机电论文-屏蔽泵

诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文中英民族文化差异中反映的性格差异是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。毕业论文作者签名： 2014 年 月 日摘 要屏蔽泵是化工行业中较普遍运用的泵，主要是输送化工物料是适于输送贵重液体或带放射性的液体，主要优点是电 机 与 泵 一 体 化结 构 ， 全 部 采 用 静 密 封 ， 使 电 泵 完 全 无 泄 漏 ； 全 封 闭 、 无 泄 漏 结 构可 输 送 有 毒 有 害 液 体 物 质 ； 采 用 屏 蔽 式 水 冷 电 机 和 取 消 了 冷 却 风 扇使 该 泵 低 噪 声 静 音 运 行 ； 采 用 输 送 介 质 润 滑 的 石 墨 滑 动 轴 承 ， 使 运行 噪 声 更 低 且 无 需 人 工 加 油 ， 降 低 了 维 护 成 本 等 。缺点主要有不适用润滑性差的介质；滑动轴承易损坏；效率不高等。熟练掌握屏蔽泵的性能正确的操作屏蔽泵，减少破坏。本论文通过阐述屏蔽泵的工作原理、分类、结构组成及性能参数等方面的内容，进而说明怎样出现故障及排除方法。主要介绍化工行业所用的泥浆密封型屏蔽泵所经常遇到的故障及排除方法和日常保养、维护等方面的内容。关键词：屏蔽泵;故障;巡检1目 录第一章 屏蔽泵的工作原理及特点.11.1 工作原理.11.2 特点.11.2.1 屏蔽泵的优点.21.2.2 屏蔽泵的缺点.31.2.3 屏蔽泵的使用注意事项.31.3 屏蔽泵的型式及适用范围.3第二章 屏蔽泵的结构.52.1 叶轮.52.2 泵壳.62.3 密封装置.62.4 推力盘.62.5 轴承.6第三章 常见故障与排除.73.1 屏蔽泵的故障与排除.73.1.1 屏蔽泵运转状态的判断.73.1.2 常遇故障原因及解决办法.83.2 拆装注意的重要事项.103.2.1 轴承.103.2.3 其它部件.103.2.4 组装与复位时的要点及检查项目.102第四章 屏蔽泵的操作注意事项和巡检.114.1 屏蔽泵的操作.114.1.1 屏蔽泵的停止.114.1.2 屏蔽泵的切换.114.2 泥浆封闭型屏蔽泵的启动.114.3 屏蔽泵的巡检.11参考文献.12致 谢.131第一章 屏蔽泵的工作原理及特点1.1 工作原理普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工作，而屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。屏蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。如图 1-1 所示。此外，屏蔽泵的制造并不复杂，其液力端可以按照离心泵通常采用的结构型式和有关的标准规范来设计、制造。图 1-1 屏蔽泵的外形泥浆分离型屏蔽泵的工作原理是通过在泵的尾部通入干净的外部冲洗液，并依靠叶轮背后增加的密封衬套来节流，然后利用辅助叶轮来给提供冲洗液提供动力。由于泥浆分离型屏蔽泵泵头与泵体内部是隔绝的，所以可以输送一些容易结晶、结垢或者含有颗粒杂质的物料。2图 1-2 屏蔽泵的结构1.2 特点结构上没有动密封，只有在泵的外壳处有静密封，因此可以做到完全无泄漏，如图1-2 所示，特别适合输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。