Permanentmagnete aus Seltenerd-Permanentmagneten zeichnen sich durch einen weiten Betriebstemperaturbereich (-45–400 °C), eine hohe Koerzitivfeldstärke und eine gute Anisotropie in Richtung des Magnetfelds aus. Bei nahe beieinanderliegenden Polen tritt keine Entmagnetisierung auf. Sie sind eine gute Magnetfeldquelle.
2. Isolierhülse
Bei Verwendung einer metallischen Isolierhülse befindet sich diese in einem sinusförmigen magnetischen Wechselfeld. Im Querschnitt senkrecht zur Richtung der magnetischen Kraftlinie werden Wirbelströme induziert und in Wärme umgewandelt. Wirbelströme werden wie folgt ausgedrückt: Pe ist Wirbelstrom; K ist Konstante; n ist Nenndrehzahl der Pumpe; T ist magnetisches Übertragungsdrehmoment; F ist Druck im Abstandshalter; D ist Innendurchmesser des Abstandshalters; spezifischer Widerstand des Materials; Zugfestigkeit des Materials. Bei der Auslegung der Pumpe werden n und T durch die Betriebsbedingungen vorgegeben. Die Reduzierung von Wirbelströmen kann nur unter den Gesichtspunkten F, D usw. betrachtet werden. Die Isolierhülse besteht aus nichtmetallischen Materialien mit hohem spezifischen Widerstand und hoher Festigkeit, was die Wirbelströme sehr wirksam reduziert.

3. Steuerung des Kühlschmiermittelflusses
Bei laufender Magnetpumpe muss der Ringspalt zwischen dem inneren Magnetrotor und der Isolierhülse sowie der Gleitlager-Reibpaarung mit einer kleinen Menge Kühlflüssigkeit gespült und gekühlt werden. Die Durchflussrate des Kühlmittels beträgt üblicherweise 2–3 % der Auslegungsdurchflussrate der Pumpe. Der Ringraum zwischen dem inneren Magnetrotor und der Isolierhülse erzeugt aufgrund von Wirbelströmen hohe Wärme. Bei unzureichender Kühlschmierung oder ungleichmäßiger oder verstopfter Spülbohrung übersteigt die Mediumstemperatur die Betriebstemperatur des Permanentmagneten. Der innere Magnetrotor verliert allmählich seinen Magnetismus, und der Magnetantrieb versagt. Bei Wasser oder wasserbasierten Flüssigkeiten kann der Temperaturanstieg im Ringraum bei 3–5 °C gehalten werden; bei Kohlenwasserstoffen oder Ölen beträgt er 5–8 °C.

4. Gleitlager
Die Gleitlager von Magnetpumpen bestehen aus imprägniertem Graphit, Polytetrafluorethylenfüllung, technischer Keramik usw. Da technische Keramik eine gute Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Reibungsfestigkeit aufweist, werden die Gleitlager von Magnetpumpen meist aus technischer Keramik gefertigt. Da technische Keramik sehr spröde ist und einen geringen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, darf das Lagerspiel nicht zu klein sein, um ein Hängenbleiben der Welle zu vermeiden.
Da die Gleitlager der Magnetpumpe durch das Fördermedium geschmiert werden, müssen je nach Medium und Betriebsbedingungen unterschiedliche Werkstoffe für die Lager verwendet werden.

5. Schutzmaßnahmen
Wenn der angetriebene Teil des Magnetantriebs überlastet ist oder der Rotor feststeckt, rutschen Haupt- und Antriebsteil des Magnetantriebs automatisch ab, um die Pumpe zu schützen. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Permanentmagnet am Magnetantrieb unter der Einwirkung des magnetischen Wechselfelds des aktiven Rotors Wirbelverluste und magnetische Verluste. Dies führt zu einem Temperaturanstieg des Permanentmagneten und einem Rutschen und Ausfallen des Magnetantriebs.
Drei, die Vorteile der Magnetpumpe
Im Vergleich zu Kreiselpumpen mit Gleitringdichtungen oder Packungsdichtungen haben Magnetpumpen folgende Vorteile.
1. Die Pumpenwelle wechselt von einer dynamischen Dichtung zu einer geschlossenen statischen Dichtung, wodurch ein Austreten von Medium vollständig vermieden wird.
2. Es besteht kein Bedarf an unabhängiger Schmierung und Kühlwasser, was den Energieverbrauch senkt.
3. Von der Kupplungsübertragung bis zum Synchronwiderstand gibt es keinen Kontakt und keine Reibung. Es hat einen geringen Stromverbrauch, einen hohen Wirkungsgrad und einen Dämpfungs- und Vibrationsreduzierungseffekt, der die Auswirkungen der Motorvibration auf die Magnetpumpe und die Auswirkungen auf den Motor verringert, wenn die Pumpe Kavitationsvibrationen aufweist.
4. Bei Überlastung rutschen die inneren und äußeren Magnetrotoren relativ zueinander, was Motor und Pumpe schützt.
Viertens: Vorsichtsmaßnahmen beim Betrieb
1. Verhindern Sie das Eindringen von Partikeln
(1) In den magnetischen Pumpenantrieb und die Lagerreibungspaarungen dürfen keine ferromagnetischen Verunreinigungen und Partikel gelangen.
(2) Spülen Sie das Medium, das leicht kristallisiert oder ausfällt, nach dem Transport rechtzeitig aus (gießen Sie nach dem Stoppen der Pumpe sauberes Wasser in den Pumpenhohlraum und lassen Sie es nach 1 Minute Betrieb ab), um die Lebensdauer des Gleitlagers zu gewährleisten.
(3) Beim Transport des Mediums, das Feststoffpartikel enthält, sollte dieses am Einlass des Pumpenströmungsrohrs gefiltert werden.
2. Entmagnetisierung verhindern
(1) Das Drehmoment der Magnetpumpe kann nicht zu klein ausgelegt werden.
(2) Der Betrieb sollte unter den angegebenen Temperaturbedingungen erfolgen, und die Mediumstemperatur darf den Standard nicht überschreiten. An der Außenfläche der Isolierhülse der Magnetpumpe kann ein Platin-Widerstandstemperatursensor installiert werden, um den Temperaturanstieg im Ringraum zu erfassen und bei Überschreitung des Grenzwertes einen Alarm auszulösen oder die Pumpe abzuschalten.
3. Trockenreibung vermeiden
(1) Leerlauf ist strengstens verboten.
(2) Das Abpumpen des Mediums ist strengstens verboten.
(3) Bei geschlossenem Auslassventil sollte die Pumpe nicht länger als 2 Minuten ununterbrochen laufen, um eine Überhitzung und einen Ausfall des Magnetantriebs zu vermeiden.