A bomba magnética é composta por três partes: uma bomba, uma transmissão magnética e um motor. O componente chave, a transmissão magnética, consiste num rotor magnético exterior, um rotor magnético interior e uma manga de isolamento não magnético. Quando o motor faz rodar o rotor magnético exterior, o campo magnético pode penetrar no espaço de ar e nos materiais não magnéticos, fazendo rodar sincronizadamente o rotor magnético interior ligado ao impulsor, realizando uma transmissão de potência sem contacto e convertendo o vedante dinâmico num vedante estático. Uma vez que o eixo da bomba e o rotor magnético interno estão completamente fechados pelo corpo da bomba e pela manga de isolamento, o problema do "funcionamento, borbulhar, pingar e vazar" está completamente resolvido, eliminando o risco de segurança de meios inflamáveis, explosivos, tóxicos e nocivos que vazam através do selo da bomba na indústria química e de refinação de petróleo, e assegurando eficazmente a proteção ambiental, a produção segura e outras necessidades.
1. Princípio de funcionamento e caraterísticas estruturais da bomba magnética
N pares de ímanes (n é um número par) são regularmente dispostos e montados nos rotores magnéticos internos e externos da transmissão magnética, de modo que as partes magnéticas formam um sistema magnético acoplado completo. Quando os pólos magnéticos interno e externo são opostos um ao outro, ou seja, o ângulo de deslocamento entre os dois pólos magnéticos é Φ = 0, a energia magnética do sistema magnético é baixa; quando os pólos magnéticos giram para os mesmos pólos, ou seja, o ângulo de deslocamento entre os dois pólos magnéticos é Φ = 2π / n, a energia magnética do sistema magnético é grande. Depois de remover a força externa, os pólos magnéticos do sistema magnético se repelem, e a força magnética restaurará o ímã a um estado de baixa energia magnética. Em seguida, o íman move-se e faz rodar o rotor magnético.
a. Aço magnético interno e externo
O ímã permanente feito de material de ímã permanente de terras raras tem uma ampla faixa de temperatura operacional (-45-400 ℃), alta coercividade, boa anisotropia na direção do campo magnético e nenhuma desmagnetização ocorrerá quando os mesmos pólos estiverem próximos um do outro. É uma boa fonte de campo magnético.
b. Camisa de isolamento
Quando é utilizada uma manga de isolamento metálica, a manga de isolamento encontra-se num campo magnético alternado sinusoidal e as correntes de Foucault são induzidas na secção transversal perpendicular à direção das linhas do campo magnético e convertidas em calor. A expressão da corrente de Foucault é:. Entre eles, Pe-corrente de Foucault; K-constante; n-velocidade nominal da bomba; T-binário de transmissão magnética; F-pressão no espaçador; D-diâmetro interno do espaçador; -resistividade do material; -resistência à tração do material. Quando a bomba é projectada, n e T são dados pelas condições de trabalho. Para reduzir as correntes de Foucault, apenas F, D, etc. podem ser considerados. A manga de isolamento é feita de material não metálico de alta resistividade e alta resistência F46, que é muito eficaz na redução de correntes parasitas. A manga de reforço é feita de material aeroespacial PEEK (poliéter-éter-cetona), com uma resistência a alta pressão de 3Mpa, que é a melhor escolha para o transporte de meios com alta gravidade específica, como o ácido sulfúrico concentrado 98 e o bromo.
c. Rolamentos deslizantes
Os materiais dos rolamentos deslizantes das bombas magnéticas incluem grafite impregnada, politetrafluoroetileno preenchido, cerâmica de engenharia, etc. Uma vez que as cerâmicas de engenharia têm boa resistência ao calor, resistência à corrosão e resistência ao atrito, os rolamentos deslizantes das bombas magnéticas são maioritariamente feitos de cerâmicas de engenharia. Uma vez que as cerâmicas de engenharia são muito frágeis e têm um pequeno coeficiente de expansão, a folga do rolamento não deve ser demasiado pequena para evitar acidentes de apreensão do eixo. Uma vez que os rolamentos deslizantes das bombas magnéticas são lubrificados com o meio que está a ser transportado, devem ser selecionados diferentes materiais para fazer rolamentos de acordo com diferentes meios e condições de funcionamento.
d. Medidas de proteção
Quando as partes acionadas da transmissão magnética estão a funcionar sob sobrecarga ou o rotor está preso, as partes principais e acionadas da transmissão magnética deslizam automaticamente para proteger a bomba. Neste momento, os ímanes permanentes na transmissão magnética produzem perdas por efeito de Foucault e perdas magnéticas sob a ação do campo magnético alternado do rotor ativo, fazendo com que a temperatura dos ímanes permanentes aumente e a transmissão magnética deslize e falhe.
e. Controlo do caudal de líquido de arrefecimento e de lubrificação
Quando a bomba está a funcionar, deve ser utilizada uma pequena quantidade de líquido para lavar e arrefecer a área do espaço anular entre o rotor magnético interno e a manga de isolamento e o par de fricção da chumaceira deslizante. O caudal do líquido de arrefecimento é normalmente 2%-3% do caudal de projeto da bomba. A área do espaço anular entre o rotor magnético interno e a manga de isolamento gera calor elevado devido a correntes de Foucault. Quando o líquido de arrefecimento e lubrificação é insuficiente ou o orifício de lavagem está bloqueado, a temperatura do meio será superior à temperatura de funcionamento do íman permanente, fazendo com que o rotor magnético interno perca gradualmente o seu magnetismo e a transmissão magnética falhe. Quando o meio é água ou líquido à base de água, o aumento da temperatura na área da fenda anular pode ser mantido a 3-5°C; quando o meio é hidrocarboneto ou óleo, o aumento da temperatura na área da fenda anular pode ser mantido a 5-8°C.
