ما هي مضخات الدفع المغناطيسي

مضخات الدفع المغناطيسي هي نوع من المضخات التي تستخدم أداة التوصيل المغناطيسي لنقل الطاقة من المحرك إلى المكره، مما يلغي الحاجة إلى الختم الميكانيكي.

سوف تستكشف هذه المقالة مبادئ العمل والمزايا والتطبيقات لمضخات الدفع المغناطيسي في مختلف الصناعات.

من خلال فهم الميزات الفريدة لهذه المضخات، يمكن للقراء اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار حلول الضخ لاحتياجاتهم الخاصة.

ما هي مضخات الدفع المغناطيسي

مضخات الدفع المغناطيسي، والمعروفة أيضًا باسم مضخات الدفع المغناطيسي أو المضخات بدون ختم، هي نوع من المضخات التي تستخدم اقتران مغناطيسي لنقل عزم الدوران من المحرك إلى المكره دون اتصال ميكانيكي مباشر. يلغي هذا التصميم المبتكر الحاجة إلى أختام العمود التقليدية، مما يوفر حلاً مانعًا للتسرب للتعامل مع السوائل المختلفة، بما في ذلك الأحماض العدوانية والمواد الكيميائية السامة والسوائل فائقة النقاء.

كيف تعمل مضخات الدفع المغناطيسي

يعتمد مبدأ عمل مضخات الدفع المغناطيسي على قوة المجالات المغناطيسية لنقل عزم الدوران من المحرك إلى المكره. تتكون المضخة من مجموعتين رئيسيتين: مجموعة مغناطيس المحرك الخارجي، التي تتصل بعمود المحرك، ومجموعة المغناطيس الداخلي، التي تقترن بالمكره.

عندما يدور المحرك، ينشئ مغناطيس الدفع الخارجي مجالًا مغناطيسيًا دوارًا يتفاعل مع مجموعة المغناطيس الداخلية، مما يتسبب في دوران المكره. يشكل غلاف الاحتواء، المصنوع عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد أخرى مقاومة للتآكل، غلافًا محكمًا حاجز بين السائل يتم ضخها والبيئة الخارجية.

عندما يدور المكره، فإنه يولد قوة طرد مركزي تدفع السائل من مدخل المضخة إلى مخرجها. يؤدي غياب ختم آلي يزيل خطر التسرب، مما يجعل مضخات الدفع المغناطيسي مناسبة للتعامل مع مجموعة واسعة من السوائل، بما في ذلك تلك التي يصعب إغلاقها، مثل السوائل منخفضة اللزوجة، والسوائل ذات المواد الصلبة المعلقة، والسوائل التي تميل إلى التبلور أو البلمرة.

مكونات مضخات الدفع المغناطيسي

تتكون مضخات الدفع المغناطيسي من العديد من المكونات الرئيسية التي تمكنها من العمل بدون إحكام أو تسرب. المكونات الرئيسية تشمل:

• مجموعة المغناطيس الخارجي (مغناطيس المحرك): هي المجموعة المغناطيسية التي تتصل بعمود المحرك وتدور معه. إنه يخلق المجال المغناطيسي الذي يحرك مجموعة المغناطيس الداخلي والمكره.
• مجموعة المغناطيس الداخلي: تُعرف أيضًا باسم المغناطيس الموجه، وتقع هذه المجموعة داخل غلاف الاحتواء وهي مقترنة بالدفاعة. يتم تشغيله بواسطة المجال المغناطيسي الناتج عن مجموعة المغناطيس الخارجي.
• غلاف الاحتواء/ الغلاف الخلفي: غلاف الاحتواء عبارة عن مكون ثابت يفصل السائل الذي يتم ضخه عن الغلاف الجوي ومجموعة المغناطيس الخارجي. وهي مصنوعة عادةً من مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو البوليمرات عالية الأداء مثل فلوريد البولي فينيلدين (PVDF).
• المكره: المكره هو العنصر الدوار المسؤول عن تحريك السائل عبر المضخة. في مضخات الدفع المغناطيسي، تقترن المكره مباشرة بمجموعة المغناطيس الداخلي ويتم تشغيلها بواسطة المجال المغناطيسي الناتج عن مجموعة المغناطيس الخارجي.

تشمل المكونات المهمة الأخرى في مضخات الدفع المغناطيسي ما يلي:

• المحامل: تدعم مجموعة المغناطيس الداخلي والمكره، مما يسمح لها بالدوران بسلاسة. تشمل المواد الحاملة الشائعة الكربون والسيراميك وكربيد السيليكون.
• محول المحرك: يقوم هذا المكون بتوصيل المحرك بمجموعة المغناطيس الخارجي ويضمن المحاذاة المناسبة بين عمود المحرك ومغناطيس القيادة.

مزايا مضخات الدفع المغناطيسي

• تصميم مانع للتسرب، مانع للتسرب: يزيل خطر التسرب، ويعزز السلامة للسوائل الخطرة أو باهظة الثمن.
• التعامل مع السوائل الصعبة: يتفوق مع الأحماض العدوانية والمواد الكيميائية المسببة للتآكل والسوائل فائقة النقاء.
• MTBF أطول: يؤدي تقليل التآكل إلى زيادة الموثوقية وانخفاض تكاليف التشغيل.
• التعامل مع السوائل التي يصعب إغلاقها: فعال مع السوائل المعرضة للتبلور أو البلمرة.
• تعزيز الإنتاجية: يعمل البناء القوي والأداء الموثوق على تقليل وقت التوقف عن العمل.
• حماية التشغيل الجاف: تمنع الضمانات حدوث تلف أثناء ظروف التشغيل الجاف.
• المقاومة للتآكل: مصنوعة من مواد مناسبة للتعامل مع السوائل المسببة للتآكل.
• تصميم مضغوط: يبسط التثبيت ويقلل من البصمة العامة للنظام.

