Pumpelementet och vätskan är inrymda inuti ett hermetiskt tillslutet hus i en magnetisk drivpump. En samling magneter på utsidan av huset roteras av drivaxeln från motorn. En motsvarande ring av magneter på pumpaxeln är motsatt denna på insidan av huset (Figur 1). På grund av de parade magneterna överförs vridmomentet genom huset. Den viktigaste fördelen med en magnetisk koppling är att den undviker behovet av roterande tätningar och deras relaterade problem med läckage, potentiell kontaminering och pågående underhåll för att överföra vridmoment genom en barriär.

De grundläggande principerna och fördelarna med magnetiska kopplingsdrivenheter är desamma för deplacementpumpar som skovelpumpar, interna kugghjulspumpar och externa kugghjulspumpar. Den pumpade vätskan är innesluten i ett hermetiskt tillslutet hus, känt som inneslutningsskalet, vilket eliminerar risken för läckage.

Hur fungerar magnetisk drivpump?

På vardera sidan av inneslutningsskalet på pumphuset finns två koncentriska ringar på vilka de länkade magneterna är fästa. Motorns drivaxel är ansluten till den yttre ringen, medan pumphjulets drivna axel är ansluten till den inre ringen. Varje ring har ungefär samma mängd identiska, matchande och motsatta magneter som är placerade runt den med alternerande poler. Ofta legeras sällsynta jordartsmetaller som samarium eller neodym med andra metaller för att skapa magneterna. Samarium och kobolt och neodym, järn och bor är de mest typiska legeringskombinationerna. Jämfört med konventionella magneter har dessa komplexa legeringar två viktiga fördelar:

Lägre massa behövs för att upprätthålla ett givet vridmoment, vilket resulterar i mindre och enklare pumpar.
Större temperaturstabilitet: Jämfört med vanliga järnmagneter uppvisar sällsynta jordartsmetallmagneter mindre minskning av det magnetiska vridmomentet när temperaturen stiger.

1689817227573

Om de utsätts för temperaturer över deras maximala driftstemperatur kan magneterna i en magnetisk drivpump avmagnetisera. Pumpar bör inte köras tomma eller under några andra omständigheter som kan leda till värmeuppbyggnad inuti pumpen i högtemperaturapplikationer.

Utrymmet mellan magneten bestämmer det maximala vridmomentet som kan överföras i en magnetisk drivpump; ju smalare gap, desto större vridmomentöverföring. Inneslutningsskalet och eventuella skyddande beläggningar på magneterna ska ingå i gapet, vilket sätter en gräns för hur liten denna kan byggas. Särskilt om den pumpade vätskan är extremt trögflytande eller innehåller partiklar måste det finnas ett lämpligt avstånd mellan de roterande delarna och inneslutningsskalet för att pumpen ska fungera säkert. För maximal effektivitet måste alla delar bearbetas med snäva toleranser. Utöver dessa tekniska frågor är materialet som används i inneslutningsskalets konstruktion avgörande för att bibehålla en hög kopplingseffektivitet mellan de två uppsättningarna av magneter och för att minimera effektförluster orsakade av virvelströmsgenerering.

Den pumpade vätskan är nedsänkt i och används för att smörja den interna magnetringen, pumpaxeln och dess lager. Det är avgörande att dessa komponenter är gjorda för att fungera effektivt i miljön. Höga friktionsförluster kan uppstå med mycket viskösa vätskor, och lagerslitage kan vara ett problem i ett medium som är nötande eller kemiskt reaktivt. Däremot är magnetdrivna pumpar perfekta för hantering av abrasiva, frätande och farliga vätskor när rätt vätade material används, såsom kiselkarbid, termoplaster, rostfritt stål och högnickellegeringar.

Frikoppling

När du väljer en magnetisk drivning är det viktigt att överväga om kopplingen kan överföra tillräckligt med vridmoment för att leverera det nödvändiga flödet. Kopplingen arbetar vanligtvis synkront, vilket innebär att motorhastigheten och pumphastigheten är lika.

Extrema driftsförhållanden som producerar för högt vridmoment kan skada magnetiska enheter. En maximal vridmomentkapacitet specificeras för varje magnetisk koppling. När detta överskrids kan pumpaxeln glida och sluta rotera helt, och magnetringarna kan kopplas ur. Om detta inträffar måste motorn stoppas och startas om innan lasten kan lyftas upp igen. När vridmomentet under uppstart är mycket högre än vad som skulle förväntas under typiska driftsförhållanden, kan frånkoppling ske. När man dimensionerar en pump och en magnetisk koppling för en applikation är det därför viktigt att ta hänsyn till startförhållandena.

När den används som en säkerhetsfunktion, gör frånkopplingen att pumpen stängs av automatiskt i händelse av en extrem omständighet. Om pumpen arbetar i detta läge under en längre tid, kan magneterna bli irreversibelt avmagnetiserade. För att identifiera början av frånkoppling rekommenderas effektmätare.

Fördelar

Den främsta fördelen med magnetiska enheter är att det inte finns något läckage av det pumpade mediet. Magneter av sällsynta jordartsmetaller med hög fältstyrka möjliggör kompakt konstruktion. Nya byggmaterial för inneslutningsskal minskar virvelströmsrelaterade effektförluster.

För att minska effektförlusterna är det viktigt att ta hänsyn till följande faktorer när du väljer en magnetisk kopplingsdrift:

Hur mycket vridmoment (kraft) vill du överföra?
Vad är arbetshastigheten? (hastighet eller RPM)
Vad är driftstemperaturområdet?
Krävs inneslutningshöljet? Vilken tryckskillnad skulle du vilja att designen rymmer?
Dimensionsreferens

1689818199056