Pompy z napędem magnetycznym to pompy odśrodkowe, które przenoszą moment obrotowy przez szczelną przegrodę przy użyciu magnesów zamiast przejścia wału. Usunięcie przejścia wału eliminuje uszczelnienie dynamiczne, będące najczęstszym źródłem wycieków z pomp, i całkowicie usuwa emisje ulotne z tej drogi wycieku.
W konwencjonalnej pompie odśrodkowej wał przechodzi przez obudowę do silnika, a wszędzie tam, gdzie wychodzi na zewnątrz, trzeba go uszczelnić, czy to pakowaniem węzłowym, czy uszczelnieniem mechanicznym .
Pompa z napędem magnetycznym usuwa to przejście: zewnętrzny pierścień magnesów, napędzany przez silnik, znajduje się na zewnątrz obudowy, oddzielony nieruchomą, niemagnetyczną osłoną od wewnętrznego rotora magnetycznego sprzężonego z wirnikiem, więc moment obrotowy przechodzi przez przegrodę magnetycznie, bez żadnej ruchomej części naruszającej barierę ciśnieniową.
Ponieważ osłona jest statyczną, spawaną lub klejoną przegrodą, a nie obracającym się interfejsem, zewnętrzne wycieki w normalnej pracy są praktycznie zerowe, to rozwiązanie domyślne dla mediów toksycznych, łatwopalnych lub o dużej wartości.
W zamian łożyska promieniowe i osiowe znajdują się wewnątrz osłony izolującej, w pompowanym medium, które je smaruje i chłodzi. Zazwyczaj są to łożyska tulejowe z twardego materiału, takiego jak węglik krzemu, pracujące na cienkiej warstwie smarnej, która zanika w ciągu kilku sekund, jeśli pompa pracuje na sucho, występuje silna kawitacja lub następuje utrata zasilania.
Wtedy łożyska ulegają zadzieraniu, pęknięciom lub zatarciu, uszkodzeniom, których pompa uszczelniona nie doznałaby przy tym samym zaburzeniu. Ochrona przed pracą na sucho jest zatem niezbędna:
Metalowa osłona izolująca znajduje się w obracającym się polu magnetycznym sprzęgła, a zmienne pole indukuje prądy wirowe, które generują ciepło, podobnie jak straty w rdzeniu transformatora; w większych sprzęgłach to ciepło nie jest trywialne i musi być usuwane przez medium procesowe lub oddzielny przepływ chłodzący.
Niemetalowe osłony (tworzywa wzmacniane włóknem lub kompozyty ceramiczne) całkowicie unikają tych strat i nadają się do czystych, kompatybilnych mediów. Metalowe osłony, stosowane tam, gdzie wymagania ciśnieniowe, temperaturowe lub chemiczne wykluczają kompozyty, wykonuje się ze stopu niemagnetycznego o wysokiej oporności, aby ograniczyć efekt.
Wewnętrzne łożyska i wąskie luzy między magnesami a osłoną sprawiają, że pompy z napędem magnetycznym słabo tolerują materiały ścierne lub włókniste, które osadzają się w filmie łożyskowym i znacząco przyspieszają zużycie, znacznie bardziej niż w pompie uszczelnionej. Producenci ograniczają dopuszczalną zawartość ciał stałych i wielkość cząstek na poziomach zdecydowanie niższych niż w standardowej pompie z jednostronnym ssaniem, więc strumienie zawierające ciała stałe wymagają filtracji wstępnej zgodnej z limitami dostawcy.
Pompy z silnikiem w puszce (canned-motor) to inna powszechna konstrukcja bez uszczelnień: stojan i wirnik silnika są obudowane, przy czym wirnik pracuje „na mokro” wewnątrz cienkiej metalowej puszki, która elektrycznie izoluje go od medium. Obie technologie dzielą zasadniczą zaletę, zerowy wyciek przez uszczelnienie, oraz podstawowe ryzyko, uszkodzenie łożysk przy pracy na sucho.