转子和定子各有一个屏蔽套使电机转子和定子不与物料接触，即使屏蔽套破裂，也不会产生外泄漏的危险。泵与电机系一整体，拆装不需找正中心。对底座和基础要求低，且日常维修工作量少，维修费用低。由于无滚动轴承和电动机风扇，故不需加润滑油，且噪声低。一般地适合于屏蔽泵介质的粘度为 0.120mPa.s。屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵，而与双端面机械密封离心泵大致相当。长时间在小流量情况下运转，屏蔽泵效率较低，会导致发热、使液体蒸发，而造成泵干转，从而损坏滑动轴承。1.2.1 屏蔽泵的优点：（1）输送液体不会泄漏，适合于输送对人体有害的、强腐蚀性的、易燃、易爆的、昂贵的、有放射性的液体（2）不会从外界吸入空气或其他东西，适合于真空系统的运行和一接触外界空气就变质的场合；（3）不需要注入润滑液和密封液，既省去了注油的麻烦，也不会污染输送液；（4）适合输送高温、高压、超低温、高熔点液体，利用这种泵无轴封的特点来解决有轴封泵难以解决的上述特殊液体；（5）电机与泵一体，采用积木式结构，非常紧凑，所以体积小、重量轻、占地面积小，在安装方面无须熟练技术。3（6）因无冷却电机风扇，所以运转声音很小。（7）主要维护只是更换轴承，所以减少了运行成本。1.2.2 屏蔽泵的缺点（1）介质适应能力差，润滑性差的介质很难使用屏蔽泵输送，一般粘度为0.120mpa.s；（2）转速低造成使用效用低；(3) 长时间运行在小流量状态下容易造成温度升高，介质汽化影响使用寿命；从而损坏轴承轴套推力盘等部件；1.2.3 屏蔽泵的使用注意事项(1)严禁空转及断流运行 1 分钟以上；屏蔽泵使用滑动轴承，空转会加速轴承轴套推力盘无润滑磨损，严重情况下会磨穿屏蔽套造成整泵报废；(2)严禁反转；反转会产生异常的轴向推力导致设备损坏，如果叶轮和后轴承的锁紧螺母是反丝的可导致锁紧螺母的松动，造成机械损坏。1.3 屏蔽泵的型式及适用范围根据输送液体的温度、压力、粘度和有无颗粒等情况，屏蔽泵可分为以下几种：(1)基本型输送介质温度不超过 120，扬程不超过 150m。其它各种类型的屏蔽泵都可以在基本型的基础上，经过变型和改进而得到。(2)逆循环型在此型屏蔽泵中，对轴承润滑、冷却和对电机冷却的液体流动方向与基本型正好相反。其主要特点是不易产生汽蚀，特别适用于易汽化液体的输送，如液化石油气、一氯甲烷等。(3)高温型一般输送介质温度最高 350，流量最高 300m3/h，扬程最高 115m，适用于热介质油和热水等高温液体。4(4)高融点型泵和电机带夹套，可大幅度提高电机的耐热性。适用于高融点液体，温度最高可达250。夹套中可通入蒸汽或一定温度的液体，防止高融点液体产生结晶。(5)高压型高压型屏蔽泵的外壳是一个高压容器，使泵能承受很高的系统压力。为了支承处于内部高压下的屏蔽套，可以将定子线圈用来承受压力。(6)自吸型吸入管内未充满液体时，泵通过自动抽气作用排液，适应于从地下容器中抽提液体。(7)多级型装有复数叶轮，适用于高扬程流体输送，最高扬程可达 400m。(8)泥浆分离型型适用于输送混入大量泥浆的液体。5第二章 屏蔽泵的结构图 1 屏蔽泵剖面图2.1 叶轮叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能主要增加静压能。叶轮一般有 612 片后弯叶片。叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图 2 所示。