ביטול אטמים דינמיים שנשחקים ודולפים. עבור משאבות אטומות הרמטית המטפלות בנוזלים קורוזיביים או מסוכנים (למשל, עיבוד כימי, תרופות, גרעיניות), כוננים מגנטיים הם חובה כדי להשיג אפס פליטות. הצימוד מורכב מרוטור פנימי (מחובר לאימפלר המשאבה) ורוטור חיצוני (מונע על ידי המנוע), עם מגנטים המסודרים בקטבים מתחלפים. מדריך זה מסביר כיצד כוננים מגנטיים חסרי אטימה מונעים דליפות נוזלים, מכסה התאמת מוט הרוטור הפנימי לעומת החיצוני והעברת מומנט, מסביר מדוע SmCo מועדפת עבור משאבות כימיות בטמפרטורה גבוהה-, ופרטים האיזונים בין פערי האוויר ועובי מעטפת הבלימה.
ביטול דליפות נוזלים: המכניקה של כוננים מגנטיים ללא חותם
משאבות צנטריפוגליות קונבנציונליות משתמשות באטם מכני (פנים פחמן/קרמיקה) שרוכב על פיר המשאבה. בלאי והלם תרמי גורמים לכשל באיטום, וכתוצאה מכך דליפת נוזלים-לא בטוחה לנוזלים רעילים, דליקים או בטוהר- גבוה. במשאבת הנעה מגנטית:
המנוע מסובב מכלול מגנט חיצוני (רוטור חיצוני) מחוץ למעטפת בלימה אטומה.
מכלול המגנט הפנימי (רוטור פנימי, על פיר המשאבה) ננעל מגנטית לרוטור החיצוני.
מומנט עובר דרך דופן מעטפת הבלימה (בדרך כלל בעובי 1-3 מ"מ Hastelloy או טיטניום) ללא כל חדירת פיר.
החותמות היחידות הן טבעות O- סטטיות על המעטפת, שהן אמינות וללא תחזוקה-.
אין אטמים דינמיים=אפס דליפה. צימודים מגנטיים הם סטנדרטיים לטיפול במשאבות:
חומצות קורוזיביות מאוד (HCl, H2SO4, HF)
ממיסים דליקים (אצטון, מתנול, טולואן)
מים בטוהר- גבוה (פארמה, מוליכים למחצה)
High-temperature thermal oils (>200 מעלות)
רוטורים פנימיים לעומת חיצוניים: התאמת מוטות והעברת מומנט
הרוטורים הפנימיים והחיצוניים חייבים להיות בעלי ספירת מוטות זהה ויישור קשת מוט. תצורות סטנדרטיות:
עיצובים של 4 קוטבים, 6 קוטבים או 8 מוטים. ספירת מוטים גבוהה יותר מפחיתה את קוטר הרוטור ואינרציה אך דורשת מרווח אוויר צמוד יותר.
Magnetic materials: Sintered NdFeB (N42SH) for temperatures up to 100°C, SmCo for >100 מעלות. עבור משאבות כימיות, SmCo הוא סטנדרטי בגלל עמידות בפני קורוזיה (אין צורך בציפוי) ויציבות תרמית.
סידור מגנט: מגנטים-מוצבים על פני שני הרוטורים (SPM) להרכבה פשוטה; או מגנטים פנימיים (IPM) עם ריכוז שטף לצפיפות מומנט גבוהה יותר.
משוואת העברת מומנט: T=k × Br² × (OD³ - ID³) × sin(δ) / (פער² + עובי מעטפת²), כאשר δ היא התזוזה הזוויתית (זווית משיכה-). המומנט המרבי (מומנט משיכה-) מתרחש ב-δ=90 מעלות (קטבים מגנטיים לא מיושרים ב-90 מעלות). מומנט הפעלה צריך להיות<80% of pull-out torque to avoid decoupling.
אם המנוע עומס יתר על המידה או נתקע, הצימוד המגנטי מחליק (מתנתק) ללא מזיק, ופועל כמגביל מומנט. זה מגן על המנוע והמשאבה מפני נזק מכני.
מַדוּעַסמריום קובלט(SmCo) מועדף עבור משאבות כימיות גבוהות-
משאבות כימיות מטפלות לעתים קרובות בנוזלים ב-150-300 מעלות. NdFeB מאבד משמעותית Br ו-Hcj מעל 100 מעלות, והרגישות שלו לקורוזיה דורשת ציפוי יקר (שעשוי להתקלף ברכיבה תרמית). SmCo (כיתה 2:17) מציעה:
Br=10.5-11.5 קילוגרם (נמוך מ-NdFeB אך יציב עד 300 מעלות).
Hcj > 20 kOe at 20°C, remaining >10 kOe ב-250 מעלות.