| Atrybut | Pompa z napędem magnetycznym | Pompa z silnikiem w puszce |
|---|---|---|
| Przenoszenie momentu | Zewnętrzny silnik, sprzęgło magnetyczne | Silnik zintegrowany, wirnik pracuje na mokro wewnątrz puszki |
| Wymiana silnika | Standardowy silnik IEC/NEMA, wymiana bez otwierania obudowy izolującej | Silnik niestandardowy, wymagana naprawa w zakładzie |
| Rozłączenie przy przeciążeniu | Sprzęgło może ślizgać się zanim uszkodzi silnik | Brak mechanizmu ślizgowego; uzwojenia narażone na moment blokujący |
| Zajmowana powierzchnia | Nieco większa, z zewnętrzną obudową sprzęgła | Bardziej kompaktowa, mniej obracających się interfejsów |
| Praca w wysokiej temperaturze | Dogodna, silnik pozostaje poza gorącą strefą | Uzwojenia bliżej źródła ciepła procesowego, wymagane chłodzenie |
Alternatywą dla rozwiązania bezuszczelnieniowego jest konwencjonalne uszczelnienie wału zarządzane zgodnie z inżynierskim planem uszczelnienia API 682 , wykorzystującym płukanie, objęcie tłumiące (quench) lub podwójne uszczelnienie z cieczą barierową do kontroli temperatury powierzchni uszczelniających i wydłużenia ich żywotności.
Dobrze dobrane uszczelnienie mechaniczne eliminuje wrażliwość na pracę na sucho i obecność ciał stałych, typową dla konstrukcji bezuszczelnieniowych, i zwykle daje wczesne sygnały ostrzegawcze, wzrost wycieków, dryft temperatury w studzience uszczelnienia, przed awarią, w przeciwieństwie do pompy z napędem magnetycznym, która prawie ich nie daje.
Rozwiązanie bezuszczelnieniowe wygrywa tam, gdzie jakiekolwiek wycieki są niedopuszczalne; pompa uszczelniona z płukaniem jest bardziej wyrozumiała wobec mediów ściernych lub okresowo pracujących na sucho.
Ponieważ pompa z napędem magnetycznym daje niewiele zewnętrznych objawów przed awarią łożysk, monitorowanie stanu musi zastąpić wizualne kontrole wycieków, które wcześnie wykrywają pogarszające się uszczelnienia: monitorowanie drgań, analiza trendów prądu silnika oraz pomiary temperatury osłony lub wylotu, wspierane przez ścisłe limity minimalnego przepływu i blokady przeciw pracy na sucho.
Rejestrowanie godzin pracy, interwałów łożyskowych oraz zdarzeń wyłączenia z powodu pracy na sucho przypisanych do taga pompy w platformie zarządzania majątkiem Fabrico, wraz z limitami minimalnego przepływu i terminami inspekcji osłony, zamienia reakcję na awarię w zaplanowaną wymianę. Zarezerwuj demo Fabrico , aby zobaczyć, jak w ten sposób można śledzić aktywa pomp bezuszczelnieniowych.
Nie. Wewnętrzne łożyska polegają na medium procesowym w kwestii smarowania i chłodzenia, a ta warstwa zanika niemal natychmiast po zatrzymaniu przepływu. Nawet krótka praca na sucho, od kilku sekund do kilku minut, zależnie od rozmiaru łożysk, może spowodować nieodwracalne uszkodzenia, dlatego ochrona przeciw pracy na sucho nigdy nie powinna być opcjonalna.
Eliminują ścieżkę wycieku przez uszczelnienie dynamiczne, dominujące źródło wycieków w pompach konwencjonalnych, więc zewnętrzne wycieki w normalnej pracy są praktycznie zerowe. Osłona izolująca pozostaje jednak barierą ciśnieniową i musi być kontrolowana pod kątem erozji lub korozji, ponieważ jej przedziurawienie spowodowałoby wypływ medium.
Generalnie nie, bez istotnych zastrzeżeń. Materiały ścierne lub włókniste przyspieszają zużycie wewnętrznych łożysk i powodują problemy w wąskich luzach magnetycznych, więc przy znaczącej zawartości ciał stałych zwykle wymagane są filtry wstępne lub zastosowanie innej technologii pompowania.
W przypadku obudów metalowych straty związane z prądami wirowymi dodają ciepło, które musi być odprowadzone przez medium procesowe lub układ chłodzący; w jednostkach o większej mocy może to stanowić istotną część całkowitego zużycia energii. Niemetalowe osłony unikają tych strat, ale mają własne ograniczenia ciśnieniowe i temperaturowe, więc wybór materiału powinien uwzględniać zarówno właściwości medium, jak i moc sprzęgła.
Zaloguj
Blog
