磁力泵是市场上相对常见的磁力泵。磁力泵(磁力驱动泵)主要由泵头,磁力执行器(磁力缸),电机和连接基板等几部分组成。磁力泵的磁力致动器由外磁转子,内磁转子和非导磁隔离套组成。当电动机驱动外磁转子旋转时,磁场会穿透气隙和隔离套。磁转子同步旋转,实现动力的非接触式同步传输,将易于泄漏的动态密封结构转换为零泄漏的静态密封结构。由于泵轴和内磁转子完全被泵体和隔离套封闭,解决了跑、冒、滴、漏的问题。
磁力泵的隔离套是一个承压部件,以确保磁力泵不泄漏,它也是内外磁性转子之间的静态密封间隔件。作为泵的密封部件,它主要承受泵在运行过程中产生的内部压力。它是一个固定在泵盖上的薄壳结构的密封盖。出于强度的考虑,一般由金属材料制成。由于隔离套在高速交变磁场中工作,因此产生严重的“发电”效应,即磁涡流损失。材料的导电性能越好,截面积越大,转速越高,涡流损失就越大。因此,隔离套尽量选择非铁磁性的、电阻率比较高的材料。
目前,耐酸碱泵隔离套的金属材料有:哈氏合金,钛合金和316L、陶瓷、碳纤维复合材料等。
1.一般是金属材料。由于隔离套工作在高速交变磁场中,存在严重的“发电”效应,即磁涡流损耗,材料的导电性越好,截面积越大,转速越高,涡流损耗越大。
2.隔离套应尽可能采用高电阻率的非铁磁材料。常用的金属材料有奥氏体不锈钢、钛合金、哈氏合金等。以不锈钢为例,在磁力泵1900r/min的工况下,涡流损耗高达15%~20%。哈氏合金具有高电阻率和高强度,可以有效降低涡流损耗,但材料成本高限制了其应用。
3.非金属材料可以减少甚至完全避免涡流损耗。如果工作压力不高,可以选用高强度工程塑料。
4.国外陶瓷材料的隔离套涡流损耗几乎为零。然而,陶瓷材料易碎,机械和热震稳定性差,加工复杂,价格高,组装困难,因此没有得到广泛应用。
目前江苏博实碳纤维科技有限公司采用碳纤维制作的加强套强度其优点众多:
1、碳纤维材料无磁性,不导磁。
2、可应用于高温高压磁力泵(3MPa~50MPa)。碳纤维强度远高于PEEK、PPS材料。PEEK抗拉强度一般不高于300MPa,而普通T300碳纤维材料轴向抗拉即可达1700MPa,满足同等强度的情况下,壁厚仅PEEK的一半。
3、常温碳纤维材料可在-50℃至140℃环境中长期使用,耐高温碳纤维可在280℃环境中长期使用。
4、碳纤维材料使用寿命长,耐疲劳,耐老化,一般使用寿命可达20年。
5、碳纤维材料永不生锈,耐腐蚀性好,耐冲击性能好,不易炸裂。
6、模具成本低于常规工业品注塑模,但是产品单价高于聚醚醚酮、聚苯硫醚,一般低于钛合金、哈氏合金。
7、碳纤维材料尺寸稳定性好,在高低温环境中不涨不缩,热膨胀系数几乎为0。
8、对于运输某些强酸碱液体可用碳纤维做加强套,内衬采用氟塑料隔离套结合使用。
采用碳纤维制作隔离套,强度与钛合金相当,且无涡流损失,层间导热系数约为0.5W/mK,远低于金属材料,液体不易结晶,降低停机检修的风险,泵的工作效率高,节电效果好。是金属、塑料、陶瓷隔离套的完美替代品。
阅读延伸:《磁力泵隔离套的作用是什么》