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      多年來，常規(guī)的有密封泵一直是石化工業(yè)的主力裝備。這種泵上裝有各種各樣的密封，從填料密封直到復(fù)雜的雙端面機械密封。有密封泵的主要優(yōu)點是單位成本低，設(shè)計上的通用性，用戶對此維護方式已經(jīng)習(xí)慣。其缺點是，該密封必須產(chǎn)生泄漏來潤滑密封面。填料密封的泄漏量一般為3～80mL/h，制造良好的機械密封僅有微量泄漏，其泄漏量為0.01～3mL/h。如果密封出事故，則輸送介質(zhì)就會泄漏到大氣中，從而危害人身和環(huán)境。此外，雖然目前機械密封及其精巧的輔助系統(tǒng)已經(jīng)變得越來越復(fù)雜，但在延長密封使用壽命方面所取得的進展始終不令人滿意。因此，一種既可行又重要的選擇方案就是采用一種不需要軸封的離心泵即無密封泵。相比之下，無密封泵可以大大減輕或消除這種災(zāi)難性事故的危害并大大延長使用壽命。無密封泵主要包括磁力驅(qū)動泵和屏蔽泵，結(jié)構(gòu)上只有靜密封而無動密封，用于輸送液體時能保證一滴不漏。

 

1.磁力驅(qū)動泵                                     

 

      磁力聯(lián)軸器傳動泵（簡稱磁力泵）早是在1947年由英國HMD公司的Geoffrey Howard研制成功的。幾年后西德的Franz Klaus也相繼開發(fā)成功。先使用磁力驅(qū)動泵的兩家公司是英國的帝國化學(xué)工業(yè)公司和德國的拜爾化學(xué)公司。開發(fā)磁力驅(qū)動泵的初目的是為了保護從事化工、核動力、國防等工業(yè)現(xiàn)場人員的安全和健康。20世紀(jì)70年代中期以后由于稀土鈷（1978年）、強有力的釹鐵硼（1983年）等新一代永磁鐵和碳化硅軸承技術(shù)的開發(fā)使磁力驅(qū)動泵的技術(shù)水平有了極大的提高。據(jù)國外樣本和文獻資料顯示，磁力驅(qū)動泵的流量現(xiàn)在可達1150m3/h；揚程達500m；介質(zhì)溫度范圍-120℃～450℃；粘度極限100～200cp；介質(zhì)中磨蝕性固體顆粒含量可達1.5%（按重量），固體顆粒粒度可達100μm；采取特殊措施后，泵能輸送含20%不溶性固體物的渣漿，固體物直徑可達20mm；系統(tǒng)壓力可達450bar。磁力驅(qū)動泵還適應(yīng)于機械密封很難勝任的高真空使用條件。技術(shù)上的這些突破和其它改進措施，使磁力驅(qū)動泵的可靠性和經(jīng)濟性有了驚人的提高。對磁力驅(qū)動泵和機械密封泵的可用率和易修性的調(diào)查表明，有密封泵的損壞率和故障率都明顯高于磁力泵。例如在400℃的熱液泵上的機械密封平均壽命為6個月，而磁力驅(qū)動泵能運轉(zhuǎn)多年，惟一需要的維護只是對泵和電機的外部軸承進行正常的潤滑。在化工領(lǐng)域中獲得的大量經(jīng)驗已使人們得出這樣的結(jié)論：磁力驅(qū)動泵已經(jīng)發(fā)展成為許多流程裝置中經(jīng)濟的解決辦法。因此，磁力驅(qū)動泵使用的增多已不僅僅是因為一個可靠的環(huán)境因素，而且還有大幅度減少運行、維修費用的經(jīng)濟因素。其應(yīng)用范圍已從輸送危害性液體和貴重液體擴大到需要長壽命、維護少的普通用泵場合，例如遠洋船舶上因維護費用高而用磁力驅(qū)動泵來輸送空調(diào)系統(tǒng)用冷水。近十年來磁力驅(qū)動泵的應(yīng)用急劇增長，已經(jīng)成為各種應(yīng)用領(lǐng)域中的常見裝備。磁力驅(qū)動泵現(xiàn)在可以滿足無密封泵全部應(yīng)用領(lǐng)域的90%。

