(佳木斯防爆電機(jī)研究所，黑龍江佳木斯 154005)

屏蔽電泵國(guó)內(nèi)基本情況與發(fā)展趨勢(shì)分析

陳長(zhǎng)燕

(佳木斯防爆電機(jī)研究所，黑龍江佳木斯 154005)

介紹了國(guó)內(nèi)屏蔽電泵行業(yè)發(fā)展的基本情況，并對(duì)屏蔽電泵的發(fā)展及趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié)與分析，為行業(yè)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整提供參考，為行業(yè)宏觀管理提供科學(xué)依據(jù)。

屏蔽電泵；市場(chǎng)需求；發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

屏蔽電泵是50年代初為滿足核能工業(yè)完全無(wú)泄漏和最高可靠性要求而研制生產(chǎn)的，我國(guó)屏蔽電泵的研制開(kāi)發(fā)始于1963年，后來(lái)在日本屏蔽電泵技術(shù)基礎(chǔ)上自行研發(fā)。屏蔽電泵是一種無(wú)泄漏泵，泵的葉輪直接安裝在轉(zhuǎn)子的軸伸端，并在同一密封殼體內(nèi)，不需要添加機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，從根本上消除了被輸送介質(zhì)的泄漏隱患，具有低噪音、無(wú)泄漏、無(wú)污染、運(yùn)行可靠、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于石油、化工、核能、制藥、食品、制冷等行業(yè)。本文重點(diǎn)介紹屏蔽電泵國(guó)內(nèi)的基本情況，并對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

1 基本情況

經(jīng)過(guò)近60年的不懈努力，國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)都積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)技術(shù)已日趨成熟，為滿足不同行業(yè)的特殊需求，產(chǎn)品系列、品種、規(guī)格不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，主要分為以下七大基本類型。

(1)P、PB系列普通型屏蔽電泵

實(shí)際應(yīng)用最多的型式，用于輸送不易汽化，溫度不高于規(guī)定的電機(jī)入口最高溫度，不含顆粒和融點(diǎn)較低的介質(zhì)，如圖1、圖2所示。

圖1普通型

圖2普通型

普通型是從泵出口引出一小部分輸送液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入后軸承，通過(guò)定、轉(zhuǎn)子間隙又進(jìn)入前軸承，最后回到泵的吸入口處，以此進(jìn)行循環(huán)。

(2)PN、 PBN系列逆循環(huán)型屏蔽電泵

由于潤(rùn)滑冷卻的路徑與普通型相反，故稱為逆循環(huán)型。適用于輸送易汽化的液體。逆循環(huán)是一小部分液體從葉輪出口經(jīng)前軸承座的小孔進(jìn)入前軸承，流經(jīng)定、轉(zhuǎn)子間隙、后軸承，最后通過(guò)后軸承座的逆循環(huán)出口排到系統(tǒng)管路中，如圖3所示。

圖3逆循環(huán)型

這種泵本身無(wú)排氣閥，其逆循環(huán)管路可將電機(jī)循環(huán)液排到進(jìn)液罐的汽相區(qū)，從而保證泵和電機(jī)腔內(nèi)無(wú)氣體存在，確保軸承的潤(rùn)滑和電機(jī)的冷卻。對(duì)于在工作溫度和壓力下，容易汽化的介質(zhì)，應(yīng)當(dāng)選用逆循環(huán)型。

(3)PG、PBG系列高溫型屏蔽電泵

適用于輸送高溫液體，且液體本身不含有顆粒，且融點(diǎn)較低。泵輸送的介質(zhì)溫度高于規(guī)定的電機(jī)入口液體最高溫度，但由于連接體的熱屏作用和熱交換器的降溫作用，使得進(jìn)入電機(jī)內(nèi)的液體溫度低于規(guī)定的電機(jī)入口液體最高溫度。高溫型也是由熱屏和電動(dòng)機(jī)結(jié)合處引出一小部分液體，流經(jīng)水夾套中的蛇形管，再依次經(jīng)后軸承、付葉輪、定、轉(zhuǎn)子間隙、前軸承、熱屏和電動(dòng)機(jī)結(jié)合處，再返回到蛇形管進(jìn)行循環(huán)，同時(shí)在轉(zhuǎn)子上裝有副葉輪，靠它來(lái)完成自循環(huán)液體的輸送，如圖4所示。

圖4高溫型

(4)PZ系列自吸型屏蔽電泵

適用于從地下容器中抽提液體，自吸時(shí)間小于5min，自吸型屏蔽電泵也分內(nèi)、外循環(huán)兩種，其特點(diǎn)是靠?jī)?nèi)泵體的作用，在吸入管路內(nèi)未充滿液體時(shí)，泵能通過(guò)自動(dòng)抽氣功能揚(yáng)液，最大吸上高度可達(dá)5m，如圖5所示。

