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磁力泵温度监测系统设计与试验


第3 7卷第 1 期 
2 1 年 2月  01

农 业 装 备 技 术  
Ag iu t r lE u p n & T c n lg   r l a  q i me t c u e h oo y

V l 7 № .  o_ 3 1

Fb 0 1 e .2 1  

电动机

轴  

磁 力 泵 温度 监 测 系统设 计 与试 验 
陈  雨 , 康仕彬 , 何有泉 
( 苏大 学 能源 与动 力 工程 学院 ) 江  

摘 要: 针对磁力泵运转 中多数故 障及故障表现形式均与 隔离套温度密切相关的特性, 在分析磁 力   泵监控技术发展现状的基础上, 结合磁 力泵密闭式结构的特点, 采用以单片机为核 心技术, 通过温度 
传感 器对 隔 离套 温度 进行 采 样 , 采 样得 到 的模 拟 量通 过 转换 电路 , 温度 信 号放 大修 正 , A/ 转  将 将 由 D

换 器转化为数字量, 由 C U读入单片机对磁 力泵运行过程 中隔离套温度状 态进行 实时监测, 并 P 实现 
了温度数 值 实时显 示 、 高温越 限报 警 及停 机保 护 。试 验 结果表 明, 系统运行 稳 定 、 该 响应迅 速 准确, 对 

磁 力泵故 障预 防与诊断, 确保磁力泵 系统安全可靠运行, 具有一定的实用价值 。   关键 词 : 力泵 ; 离套 ; 磁 隔 温度 监 测 ; 片机  单

磁力泵是应 用永磁体 的磁力实现力矩 的传递 ,   即通过磁力偶合器f 永磁联轴器) 电机输 出的转矩  将
传 递 给 叶轮 , 到输送 介 质 的 目的 的一种 新 型泵 。 达 由 

失效 , 磁块膨胀脱落 , 卡住磁力泵或打 出火花 。同时  滑动轴承也会因此而发生变形及破裂 ,引起隔离套  与 内磁转子之间间隙内介质汽化f ,   这就可能造成  1 等
灾 难性 后果 。最 近 有 人设计 出扭矩 环 结构 来 代替 内 

于泵轴 、 内磁转 子被泵体 、 隔离套完全封闭 , 内外磁 
转 子 不存 在 接触 和摩 擦 ,功耗 小 ,具 有 阻 尼减 振 作  用 ,减少 了电动 机振 动 对 泵 的影 响 和泵 发生 气 蚀 振 

磁转子 ,但是 由于其传动转矩小且价格昂贵而不能 
在磁 力 泵上 得 到推广 应用 [ 因此 在 磁力泵 的设计 中  z l 。

动时对电动机的影响 ,且彻底解决了以往普遍存在  的“ 、 滴 、 ” 跑 冒、 漏 问题 , 消除 了炼油化工行业易燃 、   易爆 、 有毒 、 有害介质通过泵 密封泄漏 的安全隐患 ,   利 于环保 和 安全 , 到 了迅速 发 展 。 得  

合理选择磁性材料 , 加强冷却循环系统设计 ; 在磁力  泵 中严格控制输送介质温度可 以控制温度升高 , 除 
此之 外 ,对 工作 过程 中温度 状 态变 化进 行 实 时监测  十分 必要 。  

由于许多故障都会导致隔离套 的温升而且隔离  套也是磁力泵中温度最高的地方[ 所 以处在旋转的  3 1 , 内外磁转子之间的温度传感器 ,对隔离套上温度变  化情况时行实时监测 ,就能够 比较直观地反应磁力  泵内外磁转子的工作温度状态变化 ,以便及时排除 
内  磁  钢 

可能 发生 的故 障 。  

2 监测 系统设计及 工作原理 
图 1 永 磁 同步 传 动 磁 力 泵 的 基 本 结 构   

如图 2 所示 ,通过对称安装在磁力泵隔离套法  兰温孔内的 2 个温度传感器对温度进行采样 ,测温  元件选用价格低廉 、 稳定性好 、 线性度高的标准铠装 
铂 电阻 Pl0其 温度 一电阻特 性州  t0 , : R 01An   )   (+    