磁力泵是利用磁體能吸引鐵磁物質(zhì)以及磁體或磁場之間有磁力作用的特性；而非鐵磁物質(zhì)不影響或很少影響磁力的大小，因此可以無接觸地透過非磁導(dǎo)體（隔離套）進行動力傳輸，這種傳動裝置稱為磁性聯(lián)軸器。電動機通過聯(lián)軸器和外磁鋼聯(lián)在一起，葉輪和內(nèi)磁鋼聯(lián)在一起。在外磁鋼和內(nèi)磁鋼之間設(shè)有全密封的隔離套，將內(nèi)、外磁鋼完全隔開，使內(nèi)磁鋼處于介質(zhì)之中，電動機的轉(zhuǎn)軸通過磁鋼間磁極的吸力直接帶動葉輪同步轉(zhuǎn)動。其主要優(yōu)點：由于傳動軸不需要穿入泵殼，而是利用磁場透過空氣間隙和隔離套薄壁傳動扭矩，帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子，因此從根本上消除了軸封的泄漏通道，實現(xiàn)了完全密封；傳遞動力時有過載保護作用；除磁性材料與磁路設(shè)計有較高要求外，其余部分技術(shù)要求不高；磁力驅(qū)動泵的維護和檢修工作量小。其主要缺點：磁力驅(qū)動泵的效率比普通離心泵低；對防單面泄漏的隔離套的材料及制造要求較高；磁力驅(qū)動泵由于受到材料及磁性傳動的限制，因此國內(nèi)一般只用于輸送100℃以下、1.6MPa以下的介質(zhì)；由于隔離套材料的耐磨性一般較差，因此磁力驅(qū)動泵一般用于輸送不含固體顆粒的介質(zhì)；聯(lián)軸器對中要求高，對中不當(dāng)時，會導(dǎo)致進口處軸承的損壞和防單面泄漏隔離套的磨損。

 

2.屏蔽泵

                                        

      屏蔽泵屬離心式無密封泵，泵和驅(qū)動電機都被封閉在一個被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封。這種結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)離心泵具有的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，能做到完全無泄漏。屏蔽泵把泵和電機聯(lián)在一起，電動機的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電動機的轉(zhuǎn)子和定子隔開，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運轉(zhuǎn)，其動力通過定子磁場傳遞給轉(zhuǎn)子。其主要優(yōu)點：①與有密封泵相比，省去了維修和更換密封的麻煩，也省去了聯(lián)軸器，零件數(shù)量少（只有機械密封泵的30%左右），可靠性高。無滾動軸承和電機的風(fēng)扇，不需要加潤滑油，且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低�？膳渲幂S承磨損監(jiān)視器，檢測軸承的磨損情況。②結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，對底座和基礎(chǔ)的要求低，沒有聯(lián)軸器的對中問題，安裝容易且費用低。日常維修工作量少，維修費用低。③能在真空系統(tǒng)或“真空”與“正壓”交替運行的情況下正常運轉(zhuǎn)而無泄漏�？梢栽诟哒婵斩惹闆r下直接從真空槽中把物料送至其他容器中。使用范圍廣，對于高溫、高壓、極低溫、高熔點等各種工況均能滿足要求。其主要缺點：①由于采用滑動軸承，且用被輸送的介質(zhì)潤滑，故對潤滑性差的介質(zhì)就不適宜采用屏蔽泵輸送。一般適合于屏蔽泵的介質(zhì)粘度范圍為0.1～20cP。②屏蔽泵的效率通常低于有密封的離心泵。但在中、小功率的情況下，與雙端面密封泵相比，后者由于增加了冷卻和沖洗系統(tǒng)的功率消耗，故總效率相差不大。③離心泵運行時，要求流量應(yīng)高于小連續(xù)流量。對屏蔽泵這點尤其重要，因為在小流量工況下，泵效率較低且會導(dǎo)致發(fā)熱，使流體蒸發(fā)而造成泵干轉(zhuǎn)，引起滑動軸承的損壞。

 

3.磁力泵與屏蔽泵的比較

 

     在過去十年中，磁力泵已成為廣大應(yīng)用領(lǐng)域中的常見裝備。相比之下，屏蔽泵已被看作是一種價格更高、更特殊的泵，多數(shù)情況下只在有專門訂貨時才設(shè)計制造。盡管這種看法隨著標(biāo)準(zhǔn)化屏蔽泵系列的出現(xiàn)而正在變化，但屏蔽泵在市場中仍只占相當(dāng)小的份額。

      一般來說，無密封泵的可靠性等同于或優(yōu)于相當(dāng)?shù)挠忻芊獗�。但是這兩種泵都會因使用不當(dāng)（特別是干轉(zhuǎn)和偏離設(shè)計點運轉(zhuǎn)）而易遭損壞。用輸送介質(zhì)潤滑軸承的無密封泵在長時間的干轉(zhuǎn)后才會發(fā)生軸承磨損。在缺乏運行監(jiān)控情況下，這種磨損是看不見的，在某些情況下可能導(dǎo)致泵損壞和密封套的破裂。標(biāo)準(zhǔn)的磁力驅(qū)動裝置在損壞情況下會使液體泄入聯(lián)軸器體內(nèi)，并且通過聯(lián)軸器軸承泄漏到外界大氣中。這種泄漏通常由于液體必須流經(jīng)曲折通路而受到節(jié)制，一般不會造成嚴(yán)重后果。這種標(biāo)準(zhǔn)的磁力驅(qū)動裝置還可以作很大改進以避免泄漏，改進方法是采用通氣口來防止聯(lián)軸器體內(nèi)的壓力增大和采用輔助的（驅(qū)動裝置）軸封來防止泄漏。相比之下，屏蔽泵會使泄漏液體密封在電機體內(nèi)，并防止進一步外泄。不過要把液體密封住，只有在嚴(yán)密注意壓力容器（電機殼）到接線盒之間的電纜接頭的情況下才有可能。這個部位歷來是屏蔽泵的惟一弱點。設(shè)計不良會使第二道（指電機殼）密封不起任何作用。即使密封套萬一損壞，磁力驅(qū)動泵可以完全得到清理，而且未受損壞的零件可以重新使用。如果必要，這種維修在現(xiàn)場就可進行。而泄漏到屏蔽泵電機體內(nèi)的液體會使繞組損壞。雖然某些泵型具有可拆卸的定子結(jié)構(gòu)，但大部分屏蔽泵都是采用密封式電機或具有焊接結(jié)構(gòu)，這就需要送到工廠去維修或者重新更換一個昂貴的體內(nèi)部件。

      對于標(biāo)準(zhǔn)磁力驅(qū)動泵，不需要批準(zhǔn)危險使用區(qū)，而屏蔽泵則需要合格證。在許多情況下這種合格證在歐洲各國也相互不一致，可能需要增設(shè)運行工況監(jiān)控裝置，如，需要確保流程液存放的液位探測器。對于標(biāo)準(zhǔn)形式的屏蔽泵，其溫度局限在約100℃以內(nèi)。決定因素是電機繞組采用的絕緣等級，為了克服這個問題，電機裝有獨立的冷卻回路，從而增加了管路、冷卻液源、泵和熱交換器的額外費用。標(biāo)準(zhǔn)的同步磁力泵可以在約400℃溫度下運轉(zhuǎn)。

      總的來說，磁力泵可以滿足無密封泵全部應(yīng)用領(lǐng)域的90%。這種泵技術(shù)規(guī)格齊全，價格經(jīng)濟，交貨期短，使用方便，維修時不需要電工參與，而且可以與普通的有密封泵直接互換。屏蔽泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，通常不能滿足常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，密封零部件牽涉到維護問題，多工種安裝問題，以及交貨期長等問題，這些都使得屏蔽泵只能應(yīng)用在磁力驅(qū)動泵不能滿足的、危險程度很高的各種邊緣應(yīng)用領(lǐng)域。顯爾易見，這兩種泵雖然同時占有市場，但磁力驅(qū)動泵將會占領(lǐng)更大的市場份額，而成為未來各種環(huán)保、安全工業(yè)的主力裝備。

      在國內(nèi)，由于國人的環(huán)保意識尚不是很強，環(huán)保法規(guī)還不夠健全，再加上執(zhí)行力度也不夠，人們對泵泄漏的問題普遍重視不足。從而使國內(nèi)泵制造廠對如何大限度地減少泵（尤其是工業(yè)用泵）泄漏的研究投入很少。致使國產(chǎn)無密封泵（包括磁力泵及屏蔽泵）的研制、開發(fā)水平與國際先進水平相比有較大差距。隨著我國加入WTO，以及近五年優(yōu)先發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略方針的提出，可以預(yù)見，大力發(fā)展無密封泵，將會成為今后我國工業(yè)用泵的一個發(fā)展趨勢。