자기 펌프의 작동 원리

자기 펌프는 펌프, 자기 구동 장치, 모터의 세 부분으로 구성됩니다. 자기 구동 장치의 핵심 구성 요소는 외부 자기 로터, 내부 자기 로터, 그리고 비자성 절연 슬리브로 구성됩니다. 모터가 외부 자기 로터를 회전시키면 자기장이 공극과 비자성 물질을 관통하여 임펠러에 연결된 내부 자기 로터를 동기 회전시켜 비접촉식 동력 전달을 실현하고 동적 씰을 정적 씰로 전환합니다. 펌프 샤프트와 내부 자기 로터가 펌프 본체와 절연 슬리브로 완전히 밀폐되어 "작동, 방출, 적하, 누출" 문제가 완전히 해결되고, 정유 및 화학 산업에서 펌프 씰을 통해 가연성, 폭발성, 독성 및 유해 물질이 누출되는 것을 방지합니다. 잠재적인 안전 위험은 직원의 신체적, 정신적 건강과 안전한 생산을 효과적으로 보장합니다.

1. 자기 펌프의 작동 원리
N 쌍의 자석(n은 짝수)이 자기 액추에이터의 내부 및 외부 자기 로터에 규칙적으로 배열되어 자석 부분이 서로 완전한 결합 자기 시스템을 형성합니다. 내부 및 외부 자극이 서로 반대일 때, 즉 두 자극 사이의 변위각 Φ=0일 때, 자기 시스템의 자기 에너지는 이때 가장 낮습니다. 자극이 같은 극으로 회전할 때, 두 자극 사이의 변위각 Φ=2π /n일 때, 자기 시스템의 자기 에너지는 이때 최대입니다. 외력을 제거한 후, 자기 시스템의 자극은 서로 반발하기 때문에 자기력은 자석을 가장 낮은 자기 에너지 상태로 복원합니다. 그런 다음 자석이 이동하여 자기 로터가 회전합니다.

2. 구조적 특징
1. 영구자석
희토류 영구자석 소재로 제작된 영구자석은 넓은 작동 온도 범위(-45~400°C), 높은 보자력, 그리고 자기장 방향에 대한 우수한 이방성을 갖습니다. 같은 극끼리 가까이 있으면 감자가 발생하지 않으며, 이는 좋은 자기장 공급원입니다.
2. 절연 슬리브
금속 절연 슬리브를 사용하는 경우 절연 슬리브는 사인파 교류 자기장에 있으며 와전류는 자기력선 방향에 수직인 단면에서 유도되어 열로 변환됩니다.와전류의 표현식은 다음과 같습니다.여기서 Pe는 와전류, K는 상수, n은 펌프의 정격 속도, T는 자기 전달 토크, F는 스페이서의 압력, D는 스페이서의 내경, D는 재료의 저항률, -재료의 인장 강도입니다.펌프를 설계할 때 n과 T는 작동 조건에 의해 제공됩니다.와전류를 줄이려면 F, D 등의 측면에서만 고려할 수 있습니다.절연 슬리브는 저항률이 높고 강도가 높은 비금속 재료로 만들어져 와전류를 줄이는 데 매우 효과적입니다.

3. 냉각 윤활유 흐름 제어
자기 펌프가 작동 중일 때, 소량의 액체를 사용하여 내부 자기 로터와 절연 슬리브 사이의 환형 간극 영역과 슬라이딩 베어링의 마찰 쌍을 세척하고 냉각해야 합니다.냉각수의 유량은 일반적으로 펌프 설계 유량의 2~3%입니다.내부 자기 로터와 절연 슬리브 사이의 환형 영역은 와전류로 인해 높은 열을 발생시킵니다.냉각 윤활제가 부족하거나 플러싱 구멍이 매끄럽지 않거나 막히면 매체의 온도가 영구 자석의 작동 온도보다 높아지고 내부 자기 로터는 점차 자성을 잃고 자기 구동 장치가 고장납니다.매체가 물 또는 수성 액체인 경우 환형 영역의 온도 상승을 3~5°C로 유지할 수 있습니다.매체가 탄화수소 또는 오일인 경우 환형 영역의 온도 상승을 5~8°C로 유지할 수 있습니다.