2. Material e seleção
a. A bomba utiliza geralmente plásticos de engenharia resistentes à corrosão e de alta resistência (F46). Quando o ângulo é superior a 90°, são utilizados como materiais de fabrico (Daikin PFA japonês importado ou DuPont PFA americano), aço inoxidável, etc. Estes materiais têm uma boa resistência à corrosão e podem proteger o meio transportado da contaminação. Por exemplo, a parte da bomba magnética da série CQB que entra em contacto com o líquido transportado é feita de liga fluoroplástica resistente a produtos químicos. A liga fluoroplástica é composta por poliperfluoroetileno propileno de peso molecular ultra-elevado que pode ser termoplastificado e um ou mais outros plásticos, e podem ser adicionados enchimentos. Por exemplo, uma liga de plástico composta por poliperfluoroetileno propileno de peso molecular ultra-elevado e politetrafluoroetileno, o primeiro representa 0,1% a 99,9% em peso, e o último representa 99,9% a 0,1% em peso. É fabricado por um método de mistura de co-moagem de pó seco ou co-moagem húmida de pó seco. É transformado em vários produtos por prensagem a quente ou sinterização por prensagem a frio, o que supera o fluxo a frio e a fácil deformação do politetrafluoroetileno e pode prolongar a sua vida útil.
b. Os rolamentos da bomba magnética estão imersos no meio de transporte e são lubrificados e arrefecidos pelo meio de transporte. Os rolamentos mais utilizados na China são os de grafite (ISC ou SSIC). A grafite, especialmente a grafite impregnada, tem boa auto-lubrificação, resistência à corrosão térmica, baixo coeficiente de atrito e uma vasta gama de aplicações, mas a grafite é frágil e tem baixa resistência. É muito sensível à flexão do veio e à sobrecarga local, pelo que deve ser prestada especial atenção. Os rolamentos compostos de três camadas com aço como matriz, bronze poroso como camada intermédia e plástico como camada superficial têm elevada resistência à compressão, baixo coeficiente de atrito, tamanho estável, insonorização e absorção de choques, e têm sido utilizados nos últimos anos.
3. Vantagens das bombas magnéticas
Em comparação com as bombas centrífugas que utilizam vedantes mecânicos ou vedantes de embalagem, as bombas magnéticas têm as seguintes vantagens.
a. O veio da bomba é alterado de um vedante dinâmico para um vedante estático fechado, o que evita completamente a fuga de fluidos.
b. Não são necessárias lubrificação e água de arrefecimento independentes, o que reduz o consumo de energia.
c. O acionamento do acoplamento é alterado para arrastamento síncrono e não há contacto e fricção. Tem baixo consumo de energia, alta eficiência e efeitos de amortecimento e redução de vibração, o que reduz o impacto da vibração do motor na bomba e o impacto da vibração de cavitação no motor quando a bomba ocorre.
d. Quando sobrecarregados, os rotores magnéticos internos e externos deslizam um em relação ao outro, o que tem um efeito protetor no motor e na bomba.
4. Precauções de funcionamento
a. Impedir a entrada de partículas
(1) Não é permitida a entrada de impurezas e partículas ferromagnéticas no dispositivo de transmissão magnética e no par de fricção da chumaceira.
(2) Após o transporte de meios que são fáceis de cristalizar ou precipitar, lave-o a tempo (encha a cavidade da bomba com água limpa depois de parar a bomba e drene-a depois de funcionar durante 1 minuto) para garantir a vida útil do rolamento deslizante.
(3) Quando transportar meios que contenham partículas sólidas, filtre-os à entrada do tubo de fluxo da bomba.
b. Prevenir a desmagnetização
(1) O binário magnético não pode ser concebido demasiado pequeno.
(2) Deve ser operada nas condições de temperatura especificadas, sendo estritamente proibido exceder a temperatura média. Pode ser instalado um sensor de temperatura de resistência de platina na superfície exterior da manga de isolamento da bomba magnética para detetar o aumento de temperatura na área da fenda anular, de modo a dar um alarme ou a desligar quando a temperatura excede o limite.
c. Evitar a fricção seca
(1) É estritamente proibido correr sem fazer nada.
(2) É estritamente proibido evacuar o meio.
(3) Quando a válvula de saída está fechada, a bomba não deve funcionar continuamente durante mais de 2 minutos para evitar o sobreaquecimento e a avaria do dispositivo de transmissão magnética.
5. Procedimentos de funcionamento da bomba magnética
a. Procedimento de arranque da bomba: abrir a válvula de entrada antes do arranque, encher a bomba com o líquido a transportar; fechar a válvula de saída; ligar o elevador elétrico para verificar se a bomba está na direção correta; depois de a bomba arrancar, a válvula de saída deve ser aberta lentamente e, depois de a bomba atingir o estado de funcionamento normal, ajustar a válvula de saída para a abertura necessária. Teste de funcionamento durante 5 a 10 minutos; se não houver anomalias, pode ser colocada em funcionamento.
b. Procedimento de paragem: fechar a válvula de saída; cortar a alimentação eléctrica; fechar a entrada. Quando a bomba não for utilizada durante um longo período de tempo, limpe o canal de fluxo na bomba e corte a alimentação eléctrica.