Насос с магнитной муфтой своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

Магнитная муфта из неодимовых магнитов для подводного двигателя позволяет без сальников передавать крутящий .

При среднем радиальном зазоре между магнитами 5-6 мм, максимальный крутящий момент составляет 20 Нм, .

Магнитная муфта Халбаха для передачи крутящего момента через непроницаемую перегородку. Может использоваться в .

Создание фрикционной предохранительной муфты в программе Компас - 3D. Для тех, кто желает поддержать канал: .

Левитация волчка над пятью точечными неодимовыми магнитами. Magnetic Levitation, magnétismo, magnetic experiment, .

Испытания двух вариантов самодельного циклоидального редуктора на простом самодельном стенде. Испытания .

В этом видео и вы узнаете, как правильно сделать магнитную мешалку своими руками! Делитесь видео в социальных сетях .

В этом видео я показал как своими руками сделать левитрон на датчике Холла. Материальная помощь проекту .

В промежутках работ над вездеходом выполняю заказы. В данном видео покажу как изготовить эластичную муфту своими .

Процесс работы с АКС, а именно ремонт электромуфт, замена подшипников, восстановление посадочных мест.

Конструкция почти любого насоса с приводом от электродвигателя предполагает, что механический момент от двигателя к рабочему органу передаётся посредством оси - следовательно, имеется узел с уплотнением. Подобные узлы не только являются потенциальным местом протечек, но также могут быть источником загрязнений - например, для стерильной либо особо чистой перекачиваемой среды. Радикальным способом решения подобных проблем является использование специализированных насосов с магнитной муфтой.

Как это работает

Типичная магнитная муфта состоит из двух полумуфт (ведущей и ведомой), использующих мощные постоянные магниты и связанных друг с другом их магнитным полем через полностью герметичную стенку (т.н. разделительную гильзу или герметизирующий стакан). Используемые редкоземельные магниты обеспечивают беспрепятственную передачу большого механического момента, причём в зависимости от вида магнитов (кобальт-самариевые либо неодимовые) максимальная рабочая температура насоса может достигать нескольких сотен градусов. Заинтересованный читатель может самостоятельно посетить сайт производителя герметичных насосов компании ООО "Насосное производство" которая является дочерней от Пензкомпрессормаш - и там детально ознакомиться со всеми техническими параметрами предлагаемых устройств.

Сферы применения и основные преимущества

Герметичные электронасосные агрегаты с магнитными муфтами используются для перекачивания широких групп жидкостей и газов: углеводородов, нейтральных, токсичных, агрессивных, а также пожаро- и взрывоопасных веществ, даже следы которых способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси в широком диапазоне концентраций, промежуточных продуктов с высоким уровнем давления паров, жидкостей с низким уровнем вязкости и прочими "неприятными" веществами, работа с которыми с помощью обычных насосов крайне затруднительна либо вовсе невозможна.

Основные преимущества герметичных насосов с магнитными муфтами:

конструкция механизма даёт полную гарантию от потенциальных протечек;
длительный срок эксплуатации аппаратов обеспечивается отсутствием быстроизнашивающихся конструкционных элементов;
возможность работы конструкции в критических условиях эксплуатации (например, при температурах до 600°С, высоких давлениях и т.п.);
устойчивость конструкции насоса к ситуациям кратковременного сухого хода, несущественные потери тепла при работе с высокотемпературными средами.

Герметичные электронасосные агрегаты с магнитными муфтами в последнее время всё шире применяются на химических, нефтеперерабатывающих, фармакологических и иных ответственных видах производств.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

При среднем радиальном зазоре между магнитами 5-6 мм, максимальный крутящий момент составляет 20 Нм, .

В герметичных насосах с магнитной муфтой и металлическими защитными оболочками возникают вихревые токи, которые вызывают рост температуры перекачиваемой жидкости внутри защитной оболочки. Данное тепло необходимо отводить с помощью внутреннего охлаждающего потока.

Помимо прочего, при снижении расхода насоса ниже минимального значения, температура также существенно возрастает.

Если насосы работают без перекачиваемой среды (сухой ход), то тепло накапливается на защитной оболочке магнитной муфты и в течение нескольких секунд температура может превысить 200 °C. Если это не заметить своевременно, то это может привести к разрушению магнитной муфты.

При перекачке кипящих жидкостей связь между температурой и давлением со стороны магнитной муфты, а также точкой кипения жидкости следует учитывать в любом случае.

Принцип действия

Самыми обычными системами контроля температуры являются датчики PT100. Недостатком данных датчиков является их расположение снаружи магнитов.

Это подтверждается результатами испытаний на графике ниже. График показывает рост температуры на датчике PT100 (T₂) и рост температуры в центре магнитов (T₁) во время сухого хода в течение 4 минут.

В центре магнитов температура растёт очень быстро и может достигать значений более 200 °C уже через несколько секунд. Температура, считываемая датчиком PT100 после 4 минут, составляет всего лишь 40 °C.

Причиной такого отличия в измерениях является то, что вихревые токи, возникающие в центре магнитной муфты, очень быстро нагревают защитную оболочку в этой области, в то время как плохая теплопроводность металлических элементов мешает провести точное измерение в точке присоединения датчика PT100 (T₂). Это означает, что тепло, возникающее от потери на магните, необходимо сначала доставить к точке измерения T_2.

