Element pompujący i płyn są umieszczone w hermetycznie zamkniętej obudowie w pompie z napędem magnetycznym. Zespół magnesów na zewnątrz obudowy jest obracany przez wał napędowy z silnika. Odpowiedni pierścień magnesów na wale pompy znajduje się w opozycji do pierścienia po wewnętrznej stronie obudowy (Rysunek 1). Dzięki sparowanym magnesom moment obrotowy jest przenoszony przez obudowę. Najważniejszą zaletą sprzęgła magnetycznego jest to, że eliminuje ono konieczność stosowania obracających się uszczelnień i związanych z nimi problemów związanych z wyciekami, potencjalnym zanieczyszczeniem i ciągłą konserwacją w celu przenoszenia momentu obrotowego przez barierę.

Podstawowe zasady i zalety napędów ze sprzęgłem magnetycznym są takie same dla pomp wyporowych, takich jak pompy łopatkowe, pompy o zębach wewnętrznych i pompy o zębach zewnętrznych. Pompowana ciecz znajduje się w hermetycznie zamkniętej obudowie, zwanej osłoną zabezpieczającą, co eliminuje ryzyko wycieku.

Jak działa pompa z napędem magnetycznym?

Po obu stronach osłony obudowy pompy znajdują się dwa koncentryczne pierścienie, do których przymocowane są połączone magnesy. Wał napędowy silnika jest połączony z pierścieniem zewnętrznym, natomiast wał napędzany wirnika jest połączony z pierścieniem wewnętrznym. Każdy pierścień ma mniej więcej taką samą liczbę identycznych, pasujących i przeciwstawnych magnesów, które są rozmieszczone wokół niego z naprzemiennymi biegunami. Często pierwiastki ziem rzadkich, takie jak samar lub neodym, są dodawane do innych metali w celu wytworzenia magnesów. Samar i kobalt oraz neodym, żelazo i bor to najbardziej typowe kombinacje stopów. W porównaniu z konwencjonalnymi magnesami te złożone stopy mają dwie kluczowe zalety:

Do utrzymania danego momentu obrotowego potrzebna jest mniejsza masa, co skutkuje mniejszymi i prostszymi pompami.
Większa stabilność temperaturowa: W porównaniu ze standardowymi magnesami żelaznymi, magnesy ze stopów metali ziem rzadkich wykazują mniejszą redukcję momentu magnetycznego wraz ze wzrostem temperatury.

1689817227573

W przypadku wystawienia na działanie temperatur przekraczających ich maksymalną temperaturę roboczą magnesy w pompie z napędem magnetycznym mogą ulec rozmagnesowaniu. Pompy nie powinny pracować na pusto ani w żadnych innych okolicznościach, które mogłyby prowadzić do gromadzenia się ciepła wewnątrz pompy w zastosowaniach wysokotemperaturowych.

Przestrzeń między magnesami określa maksymalny moment obrotowy, który może być przenoszony w pompie z napędem magnetycznym; im węższa szczelina, tym większe przenoszenie momentu obrotowego. Powłoka zabezpieczająca i wszelkie powłoki ochronne na magnesach muszą znajdować się w szczelinie, co ogranicza jej wielkość. Szczególnie jeśli pompowana ciecz jest bardzo lepka lub zawiera cząstki stałe, aby pompa mogła bezpiecznie pracować, musi istnieć odpowiednia odległość między obracającymi się częściami a obudową. Aby uzyskać maksymalną wydajność, wszystkie części muszą być obrabiane z zachowaniem wąskich tolerancji. Oprócz tych problemów technicznych, materiał zastosowany w konstrukcji powłoki zabezpieczającej ma kluczowe znaczenie dla zachowania wysokiej wydajności sprzężenia między dwoma zestawami magnesów oraz dla zminimalizowania strat mocy spowodowanych generowaniem prądów wirowych.

Pompowany płyn jest zanurzany i używany do smarowania wewnętrznego pierścienia magnesu, wału pompy i jego łożyska. Kluczowe jest, aby te komponenty działały skutecznie w środowisku. W przypadku cieczy o dużej lepkości mogą wystąpić duże straty spowodowane tarciem, a zużycie łożyska może stanowić problem w środowisku ściernym lub reaktywnym chemicznie. Pompy z napędem magnetycznym doskonale nadają się jednak do tłoczenia cieczy ściernych, żrących i niebezpiecznych, gdy stosowane są odpowiednie materiały zwilżane, takie jak węglik krzemu, tworzywa termoplastyczne, stal nierdzewna i stopy o wysokiej zawartości niklu.

Odłączanie

Wybierając napęd magnetyczny, należy wziąć pod uwagę, czy sprzęgło może przenosić wystarczający moment obrotowy, aby zapewnić wymagany przepływ. Sprzęgło zazwyczaj działa synchronicznie, co oznacza, że prędkość silnika i pompa są sobie równe.

Ekstremalne warunki pracy, które wytwarzają nadmierny moment obrotowy, mogą uszkodzić napędy magnetyczne. Maksymalny moment obrotowy jest określony dla każdego sprzęgła magnetycznego. Po przekroczeniu tej wartości wał pompy może się ześlizgnąć i całkowicie przestać się obracać, a pierścienie magnesu mogą się rozłączyć. Jeśli tak się stanie, silnik musi zostać zatrzymany i ponownie uruchomiony, zanim będzie można ponownie podnieść ładunek. Gdy moment obrotowy podczas rozruchu jest znacznie wyższy niż można by się spodziewać w typowych warunkach pracy, może nastąpić rozłączenie. Dlatego przy doborze pompy i sprzęgła magnetycznego do aplikacji należy koniecznie wziąć pod uwagę warunki rozruchu.

W przypadku zastosowania funkcji bezpieczeństwa, odłączenie umożliwia automatyczne wyłączenie pompy w przypadku wystąpienia ekstremalnych okoliczności. Jeśli pompa pracuje w tej pozycji przez dłuższy czas, magnesy mogą ulec nieodwracalnemu rozmagnesowaniu. Aby zidentyfikować początek odsprzęgania, zalecane są mierniki mocy.

Zalety

Podstawową zaletą napędów magnetycznych jest brak wycieków pompowanego medium. Magnesy ze stopu metali ziem rzadkich o wysokiej sile pola umożliwiają zwartą konstrukcję. Nowe materiały budowlane do skorup ograniczają straty mocy związane z prądami wirowymi.

Aby zmniejszyć straty mocy, przy wyborze napędu ze sprzęgłem magnetycznym należy koniecznie wziąć pod uwagę następujące czynniki:

Ile momentu obrotowego (siły) chciałbyś przekazać?
Jaka jest prędkość robocza? (prędkość lub obroty na minutę)
Jaki jest zakres temperatur roboczych?
Czy osłona zabezpieczająca jest wymagana? Jaką różnicę ciśnień chcesz uwzględnić w projekcie?
Odniesienie do wymiarów

1689818199056