1 磁 力泵高温 问题影 响   
高 温 问题是 磁 力 泵正 常 运行 所 面对 的重 大 的问 

题之一 。 磁力泵温度过高会加大功率损失 , 而且达到  磁体居里温度时 , 还会使 内外磁转子发生退磁现象 ,   导致磁力驱动装置传动力矩下降 ,磁转子效率降低  而无 法 工作 ,甚 至会 因高温 问题 而 使粘 接 磁块 的胶  
总第 1 1 6 期 

式中,。 R 为温度 0 ℃时的电阻值 ; 为温度 T   ℃时 
的 电阻值 ; 3 6 7×1  ~B 一 (. 0 ℃)。 A=(. 8 9 0 ℃),= 5 4×1  之 

同时它具有体积小 、 易弯曲、 耐震 、 耐高温 、 搞冲击 、  

A T E 

农 业 装 备 技 术  

动态响应速度快等特点 ,很好地满足了磁力泵的结   
- 

3 试 验 研 究   
为检验 该温 度 监测 系 统 的可靠 性 ,设计 了一套 

构特点和工作环境要求。  
接仪表 测温传感 器 

简单的试验装置如图 4  。
实 验 时 以清水 为介 质 ,同时采 用加 热 水 的方 法  提高 温 度 。预设 温 度 为 7  ̄ 加热 一 段 时 间温 度 达  0C,

到 7  ̄, 0( 系统 自动报警 、 2 停机 , 并启动备用泵 , 经多 
次试 验 , 均误 差 为 l ℃ , 均 时间延 迟 2~5S 平 ~2 平  。  
子 

图 2 温 度 传 感 器 的 安装 

1 节阀 2 调 . 储水罐 3 . 温度计 4磁力泵 5 片机 系统  . . 单

然后将温度传感器采样得到的模拟量通过转换  电路 , 将温度信号放大修正 , 再由 AD转换器转化为  /
数 字 量 , 由 C U读 人 , 数 据 处 理 后 ( 字 滤 波 、 并 P 经 数  

6通信 接 口 7 . . 停机 / 启动 电路 8P .C机 9打印机 1. . 0电机 
图 4 隔离 套 温 度 监 测 系 统 实 验 示 意 图 

标度变换等 )一方 面送温度显示 电路 , , 一方面和设  定值进行比较 , 若超过设定值 , 电路 自动发 出声光报 

4 结

语 

运 用此监 测 系统 对磁 力 泵进 行 了反 复 多次 的试  验, 结果 表 明该温 度监 测 系 统运行 情 况稳 定 , 应迅  响 速 准确 , 反应 出磁 力 泵运 转过 程 中温 度状 态 的变 化 。   为 更全 面地 反 映磁力 泵运 转 状态 ,更 好 地对 磁 力泵 

警信号 , 同时输出控制信号执行机构动作 , 对故障泵  自动停机 , 防止泵 内永磁体的热退磁 , 避免事故的发 
生, 其程序的主要操作流程如图 3 所示[  5 1 。

运转状态进行监测和保护 ,还可以与其他监测系统  ( : 如 滑动轴 承磨损 监测 , 流量监测 , 异常泄露监测  等) 相结合 , 形成多参数集成连锁控制。当任何一个  参数出现异常情况时, 都会发出报警信号。  
参 考文 献 :  
【]刘凯 , 1 丛玉 良, 郭兰升. 磁力泵监控技术概述【. J水泵技术 , 1  
19 ( : — 1 97 )92 . 41  

【]杨超君 , 2 蒋生发. 耐高温实心转 子永磁感应 电涡流式磁力 

传动装置 f] P. 中国专利 :0 60 7 0 8 , 0 . 202087.2 7 60   【]黄建军 , 3 孔繁余 , 吕毅 , 无密封泵运行 监控设计 I_ 等. J水泵  I
技术 ,0 7 ) 0 2 . 200: —3 2   f 4 ]赵克中. 磁力驱动技术与设备【 】 M. 北京 : 化学工业 出版社 ,  
2 )  0( 4.

【]薛钧义 , 自芳. 5 武 微机控制系统及其应用【 . M] 西安 : 西安交 
图 3 主 程 序 的流 程 图  通 大 学 出版 社 ,0 3 20.  

总第 11 6 期 


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