Химические центробежные насосы с магнитной муфтой

Герметичные насосы с магнитной муфтой не новость для специалистов различных химических производств. Ведущая магнитная полумуфта, приводимая в движение валом двигателя, создает крутящий момент, вовлекающий во вращение ответную магнитную полумуфту, которая является частью рабочего колеса насоса. Задняя часть корпуса насоса, имеющая соответствующую форму и соединенная с улиткой насоса, разделяет ведущую и ответную магнитные полумуфты, создавая герметичную оболочку проточной части насоса.

Очевидные преимущества, которые дает такая конструкция, давно известны:

• Герметичность
• Отсутствие уплотнений
• Отсутствие профилактических работ
• Продолжительный срок службы

От моноблочных конструкций оборудование с магнитной муфтой выгодно отличаются возможностью замены привода без демонтажа насоса и большей унифицированностью: возможность работы одного и того же насоса с различным типом приводов.

В последние годы интерес потребителей к такому оборудованию привел к росту диапазона применимости таких насосов по температуре перекачиваемой среды, ее химической и механической агрессивности, давлению и производительности. Расширение этой области в первую очередь связано с расширением спектра применяемых материалов для рабочих частей насосов. Применение пластических и композиционных материалов в процессах перекачивания агрессивных сред очевидны:

• Зачастую более высокая химическая и абразивная стойкость по сравнению с металлом
• Значительное снижение веса
• Обеспечение безопасности в условия перекачки взрывоопасных сред
• Значительное повышение износостойкости рабочих деталей.

Несмотря на явные достоинства полимерных насосов с магнитной муфтой, многие российские предприятия настороженно относятся к применению подобной техники. Это продиктовано низкой информированностью специалистов на местах и некоторой косностью мышления. Непонимание некоторых особенностей эксплуатации, а также боязнь менять сложившуюся производственную схему, приводят к отказу от столь необходимого оборудования. К тому же, свою роль играет и чисто российское небрежение такими вещами как безопасность и экологичность. Ярким примером оригинальных и новационных решений в данной сфере является оборудование немецкого завода Lutz-Pumpen. В частности, химические центробежные насосы с магнитной муфтой из полимерных материалов серий AM и TMR.

Насосы серий АМ и ТMR с магнитным приводом, были разработаны, как ответ на потребности современного рынка. Это — центробежные горизонтальные насосы закрытого типа, изготовленные полностью из модифицированных термопластичных полимеров. Использование для внутренних компонентов таких материалов, как керамические оксиды, высокопрочный графит и фторопласты, исключает любой контакт перекачиваемой жидкости с металлическими частями. N-R-X: три набора конструкционных материалов для разного применения: от перекачки чистой воды до отходов с небольшими абразивными свойствами, едких щелочей или солей, таких как гипохлорит натрия, а также таких кислот как хромная, азотная, серная и т. д.

Применение полипропилена, усиленного стекловолокном, позволяет использовать центробежные насосы Lutz для перекачки любых жидких химикатов. Они подходят для реализации различного рода технологических решений, когда нежелательно загрязнение окружающей среды жидкостными потерями при перекачке или испарении жидкости. Усиление стекловолокном придает материалу механическую прочность, а также расширяет температурный интервал до верхней границы, соответствующей условиям работы. Благодаря большой химической стойкости, как основного материала, так и упрочняющих добавок (стекловолокно, углеволокно), возможно перекачивать высокоагрессивные жидкости. Механические характеристики упрочняющего материала позволяют также производить перекачку жидкостей с содержанием абразивных частиц средней твердости.

В таблице 1 приведены материалы, из которых производятся насосы Lutz и сферы их применения:

* PP – полипропилен, ECTFE – этилен-хлоро-трифтороэтилен

В таблице 2 предельные значения напора-подачи для разных серий (перекачиваемая среда – вода 200С):

Как видно из таблиц 1 и 2 современные насосы Lutz способны выполнять самый широкий круг задач на самых опасных участках производств.
Заострим внимание на оригинальных конструктивных и технологических новшествах компании Lutz, позволяющих, например, центробежным насосам иметь «сухой ход».

