RU213743U1

RU213743U1 - Pump Magnetic Coupling

Info

Publication number: RU213743U1
Application number: RU2022116198U
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Яблочко
Original assignee: Сергей Викторович Яблочко
Filing date: 2022-06-16
Publication date: 2022-09-28

Abstract

Полезная модель относится к насосной технике и может быть использована при создании установок, использующихся для перекачки текучих сред в химической, пищевой, нефтяной и других отраслях промышленности, в особенности агрессивных и токсичных жидкостей в широком диапазоне температур.The utility model relates to pumping technology and can be used to create installations used for pumping fluids in the chemical, food, oil and other industries, especially aggressive and toxic liquids in a wide temperature range.

Технический результат - упрощение конструкции и технологии производства. Достигается тем, что магнитная муфта насоса содержит ведомую и ведущую полумуфты, разделенные защитным экраном от перекачиваемой среды, выполненным в виде тела вращения из токопроводящего материала, и средство измерения его температуры в виде термопары, соединенной с измерителем термо-ЭДС. При этом термопара размещена на поверхности защитного экрана.

The technical result is a simplification of the design and production technology. It is achieved by the fact that the pump magnetic coupling contains a driven and a driving half-coupling, separated by a protective screen from the pumped medium, made in the form of a rotation body made of conductive material, and a means of measuring its temperature in the form of a thermocouple connected to a thermo-EMF meter. In this case, the thermocouple is placed on the surface of the protective screen.

Description

Экологические проблемы и повторяющиеся проблемы с механическим уплотнением привели к необходимости создания герметичных насосов для химической и нефтехимической и газовой промышленности. Один из типов герметичных насосов - это насосы с приводом через магнитную муфту, которые используют постоянную магнитную муфту для передачи крутящего момента на ротор насоса без необходимости в механическом уплотнении.Environmental concerns and recurring problems with mechanical seals have led to the need for sealed pumps for the chemical, petrochemical and natural gas industries. One type of sealed pump is the magnetic drive pump, which uses a permanent magnetic coupling to transfer torque to the pump rotor without the need for a mechanical seal.

Хорошо известен их длительный срок службы и надежность, но непрерывный характер современных перерабатывающих установок, заставляет уделять внимание использованию мониторинга текущего состояния.Their long service life and reliability are well known, but the continuous nature of modern processing plants calls for attention to the use of current condition monitoring.

Мониторинг условий устройств магнитных приводов в значительной степени сосредотачивается вокруг следующего:The monitoring of magnetic drive device conditions largely centers around the following:

a) Обеспечения подачи смазки, к приводу и подшипникам.a) Providing lubrication to the drive and bearings.

b) Обнаружения фактов отсутствия или понижения рабочих характеристик.b) Detection of facts of lack or decrease in performance.

c) Обнаружение признаков износа или заклинивания насоса (разъединения), которые произошли вследствие отсутствия подачи или вследствие механического повреждения в результате системного сбоя.c) Detection of signs of pump wear or seizing (separation) due to lack of supply or due to mechanical damage due to a system failure.

Любая помеха потоку жидкости приведет к повышению температуры. Могут быть обнаружены следующие ситуации:Any obstruction to fluid flow will cause the temperature to rise. The following situations may be found:

1. Работа подшипников без смазки - без жидкости.1. Operation of bearings without lubrication - without liquid.

2. Работа с закрытым выпускным клапаном.2. Working with the outlet valve closed.

3. Расцепление магнитного привода. В этом случае проскальзывание внутреннего ротора относительно внешнего будет генерировать повышенные вихревые токи в защитном экране и в обечайке внутреннего ротора и нагревание приведет к повреждению магнитов и потери их магнитных свойств из-за перегрева.3. Decoupling of the magnetic drive. In this case, the slippage of the inner rotor relative to the outer one will generate increased eddy currents in the protective screen and in the shell of the inner rotor, and heating will damage the magnets and lose their magnetic properties due to overheating.

4. Твердые тела попадают между внутренним ротором и защитным экраном.4. Solids enter between the inner rotor and the protective screen.

5. Трение внутреннего ротора об защитный экран.5. Friction of the inner rotor on the protective screen.

Наиболее существенным из перечисленного является контроль за состоянием подшипников и защитного экрана.The most significant of the above is monitoring the condition of the bearings and the protective screen.

