پمپ با کوپلینگ مغناطیسی

پمپ ها تجهیزاتی برای انتقال سیال از نقطه ای به نقطه دیگر می باشند و امروزه کاربرد فراوانی در ساختمان ها و مجتمع های مسکونی و البته مصارف تجاری و صنعتی دارند. پمپ های سانتریفیوژ که در دسته پمپ دینامیکی قرار می گیرد دارای انواع مختلف از جمله پمپ گریز از مرکز، پمپ فشار قوی و البته در مدل دیگر با قابلیت شناور شدن در سیال با نام پمپ شناور است. تقسیم بندی دیگری که برای این پمپ های دینامیکی می توان در نظر گرفت وابستگی زیادی به نوع کوپلینگ به کار گرفته شده در اتصال پمپ و الکتروموتور به هم دارد. آببندی در پمپ های سانتریفیوژ توسط آببند ها صورت می گیرد که پمپ را در برابر نشت سیال به فضای بیرون آببندی می نماید.

انواع آببند پمپ

آببند پمپ می تواند به دو دسته پکینگ و آببند مکانیکی قابل تقسیم است. از طرفی مکانیکال سیل یا آببند مکانیکی به دلیل ایجاد شرایط آببندی بدون هیچ گونه نشتی برای به کارگیری در صنایع نفت و پتروشیمی بسیار پرکاربرد است. با این حال این آبنندهای مکانیکی نیز می توانند دچار آسیب، عیب و فرسودگی شوند و اگر سیال سمی باشد و یا سیالی خطرناک محسوب شود حتی ذره ای نشتی به محیط زیست و البته جان آدمی آسیب می رساند و به همین دلیل هیچ نوع نشستی قابل قبول نیست. با توجه به مقررات و قوانین روز افزون درباره محیط زیست، پمپ ها نیز می بایست دستخوش تغییرات ناشی از پیشرفت تکنولوژی شوند و نهایتا پمپ و موتور الکتریکی در الکتروپمپ ها بدون نیاز به آببند به یکدیگر متصل و آببندی می شوند. به عبارتی آببند روی نقطه اتصال بین محور موتور و محور پمپ قرار گرفته و اجازه نمی دهد سیال نشت کند. در این راستا پمپ با کوپلینگ مغناطیسی یا پمپ با درایور مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرد. به جای بهره گیری از مکانیکال سیل از یک کوپلینگ مغناطیسی برای اتصال شفت موتور و پمپ به صورت غیر مستقیم استفاده می شود.

انواع آببند برای پمپ سانتریفیوژ

هدف اصلی در استفاده از کوپلینگ مغناطیسی این است سیال برای پمپاژ در یک محفظه بدون نشتی مهر و موم شود و پمپاژ سیال به آسانی بدون هیچ نشتی انجام شود. با توجه به اینکه نشتی سیال می تواند روی محیط زیست اثر گذارد و جان آدمی را به خطر اندازد از این رو زمانی که سیال خاصیت سمی بودن و خطرناک بودن دارد از کوپلینگ مغناطیسی بهره برده می شود. آببندی برای جلوگیری از نشت سیال در محیط به خصوص زمانی که فشار کارکرد پمپ بالا باشد ضروری است. با توجه به انواع پمپ سانتریفیوژ شامل پمپ گریز از مرکز، پمپ فشار قوی و پمپ شناور می توان از سه روش آبنندی بهره ببریم. سه روش برای آببندی وجود دارد:

استفاده از یک ماده بسته بندی نرم در محفظه آببندی دور محور پمپ که این ماده برای آببندی در دهانه محفظه آببندی قرار گرفته و با استفاده از یک پیچ بست این ماده در محفظه آببندی فشرده می شوند که در طول زمان به تدریج با سایش و ته نشین شدن مواد بسته بندی محکم و سفت می شوند.

درزبند پلاستیکی، لیپ سیل و یا اورینگ در اندازه قطر شفت پمپ و موتور تهیه می شوند و در شکافی روی محفظه پمپ قرار می گیرند که با اتصال این دو شفت به طور کامل مهر و موم شده و نشتی از سیال غیر ممکن شود.

در نوع سوم این آببندی شامل مکانیکال سیل می شود که از دو قسمت تشکیل شده است. بخش ثابت که به محفظه پمپ متصل می شود و بخش چرخان که روی شفت قرار میگیرد. سطح دو جز مربوط به این مکانیکال سیل ها صاف و بدون برجستگی است و از فنری برخوردارند که این دو سطح را بر روی هم فشرده می نماید. با اینکه این نوع آببندی میتواند گران قیمت و یا کمی دشوار باشد ولی موثرترین روش برای آببندی است. توجه داشته باشید که نشتی به طور کامل از بین نمی رود و نشتی کم برای روانکاری و خنک کردن آبند و محور پمپ لازم است. از طرفی در برخی از مواقع برای اینکه از گرم شدن بیش از جد آببند جلوگیری شود یک روان کننده به مکانیکال سیل تزریق می شود ولی می تواند روی کیفیت سیال اثر بگذارد و سیال را آلوده نماید.
پمپ با کوپلینگ مغناطیسی نوعی از آببند مکانیکی به حساب می آید که سیال به طور کامل در پمپ محبوس می شود و اجازه نشتی بدون گرم شدن درزبند را به الکتروپمپ می دهد. کوپلینگ مغناطیسی از یک واشر ثابت و اورینگ تشکیل می شود که با گذر زمان دچار سایش نمی شود. در جایی که پمپاژ سیال می بایست بدون هیچ نشتی انجام شود از پمپ با کوپلینگ مغناطیسی استفاده می شود.

