loại bỏ các con dấu động bị mòn và rò rỉ. Đối với máy bơm kín xử lý chất lỏng ăn mòn hoặc nguy hiểm (ví dụ, xử lý hóa học, dược phẩm, hạt nhân), truyền động từ tính là bắt buộc để đạt được lượng khí thải bằng không. Khớp nối bao gồm một rôto bên trong (gắn với cánh bơm) và một rôto bên ngoài (được dẫn động bởi động cơ), với các nam châm được bố trí theo các cực xen kẽ nhau. Hướng dẫn này giải thích cách các bộ truyền động từ không bịt kín loại bỏ rò rỉ chất lỏng, bao gồm việc khớp cực rô-to bên trong và bên ngoài và truyền mô-men xoắn, giải thích lý do tại sao SmCo được ưu tiên sử dụng cho máy bơm hóa chất nhiệt độ cao-và chi tiết cân bằng các khe hở không khí và độ dày vỏ ngăn chặn.
Loại bỏ rò rỉ chất lỏng: Cơ chế của bộ truyền động từ không bịt kín
Máy bơm ly tâm thông thường sử dụng phốt cơ khí (mặt carbon/gốm) nằm trên trục máy bơm. Sự mài mòn và sốc nhiệt gây ra hư hỏng vòng đệm, dẫn đến rò rỉ chất lỏng-không an toàn đối với chất lỏng độc hại, dễ cháy hoặc{2}}có độ tinh khiết cao. Trong máy bơm dẫn động từ:
Động cơ quay một cụm nam châm bên ngoài (rôto bên ngoài) bên ngoài vỏ ngăn kín.
Cụm nam châm bên trong (rôto bên trong, trên trục bơm) được khóa từ tính với rôto bên ngoài.
Mô-men xoắn truyền qua thành vỏ ngăn (thường là Hastelloy hoặc titan dày 1-3mm) mà không xuyên qua trục.
Vòng đệm duy nhất là các vòng chữ O{0}}tĩnh trên vỏ, đáng tin cậy và không cần bảo trì-.
Không có con dấu động=không rò rỉ. Khớp nối từ là tiêu chuẩn để xử lý máy bơm:
Axit có tính ăn mòn cao (HCl, H2SO4, HF)
Dung môi dễ cháy (acetone, metanol, toluene)
Nước-có độ tinh khiết cao (dược phẩm, chất bán dẫn)
High-temperature thermal oils (>200 độ)
Rôto bên trong và bên ngoài: Khớp cực và truyền mô-men xoắn
Các rôto bên trong và bên ngoài phải có số cực và cách căn chỉnh hồ quang cực giống hệt nhau. Cấu hình tiêu chuẩn:
Thiết kế 4 cực, 6 cực hoặc 8 cực. Số cực cao hơn làm giảm đường kính và quán tính rôto nhưng đòi hỏi khe hở không khí chặt hơn.
Magnetic materials: Sintered NdFeB (N42SH) for temperatures up to 100°C, SmCo for >100 độ. Đối với máy bơm hóa chất, SmCo là tiêu chuẩn vì khả năng chống ăn mòn (không cần lớp phủ) và ổn định nhiệt.
Bố trí nam châm: Nam châm-gắn trên bề mặt trên cả hai rôto (SPM) để lắp ráp đơn giản; hoặc nam châm bên trong (IPM) với nồng độ từ thông để có mật độ mô-men xoắn cao hơn.
Phương trình truyền mô-men xoắn: T=k × Br² × (OD³ - ID³) × sin(δ) / (khe hở2 + độ dày vỏ²), trong đó δ là chuyển vị góc (góc kéo-ra). Mô-men xoắn cực đại (mô-men xoắn kéo{5}}ra) xảy ra ở δ=90 độ (các cực từ bị lệch 90 độ ). Mô-men xoắn vận hành phải là<80% of pull-out torque to avoid decoupling.
Nếu động cơ quá tải hoặc bị kẹt, khớp nối từ sẽ trượt (tách rời) một cách vô hại, hoạt động như một bộ giới hạn mô-men xoắn. Điều này bảo vệ động cơ và máy bơm khỏi hư hỏng cơ học.
Tại saoCoban Samari(SmCo) được ưu tiên cho máy bơm hóa chất nhiệt độ-cao
Máy bơm hóa chất thường xử lý chất lỏng ở nhiệt độ 150-300 độ. NdFeB mất đáng kể Br và Hcj trên 100 độ và tính nhạy cảm với sự ăn mòn của nó đòi hỏi lớp phủ đắt tiền (có thể bong tróc trong chu trình nhiệt). SmCo (lớp 2:17) cung cấp:
Br=10.5-11.5 kGs (thấp hơn NdFeB nhưng ổn định tới 300 độ).
Hcj > 20 kOe at 20°C, remaining >10 kOe ở 250 độ.
