屏蔽泵的原理

随着化学工业的发展以及人们对环境、安全意识的提高，对化工用泵的要求也越来越高，在一些场合对某些泵提出了绝对无泄漏要求，这种需求促进了屏蔽泵技术的发展。屏蔽泵由于没有转轴密封，可以做到绝对无泄漏，因而在化工装置中的使用已愈来愈普遍。 1　屏蔽泵的原理和结构特点 普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工作，而屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。 屏蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。 此外，屏蔽泵的制造并不复杂，其液力端可以按照离心泵通常采用的结构型式和有关的来设计、制造。 2　屏蔽泵的优缺点 2.1　屏蔽泵的优点 (1)全封闭。结构上没有动密封，只有在泵的外壳处有静密封，因此可以做到完全无泄漏，特别适合输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。 (2)安全性高。转子和定子各有一个屏蔽套使电机转子和定子不与物料接触，即使屏蔽套破裂，也不会产生外泄漏的危险。 (3)结构紧凑占地少。泵与电机系一整体，拆装不需找正中心。对底座和基础要求低，且日常维修工作量少，维修费用低。 (4)运转平稳，噪声低，不需加润滑油。由于无滚动轴承和电动机风扇，故不需加润滑油，且噪声低。 (5)使用范围广。对高温、高压、低温、高熔点等各种工况均能满足要求。 2.2　屏蔽泵的缺点 (1)由于屏蔽泵采用滑动轴承，且用被输送的介质来润滑，故润滑性差的介质不宜采用屏蔽泵输送。一般地适合于屏蔽泵介质的粘度为0.1～20mPa.s。 (2)屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵，而与双端面机械密封离心泵大致相当。 (3)长时间在小流量情况下运转，屏蔽泵效率较低，会导致发热、使液体蒸发，而造成泵干转，从而损坏滑动轴承。 3　屏蔽泵的型式及适用范围 根据输送液体的温度、压力、粘度和有无颗粒等情况，屏蔽泵可分为以下几种： (1)基本型 输送介质温度不超过120℃，扬程不超过150m。其它各种类型的屏蔽泵都可以在基本型的基础上，经过变型和改进而得到。 (2)逆循环型 在此型屏蔽泵中，对轴承润滑、冷却和对电机冷却的液体流动方向与基本型正好相反。其主要特点是不易产生汽蚀，特别适用于易汽化液体的输送，如液化石油气、一氯甲烷等。 (3)高温型 一般输送介质温度最高350℃，流量最高300m3/h，扬程最高115m，适用于热介质油和热水等高温液体。 (4)高融点型 泵和电机带夹套，可大幅度提高电机的耐热性。适用于高融点液体，温度最高可达250℃。夹套中可通入蒸汽或一定温度的液体，防止高融点液体产生结晶。 (5)高压型 高压型屏蔽泵的外壳是一个高压容器，使泵能承受很高的系统压力。为了支承处于内部高压下的屏蔽套，可以将定子线圈用来承受压力。 (6)自吸型 吸入管内未充满液体时，泵通过自动抽气作用排液，适应于从地下容器中抽提液体。 (7)多级型 装有复数叶轮，适用于高扬程流体输送，最高扬程可达400m。 (8)泥浆型 适用于输送混入大量泥浆的液体。 4　屏蔽泵选型时的注意事项 一般的屏蔽泵采用输送的部分液体来冷却电机，且环隙很小，故输送液体必须洁净。对输送多种液体混合物，若它们产生沉淀、焦化或胶状物，则此时选用屏蔽泵(非泥浆型)可能堵塞屏蔽间隙，影响泵的冷却与润滑，导致烧坏石墨轴承和电机。 屏蔽泵一般均有循环冷却管，当环境温度低于泵送液体的冰点时，则宜采用伴管等防冻措施，以保证泵启动方便。 另外屏蔽泵在启动时应严格遵守出口阀和入口阀的开启顺序，停泵时先将出口阀关小，当泵运转停止后，先关闭入口阀再关闭出口阀。 总之，采用屏蔽泵，完全无泄漏，有效地避免了环境污染和物料损失，只要选型正确，操作条件没有异常变化，在正常运行情况下，几乎没有什么维修工作量。屏蔽泵是输送易燃、易爆、腐蚀、贵重液体的理想用泵。 屏蔽泵又叫无填料泵。它是将叶轮与电动机的转子连成一体浸没在被输送的液体中，不像一般离心泵大多通过联轴器与电动机连接。它们封闭在同一壳体内，不需要填料或机械密封，从根本上消除了液体的外漏。为了防止输送液体与电气部分接触，电动机的定子和转子用非磁性金属薄壁圆筒（屏蔽套）与液体隔离。这就是屏蔽泵和一般离心泵根本不同之处。这种泵所用的电动机实际上是属于半干式潜水电动机。 一、屏蔽泵的工作原理 屏蔽泵属于离心式无密封泵，泵和驱动电机都被封闭在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，能做到完全无泄漏。 屏蔽泵把泵和电动机联在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传递给转子。 屏蔽泵的液力端可以按照一般离心泵通常采用的结构形式和有关的标准、规范设计制造。 二、屏蔽泵的特点 1、屏蔽泵的优点 （1）与有密封泵相比，省去了维修和更换密封的麻烦，也省去了联轴器，零件数量少（只有机械密封泵的30%左右），可靠性高。无滚动轴承和电机的风扇，不需要加润滑油，且运转平稳、噪音低[一般为60~65dB(A)]。可配置轴承磨损监视器，检测轴承的磨损情况。 （2）结构紧凑，占用空间小，对底座和基础的要求低，没有联轴器的对中问题，安装容易且费用低。日常维修工作量少，维修费用低。 （3）能在真空系统或“真空”与“正压”交替运行的情况下正常运转而无泄漏。可以在高真空度情况下直接从真空槽中把物料送至其它容器中。使用范围广，对于高温、高压、极低温、高熔点等各种工况均能满足要求。 2、屏蔽泵的缺点 （1）由于采用滑动轴承，且用被输送的介质润滑，故对润滑性较差的介质就不适宜采用屏蔽泵输送。一般适合于屏蔽泵的介质粘度范围为0.1~20cP。 （2）屏蔽泵的效率通常低于有密封的离心泵。但在中、小功率的情况下，与双端面密封泵相比，后者由于增加了冷却和冲洗系统的功率消耗，故总效率相差不大。 （3）离心泵运行时，要求流量应高于最小连续流量。对屏蔽泵这点尤为重要，因为在小流量情况下，泵效率较低且会导致发热，使流体蒸发而造成泵干转，引起滑动轴承的损坏。