«Саморегулирующаяся система осевого выравнивания».

Новым достижением в области производства насосов с магнитным приводом является снижение трения, за счет высокоточного контроля за положением рабочего колеса посредством магнитного поля. Данное технологическое решение получило название: «Саморегулирующаяся система осевого выравнивания». (Для исп. «R»). Целью компании Lutz являлось доведение до совершенства этой новой безопасной системы, путем устранения любых фронтальных контактов рабочего колеса (как в передней, так и в задней части) с сохранением только радиальной составляющей вращения. Это стало возможным благодаря инновационному применению магнитных полей на основе запатентованных разработок научно-исследовательского отдела компании. Новая система возвращает рабочее колесо в центральное нейтральное положение при наличии аномалий в главном гидравлическом потоке, что исключает любые осевые контакты. Таким образом, гарантируется надежная работа насоса «всухую»! Основные принципы «системы осевого выравнивания». Чтобы зафиксировать нейтральное положение рабочего колеса, в котором отсутствует какое-либо трение, было введено дополнительное магнитное поле. Также были определены две рабочие зоны (одна передняя и одна задняя), между которыми свободно перемещается рабочее колесо насоса в зависимости от гидродинамической нагрузки (см. рабочую точку на кривой производительности). Два кольца, которые ограничивают осевое движение, фиксируют рабочее пространство, занимаемое колесом в период нормальной работы. В случае аномалий, например из-за потери давления при работе «всухую», дополнительное магнитное поле (всегда активное), оказывая сопротивление осевым силам, действующим на рабочее колесо, направляет его обратно в нейтральное положение. При таком явном автоматизме работы отсутствует контакт рабочего колеса насоса с кольцами-ограничителями и, следовательно, предотвращается трение, нагрев и износ частей. Форма магнитов и ориентация магнитных полей являются ключом для достижения желаемых результатов.

Состояние технологической установки, наличие или отсутствие равномерной подачи жидкости, а также природа жидкости в насосе влияют на продолжительность функционирования насоса в «сухом» режиме без повреждений и нарушений в работе. Вся данная информация приведена в специальных временных таблицах в руководстве по эксплуатации насоса. 2. Мощная магнитная муфта Магнитная система абсолютно исключает необходимость использования всякого рода уплотнений вращающихся частей. Мощные магниты приводных полумуфт выполненные из редкоземельных материалов (неодим, железо, бор) в сериях «N» (стандарт), «P» (усиленная), «S» (сверх-усиленная) позволяют гарантировать максимальные характеристики при перекачивании жидкостей с удельным весом 1.05 — 1.35 — 1.8 кг/м³, соответственно. 3. Правильная балансировка центробежного колеса Благодаря гидравлическим и конструктивным модификациям, достигается эффективная балансировка лопастной части центробежного колеса для уменьшения объема работ по техническому облуживанию. Возможность отделения лопастной части колеса от магнитного блока (для серии G3) позволяет достичь значительной экономии средств в случае замены колеса. 4. Защитный каркас Выполненный из нержавеющей стали, защитный каркас подходит для всех моделей и предохраняет корпус насоса от случайных механических ударов различной природы. Например, запуск при вакууме во всасывающем патрубке или деформации при перекачке по причине наличия эластичных соединений или термического удлинения. На рисунке 3 приведен пример конструкции центробежного насоса с магнитной муфтой:

В заключение хотелось бы сказать, что центробежные насосы с магнитной муфтой — это современное высокотехнологичное изделие. С помощью этого оборудования повышается культура производства, сокращается риск для здоровья человека при работе с ядовитыми и опасными жидкостями, улучшаются экологические параметры производств. Сфера применения этих насосов в химической промышленности весьма обширна: малотоннажная химия, гальванические производства, участки подготовки поверхности, дозирование высокотоксичных реагентов (в комплекте с расходомерами Lutz), подача различных обезжиривателей и эмульгаторов в легкой промышленности, растаривание дорогих и агрессивных компонентов. Везде, где есть необходимость обращения с химически агрессивными жидкостями, есть и необходимость применения оборудования Lutz.

Lutz – «Мирное решение агрессивных проблем»