Chống ăn mòn: SmCo không yêu cầu lớp phủ cho hầu hết các chất lỏng hóa học (trừ axit hydrofluoric).
Hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với vỏ ngăn Hastelloy, giảm ứng suất.
Đối với các ứng dụng đông lạnh (-40 độ đến -150 độ), NdFeB có thể chấp nhận được vì nhiệt độ thấp không khử từ. Tuy nhiên, SmCo cũng hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp.
Selection guideline: If fluid temperature >120 độ, chỉ định SmCo. Nếu nhiệt độ chất lỏng<120°C and the pump is dry-mount (no fluid splashing on the magnets), NdFeB with Ni-Cu-Ni coating is sufficient.
Cân bằng các khoảng trống không khí và độ dày vỏ ngăn chặn
Khe hở không khí giữa rôto bên trong và bên ngoài bao gồm:
Độ dày thành vỏ ngăn chặn (quan trọng đối với đánh giá áp suất).
Khoảng hở chạy giữa nam châm và vỏ (thường là 0,5-2 mm mỗi bên).
Tổng khe hở không khí=độ dày vỏ + 2 × khe hở.
Khe hở không khí lớn hơn làm giảm khả năng truyền mô-men xoắn (định luật bình phương nghịch đảo). Đối với yêu cầu mô-men xoắn cố định, việc tăng khe hở không khí thêm 1mm đòi hỏi phải tăng OD nam châm lên 20% để bù lại, tăng thêm chi phí và quán tính. Vì vậy, việc tối ưu hóa thiết kế phải cân bằng:
| Áp suất chất lỏng | Vật liệu vỏ ngăn chặn | Độ dày vỏ (mm) | Khe hở không khí (mm) | Giảm mô-men xoắn (so với khoảng cách 3 mm) |
|---|---|---|---|---|
| <10 bar | Thép không gỉ 316L | 1.0-1.5 | 2.5-3.5 | Đường cơ sở |
| thanh 10-30 | Hastelloy C276 | 1.5-2.5 | 3.5-4.5 | -25% đến -35% |
| >30 thanh | Titan (Ti-6Al-4V) | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% đến -50% |
| High temp (>200 độ) | Inconel 625 | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | -40% đến -50% |
Đối với các ứng dụng có-mô-men xoắn cao, áp suất-cao, chúng tôi sử dụng định hướng nam châm xuyên tâm hoặc mảng Halbach để bù đắp cho khe hở không khí tăng lên. Mô phỏng FEA là cần thiết để dự đoán mô-men xoắn kéo ra và mức tăng nhiệt độ do dòng điện xoáy trong vỏ ngăn chặn.
Đối với các khớp nối từ và cụm bơm kín, bao gồm các bộ rôto bên trong/bên ngoài hoàn chỉnh với nam châm SmCo hoặc NdFeB, vui lòng truy cập các trang Lắp ráp động cơ từ và Nam châm Samarium Cobalt trên trang web của chúng tôi.
Để yêu cầu thiết kế khớp nối cho thông số kỹ thuật máy bơm của bạn-bao gồm mô-men xoắn, tốc độ, nhiệt độ chất lỏng và áp suất-hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật khớp nối từ tính của chúng tôi.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Điều gì sẽ xảy ra nếu khớp nối từ tách ra (kéo ra) trong quá trình hoạt động?
A: Rôto bên trong ngừng quay (máy bơm ngừng quay) và rôto bên ngoài quay tự do. Động cơ rút dòng điện thấp hơn (không tải). Để ghép nối lại, hãy tắt động cơ, đợi áp suất chất lỏng giảm xuống rồi khởi động lại. Nam châm sẽ tự động-khóa lại khi cả hai rôto đều đứng yên. Việc tách rời nhiều lần không làm hỏng nam châm.
Hỏi: Chúng ta có thể sử dụng khớp nối từ cho máy bơm xử lý bùn mài mòn không?
Đáp: Có, nhưng vấn đề đáng lo ngại là lớp vỏ ngăn cách bị mài mòn do chất mài mòn. Sử dụng-vỏ ngăn kép với chất lỏng xả (chất lỏng sạch) tuần hoàn giữa lớp vỏ bên trong và bên ngoài để bảo vệ nam châm và ngăn chặn sự xâm nhập của bùn. Chúng tôi cung cấp cấu hình này.
Hỏi: Làm cách nào để đo khe hở không khí trong khớp nối từ đã lắp ráp?
Trả lời: Sử dụng thước đo cảm biến hoặc đo độ dày siêu âm xuyên qua vỏ. Để lắp ráp tại nhà máy, chúng tôi sử dụng khuôn căn chỉnh chính xác để đặt khe hở trong phạm vi ±0,1mm. Chúng tôi cung cấp báo cáo đo khe hở không khí với mỗi khớp nối.