圖5自吸型

(5)PR系列高融點(diǎn)型屏蔽電泵

適用于輸送融點(diǎn)高、易結(jié)晶的液體，分內(nèi)、外循環(huán)兩種。為了防止輸送液結(jié)晶，泵體、電機(jī)、循環(huán)管以及連接體等全部有保溫夾套，在保溫夾套內(nèi)通高溫氣體，確保工作介質(zhì)處于液體狀態(tài)，這種泵也不能輸送帶顆粒的液體，如圖6所示。

圖6高融點(diǎn)型

(6)PBLK系列泥漿密封型屏蔽電泵適用于輸送含有少量柔軟顆粒的液體，其特點(diǎn)是電機(jī)循環(huán)液為后部注液罐注入清潔的母液，電機(jī)腔和泵腔內(nèi)液體由機(jī)械密封隔開(kāi)。一般通過(guò)加壓使注液罐內(nèi)壓力高于泵入口壓力，以防止顆粒進(jìn)入電機(jī)腔，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了氣封泥漿型，其特點(diǎn)是在泵和電機(jī)之間設(shè)有氣腔將泵和電機(jī)完全分開(kāi)，不會(huì)產(chǎn)生輸送液磨損軸承現(xiàn)象，如圖7所示。

圖7泥漿密封型

(7)多級(jí)型屏蔽電泵

裝有復(fù)數(shù)葉輪的高揚(yáng)程用屏蔽泵，因?yàn)檫@種泵裝配葉輪多，為提高抗空化性能，它的首級(jí)葉輪常與后面的各次級(jí)葉輪不同，故其結(jié)構(gòu)比單級(jí)泵復(fù)雜。通常按照采用的泵殼形式分為中開(kāi)式多級(jí)泵、節(jié)段式多級(jí)泵和雙殼泵，如圖8所示。

圖8多級(jí)型

2 屏蔽電泵的發(fā)展趨勢(shì)

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，屏蔽電泵在產(chǎn)品應(yīng)用范圍、系列和品種、技術(shù)水平等方面有了明顯的發(fā)展和進(jìn)步，同時(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，尤其是國(guó)外屏蔽電泵制造企業(yè)的介入，更加劇了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，也加速了國(guó)內(nèi)屏蔽泵行業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的步伐。促進(jìn)屏蔽電泵制造技術(shù)日趨完善，研制出適應(yīng)市場(chǎng)需求的高新技術(shù)產(chǎn)品，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

2.1 積極進(jìn)行國(guó)際認(rèn)證

自從中國(guó)加入WTO以后，機(jī)電產(chǎn)品出口大幅度增加，出口所帶來(lái)的利潤(rùn)是巨大的，因此各企業(yè)在立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，著眼于開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，將會(huì)給企業(yè)創(chuàng)造無(wú)限商機(jī)。進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的先決條件是必須有準(zhǔn)入證，即產(chǎn)品必須通過(guò)相應(yīng)國(guó)家或地區(qū)的認(rèn)證。目前各屏蔽電泵生產(chǎn)企業(yè)普遍都通過(guò)了ISO 9001質(zhì)量體系認(rèn)證，還有少數(shù)企業(yè)進(jìn)行了國(guó)外其他認(rèn)證，如CE認(rèn)證、美國(guó)的RAB認(rèn)證等，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，及早占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)已是大勢(shì)所趨，因此各企業(yè)應(yīng)積極進(jìn)行國(guó)際認(rèn)證，使自己的產(chǎn)品早日進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，給企業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)展空間。

2.2 新技術(shù)在屏蔽電泵中的應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)屏蔽電泵制造企業(yè)都圍繞著如何延長(zhǎng)屏蔽電泵的使用壽命，如何提高屏蔽電泵的安全性、可靠性、可維修性及可操作性，廣泛開(kāi)展科研攻關(guān)，利用現(xiàn)代電子產(chǎn)品的高科技優(yōu)勢(shì)，使屏蔽電泵運(yùn)行的穩(wěn)定、可控不斷得以完善。

