novēršot dinamiskos blīvējumus, kas nolietojas un noplūst. Hermētiski noslēgtiem sūkņiem, kas apstrādā korozīvus vai bīstamus šķidrumus (piemēram, ķīmiskās apstrādes, farmācijas, kodolenerģijas sūkņi), magnētiskās piedziņas ir obligātas, lai panāktu nulles emisiju. Savienojums sastāv no iekšējā rotora (piestiprināts pie sūkņa lāpstiņriteņa) un ārējā rotora (kuru darbina motors) ar magnētiem, kas izvietoti mainīgos polios. Šajā rokasgrāmatā ir izskaidrots, kā bezblīvējoši magnētiskie piedziņas līdzekļi novērš šķidruma noplūdes, aptver iekšējo un ārējo rotora polu saskaņošanu un griezes momenta pārvadi, izskaidro, kāpēc SmCo ir priekšroka augstas-temperatūras ķīmisko vielu sūkņiem, un sīki izstrādāta informācija par gaisa spraugu līdzsvarošanu un ierobežojuma apvalka biezumu.
Šķidruma noplūžu novēršana: bezblīvējošu magnētisko piedziņu mehānika
Tradicionālajos centrbēdzes sūkņos tiek izmantots mehāniskais blīvējums (oglekļa/keramikas virsmas), kas pārvietojas uz sūkņa vārpstas. Nodilums un termiskais trieciens izraisa blīvējuma bojājumus, izraisot šķidruma noplūdi, -kas nav droši toksiskiem, viegli uzliesmojošiem vai augstas{2}}tīrības pakāpes šķidrumiem. Magnētiskā piedziņas sūknī:
Motors griež ārējo magnētu komplektu (ārējo rotoru) ārpus noslēgtā norobežojošā apvalka.
Iekšējais magnēts (iekšējais rotors, uz sūkņa vārpstas) ir magnētiski bloķēts pie ārējā rotora.
Griezes moments tiek pārraidīts cauri ierobežojuma korpusa sienai (parasti 1-3 mm bieza Hastelloy vai titāna) bez vārpstas iespiešanās.
Vienīgie blīvējumi ir statiski O-gredzeni uz korpusa, kas ir uzticami un kuriem nav nepieciešama apkope.
Nav dinamisku blīvējumu=nulles noplūde. Magnētiskie savienojumi ir standarta sūkņu apstrādei:
Ļoti kodīgas skābes (HCl, H2SO4, HF)
Uzliesmojoši šķīdinātāji (acetons, metanols, toluols)
Augstas-tīrības ūdens (farmace, pusvadītājs)
High-temperature thermal oils (>200 grādi)
Iekšējie un ārējie rotori: polu saskaņošana un griezes momenta pārvade
Iekšējam un ārējam rotoram jābūt vienādam polu skaitam un polu loka izlīdzināšanai. Standarta konfigurācijas:
4-polu, 6-polu vai 8-polu dizains. Lielāks polu skaits samazina rotora diametru un inerci, bet prasa stingrāku gaisa spraugu.
Magnetic materials: Sintered NdFeB (N42SH) for temperatures up to 100°C, SmCo for >100 grādi. Ķīmiskiem sūkņiem SmCo ir standarts, jo ir izturība pret koroziju (nav nepieciešams pārklājums) un termiskā stabilitāte.
Magnētu izvietojums: uz virsmas{0}}montēti magnēti uz abiem rotoriem (SPM) vienkāršai montāžai; vai iekšējie magnēti (IPM) ar plūsmas koncentrāciju lielākam griezes momenta blīvumam.
Griezes momenta pārvades vienādojums: T=k × Br² × (OD³ - ID³) × sin(δ) / (atstarpe² + apvalka biezums²), kur δ ir leņķiskā nobīde (izvilkšanas-leņķis). Maksimālais griezes moments (izvilkšanas-griezes moments) rodas pie δ=90 grādiem (magnētiskie stabi ir nepareizi izlīdzināti par 90 grādiem). Darba griezes momentam jābūt<80% of pull-out torque to avoid decoupling.
Ja motors pārslogojas vai iestrēgst, magnētiskais savienojums nekaitīgi izslīd (atvienojas), darbojoties kā griezes momenta ierobežotājs. Tas aizsargā motoru un sūkni no mehāniskiem bojājumiem.
KāpēcSamarija kobalts(SmCo) ir priekšroka augstas{0}}temperatūras ķīmiskajiem sūkņiem
Ķīmiskie sūkņi bieži apstrādā šķidrumus 150-300 grādu temperatūrā. NdFeB zaudē ievērojamu Br un Hcj virs 100 grādiem, un tā jutīgumam pret koroziju ir nepieciešams dārgs pārklājums (kas termiskās cikla laikā var lobīties). SmCo (2:17 pakāpe) piedāvā:
Br=10.5-11.5 kGs (zemāks par NdFeB, bet stabils līdz 300 grādiem).
