隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及人們對環(huán)境、安全意識的提高，對化工用泵的要求也越來越高，在一些場合對某些泵提出了絕對無泄漏要求，這種需求促進了屏蔽泵技術(shù)的發(fā)展。屏蔽泵由于沒有轉(zhuǎn)軸密封，可以做到絕對無泄漏，因而在化工裝置中的使用已愈來愈普遍。

一、屏蔽泵的原理和結(jié)構(gòu)特點

    1、屏蔽泵把泵和電機連在一起，電動機的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉(zhuǎn)子和定子隔開，其動力通過定子磁場傳給轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運轉(zhuǎn)。

    2、屏蔽泵的泵和驅(qū)動電機都被密封在一個被泵送介質(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，故能做到完全無泄漏。

 

二、屏蔽泵的型式及適用范圍

1、基本型

基本型屏蔽泵

    適用范圍：輸送介質(zhì)溫度不超過120℃，揚程不超過150m。其它各種類型的屏蔽泵都可以在基本型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過變型和改進而得到

2、逆循環(huán)型

逆循環(huán)型屏蔽泵

    適用范圍：在此型屏蔽泵中，對軸承潤滑、冷卻和對電機冷卻的液體流動方向與基本型正好相反。其主要特點是不易產(chǎn)生汽蝕，特別適用于易汽化液體的輸送。

3、高溫型

高溫型屏蔽泵

    適用范圍：一般輸送介質(zhì)溫度最高350℃，流量最高300m3/h，揚程最高115m，適用于熱介質(zhì)油和熱水等高溫液體。

4、高融點型

高融點型屏蔽泵

適用范圍：泵和電機帶夾套，可大幅度提高電機的耐熱性。適用于高融點液體，溫度最高可達250℃。夾套中可通入蒸汽或一定溫度的液體，防止高融點液體產(chǎn)生結(jié)晶。

5、自吸型

自吸型屏蔽泵

適用范圍：吸入管內(nèi)未充滿液體時，泵通過自動抽氣作用排液，適應(yīng)于從地下容器中抽提液體。

6、多級型

多級型屏蔽泵

  適用范圍：裝有復(fù)數(shù)葉輪，適用于高揚程流體輸送，最高揚程可達400m。

 

三、屏蔽泵的優(yōu)缺點

1、屏蔽泵的優(yōu)點

    (1)全封閉。結(jié)構(gòu)上沒有動密封，只有在泵的外殼處有靜密封，因此可以做到完全無泄漏，特別適合輸送易燃、易爆、貴重液體和有毒、腐蝕性及放射性液體。

    (2)安全性高。轉(zhuǎn)子和定子各有一個屏蔽套使電機轉(zhuǎn)子和定子不與物料接觸，即使屏蔽套破裂，也不會產(chǎn)生外泄漏的危險。

    (3)結(jié)構(gòu)緊湊占地少。泵與電機成為一個整體，拆裝不需要對中找正。對底座和基礎(chǔ)要求低，且日常維修工作量少，維修費用低。

    (4)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，不需加潤滑油。由于無滾動軸承和電動機風(fēng)扇，故不需加潤滑油，且噪聲低。

    (5)使用范圍廣。對高溫、高壓、低溫、高熔點等各種工況均能滿足要求。

2、屏蔽泵的缺點

    (1)由于屏蔽泵采用滑動軸承，且用被輸送的介質(zhì)來潤滑，故潤滑性差的介質(zhì)不宜采用屏蔽泵輸送。一般適合于屏蔽泵介質(zhì)的粘度為0.1～20mPa.s。

    (2)屏蔽泵的效率通常低于單端面機械密封離心泵，而與雙端面機械密封離心泵大致相當。

    (3)長時間在小流量情況下運轉(zhuǎn)，屏蔽泵效率較低，軸向力增加，會導(dǎo)致發(fā)熱、使液體蒸發(fā)，而造成泵干轉(zhuǎn)，從而損壞滑動軸承、推力盤。

 