2.2.1 軸承監(jiān)視器

屏蔽電泵的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)很大程度上取決于泵內(nèi)的動(dòng)配合部件，而其中石墨軸承是最重要的部件。以往屏蔽電泵產(chǎn)品對(duì)石墨軸承只有徑向監(jiān)測(cè)，而實(shí)際使用中，軸承在軸向也會(huì)產(chǎn)生磨損。對(duì)此，行業(yè)技術(shù)工作者研發(fā)了機(jī)械式軸承監(jiān)視器，它既能監(jiān)視石墨軸承的徑向磨損，又能監(jiān)視軸承的軸向磨損。另外，機(jī)械式軸承監(jiān)視器監(jiān)測(cè)部分因采用了和泵相同的材質(zhì)，還能起到監(jiān)視腐蝕的作用。而電氣式軸承監(jiān)視器是由埋在電機(jī)內(nèi)部的檢測(cè)線圈來(lái)測(cè)定軸承的磨損量，尤其是對(duì)于軸承軸向磨損的檢測(cè)，精確度非常高。該儀表可以對(duì)軸承的磨損進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)屏蔽電泵的逆轉(zhuǎn)、斷相、短路都可以檢測(cè)。使用簡(jiǎn)單方便，當(dāng)儀表指針在綠色區(qū)域時(shí)，表示軸承磨損很小，可以安全使用；當(dāng)儀表指針在黃色區(qū)域時(shí)，表示軸承磨損量較大，需要更換軸承；當(dāng)儀表指針在紅色區(qū)域時(shí)，必須馬上更換軸承。除現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視外，還可以遠(yuǎn)距離監(jiān)控。

2.2.2 空運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)器

屏蔽電泵是采用自身母液潤(rùn)滑，這樣避免了注油的麻煩，但屏蔽電泵里的石墨軸承在缺液斷流的情況下無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，如果斷液運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)造成軸承干磨，極大地降低了軸承的使用壽命。針對(duì)這個(gè)技術(shù)難題研制出的空載運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，是一種可避免屏蔽電泵空運(yùn)轉(zhuǎn)和氣蝕運(yùn)轉(zhuǎn)而使電泵自動(dòng)停車的保護(hù)裝置。該裝置使屏蔽電泵的使用性能得到了極大地完善，使用壽命也相應(yīng)的得到提高。

2.2.3 電機(jī)繞組過(guò)熱保護(hù)裝置

為了防止因?yàn)橐后w溫度的改變，冷卻水的減少、斷水、熱交換器的污染等原因引起繞圈異常發(fā)熱，在電機(jī)定子繞組端部埋置1個(gè)或3個(gè)熱繼電器，用于監(jiān)測(cè)電機(jī)的定子溫度。當(dāng)溫度超過(guò)170℃，可以自動(dòng)斷電。起到熱保護(hù)作用，保證了電泵運(yùn)行的安全性和可靠性。

2.2.4 故障監(jiān)測(cè)裝置

屏蔽電泵在易燃易爆氣體混合物存在的危險(xiǎn)場(chǎng)所中運(yùn)行時(shí)，為了保證安全可靠地運(yùn)行，在屏蔽電泵上安裝故障監(jiān)測(cè)裝置。監(jiān)測(cè)裝置由電流放大器(S30)、溫度控制儀(T30)、液位監(jiān)測(cè)儀(N30)組成。溫度控制儀(T30)是帶微型開(kāi)關(guān)的液體脹縮溫度計(jì)。通過(guò)溫度控制儀(T30)觸頭溫度的調(diào)節(jié)，可以將泵的溫度控制在允許范圍內(nèi)。液位監(jiān)測(cè)儀(N30)內(nèi)部裝有一個(gè)帶磁塊的浮體，它在內(nèi)裝惰性氣體接觸器(彈簧觸點(diǎn))的導(dǎo)管中移動(dòng)。當(dāng)液面升高或降低時(shí)，里面的彈簧觸電通過(guò)磁鐵產(chǎn)生作用，接通或斷開(kāi)電路，從而實(shí)現(xiàn)控制作用。

2.3 加速新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，適應(yīng)現(xiàn)代應(yīng)用要求

隨著社會(huì)的發(fā)展，人民生活水平的日益提高及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，屏蔽電泵的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，不僅在化工、制藥、核能等工業(yè)部門(mén)中應(yīng)用，而且在城市供熱部門(mén)、高樓給水、機(jī)車、空調(diào)中也的到了廣泛應(yīng)用，因此屏蔽電泵生產(chǎn)企業(yè)要想使產(chǎn)品在市場(chǎng)上爭(zhēng)得一席之地，就要不斷改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大品種和產(chǎn)品功率范圍和應(yīng)用范圍，適應(yīng)現(xiàn)代應(yīng)用要求。

2.3.1 高效節(jié)能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)

現(xiàn)在人們對(duì)電機(jī)產(chǎn)品的要求已不滿足于只是適于一般應(yīng)用，而在追求高效節(jié)能。因此開(kāi)發(fā)出高效節(jié)能產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

PBCG系列無(wú)水冷超高溫屏蔽電泵，當(dāng)輸送液體溫度為120℃～350℃時(shí)，以往生產(chǎn)的屏蔽電泵需要水冷卻，PBCG系列屏蔽電泵由于具有超耐熱繞組，所以完全不必用水進(jìn)行冷卻，極大地節(jié)約了熱能損耗。該系列屏蔽電泵年節(jié)水量為9600t～31200t，年節(jié)約能量28000kW/h～94000kW/h。