ساختار پمپ با کوپلینگ مغناطیسی

روی دو حلقه متحد المرکز آهنرباهای جفت شده ای قرار دارند که در دو طرف پوسته محفظه، روی آن را پوشانده اند. حلقه بیرونی این آهنرباهای جفت شده به محور الکتروموتور متصل شده است و حلقه داخلی به محور متصل به پروانه پمپ وصل گردیده است. هر حلقه از این کوپلینگ مغناطیسی دارای تعداد یکسانی از آهنربا به صورت جفت با قطبهای متناوب که روبروی هم قرار گرفته اند می باشد. جنس آهنرباها از ساماریم و نئودیمیم و آلیاژهای آن می باشد که از مزیتهای مختلفی برخوردار می باشند. این آهنرباها دارای مزیت هایی هستند که شامل جرم کمتر و پایداری دما بیشتر می باشد. جرم کمتر به این آببند مغناطیسی کمک می کند تا گشتاور خاصی را برای پمپ های کوچک و ساده تر فراهم آورد. از طرفی برای پایداری در دما، از آنجایی که دما با کاهش گشتاور مغناطیسی افزایش می یابد ولی این فلزات بروز این پدیده را کاهش داده و امکان ثابت بودن دما را به درایور مغناطیسی می دهد. آهنرباهایی که در حلقه داخلی قرار دارند و در معرض سیال قرار گرفته اند با استفاده از نوعی رزین پوشانده می شوند یا در محفظه مقاوم در برابر خوردگی قرار می گیرند تا از زنگ زدگی و خوردگی در آببند جلوگیری گردد.

کارکرد پمپ با کوپلینگ مغناطیسی

حداکثر مقدار گشتاور برای پمپ با کوپلینگ مغناطیسی بر اساس شکاف بین آهنرباها مشخص می گردد. هر چقدر شکاف بین آهنرباها کمتر، گشتاور منتقل شده بیشتر می باشد. با این حال نمی توان فاصله آنها را در طراحی کم در نظر گرفت چرا که شکاف بین دو آهنربا خالی نیست و می بایست با پوسته نگهدارنده و مواد محافظ آهنربا پوشانده شود. شکاف بین قطعات دوار و پوسته محفظه می بایست معقولانه مشخص گردد چرا که به عملکرد درست پمپ کمک می نماید علی الخصوص زمانی که سیال خاصیت چسبندگی داشته باشد یا سیال حاوی مواد جامد باشد. می بایست قطعات به کار گرفته شده در پمپ با کوپلینگ مغناطیسی قابلیت تحمل بالایی برای کارکرد حداکثری پمپ داشته باشند تا نه تنها راندمان حداکثری برای پمپ ایجاد نمایند بلکه تلفات برق را نیز که ناشی از جریان های گردابی است کاهش دهند.

پرسشهای متداول پیرامون پمپ با کوپلینگ مغناطیسی

1. پمپ با کوپلینگ مغناطیسی چیست؟ زمانی که نشت سیال به هیچ وجه مجاز نباشد از روش آببندی برای پمپ استفاده می شود که امکان نشتی را به صفر برساند از این رو کوپلینگ به کار گرفته شده برای پمپ از نوع مغناطیسی است که قادر است پمپ و موتور الکتریکی را به یکدیگر متصل نماید و از بروز هرگونه نشتی جلوگیری کند.
2. چند نوع آببند برای پمپ وجود دارد؟ دو نوع آببند برای جلوگیری از نشت سیال از پمپ وجود دارد که شامل پکینگ و آببند مکانیکی است. معمولا از آببند مکانیکی که با نام مکانیکال سیل نیز شناخته می شود در صنایع نفت و پتروشیمی استفاده می گردد.
3. انواع آببند برای پمپ سانتریفیوژ چیست؟ برای پمپ سانتریفیوژ سه نوع آببند وجود دارد که شامل ماده بسته بندی که دور نقطه اتصال محور موتور و محور پمپ در محفظه آببندی قرار می گیرد و در واقع با فشرده و محکم شدن ماده به دور این نقطه برخورد از نشت جلوگیری می گردد. روش دوم استفاده از اورینگ و حلقه پلاستیکی یا درزبند لیپ سیل می باشد. در حالت سوم مکانیکال سیل به کار گرفته می شود و زمانی که نشتی به هیچ وجه مجاز نباشد این مکانیکال سیل به صورت کوپلینگ مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرد.
4. ساختار پمپ با کوپلینگ مغناطیسی به چه صورت است؟ روی دو حلقه متحد المرکز آهنرباهای جفت شده ای قرار دارند که در دو طرف پوسته محفظه، روی آن را پوشانده اند. حلقه بیرونی این آهنرباهای جفت شده به محور الکتروموتور متصل شده است و حلقه داخلی به محور متصل به پروانه پمپ وصل گردیده است.
5. پمپ با کوپلینگ مغناطیسی چه کاربردی دارد؟ زمانی که سیال برای پمپاژ خطرناک و سمی باشد استفاده از پمپ با کوپلینگ مغناطیسی بسیار پرکاربرد است چرا که از هرگونه نشت مواد سمی به محیط زیست جلوگیری می نماید.