四、屏蔽泵的使用注意事項

    1、嚴禁無液運轉(zhuǎn)和1min以上的斷流運轉(zhuǎn)，以防損壞電動機和軸承。

    2、嚴禁逆向運行1min以上，逆向運行有可能導(dǎo)致軸承的異常磨損。

    3、嚴禁在氣蝕狀態(tài)下進行運轉(zhuǎn)，泵在氣蝕狀態(tài)下運行，將會導(dǎo)致軸承的早期磨損。

    4、停泵時先打開旁路閥，然后關(guān)閉泵出口閥，按停車按鈕，關(guān)反向環(huán)流閥。

    5、要經(jīng)常檢查冷卻水的暢通情況，確保泵的表面溫度不超過規(guī)定值，同時也要注意節(jié)約用水。

    6、要經(jīng)常檢查TRG表的指示，如發(fā)生異常要果斷處理。

    7、查看壓力指示情況，入口過濾器堵塞情況，必要時要清理。

    8、檢查運轉(zhuǎn)聲音、振動、泄漏等異常情況并要處理。

    9、要調(diào)節(jié)出口閥確保其不超負荷運轉(zhuǎn)。

 

五、屏蔽泵的檢修

    為了避免和減少屏蔽泵的突然損壞事故，屏蔽泵需要定期檢修。如遇有軸承監(jiān)視器“報警”時，須立即進行檢修。

    屏蔽泵的檢修方法是：將屏蔽泵進行解體，對各零件先進行清理，再對它們作表觀檢查，是否有異常。然后對關(guān)鍵部位的尺寸進行測量，對電機繞組作電氣檢查。

1、機械檢查

    測量石墨軸承的孔徑和軸套的軸徑，并察看它們配合面的光潔度。如石墨軸承和軸套的配合間隙超過檢修標準的規(guī)定(0.55—11kw配合間隙，直徑差為0.4㎜，15—45kw配合間隙，直徑差為0.5㎜)或配合面光潔度不良時，需根據(jù)情況更換軸承、軸套或推力板。

    測量檢查葉輪的上、下外止口和與它們相配合的口環(huán)及泵座內(nèi)徑的尺寸，這兩個配合間隙是否在檢修標準規(guī)定的范圍內(nèi)，超差時需更換零件或采取其它措施(如：堆焊、鑲套)使配合間隙達到規(guī)定要求。否則將影響泵的性能、流量、揚程、軸向平衡力等。

    觀察檢查定、轉(zhuǎn)子屏蔽套的表觀情況，尤其要注意焊縫處有無異常情況，必要時應(yīng)作探傷、檢漏檢查。

    經(jīng)過長期運行后，轉(zhuǎn)動部分的平衡情況可能有變化。因此，有必要將轉(zhuǎn)子連同葉輪等旋轉(zhuǎn)零件組裝在一起做動平衡試驗。

2、電氣檢查

    直流電阻檢查：三相電阻的不平衡度不得超過2%。

    絕緣電阻檢查：屏蔽泵電機繞組的絕緣電阻一般能達到100MΩ以上。如低于5MΩ時需分析原因，絕緣是否受潮，或屏蔽套是否有泄漏點等，如經(jīng)定子屏蔽套檢漏無問題，則純屬絕緣受潮，需進行干燥處理，如定子屏蔽套有問題，則需更換屏蔽套。

 

六、屏蔽泵的恢復(fù)性大修

    如遇繞組或屏蔽套損壞的屏蔽泵，則需進行恢復(fù)性大修。損壞情況大體分為兩種：一種是定子屏蔽套良好，而定子繞組發(fā)生對地、相間擊穿，線圈匝間短路，過載而造成繞組燒毀。另一種是由于定子屏蔽套損壞而使介質(zhì)侵入定子繞組致使定子繞組損壞。不論哪種情況，均需更換定子線圈和屏蔽套。

    由于屏蔽泵結(jié)構(gòu)特殊，更換定子繞組變得比較復(fù)雜，必須拆除定子屏蔽套及兩端封板，才能拆除定子繞組。修復(fù)繞組后，又必須重新制作新的屏蔽套和封板。其材料要求特殊，且制作精度也要求較高。

1、  定子繞組更換

    定子繞組更換和普通電機是相似的，只是絕緣等級高一些，大多采用H級絕緣（最高允許溫度180℃）。QY聚酰亞胺漆包線、槽絕緣、槽楔、絕緣套管、引接線及浸漬漆等均需采用H級絕緣的材料。更換繞組的原則是：按原樣修復(fù)，尤其是線圈匝數(shù)不可隨意變動，匝數(shù)變化將明顯影響電機的主要性能，線徑則只要接近原總面積即可，繞組形式、線圈跨距也不要變動。