Таким образом, защита от сухого хода с помощью датчика PT100, как показано на рисунке, невозможна.

Конструкция

Датчик mag-safe разработан и сконструирован для контроля герметичных насосов Dickow с металлической защитной оболочкой магнитной муфты для предотвращения серьёзных повреждений насоса.

Соединительный провод приварен точечной сваркой к поверхности защитной оболочки и образует единый термоэлемент.

В отличие от PT100 mag-safe контролирует температуру защитной оболочки в центре магнитной муфты. Измеренное значение температуры преобразуется в линейный выходной сигнал 4-20 мА и соответствующим образом передаётся дальше.

Mag-safe рекомендуется применять при работе с кипящими жидкостями, а также с жидкостями, склонными к полимеризации при превышении определённых температур и при отсутствии мониторинга антифрикционных подшипников.

shell-safe

Почему необходим мониторинг защитной оболочки shell-safe?

Мониторинг неметаллических защитных оболочек, в частности, керамических оболочек до недавнего времени был недоступен конечному пользователю. Использование только датчика температуры не имеет смысла, потому что отсутствуют магнитные потери и не происходит нагрев.

Отслеживание повреждения защитного кожуха и связанного с этим существенного повреждения всех подвижных элементов из-за кусочков керамики до сих пор было невозможным.

Конструкция

Shell-safe состоит из очень тонкой каптоновой плёнки с встроенным никелевым проводом. Плёнка закрепляется на защитной оболочке и покрывает всю её лицевую поверхность. При помощи крепежной колодки, прикрепленной к фланцу, и дополнительного штекерного соединения устанавливается контакт с измерительным преобразователем, расположенным в клеммной головке.

Фланец, защитная оболочка и промежуточное уплотнение склеены друг с другом и вместе образуют единый элемент.

Принцип действия

Измерительный преобразователь посредством измерения сопротивления контролирует цепь никелевого провода, а также изоляцию этого провода и соединительных деталей к окружающим деталям корпуса и защитной оболочке.

Таким образом, появляются два независимых измерительных контура, которые оцениваются по отдельности: если никелевый провод повреждён или разорван, электрическое сопротивление увеличится до бесконечности и активирует сигнализацию по превышению установленного значения.

Для обеспечения того, чтобы сигнализация была даже в том случае, если отдельный никелевый провод замкнётся на окружающие компоненты, дополнительно контролируется сопротивление изоляции. При снижении установленного порога эта вторая измерительная цепь также активизирует сигнализацию.

Зависимое от температуры удельное сопротивление никелевого проводника служит индикатором температуры поверхности всей поверхности оболочки.

Тем самым можно дополнительно контролировать температуру внешней стороны защитной оболочки магнитной муфты с точностью +/- 5 0 С.

Двойная защитная оболочка double-safe

При работе с высокоопасными и токсичными жидкостями повышенные требования безопасности играют важную роль. Развитие идёт в сторону организации второго барьера для подобных жидкостей, что позволит избежать утечек даже в случае повреждения защитной оболочки. Помимо зарекомендовавшего себя вторичного уплотнения по 84.SE.19, которое вместе с подшипниковой опорой насоса образует второй контур безопасности, компания DICKOW разработала запатентованную двойную защитную оболочку (DE 2012 10 019 423 В3; Европейский патент заявлен).

Эту защитную оболочку впервые можно назвать полноценным вторым барьером, т.к. внутренняя оболочка, как и внешняя, выполнена в соответствии с максимально допустимыми рабочими условиями. Даже в случае повреждения одной оболочки из-за непредвиденных рабочих условий, гарантируется герметичность второй оболочки.

Преимущества над решениями, доступными на рынке на данный момент:

Отсутствие воздуха между внутренней и внешней оболочкой в трубной секции
Не требуется внешняя жидкость для охлаждения внешней оболочки
Промежуточный слой выполнен из устойчивого к химической коррозии материала с высокой теплопроводностью и высоким удельным электрическим сопротивлением
Потери вихревого тока на внешней оболочке передаются через промежуточный слой вовнутрь и рассеиваются внутренним циркулирующим потоком
Витая изолированная термопара служит для контроля зазора и выведена через разъём к присоединительному блоку
Опции по дополнительному контролю:
- Разрыв кабеля из-за контакта внутреннего и внешнего магнита
- Повреждение провода из-за воздействия агрессивной среды при повреждении внутренней защитной оболочки.
Не требуется дополнительных присоединений на фланце защитной оболочки
Не требуется дорогое отслеживающее оборудование для промежуточного слоя.
Промежуточный слой не выйдет наружу в случае повреждения оболочки. Он неопасен для персонала и не требует проверки совместимости с перекачиваемой жидкостью
Внутренняя и внешняя оболочки фрикционно соединены.

Дополнительно возможно и рекомендуется отслеживание температуры внешней защитной оболочки с помощью датчика PT100 или mag-safe.

Принцип действия

Измерительный преобразователь посредством измерения сопротивления контролирует цепь провода термопары, а также изоляцию этого провода и соединительных деталей к окружающим деталям корпуса.

Таким образом, появляются два независимых измерительных контура, которые оцениваются по отдельности:

если провод термоэлемента повреждён или разорван, электрическое сопротивление увеличится до бесконечности и активирует сигнализацию по превышению установленного значения.

Читайте также: