eliminoi kuluvat ja vuotavat dynaamiset tiivisteet. Hermeettisesti suljetuissa pumpuissa, jotka käsittelevät syövyttäviä tai vaarallisia nesteitä (esim. kemiallinen käsittely, lääkeaine, ydinvoima), magneettiset käyttölaitteet ovat pakollisia nollapäästöjen saavuttamiseksi. Kytkin koostuu sisemmästä roottorista (kiinnitetty pumpun juoksupyörään) ja ulkoroottorista (moottorin käyttämä), joiden magneetit on järjestetty vuorotteleviin napoihin. Tässä oppaassa kerrotaan, kuinka tiivisteettomat magneettikäytöt poistavat nestevuotoja, kattaa roottorin sisä- ja ulkonapojen yhteensovituksen ja vääntömomentin siirron, selittää, miksi SmCo:a suositellaan korkean-lämpötilojen kemikaalipumpuille, sekä yksityiskohtia, jotka tasapainottavat ilmarakoja ja suojakuoren paksuutta.
Nestevuotojen poistaminen: Tiivistettömien magneettikäyttöjen mekaniikka
Perinteisissä keskipakopumpuissa käytetään mekaanista tiivistettä (hiili/keraamiset pinnat), joka kulkee pumpun akselilla. Kuluminen ja lämpöshokki aiheuttavat tiivisteen rikkoutumisen, mikä johtaa nesteen vuotamiseen, -ei ole turvallista myrkyllisille, syttyville tai erittäin{2}}puhtaille nesteille. Magneettisessa käyttöpumpussa:
Moottori pyörittää ulompaa magneettikokoonpanoa (ulkoroottoria) suljetun suojakuoren ulkopuolella.
Sisämagneettikokoonpano (sisäroottori, pumpun akselilla) on magneettisesti lukittu ulkoroottoriin.
Vääntömomentti siirtyy suojakotelon seinämän läpi (tyypillisesti 1-3 mm paksu Hastelloy tai titaani) ilman akselin läpitunkeutumista.
Ainoat tiivisteet ovat kuoren staattisia O-renkaita, jotka ovat luotettavia ja huoltovapaita.
Ei dynaamisia tiivisteitä=nolla vuoto. Magneettiset kytkimet ovat vakiona pumppujen käsittelyssä:
Voimakkaasti syövyttävät hapot (HCl, H2SO4, HF)
Syttyvät liuottimet (asetoni, metanoli, tolueeni)
Erittäin{0}}puhdasta vettä (lääke, puolijohde)
High-temperature thermal oils (>200 astetta)
Sisä- ja ulkoroottorit: napojen sovitus ja vääntömomentin siirto
Sisä- ja ulkoroottoreilla on oltava sama napaluku ja napakaaren suuntaus. Vakiokokoonpanot:
4-napainen, 6-napainen tai 8-napainen malli. Suurempi napaluku pienentää roottorin halkaisijaa ja inertiaa, mutta vaatii tiukemman ilmavälin.
Magnetic materials: Sintered NdFeB (N42SH) for temperatures up to 100°C, SmCo for >100 astetta. Kemikaalipumpuissa SmCo on vakiona korroosionkestävyyden (pinnoitusta ei vaadita) ja lämpöstabiilisuuden vuoksi.
Magneettien järjestely: Pinta-asennetut{0}magneetit molemmissa roottoreissa (SPM) helppoa kokoonpanoa varten; tai sisämagneetit (IPM), joissa vuokonsentraatio lisää vääntömomenttitiheyttä.
Vääntömomentin siirtoyhtälö: T=k × Br² × (OD³ - ID³) × sin(δ) / (rako² + vaipan paksuus²), missä δ on kulmasiirtymä (veto-uloskulma). Suurin vääntömomentti (pull-out vääntömomentti) esiintyy δ=90 asteessa (magneettiset navat kohdistettu väärin 90 astetta). Käyttövääntömomentin tulee olla<80% of pull-out torque to avoid decoupling.
Jos moottori ylikuormittuu tai jumiutuu, magneettinen kytkin luistaa (irrottaa) vaarattomasti ja toimii vääntömomentin rajoittimena. Tämä suojaa moottoria ja pumppua mekaanisilta vaurioilta.
MiksiSamariumin koboltti(SmCo) on suositeltu korkean{0}}lämpötilojen kemikaalipumpuille
Kemikaalipumput käsittelevät nesteitä usein 150-300 asteessa. NdFeB menettää merkittävästi Br:ää ja Hcj:aa yli 100 asteen lämpötilassa, ja sen korroosioherkkyys vaatii kalliin pinnoituksen (joka voi kuoriutua lämpökierron aikana). SmCo (2:17 arvosana) tarjoaa:
Br=10.5-11.5 kGs (alempi kuin NdFeB, mutta vakaa 300 asteeseen asti).
Hcj > 20 kOe at 20°C, remaining >10 kOe 250 asteessa.
Korroosionkestävyys: SmCo ei vaadi pinnoitusta useimmille kemiallisille nesteille (lukuun ottamatta fluorivetyhappoa).
Lämpölaajenemiskerroin vastaa Hastelloyn suojakuoria, mikä vähentää jännitystä.
Kryogeenisiin sovelluksiin (-40 - -150 astetta) NdFeB on hyväksyttävä, koska alhaiset lämpötilat eivät demagnetoidu. SmCo toimii kuitenkin hyvin myös alhaisissa lämpötiloissa.
Selection guideline: If fluid temperature >120 astetta, määritä SmCo. Jos nesteen lämpötila<120°C and the pump is dry-mount (no fluid splashing on the magnets), NdFeB with Ni-Cu-Ni coating is sufficient.
Tasapainottaa ilmarakoja ja suojakuoren paksuutta
Ilmarako sisä- ja ulkoroottorin välillä sisältää:
Suojakotelon seinämän paksuus (kriittinen paineluokituksen kannalta).
Magneettien ja kuoren välinen välys (tyypillisesti 0,5-2 mm per puoli).
Kokonaisilmarako=vaipan paksuus + 2 × välys.
Suurempi ilmarako vähentää vääntömomentin siirtoa (karkeasti käänteinen neliölaki). Kiinteän vääntömomenttivaatimuksen vuoksi ilmavälin kasvattaminen 1 mm:llä vaatii magneetin ulkohalkaisijan lisäämistä 20 % kompensoimiseksi, mikä lisää kustannuksia ja inertiaa. Siksi suunnittelun optimoinnin on tasapainotettava:
| Nesteen paine | Suojakuoren materiaali | Kuoren paksuus (mm) | Ilmarako (mm) | Vääntömomentin vähennys (vs. 3mm rako) |
|---|---|---|---|---|
| <10 bar | Ruostumaton 316L | 1.0-1.5 | 2.5-3.5 | Perustaso |
| 10-30 bar | Hastelloy C276 | 1.5-2.5 | 3.5-4.5 | -25% - -35% |
| >30 bar | Titaani (Ti-6Al-4V) | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% - -50% |
| High temp (>200 astetta) | Inconel 625 | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% - -50% |
Suuren-vääntömomentin ja korkean paineen{1}}sovelluksissa käytämme radiaalista magneettisuuntausta tai Halbach-ryhmiä kompensoimaan lisääntynyttä ilmaväliä. FEA-simulointi on välttämätöntä suojakuoren pyörrevirroista johtuvan vedon-vääntömomentin ja lämpötilan nousun ennustamiseksi.
Magneettikytkimet ja tiivistetyt pumppukokoonpanot, mukaan lukien täydelliset sisä-/ulkoroottorisarjat SmCo- tai NdFeB-magneeteilla, ovat magneettimoottorikokoonpanot ja Samarium-kobolttimagneetit -sivuillamme.
Pyydä pumpun teknisiä tietoja,-mukaan lukien vääntömomentti, nopeus, nesteen lämpötila ja paine-kytkennän suunnittelua, ota yhteyttä magneettikytkimen suunnittelutiimiimme.
Usein kysytyt kysymykset
K: Mitä tapahtuu, jos magneettinen kytkin irtoaa (vetää ulos) käytön aikana?
V: Sisäroottori lakkaa pyörimästä (pumppu pysähtyy), ja ulompi roottori pyörii vapaasti. Moottori käyttää pienempää virtaa (ei kuormaa). Uudelleen-kytkemiseksi sammuta moottori, odota, kunnes nestepaine laskee, ja käynnistä sitten uudelleen. Magneetit lukittuvat automaattisesti-, kun molemmat roottorit ovat paikallaan. Toistuva irrotus ei vahingoita magneetteja.
K: Voimmeko käyttää magneettikytkintä hankaavia lietteitä käsittelevään pumppuun?
V: Kyllä, mutta hioma-aineiden aiheuttama suojakuoren kuluminen on huolenaihe. Käytä kaksinkertaista-suojakuorta, jossa huuhtelunestettä (puhdas neste) kiertää sisä- ja ulkokuoren välissä magneettien suojaamiseksi ja lietteen tunkeutumisen estämiseksi. Toimitamme tämän kokoonpanon.
K: Kuinka mittaat ilmaraon kootussa magneettikytkimessä?
V: Käytä rakotulkkia tai ultraäänipaksuusmittausta kuoren läpi. Tehdaskokoonpanossa käytämme tarkkuuskohdistusjigiä etäisyyden asettamiseen ±0,1 mm:n tarkkuudella. Toimitamme ilmavälin mittausraportin jokaisen kytkimen mukana.
