熱水循環(huán)泵是為循環(huán)使用的熱載體提供穩(wěn)定壓力及流速的機械設備。
熱水循環(huán)泵種類:有刷直流熱水循環(huán)泵、無刷直流熱水循環(huán)泵(電機式)、無刷直流熱水循環(huán)泵(磁力驅(qū)動隔離式)。
熱水循環(huán)泵工作原理
無刷直流磁力驅(qū)動泵的磁鐵與葉輪注塑成一體組成電機的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子中間有直接注塑成型的軸套,通過高性能陶瓷軸固定在殼體中,電機的定子與電路板部分采用環(huán)氧樹脂膠灌封于泵體中,定子與轉(zhuǎn)子之間有一層薄壁隔離,無需配以傳統(tǒng)的機械軸封,因而是完全密封。電機的扭力是通過矽鋼片(定子)上的線圈通電后產(chǎn)生磁場帶動永磁磁鐵(轉(zhuǎn)子)工作運轉(zhuǎn)?!Υ朋w進行n (n為偶數(shù)) 級充磁使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當定子線圈產(chǎn)生的磁極與磁鐵的磁極處于異極相對,即兩個磁極間的位移角Φ=0,此時磁系統(tǒng)的磁能最低;當磁極轉(zhuǎn)動到同極相對,即兩個磁極間的位移角Φ=2π/n,此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后,由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥,磁力將使磁體恢復到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運動,帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。無刷直流水泵通過電子換向,無需使用碳刷,磁體轉(zhuǎn)子和定子矽鋼片都有多級磁場,當磁體轉(zhuǎn)子相對定子旋轉(zhuǎn)一個角度后會自動改變磁極方向,使轉(zhuǎn)子始終保持同級排斥,從而使無刷直流磁力隔離泵有較高的轉(zhuǎn)速和效率。
磁力隔離泵的定子與轉(zhuǎn)子完全隔離,完全避免了傳統(tǒng)的電機式無刷直流水泵存在的液體泄漏問題。而且可以完全潛水使用并且完全防水,有效的提高了泵的使用壽命及性能。
結(jié)構(gòu)組成及其特點 無刷直流水泵(磁力隔離泵)由泵體(隔離件),電機定子,軸,軸承和轉(zhuǎn)子水葉(磁體和葉輪)幾部分組成:
磁體(釹鐵硼永磁體)
由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45-400℃),矯頑力高,磁場方向具有很好的各向異性,在同極相接近時也不會發(fā)生退磁現(xiàn)象,是一種很好的磁場源。
隔離件
在采用金屬隔離套時,隔離套處于一個正弦交變的磁場中,在垂直于磁力線方向的截面上感應出渦電流并轉(zhuǎn)化成熱量。渦流的表達式為:其中Pe-渦流;K—常數(shù);n—泵的額定轉(zhuǎn)速;T-磁傳動力矩;F-隔套內(nèi)的壓力;D-隔套內(nèi)徑; 一材料的電阻率; —材料的抗拉強度。當泵設計好后,n、T是工況給定的,要降低渦流只能從F、D等方面考慮。選用高電阻率、高強度的非金屬材料制作隔離套,在降低渦流方面效果十分明顯。
軸
由于無刷直流磁力隔離泵是通過通電線圈帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)來工作的,旋轉(zhuǎn)為了保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)及噪音,采用高性能陶瓷軸與軸套配合,可以達到很高的精度,有效的減少了旋轉(zhuǎn)阻力及噪音。
滑動軸承
磁力泵滑動軸承的材料有工程塑料塑鋼(POM)或陶瓷。由于塑鋼(POM)及陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑動軸承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨脹系數(shù)小,所以軸承間隙不得過小,以免發(fā)生抱軸事故。
由于磁力泵的滑動軸承以所輸送的介質(zhì)進行潤滑,所以應根據(jù)不同的介質(zhì)及使用工況,選用不同的材質(zhì)制作軸承。
保護措施
1. 當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行時,磁力傳動器的從動部件會在軸上打滑,有效的保護了電機。
2. 泵運轉(zhuǎn)時,必須用少量的液體對內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域和滑動軸承的摩擦副進行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設計流量的2%-3%,內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域由于渦流而產(chǎn)生高熱量。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時,將導致介質(zhì)溫度高于永磁體的工作溫度,使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子逐步失去磁性,使磁力傳動器失效。當介質(zhì)為水或水基液時,可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在3-5℃;當介質(zhì)為烴或油時,可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在5-8℃。