非金属材料与金属材料在性能上有很大的差异,今天,东莞市创升机械设备有限公司就为大家做非金属磁力驱动离心泵的结构特性的讲解。
非金属磁力驱动离心泵与金属磁力驱动离心泵使用材料不同,其在结构设计上也有很大的不同,主要表现在以下几个方面。
叶轮密封处和背叶片与离心泵体的运转间隙因塑料的热膨胀系数比金属大2~6倍,沿用金属泵的运转间隙易发生咬合,使磁力驱动泵损坏。间隙过大又使磁力驱动泵的效率降低,并造成磁力驱动泵轴向力的不平衡。由于径向间隙不可调节,国外非金属化工磁力驱动泵大多使用轴向间隙。这样无需拆泵,即可检查并调节运转间隙。为了改变塑料的性能,可以采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料,提高塑料的机械强度,减少膨胀系数。
a.叶轮内预埋金属件,通过金属件与轴用键连接,或叶轮与轴直接用键连接,叶轮端部用叶轮螺母保护。此结构来源于金属泵,由于密封面多,可靠性较差。长时间使用后,轴易被介质腐蚀。
b.叶轮内预埋金属件,与化工磁力泵轴用螺纹连接,取消叶轮螺母。此结构可使轴完全受到保护,避免轴被介质腐蚀的可能。缺点是螺纹加工精度要求开云体育 开云平台较高,运转时严禁电动机反转。
c.叶轮、内磁钢内镶嵌金属件留有键槽,四壁包覆塑料,并与泵轴采用平键连接,这种形式耐腐蚀,机械稳定性好,安全可靠。
磁力驱动泵体衬里层厚度及其固定按国外泵企业标准衬里层厚度一般为3~5mm,国内此厂家的衬里层过薄(1.5~~2mm),压制过程出现局部衬里缺陷,导致泵的允许使用温度和使用寿命有所下降,衬里层从泵体和后盖基体金属脱落的可能性也增大。
衬里层固定方式可采取在基体金属上布置交密的环形燕尾槽的方法,使衬里层固定牢靠,同时机加工作量较小。也可用基体金属上布置较密小孔(或螺纹孔)的方法,衬里层固定小孔方式不如燕尾槽牢靠,且机加工量较大。
轴向力平衡塑料泵的叶轮内大多埋有金属件,一般不宜用平衡孔的方法平衡轴向力。国内普遍采用背叶片平衡叶轮轴向力。
非金属磁力驱动离心泵的结构、材料与金属磁力驱动离心泵差异甚大,因此,其性能特点也有较大区别。
泵体耐压性低由于非金属材料的力学性能,如拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性和硬度等指标远低于金属材料,因此,非金属泵的耐压较低。
一般非金属泵壳体耐压≤1.6MPa。非金属材料可加入玻璃纤维或碳纤维增强,改善其机械强度,如聚丙烯的拉伸强度为30~38MPa,弯曲强度为38~55MPa,经玻璃纤维增强后,拉伸强度达60~80MPa,弯曲强度达80~100MPa。
允许使用温度非金属泵的允许最高使用温度远比金属泵低。其耐温范围受到很多因素限制:一是温度升高,材料的强度下降(某些塑料低温下出现脆性);二是塑料的热膨胀系数是铸铁的2~6倍(采用聚谜醚酮材料则不存在这方面缺陷),使用温度较高时,运转间隙变小,泵无法安开云体育 开云平台全运转,或衬里层与铸铁外壳不能很好贴合;三是在较高温度下连续运转时,某些塑料易发生“蠕变”,零件尺寸发生变化。因此,非金属泵的允许使用温度与材料性能、结构设计开云体育 开云平台等因素有关。
需要说明,不能将材料的耐热性误为泵的允许使用温度,如聚全氟乙内烯的最高工作温度约为237℃。美国GOULDS泵公司用此材料作衬里的塑料泵可在204℃下连续运转,但为安全,该公司的样本中将此泵的允许温度限制在≤150℃。泵制造厂应根据材料品种和结构设计,并考虑泵的长期连续运行及可靠性,在样本上正确规定非金属泵的允许使用温度。
最小连续流量为避免非金属泵在小流量下工作引起介质温度升高而导致泵的破坏,通常非金属泵的最小连续流量为30%的额定流量,即不允许泵在小于30%额定流量下工作。
耐腐蚀性非金属材料与金属相比具有优良的耐腐蚀性,不存在金属中出现的缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀和电偶腐蚀等腐蚀形式。但塑料在某些腐蚀介质中受拉应力时,易产生应力开裂,这类似于金属的应力腐蚀。塑料和橡胶在某些有机溶剂中会发生溶胀或溶解,使用时应予重视。
耐磨性非金属材料中耐磨性好的材料有工业陶瓷、耐磨橡胶和新型高性能工程塑料(超高分子量聚乙烯、聚偏氟乙谗、聚醚醚酮等)。工业陶瓷(刚玉陶瓷、碳化硅陶瓷等)耐磨性最佳(其 Molts硬度为9),但缺点是易碎易裂。橡胶的耐磨性很好,衬胶泵在输送含颗粒介质中应用最广泛,缺点是易老化且使用温度较低,一般为100℃以下。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚偏氟乙烯(PVDF)的耐磨性也较好(动摩擦系数为0.1~0.22),尤其是UHMWPE称为工程塑料中的耐磨之王,均可作为有磨蚀要求的耐磨泵材料,但加工制作要求高。一般认为热塑性塑料的耐磨性好,热固性塑料(酚醛玻璃钢)的耐磨性较差,但应注意随着温度的升高,耐磨性将会降低。
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