Известен насос, содержащий корпус с размещенным в нем рабочим колесом, приводимым во вращение цилиндрической магнитной муфтой, ведущая полумуфта которой соединена с приводным валом электродвигателя, а ведомая - с рабочим колесом. Полумуфты установлены коаксиально и разделены защитным экраном в виде герметично закрепленного в корпусе цилиндрического стакана. При этом, указанный стакан выполнен с переменной толщиной стенки вдоль его образующей, причем участок наименьшей толщины стенки расположен между полюсами ведущей и ведомой полумуфт, и введен измеритель износа цилиндрической стенки стакана в указанной области, а размеры магнитов и магнитопроводов полумуфт и их конфигурация выбраны из заданных соотношений (RU 95 108 072 [1]. Такое выполнение насоса позволяет повысить его КПД за счет уменьшения энергетических потерь при передаче вращения от электродвигателя к рабочему колесу с уменьшением материалоемкости и повышением надежности за счет обеспечения контроля износа стенки экрана.A well-known pump contains a housing with an impeller placed in it, driven by a cylindrical magnetic coupling, the drive half of which is connected to the drive shaft of the electric motor, and the driven one is connected to the impeller. Coupling halves are installed coaxially and separated by a protective screen in the form of a cylindrical cup hermetically fixed in the body. At the same time, the specified cup is made with a variable wall thickness along its generatrix, and the section of the smallest wall thickness is located between the poles of the driving and driven half-couplings, and a wear gauge of the cylindrical wall of the cup is introduced in the specified area, and the dimensions of the magnets and magnetic cores of the coupling halves and their configuration are selected from the given ratios (RU 95 108 072 [1]. This embodiment of the pump makes it possible to increase its efficiency by reducing energy losses during the transmission of rotation from the electric motor to the impeller with a decrease in material consumption and an increase in reliability by ensuring control of the screen wall wear.

Известен насос, использующий для передачи вращения от вала двигателя к валу насоса магнитную муфту, состоящую из двух полумуфт, установленных коаксиально соответственно на валу двигателя и на валу насоса и разделенных защитным экраном в виде герметично закрепленного в корпусе стакана с двойными стенками (ЕР 1777414 [2]). В изолированной внутренней полости между стенками защитного экрана размещается измерительный элемент датчика давления, который обеспечивает срабатывание системы сигнализации о разрушении защитного экрана - либо внешней оболочки и контакта полости с внешней средой (атмосферой), либо внутренней и контакта полости с перекачиваемой средой. Недостатком известной муфты является сложность конструкции защитного экрана и соответственно связанная с этим технология ее производства. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет обнаруживать только факт механического разрушения защитного экрана, в то время как к фатальным ситуациям, приводящим к выходу насоса из строя, как указывалось выше, могут привести различные факторы, общим проявлением которых является нагрев защитной оболочки.A known pump uses a magnetic coupling to transmit rotation from the motor shaft to the pump shaft, consisting of two half-couplings installed coaxially, respectively, on the motor shaft and on the pump shaft and separated by a protective screen in the form of a double-walled glass hermetically fixed in the housing (EP 1777414 [2 ]). In an isolated internal cavity between the walls of the protective screen, a measuring element of the pressure sensor is placed, which provides an alarm system for the destruction of the protective screen - either the outer shell and the contact of the cavity with the external environment (atmosphere), or the internal one and the contact of the cavity with the pumped medium. The disadvantage of the known clutch is the complexity of the design of the protective screen and, accordingly, the technology of its production. In addition, the proposed technical solution allows detecting only the fact of mechanical destruction of the protective screen, while fatal situations leading to pump failure, as mentioned above, can be caused by various factors, the common manifestation of which is the heating of the protective shell.

Известна магнитная муфта насоса, содержащая ведомую и ведущую полумуфты, разделенные защитным экраном от перекачиваемой среды, выполненным в виде тела вращения с двойными стенками (WO2014053290 [3]). Для контроля температуры защитного экрана в полости между стенками размещается термопара, соединенная с измерителем термо-ЭДС. При этом полость для термопары заполняется теплопроводным материалом. Недостатком известной муфты является сложность конструкции защитного экрана и соответственно связанная с этим технология ее производства.Known magnetic coupling of the pump, containing the driven and driving half-coupling, separated by a protective screen from the pumped medium, made in the form of a body of revolution with double walls (WO2014053290 [3]). To control the temperature of the protective screen, a thermocouple is placed in the cavity between the walls, connected to a thermo-EMF meter. In this case, the cavity for the thermocouple is filled with a heat-conducting material. The disadvantage of the known clutch is the complexity of the design of the protective screen and, accordingly, the technology of its production.

Техническим результатом предлагаемой магнитной муфты является упрощение конструкции и технологии производства.The technical result of the proposed magnetic coupling is to simplify the design and production technology.

Указанный результат достигается тем, что магнитная муфта насоса, содержит ведомую и ведущую полумуфты, разделенные защитным экраном от перекачиваемой среды, выполненным в виде тела вращения из токопроводящего материала и средство измерения его температуры в виде термопары, соединенной с измерителем термо-ЭДС. При этом термопара размещена на поверхности защитного экрана.This result is achieved by the fact that the magnetic coupling of the pump contains a driven and a driving half-coupling, separated by a protective screen from the pumped medium, made in the form of a body of revolution from a conductive material and a means of measuring its temperature in the form of a thermocouple connected to a thermo-EMF meter. In this case, the thermocouple is placed on the surface of the protective screen.