PBCH系列電力機(jī)車用屏蔽電泵，可由PWM變頻器供電，頻率范圍為40Hz～100 Hz,通過(guò)調(diào)頻改變流量，降低能耗，達(dá)到節(jié)能的效果。

2.3.2 提高屏蔽電泵的自動(dòng)化程度

屏蔽電泵因每次啟動(dòng)前都要進(jìn)行放氣，不僅麻煩，而且又會(huì)造成軸承干磨，因此在自動(dòng)化程度較高的今天，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該被解決。KQPL系列內(nèi)循環(huán)屏蔽電泵的電機(jī)和SFP系列屏蔽電泵的電機(jī)加裝了自動(dòng)排氣閥，以自動(dòng)放氣代替手動(dòng)放氣，解決了屏蔽電泵頻繁啟動(dòng)造成的放氣問(wèn)題。

2.4 應(yīng)用范圍、功率范圍不斷擴(kuò)大

屏蔽電泵不僅廣泛應(yīng)用于石油、化工、國(guó)防、航天、醫(yī)藥、紡織、制冷、空調(diào)、食品等行業(yè)中輸送低溫、常溫、高溫、常壓、高壓、高熔點(diǎn)、易燃、易爆、貴重的、有毒的和易揮發(fā)的介質(zhì)，而且在高樓供水、采暖及灌溉裝置中也被廣泛應(yīng)用，因此安全、可靠、低噪音、符合環(huán)境要求的屏蔽電泵日益受到人們的重視。

隨著屏蔽電泵應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，其功率范圍也在不斷擴(kuò)大，核工業(yè)安裝的功率更是不斷創(chuàng)新高，所以國(guó)內(nèi)屏蔽電泵的功率范圍還有很大發(fā)展空間。

2.5 優(yōu)質(zhì)軸承的采用

屏蔽電泵的軸承一般情況都采用滑動(dòng)軸承，軸承本身具有自潤(rùn)滑性能，工作時(shí)靠輸送的介質(zhì)冷卻潤(rùn)滑。采用優(yōu)質(zhì)軸承，提高產(chǎn)品使用壽命應(yīng)該是屏蔽電泵生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前許多屏蔽電泵生產(chǎn)企業(yè)都采用石墨材質(zhì)、晶體碳化硅SSIC以及硬質(zhì)合金堆焊接，使用壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上。

2.6 新材料的應(yīng)用研究

由于屏蔽電泵自身結(jié)構(gòu)所決定的效率損耗很大，隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，新材料的不斷問(wèn)世，選取性能好、損耗小、耐磨損、耐腐蝕的替代材料已勢(shì)在必行。采用碳化硅材質(zhì)的滑動(dòng)軸承代替石墨浸漬樹(shù)脂材質(zhì)的軸承，提高軸承的耐磨性，屏蔽套材質(zhì)選用Hastelloy-C合金，損耗小、性能優(yōu)良，提高了屏蔽電泵的使用效率，改善了屏蔽電泵的運(yùn)行性能。

3 結(jié)語(yǔ)

以上對(duì)屏蔽電泵的用途、現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)要的概述并對(duì)今后發(fā)展方向進(jìn)行了分析，希望對(duì)國(guó)內(nèi)屏蔽電泵生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)等方面提供幫助，使我國(guó)屏蔽電泵的發(fā)展再上一個(gè)新臺(tái)階，縮小與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品的差距，為趕超世界先進(jìn)水平做出貢獻(xiàn)。

[1] 王超，李藏雪，張進(jìn)寶，等.屏蔽主泵電機(jī)定子繞組腔密封設(shè)計(jì).防爆電機(jī)，2015.5.

[2] 于春燕，國(guó)棟.屏蔽電泵調(diào)整揚(yáng)程時(shí)葉輪切割的經(jīng)驗(yàn).防爆電機(jī)，2011.3.

[3] 謝世強(qiáng)，楊嘉祥.屏蔽電機(jī)定子屏蔽套損耗的計(jì)算與分析.防爆電機(jī)，2010.3.

AnalysisonBasicSituationandDevelopmentTrendofCannedMotorPump

ChenChangyan

(Jiamusi Explosion-Proof Electric Machine Institute, Jiamusi 154005, China)

This paper introduces the basic development situation of domestic canned motor pump industry, and briefly summarizes and analyzes the development and trend of canned motor pump. It provides the scientific basis for macro management of industry and the reference for product structure adjustment of industry enterprises.

Canned motor pump；market demand；development trend

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.05.18

TM301.3

B

1008-7281(2017)05-0054-004

陳長(zhǎng)燕女1977年生；畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事起重冶金及屏蔽電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化工作.

2017-04-13