屏蔽泵运行过程中断液或流量不足的危害与预防监控

李 予

(阳煤集团太原化工新材料有限公司，山西 太原 034000)

引 言

屏蔽泵是以离心泵结构作为基础的工作原理，为环保工作设计出的一种新型液体输送泵。它完全解决了其他流体泵工作中出现的跑、冒、滴、漏等现象，全密封结构不会出现一点泄露，可以广泛的应用到医药、石油、核工业、煤炭、化工等多个领域。屏泵在使用过程中如果出现流量低、断流、空载等工作状态，会使其造成一定的损伤，本文阐述了TRG、THJ、ZDB、KDB等监控设备对屏蔽泵进行检测的方法，并进行分析，防止不良现象的发生，对泵体产生危害。

1 屏蔽泵结构概述

屏蔽泵的整体结构首先保证电机输出轴与泵内部的叶轮轴保持在一条直线上，然后将两者安装在一个密闭压力腔体内，构成转子部件的所有零件的外表面和所有构成定子部件的所有零件的内表面使用非磁性金属材料制作的薄板进行覆盖，以此形成定子和转子屏蔽套，采用金属的耐腐蚀性较强厚板焊接在屏蔽套两侧，使其与输送介质彻底分开。电机支座前后安装两组滑动轴承用来支撑电机转子以及与其连接的屏蔽泵叶轮，同时在电机转子上装有绕组线圈，可以驱动转子旋转[1]。以上结构的使用主要使为了代替离心泵所采用的传统旋转密封形式，在叶轮旋转时形成静密封，屏蔽泵结构，如图1所示。

图1 屏蔽泵结构

屏蔽的冷却和润滑都需要依靠输送介质，输送介质在泵内流动过程中可以冷却密闭腔体，同时对轴承和转动结构进行冷却和润滑。介质通过屏蔽泵达到其出口位置时将分为两部分，一部分介质直接被压力送入输送管道去往目标容器，另一部分将进入屏蔽泵的冷却循环系统，对密闭腔体和旋转元件进行润滑和冷却[2]。

2 不良因素对屏蔽泵的危害

综上所述，可知屏蔽泵的冷却润滑系统在泵体的排出口之后介质开始起到冷却循环的作用，对密闭腔体和旋转元件进行润滑和冷却[3]。冷却介质的流动路线，如第151页图2所示。吸入口→泵室→高速旋转叶轮→排出口→过滤器→循环管→轴承端盖→后侧轴承→轴承与轴套间隙→密闭腔体内间隙→前侧轴承与前侧轴套之间的间隙→叶轮的平衡孔→叶轮吸入口端(泵室)。

图2 冷却介质的流动路线

参与冷却的介质在冷却流程流动结束后从屏蔽泵的注入口重新进入泵内，往复流动，这样即可保证屏蔽泵保持在正常温度工作，不会发生过热停泵和干摩擦等故障[4]。因此，当屏蔽泵在运行过程中出现流量低、断流、空载等工作状态时，对泵的冷却系统会造成很大的影响。

2.1 对电机和泵体的危害

屏蔽泵运行时出现流量低、断流、空载等工作状态时，润滑冷却介质不足，密闭腔体内就会出现空气或者无冷却液的现象，电机在密闭的空间内运行产生的大量热能将无法散失，将急剧升温，可导致介质气化、绕组线圈烧毁、零件变形、干磨、自锁停泵等故障，甚至使屏蔽泵直接报废无法修复[5]。

2.2 对轴承的危害

屏蔽泵在缺少冷却介质状态下运行对轴承的损伤也非常大，会使滑动轴承产生极大的磨损，而被破环失效[6]。一般产生两种类型的磨损的状态，一种是轴承与轴承套之间产生了无润滑相对摩擦；另一种是轴承和平衡盘之间产生了无润滑相对摩擦。这两种磨损状态都会产生很严重的后果，如由于无润滑摩擦产生的剧烈震动和刺耳的噪音；泵叶轮轴产生较大的径向跳动而产生弯曲；叶轮与泵壳、口环等产生摩擦和撞击造成叶轮、泵壳、口环损坏；使电机无法转动而烧毁等严重故障。

3 屏蔽泵监测系统设计

本文提出的屏蔽泵检测系统主要包括M.K模块、THJ温度检测元件、ZDB 轴承磨损报警器、TRG转动监测表、KZB空转保护器等, 如图3所示。

图3 屏蔽泵监测系统

3.1 M.K模块

M.K模块的主要功能是接受其他传感部件信号对电机进行启停控制，当系统开始工作时，首先检测温度、轴承工作状态、电机状态等参数，若各种参数再正常的允许范围之内，则启动电机，使屏蔽泵运转，否则锁死报警。

3.2 THJ温度检测元件

THJ温度检测元件安装在密闭腔体内，当冷却介质不足时，腔体温度升高该元件会把腔体温度信号发送到M.K模块，当温度达到设定值，系统会自动停泵。此时THJ控制触点断开，导致电路中继电器3J的线圈电源断开，继电器的常闭触点重新接通，“过热”指示灯亮起。

3.3 TRG转动监测表

TRG的作用是对电机和叶轮的转速进行检测，当转速出现异常波动时，M.K模块会根据接收到的异常转动信号进行停泵处理。同时，TRG转动监测表传输给ZDB轴承磨损报警器，这样可以根据转速的异常判断轴承是否存在问题，从而进一步对系统进行监控和指示。

3.4 ZDB轴承磨损报警器

ZDB轴承磨损报警器与TRG转动监测表相连，可以接受和分析TRG转动监测表的信号，根据转速信号的变化判定轴承的工作是否正常。当轴承出现磨损时，ZDB会向系统发出停泵信号，同时ZDB继电器线圈断电，导致电路中继电器2J的线圈电源断开，继电器的常闭触点重新接通，“轴承磨损、断条”指示灯亮起。

3.5 KZB空转保护器

KZB空转保护器安装在电机的三项电源线路上，能够检测线路电流，当线路电路减小时，说明泵负载减小，处于空转状态；电流过大说明泵或电机负载增大，系统有磨损或堵塞现象。此时，KZB会向系统发出停泵信号，同时KZB继电器线圈闭合电路断开，导致电路中继电器1J的线圈的闭合电路也随之断开，继电器1J的常闭触点重新闭合，此时“空载、过载、缺项”指示灯亮起。

4 结语

屏蔽泵应用广泛，其冷却和润滑主要依靠输送介质，因此出现流量低、断流、空载等工作状态，会使其造成一定的损伤，本文提出的屏蔽泵检测系统主要包括M.K模块、ZDB 轴承磨损报警器、TRG转动监测表、THJ温度检测元件、KZB空转保护器等，可以有效的对屏蔽泵进行各个方面的保护。但在实际现场应用中，更需要保证操作者按工艺流程使用，尽量屏蔽泵的流量平稳，不要出现过多的流量波动，这更是提高屏蔽泵使用寿命，减少运行故障的重要条件和保障。