Соображения по локализации для насосов с магнитным приводом и конструкции встроенных двигателей в насосах с герметизированными двигателями
В. Какие соображения относительно первичной и вторичной защитной оболочки рекомендуются для насосов с магнитным приводом?
А. Основным соображением при проектировании герметичных насосов является предотвращение утечки в атмосферу. Насос с магнитным приводом (МДП) (см. рис. 1) — это тип бессальникового насоса, в котором используется внешнее кольцо из постоянных магнитов для привода внутреннего вращающегося узла через коррозионно-стойкую защитную оболочку. Передача крутящего момента с помощью магнитной муфты устраняет необходимость в традиционном уплотнении вала.
Рисунок 1. Насос с магнитным приводом (Графика предоставлена Гидравлическим институтом)Поскольку в первичной защитной оболочке может возникнуть утечка в результате износа соседних вращающихся частей, коррозии или истирания, может потребоваться вторичная защитная оболочка. Вторичная защитная оболочка представляет собой вторичную границу давления, которая обеспечивает абсолютную локализацию перекачиваемой жидкости в случае прорыва защитной оболочки.
Конструкционный материал вторичной границы давления должен быть оценен, чтобы убедиться, что он совместим с перекачиваемой жидкостью. Требования и решения для вторичной защитной оболочки зависят от области применения и конфигурации насоса, поэтому покупатель и поставщик насоса должны обсудить эти вопросы.
Первичная и вторичная защитная оболочка будут иметь номинальное расчетное давление, равное или превышающее максимальное рабочее давление насоса при номинальных условиях. Для МДП, когда первичные или вторичные барьеры давления являются металлическими, они рассчитаны на максимально допустимое рабочее давление в пределах значений напряжения для материалов, указанных в Разделе VIII Кодекса Американского общества инженеров-механиков (КАК Я) по котлам и сосудам под давлением.
Неметаллические первичные или вторичные защитные оболочки подтверждаются проектированием и испытаниями, чтобы иметь минимальное соотношение между давлением разрыва и расчетным давлением 2:1 для диапазона давления/температуры.
Вторичная защитная оболочка рассчитана на сдерживание утечки в течение не менее 48 часов в случае утечки защитной оболочки и имеет минимальный срок службы в режиме ожидания три года. В случае утечки через защитную оболочку работа насоса должна быть немедленно остановлена. Пользователь насоса несет ответственность за обеспечение устройств отключения и процедур, необходимых для обеспечения безопасности.
Для получения дополнительной информации обратитесь к недавно пересмотренному стандарту ANSI/ЗДРАВСТВУЙ 5.1-5.6. Бессальниковые роторно-динамические насосы для номенклатуры, определений, конструкции, применения, эксплуатации и испытаний.
В. Каковы рекомендации по проектированию встроенных двигателей, используемых в насосах с герметизированным двигателем?
А. Насос с герметизированным электродвигателем (CMP) (см. рис. 2) представляет собой тип бессальникового насоса, в котором центробежный насос и асинхронный двигатель объединены в один герметичный узел. Ротор двигателя обычно поддерживается гидродинамическими подшипниками на каждом конце, а обмотки статора и стержни ротора защищены от технологической жидкости коррозионностойкими и немагнитными вкладышами. Жидкость, обычно забираемая из нагнетания насоса или поступающая из внешнего источника, используется для охлаждения двигателя и смазки подшипников.
Рис. 2. Герметичный электронасосЦиркуляция перекачиваемой жидкости в двигателе должна отводить тепло, выделяемое потерями на вихревые токи, потерями на сопротивление ротора и электрическими потерями двигателя. Температура обмотки статора должна поддерживаться на уровне или ниже значений, установленных для класса изоляции проводов, используемых в обмотках статора. Тепловая защита обмоток статора обеспечивается вместе с температурной регулировкой. Кроме того, покупатель может заказать испытание на превышение температуры обмотки двигателя, чтобы убедиться, что температура изоляции обмотки двигателя не превысит максимальную температуру изоляции при расчетной нагрузке двигателя и температуре жидкостного охлаждения двигателя.
Для удовлетворительного срока службы CMP необходимо обеспечить чистую жидкость (не пар) для внутренней смазки подшипников и охлаждения двигателя во всем предполагаемом рабочем диапазоне насоса. Это достигается за счет проектирования агрегата и выбора надлежащего плана циркуляции. Выбор плана циркуляционного трубопровода зависит от знания свойств жидкости, таких как чистота, летучесть, вязкость, удельный вес, токсичность, температура, коррозионная активность и склонность к образованию твердых частиц.
Также следует учитывать предполагаемые скорости потока, доступный чистый положительный напор на всасывании (НПША), частоту пусков, наличие охлаждения или нагрева и потенциальные потери всасываемой жидкости. Покупатель должен предоставить эти прикладные данные, чтобы производитель порекомендовал наиболее подходящий план циркуляции. Поскольку внутренний поток имеет решающее значение для надежной работы, желательны контрольно-измерительные приборы и средства управления для обнаружения потери потока через блок привода.
Когда требуются взрывозащищенные блоки, производитель и покупатель должны выбрать утвержденную конструкцию, которая соответствует требованиям по температуре, давлению и соответствующему разделу, группе и классу. Информация о внешней температуре двигателя может потребоваться изготовителю для правильного выбора.