图 2 屏蔽泵叶轮6开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的屏蔽泵叶轮多为此类。2.2 泵壳作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。2.3 密封装置作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。一般在泵头蜗壳与泵的连接处、泵的后盖与后轴承座之间加密封圈，密封圈的材质一般有聚乙烯、聚四氟乙烯、石墨、金属镀石墨等。2.4 推力盘推力盘，又叫止推盘、平衡盘，承担残余的轴向力，同时起轴向定位的作用。2.5 轴承轴承，一般是石墨材料，有前后轴承之分，轴承里面有沟槽，起到润滑轴承、轴套、轴之间摩擦的作用，前轴承为直槽，后轴承为斜槽。7第三章 常见故障与排除屏蔽泵因其结构简单、紧凑，维修方便。而且在绝大多数情况下屏蔽泵故障表现为轴承内圈径向磨损，轴套、推力盘腐蚀、磨损、烧结，这时只需要根据磨损情况更换轴承、轴套、推力盘即可，操作简单、方便。时间一长使我们对其轻视之心渐起，认为屏蔽泵的维修毫无技术含量。但事实情况并非如此，屏蔽泵的运转状况分析、故障原因分析及排除方法的分析是非常丰富的。3.1 屏蔽泵的故障与排除3.1.1 屏蔽泵运转状态的判断在没有专业仪器的情况下，我们可以通过听（声音）摸（振动、温度）嗅（气味）看（电流、压力、流量、有无泄漏、轴承监测器指示等）这些传统的手段来判断屏蔽泵的运转状况。其中轴承监测器比较直观的表达了屏蔽泵的一部分运转状况，对我们判断屏蔽泵的运转状况具有重要的指导作用。下表罗列了 TRG 轴承监测器常见的指示说明。TRG 指示及电泵状态可能发生故障的位置TRG 指示表针逐渐增大、表针不摆动。这是由于轴承磨损增大或（电源电压升高）造成的，在日常检修工作中如果发现进入黄区应及时拆检，更换超过要求的零部件（检查电压）；表针摆动无规则，电泵电量、压力不稳，内部声音不正常或电机局部发热，这是由于系统循环不正常，流量不足或有气泡，应该检查循环液管路，检查电泵类型是否符合工艺要求；表针突然上升至红色区，表针规则性摆动幅度增大，而且是停机后再启动故障消失，这是由于转子笼条涨开造成局部断条，要及时更换同型号转子；表针突然上升至红色区，表针规则性摆动幅度增大，伴随泵内声音不正常，这主要是由于叶轮晃动、转子轴弯曲、口环磨损，要拆机检修；运转正常，表针指示大于 0.75 或表针指示正常，流量、压力不足模块三相电源与电动机端子的相序不一致。由于 TRG 与热元件线路接错所以要按正确相序接好；表针指示 0.5，一相电流为零，这是缺相应该重新接线；表针指示忽大忽小或摆动，且这种现象是短暂的，这是管路混入异物或所输送液体物料聚合或沉淀的原因，所以要清洗泵及管路；泵运转正常，电源线正接反接表针指示始终大于 0.75，有时停转一段时间再启动表针正常，这是模块或 TRG 表损坏，TRG 回路系统接地，检查模块输入、输出参数，检查电表参数，检查模块、TRG 表是否接地；表针无指示或只是反向，原因是模块极性装反、模块选用错误；表针在某位置不动，只是针被卡住了，要检查或更换仪表。8需要说明的是，在判断的过程中要综合考虑泵的声音、振动、温度、电流、泵出口压力、流量、TRG 指示等各种运转状态，不能只对泵的某一类运转现象进行片面的分析，更不能唯监测器论，只有这样才能对泵的运转状况作出快速准确的判断。3.1.2 常见故障原因及解决办法(1) 泵体温度较高高温液体经过热交换器后进入电机腔，在副叶轮的推动下从新进入热交换器形成电机腔内液体的自循环。