一、泵企业概况
生产电厂(包括核电)、冶金、石化等部门用的具有高技术含量泵的国企(如沈泵、石泵、湘电长沙水泵、上海电力修造厂等)维持生存, ITT 、 KSB 、茬原等世界著名泵企业(如上泵- KSB 、 ITT 南京古尔兹、嘉立特-茬原、博泵-茬原、大耐-苏尔寿(海密梯克、里瓦赫伯特)、佛泵-安德里兹、大连帝国、上海尼可尼等)逐步进入我国,民营泵企业快速发展。现在国内泵企业约 1 000 家,占世界泵企业 10 000 家的 1/10 ;国内泵产值 2004 年约 220 亿人民币,约占世界泵产值 270 亿美元的 1/10 ,世界十大泵企业产值约占世界泵总产值的 22% ,我国十大泵企业的产值也约占全国泵产值的 22% 。
世界 2004 年按销售值排列十大泵企业(引自沈泵所 2005 年 3 月上海行业会资料):
1 、美国 ITT ( 17. 01 亿美元); 2 、美国 FLOWSERVE ( 10.3 亿美元); 3 、丹麦格兰富( 10.1 亿美元); 4 、日本荏原( 10.0 亿美元); 5 、德国 KSB ( 9.0 亿美元); 6 、瑞士苏尔寿( 6.83 亿美元); 7 、英国威尔( 5.84 亿美元); 8 、德国威乐( 5.84 亿美元); 9 、美国 IDEX ( 4.27 亿美元); 10 、美国 PENTAIR ( 4.0 亿美元)
国内 2004 年按销售值排列前十大泵企业(因统计不全,可能有误,仅供参考):
上海凯泉泵业集团;沈阳水泵厂有限公司;上海 KSB ;上海电力修造厂有限公司;大耐泵业有限公司;石家庄泵业有限公司;湘电长沙水泵厂有限公司;博泵科技有限公司;上海连成泵业有限公司;上海东方泵业有限公司。
国内泵产值年增长率 10.5% ,约为国家经济增长率的 1.5 倍,是世界泵年增长率 4.3% 的 2.5 倍。随着建筑、电力、钢铁、石化、环保工业的发展和向第三世界出口泵产品的增加,这种快速增长的形势将保持几年。
从地区上在看,江浙沪发展最快,泵年产值约占全国的 60% ;上海泵年产值约占全国的 20% ,按销售值排列全国前十名有半数在上海,因而上海逐渐成为全国泵业的中心
二、磁力泵技术的现状和发展
磁力联轴器传动泵(简称磁力驱动泵)最早是在1947年由英国HMD公司的Geoffrey Howard研制成功的。几年后西德的Franz Klaus也相继开发成功。最先使用磁力驱动泵的两家公司是英国的帝国化学工业公司和德国的拜尔化学公司。开发磁力泵的最初目的是为了保护从事化工、核动力、国防等工业现场人员的安全和健康。
20世纪70年代中期以后由于稀土钴(1978年)、最强有力的钕铁硼(1983年)等新一代永磁铁和碳化硅轴承技术的开发使磁力驱动泵的技术水平有了极大的提高。据国外样本和文献资料显示,磁力驱动泵的流量现在可达1150m3/h;扬程达500m;介质温度范围-120℃~450℃;粘度极限100~200cp;介质中磨蚀性固体颗粒含量可达1.5%(按重量),固体颗粒粒度可达100μm;采取特殊措施后, 泵能输送含20%不溶性固体物的渣浆,固体物直径可达20mm;系统压力可达450bar
将n对磁体(n为偶数)按规律排列组装在磁力传动器的内、外磁转子上,使磁体部分相互组成完整藕合的磁力系统。当内、外两磁极处于异极相对,即两个磁极间的位移角Φ=0,此时磁系统的磁能最低;当磁极转动到同极相对,即两个磁极间的位移角Φ=2π/n,此时磁系统的磁能最大。去掉外力后,由于磁系统的磁极相互排斥,磁力将使磁体恢复到磁能最低的状态。于是磁体产生运动,带动磁转子旋转。
结构特点
1.永磁体
由稀土永磁材料制成的永磁体工作温度范围广(-45-400℃),矫顽力高,磁场方向具有很好的各向异性,在同极相接近时也不会发生退磁现象,是一种很好的磁场源。
2.隔离套
在采用金属隔离套时,隔离套处于一个正弦交变的磁场中,在垂直于磁力线方向的截面上感应出涡电流并转化成热量。涡流的表达式为:其中Pe-涡流;K—常数;n—泵的额定转速;T-磁传动力矩;F-隔套内的压力;D-隔套内径; 一材料的电阻率; —材料的抗拉强度。当泵设计好后,n、T是工况给定的,要降低涡流只能从F、D等方面考虑。选用高电阻率、高强度的非金属材料制作隔离套,在降低涡流方面效果十分明显。
3.冷却润滑液流量的控制
泵运转时,必须用少量的液体对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承的摩擦副进行冲洗冷却。冷却液的流量通常为泵设计流量的2%-3%,内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流而产生高热量。当冷却润滑液不够或冲洗孔不畅、堵塞时,将导致介质温度高于永磁体的工作温度,使内磁转子逐步失去磁性,使磁力传动器失效。当介质为水或水基液时,可使环隙区域的温升维持在3-5℃;当介质为烃或油时,可使环隙区域的温升维持在5-8℃。
4.滑动轴承
磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐热、耐腐蚀、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑动轴承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨胀系数小,所以轴承间隙不得过小,以免发生抱轴事故。
由于磁力泵的滑动轴承以所输送的介质进行润滑,所以应根据不同的介质及使用工况,选用不同的材质制作轴承。
5.保护措施
当磁力传动器的从动部件在过载情况下运行或转子卡死时,磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱,保护机泵。此时磁力传动器上的永磁体在主动转子交变磁场的作用下,将产生涡损、磁损,造成永磁体温度升高,磁力传动器滑脱失效。