磁力驅(qū)動(dòng)是以現(xiàn)代磁學(xué)為基本原理,利用永磁材料所產(chǎn)生的磁力,進(jìn)行磁力耦合傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)力矩?zé)o接觸傳遞的一種新技術(shù)。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜是將磁力耦合器應(yīng)用于攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的一種新型設(shè)備,是機(jī)械密封和填料密封搪玻璃反應(yīng)釜的全新替代產(chǎn)品,它可以將傳動(dòng)攪拌裝置的動(dòng)力輸出部分和動(dòng)力輸入部分完全隔離開來,即可以將搪玻璃反應(yīng)釜配帶的電機(jī)、減速機(jī)與搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)攪拌軸無接觸地分開,從根本上取消了攪拌軸的動(dòng)密封結(jié)構(gòu),使釜內(nèi)處于全封閉狀態(tài),達(dá)到攪拌反應(yīng)過程無泄漏的目的。
1磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜由電機(jī)、減速機(jī)(可以配變頻調(diào)速裝置)、磁力耦合器、攪拌器和搪玻璃反應(yīng)釜體組成。磁力耦合器是磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的核心部件,主要由外磁轉(zhuǎn)子、不導(dǎo)磁的金屬隔離套及內(nèi)磁轉(zhuǎn)子組成,隔離套將內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和介質(zhì)與外磁轉(zhuǎn)子隔絕。
磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。
(1)內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子是由稀土永磁材料制成的永磁體,分別位于金屬隔離套的密封罩體內(nèi)外兩側(cè),轉(zhuǎn)子是由N、S很錯(cuò)落排列的小磁鋼塊組成的磁鋼環(huán)構(gòu)成。由于磁鋼具有異性相吸、同性相斥的特性,內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子在軸向和旋轉(zhuǎn)方向上,通過磁力作用相互定位,組成完整耦合的磁力系統(tǒng)。
(2)不導(dǎo)磁的金屬隔離套可將搪玻璃反應(yīng)釜的物料在全靜密封狀態(tài)下進(jìn)行攪拌操作,以靜密封取代了動(dòng)密封,從而解決了跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,具有密封持久可靠、無泄漏、無污染的特點(diǎn)。
(3)可實(shí)現(xiàn)工作機(jī)械運(yùn)行中的過載保護(hù)。當(dāng)磁力耦合器的從動(dòng)部件在過載情況下運(yùn)行或轉(zhuǎn)子卡死時(shí),磁力耦合器的主、從動(dòng)部件會(huì)相對(duì)滑脫,對(duì)電機(jī)、減速機(jī)等其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件有保護(hù)作用。
(4)不存在機(jī)械密封和填料密封產(chǎn)生的摩擦,節(jié)約能源。
(5)結(jié)構(gòu)合理,扭矩大,傳遞平穩(wěn)可靠,震動(dòng)小、噪聲小。
2磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的工作原理
電機(jī)一般直連減速機(jī),減速機(jī)的輸出軸再與磁力耦合器的外磁轉(zhuǎn)子連接。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),與減速機(jī)相連的磁力耦合器的外磁轉(zhuǎn)子也做相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),外磁轉(zhuǎn)子磁力線能穿透空氣間隙和不導(dǎo)磁的密封簡(jiǎn)體隔離套產(chǎn)生磁吸力,從而同步帶動(dòng)密封簡(jiǎn)體隔離套內(nèi)的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn),繼而同步帶動(dòng)與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子相連接的攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到驅(qū)動(dòng)攪拌裝置的目的,實(shí)現(xiàn)了非接觸力矩傳遞。由于采用封閉式靜密封,從而解決了軸封泄漏問題,可實(shí)現(xiàn)無密封、零泄漏、耐壓,凈化環(huán)境、消除污染、清潔生產(chǎn)的目的。
3磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的選用
磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜常見的連接形式為帶短節(jié)結(jié)構(gòu)的磁力耦合器與搪玻璃反應(yīng)釜罐口大法蘭以密封面連接。磁力耦合器可與不同結(jié)構(gòu)的搪玻璃反應(yīng)釜體配套,磁力耦合器與搪玻璃搪玻璃反應(yīng)釜配套的磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜,不但具有搪玻璃搪玻璃反應(yīng)釜的優(yōu)良防腐性能,而且磁力耦合器的運(yùn)用可使搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)處于全封閉狀態(tài)。攪拌軸的密封為靜密封,達(dá)到攪拌反應(yīng)過程攪拌軸軸封無泄漏的目的:磁力耦合器與I、II、III類壓力容器搪玻璃反應(yīng)釜配套的磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜,不但滿足了搪玻璃反應(yīng)釜的各種承壓,而且磁力耦合器的運(yùn)用,徹底解決了壓力容器搪玻璃反應(yīng)釜薄弱承壓點(diǎn)動(dòng)密封裝置存在的諸多不安全因素,實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保、清潔生產(chǎn)。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜釜體是設(shè)備的主體部分,是介質(zhì)反應(yīng)的場(chǎng)所。近年來,大量新材料、新工藝的運(yùn)用,為磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜開辟了更廣闊的應(yīng)用空間,如純不銹鋼、純鈦、純鎳、哈氏合金、鋯、鉭等貴重有色金屬的運(yùn)用,各種不銹鋼爆炸復(fù)合板、鈦復(fù)合板等的運(yùn)用,在高強(qiáng)度的合金鋼板卷制簡(jiǎn)體內(nèi)側(cè)再襯以能承受介質(zhì)腐蝕的鈦材等襯里技術(shù)的運(yùn)用,簡(jiǎn)體內(nèi)噴涂四氟、特氟隆等非金屬做防腐蝕材料的運(yùn)用等,使搪玻璃反應(yīng)釜釜體材料防腐蝕性能大大提高。
選用磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜時(shí),要結(jié)合具體工藝條件、物料特性及整體性價(jià)比等因素綜合考慮,力求達(dá)到較佳優(yōu)化配置。
(1)從工藝條件涉及的主要參數(shù)溫度、壓力等方面考慮。對(duì)于高溫、高壓的III類壓力容器和高真空要求的搪玻璃反應(yīng)釜,應(yīng)優(yōu)先考慮選用全靜態(tài)密封的磁力驅(qū)動(dòng)搪玻璃反應(yīng)釜,以實(shí)現(xiàn)無密封、零泄漏的安全生產(chǎn)。
(2)從物料特性方面考慮。首先,根據(jù)物料腐蝕性能,搪玻璃反應(yīng)釜主體接觸物料的部位可選用各種牌號(hào)的不銹鋼和鈦材、鎳材、鋯材、鉭材、四氟襯里以及其他金屬材料制作,以防止反應(yīng)物料對(duì)設(shè)備主體的腐蝕。如果物料對(duì)材料耐腐蝕性能無特殊要求,一般采用價(jià)格低、力學(xué)與工藝性能好、供應(yīng)方便的碳素鋼、低合金鋼等。物料對(duì)材料有腐蝕時(shí),則需要選用不銹鋼、鈦、鎳等有色金屬或以合金鋼為主材再輔以能承受介質(zhì)腐蝕的鈦材等內(nèi)襯,以及不銹鋼爆炸復(fù)合板、鈦復(fù)合板來滿足需要。如物料易燃、易爆、有毒和滲透力強(qiáng),優(yōu)先考慮選用全靜態(tài)密封的磁力驅(qū)動(dòng)搪玻璃反應(yīng)釜,來實(shí)現(xiàn)無泄漏的安全生產(chǎn)。
(3)從安裝維護(hù)等方面考慮。磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃搪玻璃反應(yīng)釜雖具有優(yōu)良的防腐性能,但因搪玻璃易碎、易爆瓷,故在運(yùn)輸、安裝、維護(hù)時(shí)需要格外小心。在滿足同樣工況的條件下,對(duì)于運(yùn)輸、安裝難度較大的施工,就應(yīng)優(yōu)選磁力驅(qū)動(dòng)攪拌金屬材質(zhì)的搪玻璃反應(yīng)釜。
(4)從經(jīng)濟(jì)性方面考慮。如果材料均能滿足物料的耐腐蝕條件,搪玻璃反應(yīng)釜主材若選用純鈦等貴重有色金屬,則不如選用鈦復(fù)合板等復(fù)合材料或以合金鋼為主材再輔以內(nèi)襯鈦等襯里工藝制造的設(shè)備更經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。
4磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的安裝、維護(hù)和故障排除