עמידות בפני קורוזיה: SmCo אינו דורש ציפוי עבור רוב הנוזלים הכימיים (למעט חומצה הידרופלואורית).
מקדם ההתפשטות התרמית תואם לקונכיות הבלימה של Hastelloy, ומפחית את הלחץ.
עבור יישומים קריוגניים (-40 מעלות עד -150 מעלות), NdFeB מקובל מכיוון שטמפרטורות נמוכות אינן מבטלות. עם זאת, SmCo מתפקד היטב גם בטמפרטורות נמוכות.
Selection guideline: If fluid temperature >120 מעלות, ציין SmCo. אם טמפרטורת הנוזל<120°C and the pump is dry-mount (no fluid splashing on the magnets), NdFeB with Ni-Cu-Ni coating is sufficient.
איזון פערי אוויר ועובי מעטפת הכליאה
מרווח האוויר בין הרוטורים הפנימיים והחיצוניים כולל:
עובי דופן מעטפת הבלימה (קריטי לדירוג הלחץ).
מרווח הריצה בין מגנטים למעטפת (בדרך כלל 0.5-2 מ"מ לכל צד).
מרווח אוויר כולל=עובי מעטפת + 2 × מרווח.
מרווח אוויר גדול יותר מפחית את העברת המומנט (חוק ריבוע הפוך בערך). עבור דרישת מומנט קבועה, הגדלת מרווח האוויר ב-1 מ"מ דורשת הגדלת OD המגנט ב-20% כדי לפצות, ולהוסיף עלות ואינרציה. לכן, אופטימיזציה של עיצוב חייבת לאזן בין:
| לחץ נוזל | חומר מעטפת אחסון | עובי מעטפת (מ"מ) | מרווח אוויר (מ"מ) | הפחתת מומנט (לעומת פער של 3 מ"מ) |
|---|---|---|---|---|
| <10 bar | אל חלד 316L | 1.0-1.5 | 2.5-3.5 | קו בסיס |
| 10-30 בר | Hastelloy C276 | 1.5-2.5 | 3.5-4.5 | -25% עד -35% |
| >30 בר | טיטניום (Ti-6Al-4V) | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% עד -50% |
| High temp (>200 מעלות) | Inconel 625 | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% עד -50% |
עבור יישומי-מומנט גבוה,-לחץ גבוה, אנו משתמשים בכיוון מגנט רדיאלי או במערכים של Halbach כדי לפצות על פער האוויר המוגדל. הדמיית FEA חיונית כדי לחזות מומנט משיכה- ועליית טמפרטורה מזרמי מערבולת במעטפת הבלימה.
עבור צימודים מגנטיים ומכלולי משאבות אטומים, כולל ערכות רוטור פנימיות/חיצוניות מלאות עם מגנטים SmCo או NdFeB, אנא בקר בעמודי מכלול המנוע המגנטי ומגנטי קובלט של Samarium באתר האינטרנט שלנו.
כדי לבקש עיצוב צימוד למפרטי המשאבה שלך-כולל מומנט, מהירות, טמפרטורת נוזל ולחץ-צור קשר עם צוות הנדסת הצימוד המגנטי שלנו.
שאלות נפוצות
ש: מה קורה אם הצימוד המגנטי מתנתק (נשלף) במהלך הפעולה?
ת: הרוטור הפנימי מפסיק להסתובב (המשאבה נעצרת), והרוטור החיצוני מסתובב בחופשיות. המנוע שואב זרם נמוך יותר (ללא עומס). כדי-להתחבר מחדש, כבה את המנוע, המתן עד שלחץ הנוזל יירד ואז הפעל מחדש. המגנטים ננעלים מחדש באופן אוטומטי- כאשר שני הרוטורים נייחים. ניתוק חוזר אינו פוגע במגנטים.
ש: האם נוכל להשתמש בצימוד מגנטי למשאבה המטפלת בתמיסות שוחקות?
ת: כן, אבל בלאי מעטפת הבלימה מחומרים שוחקים היא דאגה. השתמש במעטפת-כלימה כפולה עם נוזל הדחה (נוזל נקי) המוזרם בין המעטפת הפנימית והחיצונית כדי להגן על המגנטים ולמנוע חדירת תרחיץ. אנו מספקים תצורה זו.
ש: איך מודדים את מרווח האוויר בצימוד מגנטי מורכב?
ת: השתמש במד חשיש או מדידת עובי אולטרסאונד דרך המעטפת. עבור הרכבה במפעל, אנו משתמשים במכשיר יישור מדויק כדי להגדיר את הפער בתוך ±0.1 מ"מ. אנו מספקים דוח מדידת פערי אוויר עם כל צימוד.