如果交换器的冷却水量小、循环水质差、粘泥杂质沉淀，会影响热交换器的冷却效果。长时间运转会使液体汽化，进而破坏轴承与轴套、轴承与止推盘之间的液膜，轴承产生的热量带不走，磨损加快而发生故障。一）石墨轴承和推力板在泵体内缺少润滑液体后的干磨而损坏解决方法：更换轴承、推力盘二）定转子的屏蔽套由于摩擦或液体腐蚀而造成损坏解决方法：更换屏蔽泵外套定子三）定子绕组由于屏蔽套破损而进入液体或是电路故障、过载而引起的烧坏和过热。可能原因 解决办法泵体温度较高 石墨轴承和推力板在泵体内缺少润滑液体后的干磨而损坏更换轴承、推力盘定转子的屏蔽套由于摩擦或液体腐蚀而造成损坏更换屏蔽泵外套定子故障序号9可能原因 解决方法液体循环管堵塞 检查清洗循环管检查清洗冷却水管道 冷却水管道堵塞石墨轴承磨损过大 更换石墨轴承，转子磨定子套修理或更换转子或定子检查处理 泵内无介质出口阀未打开 打开出口阀四）流量不足可能的原因 解决方法叶轮流道堵塞 检查清洗叶轮进出口管道及阀门堵塞 清扫进出口管道及阀门管道漏气 检查消除漏气现象叶轮密封环磨损过大 更换密封环叶轮腐蚀磨损 更换叶轮过滤器堵塞 清理过滤器五）泵振动有异常响声可能原因 解决方法石墨轴承磨损过大 更换石墨轴承泵轴弯曲 校直或更换轴叶轮磨损腐蚀，转子不衡 检查更换叶轮、转子找平衡叶轮与泵壳摩擦 调整轴向间隙叶轮堵塞 检查处理流量太大 关小出口阀门地脚螺栓松动 紧固地脚螺栓103.2 拆装注意的重要事项3.2.1 轴承（一）工作面有无光泽、损伤等。（二）内径的磨损量应符合轴承磨损极限表中的规定。（三）推力面沟槽的磨损程度如检查未发现任何问题，则可以继续使用。3.2.2 轴套及推力盘（一）有无腐蚀。（二）磨损程度。（三）工作面有无光泽、损伤等。经检查确认是否需要更换。3.2.3 其它部件其它部件（键、键槽、密封垫等）有无损伤。对于采用内循环方式的泵，应确认转子轴孔及前后锁紧螺栓孔畅通。3.2.4 组装与复位时的要点及检查项目（一）前后轴承是否与原装件结构相同（如是否有直槽），安装时注意带 V 型槽的面为摩擦面。（二）推力盘有一面有一层硬质合金涂层此面为摩擦面（没有涂层的表面光洁度高的一面为摩擦面）。（三）转子组装好后应测定“轴向窜量”，其数值必须符合轴向窜量规定值表的规定；叶轮安装完毕后应测定“轴向间隙”(“G 值”)，其数值必须符合轴向间隙规定值表的规定。如不符合，可以通过轴承调整垫圈和叶轮调整垫圈进行调整。（后端盖密封垫的厚度对“轴向间隙”值也有影响）。(四)在将泵安装回泵头内时特别注意不能冲撞叶轮，以避免转子轴弯曲。（五）对于采用外循环方式的泵，复位前应检查循环管是否畅通。（六）泵复位后有冷却水的必须检查冷却水是否畅通。11第四章 屏蔽泵的操作注意事项和巡检4.1 屏蔽泵的操作4.1.1 屏蔽泵的停止屏蔽泵的停止一般需要四步。首先关闭出口阀门；第二步按下停止键切断电源；第三步关闭入口阀门，压力表阀；最后一步，若长期停用，需将泵内物料放净清洗。4.1.2 屏蔽泵的切换1、作好开车前的准备工作；2、按开泵程序启动备用泵；3、开备用泵出口阀的同时，关闭原运转泵的出口阀；4、备用泵运转正常后，按停泵程序停原运行泵；4.2 泥浆封闭型屏蔽泵的启动泵的启动：1、打开泵体尾部冲洗液阀门，打开泵体夹套上的排气阀，排净泵体内部气体。 检查冲洗液的压力是否符合要求。2、打开泵入口阀灌泵，通过出口放空阀，确认泵头内充满液体。3、关闭放空阀与排气阀，打开压力表阀，检查出口阀是否关闭。4、启动电源，