屏蔽泵的結(jié)構(gòu)類型主要由電機(jī)的不同循環(huán)模式?jīng)Q定,這些循環(huán)模式在API685標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)的描述。不同的工況涉及屏蔽泵選擇的因素很多,包括流量、揚(yáng)程、溫度、汽化壓力、系統(tǒng)壓力、固體顆粒及其含量等。圖3是合肥新上海公司屏蔽泵方案的簡(jiǎn)單選擇表,可以清楚地了解屏蔽泵選擇過程中需要考慮的因素和判斷基準(zhǔn)。
常規(guī)工況的對(duì)策,
在屏蔽泵的應(yīng)用條件下,我們通常將輸送-50~120℃左右的不易蒸發(fā)的清潔液體歸結(jié)為常規(guī)條件。對(duì)于普通離心泵來(lái)說,有毒、有害、強(qiáng)腐蝕、易燃、易爆等液體的輸送屬于危險(xiǎn)條件的范疇,但根據(jù)屏蔽泵的無(wú)泄漏特性,我們不特別區(qū)分這些性質(zhì)的液體。石油化工過程中80%以上的應(yīng)用屬于我們所說的常規(guī)條件。屏蔽泵采用普通基本結(jié)構(gòu),其中廣泛的循環(huán)方式是軸內(nèi)循環(huán)。如圖4所示,從葉輪出口直接通過電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的間隙,然后通過轉(zhuǎn)子軸中心孔返回葉輪入口,完成電機(jī)冷卻和軸承潤(rùn)滑。
高溫液體對(duì)策。
當(dāng)然,高溫介質(zhì)的輸送也可以采用超高溫電機(jī)的方案。電機(jī)繞組本身可以承受介質(zhì)的溫度,所以不需要泵腔和電機(jī)腔的隔離設(shè)計(jì)。然而,超高溫電機(jī)的方案受到電機(jī)材料和工藝的限制,目前的使用范圍遠(yuǎn)不如普通屏蔽電機(jī)。當(dāng)輸送120~450℃的導(dǎo)熱油、過熱水等高溫液體時(shí),由于泵腔進(jìn)入電機(jī)腔的高溫液體超過電機(jī)定子繞組的耐熱溫度,普通基本結(jié)構(gòu)顯然不可行。高溫分離結(jié)構(gòu)成功解決了這個(gè)問題。如圖5所示,泵腔與電機(jī)腔由熱屏隔開,電機(jī)外部設(shè)有熱交換器,形成獨(dú)立的循環(huán)冷卻系統(tǒng),使電機(jī)腔內(nèi)的循環(huán)液溫度控制在150℃以下,避免了電機(jī)繞組的耐熱問題。
易蒸發(fā)液體的對(duì)策
當(dāng)輸送氟利昂、液化氣、天然氣、液氨等易蒸發(fā)的液體時(shí),循環(huán)液通過馬達(dá)腔會(huì)使其溫度升高并蒸發(fā),如果采用基本的基本結(jié)構(gòu),循環(huán)液返回葉輪入口會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)腐蝕。在這種情況下,需要選擇逆向循環(huán)結(jié)構(gòu),其循環(huán)方式如圖6所示,通過馬達(dá)腔的循環(huán)液返回吸入罐的氣相區(qū)域,避免介質(zhì)蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體積存在泵內(nèi)。
含固體顆粒的泥漿對(duì)策
當(dāng)輸送介質(zhì)中含有固體顆粒時(shí),如果進(jìn)入電機(jī)腔,軸承的使用壽命將大大縮短。為了避免輸送介質(zhì)進(jìn)入電機(jī)腔,泵腔和電機(jī)腔應(yīng)通過連接體內(nèi)安裝的機(jī)械密封隔離,清潔循環(huán)液應(yīng)從外部注入電機(jī)腔,即泥漿密封結(jié)構(gòu)。
除上述幾種具有代表性的結(jié)構(gòu)類型外,通過采取一定的對(duì)策開發(fā)的泵型也可用于各種用途,例如:
低有效氣蝕余量-自吸泵;安裝在地下或罐內(nèi)-液下泵;高揚(yáng)程-多級(jí)泵;高溫高壓-高溫高壓泵等。