山東大城農(nóng)藥股份有限公司現(xiàn)有的6臺(tái)5000L和三臺(tái)10000L的III類高壓磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜,主要從事除草劑的生產(chǎn),其反應(yīng)原料包括氨、氰化鈉等,操作工況為高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、開工率高。多年來,未發(fā)生一起因磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜故障引發(fā)的安全、環(huán)保事故。為保證磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須注意以下幾方面。
4.1磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的安裝
(1)安裝磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜時(shí),要保證設(shè)備軸線的垂直度,否則,易導(dǎo)致攪拌軸偏心、軸承使用壽命縮短,影響磁力耦合器的有效運(yùn)行。
(2)拆裝磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜時(shí),應(yīng)保證工作現(xiàn)場(chǎng)的清潔,不得有含鐵磁性材料等雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子的間隙中;禁止對(duì)內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子及各密封面直接敲打,以防損壞,確需敲打時(shí),應(yīng)墊上木板、鋁板或銅板等。
(3)由于內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子與金屬隔離套之間間隙較小、裝配精度要求高,在從內(nèi)磁轉(zhuǎn)子到外磁轉(zhuǎn)子的一系列安裝過程中,必須保證內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子與金屬隔離套的同心度,以免內(nèi)外轉(zhuǎn)子不同心,引起轉(zhuǎn)子磨損。要分別對(duì)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和外磁轉(zhuǎn)子做手動(dòng)盤車,確保無阻礙、無噪音,磁力耦合器不受損。設(shè)備組裝完畢后,要用手盤動(dòng)電機(jī)風(fēng)扇翅,帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn),若有阻滯、卡死或聽到異常響聲應(yīng)立即檢查,排除故障。
(4)磁力耦合器與搪玻璃反應(yīng)釜之間的密封面非常光滑,維修時(shí)要注意保護(hù),上緊主螺栓時(shí),不可用力過猛,不得很過規(guī)定擰緊力矩范圍,且應(yīng)按對(duì)角分布原則,均勻?qū)ΨQ地上緊螺栓,分兩三次擰緊,以防止擠壞密封面,影響密封效果。此外,要輕拿輕放密封面,防止相互撞擊,出現(xiàn)疤痕。密封面損傷后,要重新拋光后,方可恢復(fù)密封性能。
4.2磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的維護(hù)保養(yǎng)
(1)磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)溫度高于100℃時(shí),必須在隔離套與磁力耦合器外罩之間(外磁轉(zhuǎn)子位于二者之間)通循環(huán)水冷卻,以保證磁力耦合器工作時(shí),其工作溫度不大于100℃,防止溫度過高引起磁轉(zhuǎn)子逐步失磁、退磁。
通入循環(huán)冷卻水降低溫度,不但可防止溫度過高引起磁轉(zhuǎn)子退磁,而且有利于延長(zhǎng)軸承壽命,但使用冷卻用循環(huán)水需注意:循環(huán)水要單獨(dú)使用,并確保暢通,同時(shí),水內(nèi)不允許有鐵磁雜質(zhì)、固體顆粒,以免吸附、沉積后,對(duì)外磁轉(zhuǎn)子、金屬隔離套造成磨損;循環(huán)水出口應(yīng)保證不帶壓,以免磁力耦合器內(nèi)憋壓,造成與之連接的減速機(jī)輸出軸的油封受壓,滲漏水入減速機(jī)油池,污染潤(rùn)滑油,縮短轉(zhuǎn)動(dòng)部件的壽命。