Hcj > 20 kOe at 20°C, remaining >10 kOe pie 250 grādiem.
Izturība pret koroziju: SmCo nav nepieciešams pārklājums lielākajai daļai ķīmisko šķidrumu (izņemot fluorūdeņražskābi).
Termiskās izplešanās koeficients atbilst Hastelloy ierobežojošajiem apvalkiem, samazinot stresu.
Kriogēniem lietojumiem (-40 grādi līdz -150 grādi) NdFeB ir pieņemams, jo zemas temperatūras nedemagnetizējas. Tomēr SmCo labi darbojas arī zemā temperatūrā.
Selection guideline: If fluid temperature >120 grādi, norādiet SmCo. Ja šķidruma temperatūra<120°C and the pump is dry-mount (no fluid splashing on the magnets), NdFeB with Ni-Cu-Ni coating is sufficient.
Gaisa spraugu un ierobežojošā apvalka biezuma līdzsvarošana
Gaisa sprauga starp iekšējo un ārējo rotoru ietver:
Ierobežojuma apvalka sieniņu biezums (kritisks spiediena reitingam).
Klīrenss starp magnētiem un apvalku (parasti 0,5-2 mm katrā pusē).
Kopējais gaisa spraugas=korpusa biezums + 2 × klīrenss.
Lielāka gaisa sprauga samazina griezes momenta pārvadi (aptuveni apgriezts kvadrātveida likums). Lai nodrošinātu fiksētu griezes momentu, gaisa spraugas palielināšanai par 1 mm ir jāpalielina magnēta OD par 20%, lai to kompensētu, palielinot izmaksas un inerci. Tāpēc dizaina optimizācijai ir jāsabalansē:
| Šķidruma spiediens | Ierobežošanas apvalka materiāls | Korpusa biezums (mm) | Gaisa sprauga (mm) | Griezes momenta samazināšana (pret 3 mm atstarpi) |
|---|---|---|---|---|
| <10 bar | Nerūsējošais 316L | 1.0-1.5 | 2.5-3.5 | Pamatlīnija |
| 10-30 bāri | Hastelloy C276 | 1.5-2.5 | 3.5-4.5 | -25% līdz -35% |
| >30 bāri | Titāns (Ti-6Al-4V) | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% līdz -50% |
| High temp (>200 grādi) | Inconel 625 | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% līdz -50% |
Liela-griezes momenta un augsta spiediena{1}}pielietojumiem mēs izmantojam radiālo magnētu orientāciju vai Halbaha blokus, lai kompensētu palielināto gaisa spraugu. FEA simulācija ir būtiska, lai prognozētu izvilkšanas
Magnētiskajiem savienojumiem un noslēgtiem sūkņu komplektiem, tostarp pilniem iekšējo/ārējo rotoru komplektiem ar SmCo vai NdFeB magnētiem, lūdzu, apmeklējiet mūsu vietnes magnētisko motoru mezglus un samarija kobalta magnētu lapas.
Lai pieprasītu savienojuma dizainu atbilstoši sūkņa specifikācijām, -tostarp griezes momentam, ātrumam, šķidruma temperatūrai un spiedienam-sazinieties ar mūsu magnētisko savienojumu inženieru komandu.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kas notiek, ja darbības laikā magnētiskais savienojums atvienojas (izvelkas)?
A: Iekšējais rotors pārstāj griezties (sūknis apstājas), un ārējais rotors brīvi griežas. Motors ņem mazāku strāvu (bez slodzes). Lai atkārtoti-savienotu, izslēdziet motoru, pagaidiet, līdz pazeminās šķidruma spiediens, un pēc tam restartējiet. Magnēti automātiski no jauna{4}}bloķējas, kad abi rotori nekustas. Atkārtota atsaiste nesabojā magnētus.
J: Vai mēs varam izmantot magnētisko savienojumu sūknim, kas apstrādā abrazīvas suspensijas?
A: Jā, taču bažas rada abrazīvo materiālu ierobežojošā apvalka nodilums. Lai aizsargātu magnētus un novērstu putriņu iekļūšanu, izmantojiet dubultu-iekārtu ar skalošanas šķidrumu (tīru šķidrumu), kas cirkulē starp iekšējo un ārējo apvalku. Mēs piegādājam šo konfigurāciju.
J: Kā izmērīt gaisa spraugu samontētajā magnētiskajā savienojumā?
A: izmantojiet mērinstrumentu vai ultraskaņas biezuma mērījumu caur korpusu. Rūpnīcas montāžai mēs izmantojam precīzas izlīdzināšanas ierīci, lai iestatītu atstarpi ±0,1 mm robežās. Mēs nodrošinām gaisa spraugas mērījumu protokolu ar katru savienojumu.