2、  屏蔽套的更換

    更換屏蔽套是修復(fù)屏蔽泵的難點和特殊之處，是保證修復(fù)屏蔽泵質(zhì)量的關(guān)鍵。要達到原機水平，必須注意以下幾個方面。

(a)屏蔽套的選材

    在屏蔽泵電機的損耗中，定子屏蔽套損耗很大，有時達到鐵損耗的2~3倍，修復(fù)后的屏蔽套損耗應(yīng)維持在原有水平。

    定子屏蔽套損耗正比于屏蔽套厚度，反比于屏蔽套材料的電阻系數(shù)。屏蔽套材料必須是具有良好的機械性能和抗腐蝕性能的非導(dǎo)磁材料，為了減小渦流損耗要選用電阻系數(shù)大的材料。厚度不宜過薄，太薄會影響機械強度；也不宜過厚，過厚會使屏蔽套損耗增大。進口屏蔽泵的屏蔽套大多采用一種含鎳量達50%以上的稱為Hastelloy-c的特種不銹鋼材料，這種材料的性能全部滿足上述幾項要求。而其電阻系數(shù)可比一般不銹鋼1Cr18Ni9Ti大一倍，即屏蔽套損耗是普通不銹鋼材料的1/2。

(b)屏蔽套的制作

    屏蔽套的制作過程應(yīng)該是屏蔽泵恢復(fù)性大修的難點和關(guān)鍵所在。屏蔽套的尺寸精度及形狀公差要求較高，焊縫的焊接質(zhì)量要求也很嚴格。從下料展開尺寸的計算、裁剪、直縫焊接、整圓、壓裝、環(huán)縫焊接、檢漏等都有一定的技術(shù)難度。屏蔽電機的定轉(zhuǎn)子間的有效間隙一般只有0.5~1.0㎜，因此要求屏蔽套不但要能順利壓入定、轉(zhuǎn)子鐵心，而且要使屏蔽套緊貼鐵心，只有這樣才能保證定、轉(zhuǎn)子之間有足夠有效間隙。

(c)定子總體檢漏

    在完成定子封板和機殼的焊接，壓入屏蔽套及完成屏蔽套兩端的環(huán)縫焊接后，應(yīng)對定子總體進行檢漏檢查。方法是：在機座和定子屏蔽套之間的內(nèi)腔充以0.5㎏/c㎡的壓力，再將定子總體浸沒在清水中，如有泄漏點時，水中會冒氣泡，這是一種簡單而有效的檢漏方法。

3、總裝和檢查性試驗

    在完成定、轉(zhuǎn)子的修理后，備好合格的石墨軸承、軸套、推力板、密封圈等即可進行總裝。裝配完成后用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動應(yīng)均勻、靈活，轉(zhuǎn)子應(yīng)有一定的軸向竄動量，其竄動量應(yīng)在檢修標準規(guī)定的范圍內(nèi)：

    屏蔽泵功率（KW） 0.55～3.7   5.5～11    15～45

    軸向竄動（㎜）    0.9～1.5    1.4～2.0   1.8～2.5

    完成總裝后再檢查一下直流電阻和絕緣電阻等，認為電氣性能正常后，對屏蔽泵做運轉(zhuǎn)試驗，觀察其電流、聲音、振動等有無異常。如有試驗條件能做一下泵的性能試驗則更好。

 

七、屏蔽泵的損壞類型

    1、石墨軸承、軸套和推力板磨損或潤滑液短缺發(fā)生干磨而損壞。

    2、定、轉(zhuǎn)子屏蔽套損壞。造成屏蔽套損壞的原因，主要是軸承損壞或磨損超過極限值而造成定、轉(zhuǎn)子屏蔽套相擦而損壞；其次由于介質(zhì)中有固體顆粒、化學(xué)腐蝕造成焊縫等處產(chǎn)生泄漏。

    3、定子繞組損壞。除和普通電機一樣：過載、匝間短路、對地擊穿等造成定子繞組損壞的原因外，還有因定子屏蔽套損壞而導(dǎo)致介質(zhì)侵蝕電機繞組使繞組絕緣損壞。