電磁泵體積小,成本低,使用方便。近年來,國外如德、日、美、法等國家發展很快,應用日益廣泛。

1、電磁泵分類和總體設計

電磁泵從工作原理上可分為直線感應式和銜鐵式(或稱動鐵式)兩類。我們在這里僅對后者進行討論。

銜鐵式電磁泵從目前國外發展情況看,可分為壓力型和流量型(圖1)。壓力型電磁泵排出壓力一般為(0.1～l.5)MPa,流量一般在1L/mni以下。流量型電磁泵最大流量為5L/min,壓力一般在0.1MPa以下。

電磁泵總體設計主要應考慮產品類型。壓力型電磁泵中,銜鐵和柱塞是上下分開的結構,具有不同的截面積。銜鐵的截面積主要由與柱塞力相平衡的電磁吸力所決定。而柱塞力由負載阻力、慣性力等組成。在柱塞行程和柱塞返復運動的頻率(即泵速)一定的條件下,柱塞的截面積決定了流量的大小。在流量型電磁泵中,銜鐵本身就作為柱塞,因此它必須同時兼顧泵對流量和電磁吸力的要求。

壓力型和流量型電磁泵在結構上有所區別的主要原因是由泵的工作原理決定的。在流量型電磁泵中,銜鐵作為柱塞,銜鐵電磁吸力與其截面積和排出壓力成正比,因此當其截面積一定時,排出壓力越大,所需電磁吸力也將越大,但這樣的電磁鐵是無法設計出來的。所以流量型電磁泵的排出壓力不可能大。在壓力型電磁泵中,流量不大,且銜鐵和柱塞是分開的,所以柱塞截面積可以設計得很小,這樣可使泵的壓力大大提高,而所需的電磁吸力也不致很大,從而銜鐵的截面積也不致很大。在總體設計中,還有兩個問題必須注意。一是保證磁回路均勻同心;二是電磁驅動部的發熱和冷卻問題。

在流量型電磁泵中,只要保證薄壁套筒和銜鐵柱塞的配合間隙,就能容易實現磁回路的均勻,保證銜鐵柱塞不受或少受偏心吸力作用。而在壓力型電磁泵中就較難保證磁回路的均勻性。為此首先必須合理設計電磁驅動部和泵體部分的連接結構和裝配精度,其次是合理設計銜鐵和柱塞的分開結構。如果銜鐵和柱塞雖分開但是一整體,則必須從形位公差上保證其精度。如果銜鐵和柱塞分開且是兩體,則只需考慮徑向可調的連接結構,對兩體的同軸度并不十分苛求。

電磁驅動部的發熱主要決定于兩個因素:

一是磁導體材料和熱處理工藝。對交流電磁泵,這個問題很突出,其磁導體一定要用高電阻率的材料制造;二是電磁線圈的合理設計。對于流量型電磁泵,因為液體從銜鐵柱塞的中心通過,所以不存在冷卻問題。對于壓力型電磁泵,有的讓液體通過其電磁驅動部排出,也有流體不通過電磁驅動部而直接排出的,這種情況就需要考慮設計相應的散熱結構。