(2)防止軸承潤(rùn)滑不當(dāng)、受力不均而損壞。如果是高溫、高速磁力攪拌器,在使用前必須定期往軸承注油口加入耐高溫潤(rùn)滑脂,軸承潤(rùn)滑的好壞直接影響磁力耦合器的使用壽命。要做好磁力耦合器轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的潤(rùn)滑;經(jīng)常檢查并保證軸承的注油潤(rùn)滑管路暢通;必須在停車狀態(tài)、無升溫、無升壓時(shí)給軸承注油,嚴(yán)禁開車帶壓注油:要根據(jù)搪玻璃反應(yīng)釜工況選用耐溫的軸承潤(rùn)滑脂,否則,潤(rùn)滑脂不但起不到潤(rùn)滑作用,還會(huì)因其流失造成對(duì)釜內(nèi)物料的污染:磁力耦合器所用軸承的壽命與搪玻璃反應(yīng)釜工作環(huán)境狀況、運(yùn)行工況、運(yùn)轉(zhuǎn)率密切相關(guān),要定點(diǎn)、不定時(shí)監(jiān)聽磁力耦合器不同部位是否有噪音,如果有,要立即檢查軸承,必要時(shí)予以更換:要定期檢查攪拌軸的擺動(dòng)量,如果發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)量較大,應(yīng)立即檢查軸承,防止因軸承損壞,導(dǎo)致磁轉(zhuǎn)子與金屬隔離套摩擦,損壞磁轉(zhuǎn)子和隔離套,繼而造成釜內(nèi)介質(zhì)泄漏事故的發(fā)生。該公司針對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜每天工作不少于12h的工作現(xiàn)狀,采取每6個(gè)月檢查更換一次軸承,對(duì)磨損的磁轉(zhuǎn)子、金屬隔離套及時(shí)小修。磁力耦合器運(yùn)動(dòng)以來未發(fā)生磁轉(zhuǎn)子、金屬隔離套報(bào)廢現(xiàn)象,有效地保證了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
對(duì)于角接觸軸承和平壓軸承,要注意安裝軸承的先后順序及方向性,以免受力不均,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大、震動(dòng)大.影響軸承、磁力耦合器的使用壽命。
(3)避免長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)速大于100r/min時(shí),攪拌電機(jī)不得直接啟動(dòng),要通過變頻調(diào)速裝置緩慢提速至工作轉(zhuǎn)速,且提速時(shí)間不少于30s,否則,可能由于攪拌器慣性阻力過大,導(dǎo)致磁力耦合傳動(dòng)器工作過載,甚至損壞磁力耦合器。
4.3磁力驅(qū)動(dòng)攪拌搪玻璃反應(yīng)釜的常見故障及排除
(1)啟動(dòng)時(shí)磁力耦合器出現(xiàn)咔咔聲的原因是,攪拌器被物料阻滯:攪拌軸軸承因潤(rùn)滑不當(dāng)或自身原因損壞:磁力耦合傳動(dòng)器啟動(dòng)或工作時(shí)過載(攪拌器卡住不轉(zhuǎn),而電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn))。發(fā)生此種現(xiàn)象時(shí),必須立即停車檢查,否則,內(nèi)外轉(zhuǎn)子磁鋼脫轉(zhuǎn)、打滑會(huì)引起磁鋼溫度過高,導(dǎo)致磁轉(zhuǎn)子退磁,磁力耦合傳動(dòng)器損壞。
(2)啟動(dòng)后電機(jī)、減速機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),而釜內(nèi)攪拌器不轉(zhuǎn),一般是由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子退磁所致,主要原因是冷卻水降溫效果不好,磁轉(zhuǎn)子工作溫度高:內(nèi)磁轉(zhuǎn)子保護(hù)套有裂紋或保護(hù)套破損,內(nèi)磁膨脹損壞。內(nèi)磁轉(zhuǎn)子退磁后不能修復(fù),需要更新內(nèi)磁轉(zhuǎn)子。
(3)磁力耦合器內(nèi)有摩擦噪聲,主要是因軸承受釜內(nèi)介質(zhì)腐蝕或軸承轉(zhuǎn)動(dòng)磨損后間隙過大,導(dǎo)致內(nèi)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)跳動(dòng)或與隔離套發(fā)生摩擦。此時(shí),要立即更換軸承,同時(shí),要檢查金屬隔離套的摩擦情況,必要時(shí),應(yīng)對(duì)磨損點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ),以免影響金屬隔離套的承壓強(qiáng)度,發(fā)生安全事故。
(4)磁力耦合器不能運(yùn)行,主要有3種情況,即內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子軸承因潤(rùn)滑不當(dāng)或介質(zhì)腐蝕(釜內(nèi)介質(zhì)腐蝕內(nèi)磁轉(zhuǎn)子軸承、冷卻降溫水腐蝕外磁轉(zhuǎn)子軸承)導(dǎo)致生銹卡死,引起內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn),此時(shí),需更換軸承:因工作溫度高導(dǎo)致內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子退磁,需更新磁轉(zhuǎn)子:電機(jī)燒毀或控制電器有問題,需盡快排除電器故障。