4. 슬라이딩 베어링
마그네틱 펌프의 슬라이딩 베어링 재질은 함침 흑연, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 엔지니어링 세라믹 등으로 충진됩니다. 엔지니어링 세라믹은 내열성, 내식성, 내마모성이 우수하기 때문에 마그네틱 펌프의 슬라이딩 베어링은 대부분 엔지니어링 세라믹으로 제작됩니다. 엔지니어링 세라믹은 매우 취성이 강하고 팽창 계수가 작기 때문에 샤프트 걸림 사고를 방지하기 위해 베어링 간극이 너무 작아서는 안 됩니다.
자기 펌프의 슬라이딩 베어링은 운반되는 매체에 의해 윤활되므로, 다양한 매체와 작동 조건에 따라 베어링을 만들기 위해 다양한 재료를 사용해야 합니다.

5. 보호 조치
자기 구동 장치의 구동부가 과부하 상태로 작동하거나 로터가 고착되면, 자기 구동 장치의 주 구동부와 구동부가 자동으로 미끄러져 펌프를 보호합니다. 이때, 자기 액추에이터의 영구 자석은 활성 로터의 교류 자기장의 작용으로 와전류 손실과 자기 손실을 발생시켜 영구 자석의 온도가 상승하고 자기 액추에이터가 미끄러져 고장을 일으킵니다.
3. 자기펌프의 장점
기계적 씰이나 패킹 씰을 사용하는 원심 펌프와 비교했을 때, 자기 펌프는 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 펌프 샤프트는 동적 씰에서 폐쇄된 정적 씰로 바뀌어 매체 누출을 완벽하게 방지합니다.
2. 독립적인 윤활 및 냉각수가 필요 없어 에너지 소비가 줄어듭니다.
3. 커플링 전달부터 동기 드래그까지 접촉 및 마찰이 없습니다. 낮은 전력 소비, 높은 효율을 가지며, 감쇠 및 진동 감소 효과가 있어 모터 진동이 자기 펌프에 미치는 영향을 줄이고, 펌프에서 캐비테이션 진동이 발생할 때 모터에 미치는 영향을 줄입니다.
4. 과부하 시 내부 및 외부 자기 로터가 상대적으로 미끄러지므로 모터와 펌프를 보호합니다.
4. 작동 시 주의사항
1. 입자 유입 방지
(1) 강자성 불순물 및 입자가 자기 펌프 구동 및 베어링 마찰 쌍으로 들어가는 것을 허용하지 않습니다.
(2) 결정화 또는 침전되기 쉬운 매질을 이송한 후에는 적절한 시기에 세척을 실시하여(펌프를 정지한 후 펌프실에 깨끗한 물을 붓고, 운전 1분 후 물을 배출) 슬라이딩 베어링의 수명을 확보한다.
(3) 고체입자가 포함된 매체를 이송할 경우 펌프 유량관 입구에서 여과를 실시하여야 한다.
2. 감자 방지
(1) 자기펌프 토크는 너무 작게 설계할 수 없습니다.
(2) 규정된 온도 조건에서 작동해야 하며, 매체 온도가 기준을 초과하는 것은 엄격히 금지됩니다. 자기 펌프 격리 슬리브 외부 표면에 백금 저항 온도 센서를 설치하여 환형 영역의 온도 상승을 감지하여 온도가 한계를 초과할 때 경보를 울리거나 작동을 중단할 수 있습니다.
3. 건조 마찰 방지
(1) 공회전은 엄격히 금지됩니다.
(2) 매체의 비우기는 엄격히 금지됩니다.
(3) 배출 밸브가 닫힌 상태에서는 자기 액츄에이터가 과열되어 고장나는 것을 방지하기 위해 펌프를 2분 이상 연속 가동해서는 안 됩니다.