Указанный результат достигается также тем, что термопара выполнена плоской.This result is also achieved by the fact that the thermocouple is made flat.

Указанный результат достигается также тем, что термопара выполнена содержащей несколько спаев.This result is also achieved by the fact that the thermocouple is made containing several junctions.

Указанный результат достигается также тем, что термоэлектрическое средство измерения температуры выполнено в виде набора термопар, распределенных по поверхности защитного экрана.This result is also achieved by the fact that the thermoelectric temperature measuring means is made in the form of a set of thermocouples distributed over the surface of the protective screen.

Отличительными признаками предлагаемой магнитной муфты являются:Distinctive features of the proposed magnetic coupling are:

- размещение термопары на поверхности защитного экрана;- placement of a thermocouple on the surface of the protective screen;

- выполнение термопары плоской:- making the thermocouple flat:

- выполнение термопары, содержащей несколько спаев;- execution of a thermocouple containing several junctions;

- выполнение термоэлектрического средства измерения температуры в виде набора термопар, распределенных по поверхности защитного экрана.- implementation of thermoelectric means of temperature measurement in the form of a set of thermocouples distributed over the surface of the protective screen.

Размещение термопары на поверхности защитного экрана позволяет упростить конструкцию муфты, т.к. отпадает необходимость выполнения защитного экрана с двойными стенками, как это предусмотрено в прототипе, и формирования полости для размещения термопары и заполнения полости теплопроводным материалом. При этом термопара может быть закреплена как на внешней поверхности защитного экрана, так и на внутренней. В частных случаях реализации целесообразно выполнять термопару плоской. Это позволит уменьшить зазор между полумуфтами и повысить передающий момент. Выполнение термопары с несколькими спаями позволит увеличить зону контроля одной термопарой.Placement of the thermocouple on the surface of the protective screen makes it possible to simplify the design of the coupling, since there is no need to perform a protective screen with double walls, as provided in the prototype, and the formation of a cavity to accommodate the thermocouple and filling the cavity with heat-conducting material. In this case, the thermocouple can be fixed both on the outer surface of the protective screen and on the inner one. In particular cases of implementation, it is advisable to make the thermocouple flat. This will reduce the gap between the coupling halves and increase the transmitting moment. The implementation of a thermocouple with several junctions will increase the zone of control by one thermocouple.

Сущность предлагаемой магнитной муфты насоса поясняется примером реализации и графическими материалами, на которых представлено изображение предлагаемой муфты в разрезе.The essence of the proposed magnetic coupling of the pump is illustrated by an example of implementation and graphic materials, which show the image of the proposed coupling in section.

Магнитная муфта насоса содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, снабженные магнитами 3. Полумуфты разделены защитным экраном 4 от перекачиваемой среды, выполненным в виде тела вращения из токопроводящего материала и средство измерения его температуры в виде термопары 5, соединенной с измерителем термо-ЭДС 6.The magnetic coupling of the pump contains a driving 1 and a driven 2 half-couplings, equipped with magnets 3. The half-couplings are separated by a protective screen 4 from the pumped medium, made in the form of a body of revolution from a conductive material and a means of measuring its temperature in the form of a thermocouple 5 connected to a thermo-EMF meter 6.

Муфта функционирует следующим образом. При вращении ведущей полумуфты 1 крутящий момент передается на ведомую полумуфту 2 с вала двигателя на вал насоса. При возникновении нештатной ситуации, приводящей к нагреву защитного экрана 4 и увеличении выходного сигнала от термопары 5 и фиксации его измерителем термо-ЭДС 6 будет срабатывать система аварийного отключения (на чертежах не показано), к которой соответствующим, известным образом, может быть подключен выход измерителя термо-ЭДС 6.The clutch functions as follows. When the drive coupling half 1 rotates, the torque is transmitted to the driven coupling half 2 from the motor shaft to the pump shaft. In the event of an emergency situation leading to heating of the protective screen 4 and an increase in the output signal from the thermocouple 5 and fixing it by the thermo-EMF meter 6, an emergency shutdown system (not shown in the drawings) will be triggered, to which the output of the meter can be connected in an appropriate, known way thermo-emf 6.

Claims

1. The magnetic coupling of the pump, containing the driven and driving half-couplings, separated by a protective screen from the pumped medium, made in the form of a rotation body made of conductive material, and a means of measuring its temperature in the form of a thermocouple connected to a thermo-EMF meter, characterized in that the thermocouple is placed on the screen surface.

2. Magnetic coupling according to claim 1, characterized in that the thermocouple is made flat.

3. Magnetic coupling according to claim 1, characterized in that the thermocouple is made containing several junctions.