عيوب مضخات الدفع المغناطيسي

• ارتفاع التكاليف الأولية: أكثر تكلفة مقدمًا من المضخات التقليدية المختومة ميكانيكيًا.
• قدرات التدفق والضغط محدودة: مقيد في الأحجام الأكبر بسبب قيود عزم الدوران المغناطيسي.
• مخاطر التشغيل الجاف وارتفاع درجة الحرارة: يمكن أن يؤدي إلى تلف المكونات إذا تم تشغيله بدون وجود سائل كافٍ للتبريد.
• إمكانية الانفصال: قد تنفصل أداة التوصيل المغناطيسي عند زيادة الحمل المفاجئ أو عند التشغيل خارج النطاق المفضل.
• قدرة محدودة على التعامل مع المواد الصلبة: الأنسب للسوائل النظيفة. قد يعاني من محتوى مواد صلبة عالية أو جزيئات كاشطة.
• مخاوف الاهتزاز: يمكن أن يكون هذا مشكلة، خاصة عند السرعات العالية أو مع الغازات المحبوسة.
• تحمل ارتداء: من الممكن حدوث تآكل متسارع إذا كان السائل الذي يتم ضخه يحتوي على خصائص تشحيم ضعيفة أو يحتوي على مواد كاشطة.
• انخفاض الكفاءة: بسبب خسائر التيار الدوامي في غلاف الاحتواء.
• خطر إزالة المغناطيسية: يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أو التآكل الكيميائي إلى إضعاف المغناطيس بمرور الوقت.

تطبيقات مضخات الدفع المغناطيسي

• المعالجة والنقل الكيميائي
• إنتاج الأدوية
• تجهيز الأغذية والمشروبات
• صناعة اللب والورق
• البتروكيماويات والتكرير
• تصنيع أشباه الموصلات
• معالجة وتنقية المياه

السوائل الشائعة التي يتم التعامل معها بواسطة مضخات الدفع المغناطيسي

• الأحماض والمواد الكاوية والمذيبات
• سوائل نقل الحرارة
• سوائل فائقة النقاء
• البوليمرات والراتنجات

أنواع مضخات الدفع المغناطيسي

نابذة

تعد مضخات الدفع المغناطيسي بالطرد المركزي هي النوع الأكثر شيوعًا من المضخات ذات الدفع المغناطيسي، حيث توفر نطاقًا واسعًا من معدلات التدفق وقدرات الضغط. يستخدمون دافعًا دوارًا لإنشاء قوة طرد مركزي، والتي تحرك السائل عبر المضخة. تعتبر مضخات الطرد المركزي ذات الدفع المغناطيسي مثالية للتعامل مع السوائل النظيفة وغير الكاشطة في مختلف التطبيقات الصناعية، مثل نقل المواد الكيميائية ومعالجة المشروبات ومعالجة السوائل فائقة النقاء.

النزوح الإيجابي

تم تصميم مضخات الدفع المغناطيسي ذات الإزاحة الإيجابية للتعامل مع السوائل عالية اللزوجة وتوفير معدلات تدفق ثابتة بغض النظر عن تغيرات الضغط. تستخدم هذه المضخات آلية دوارة، مثل التروس أو الريش، لاحتجاز وتحريك حجم ثابت من السائل مع كل دورة. تُستخدم المضخات المغناطيسية ذات الإزاحة الإيجابية بشكل شائع في التطبيقات التي تتضمن سوائل عالية اللزوجة، مثل البوليمرات والراتنجات وبعض تطبيقات تجهيز الأغذية.

المضخات التوربينية المتجددة

مضخات الدفع المغناطيسي التوربينية المتجددة، والمعروفة أيضًا باسم المضخات الطرفية أو المضخات ذات القنوات الجانبية، هي نوع من مضخة الطرد المركزي تجمع هذه المضخات بين ميزات كل من المضخات الطاردة المركزية والمضخات ذات الإزاحة الإيجابية. وهي تستخدم مروحة ذات سلسلة من الخلايا الصغيرة التي تدور بسرعات عالية، مما يخلق حركة توربينية متجددة. يسمح هذا التصميم بضغط مرتفع و تدفق منخفض معدلات عالية، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مثل تغذية الغلايات، والتناضح العكسي، والتنظيف تحت الضغط العالي.

اختيار مضخات الدفع المغناطيسي

معدل التدفق ومتطلبات الضغط

تتوفر مضخات الدفع المغناطيسي في مجموعة واسعة من الأحجام والتكوينات، كل منها مصمم للتعامل مع معدلات تدفق ونطاقات ضغط محددة. حدد الحد الأقصى لمعدل التدفق والضغط اللازم لعمليتك، واختر مضخة يمكنها تلبية هذه المتطلبات بشكل مريح.

خصائص السوائل (اللزوجة، الثقل النوعي، درجة الحرارة)

ضع في اعتبارك لزوجة السائل والجاذبية النوعية ودرجة الحرارة، حيث يمكن أن تؤثر هذه الخصائص بشكل كبير على أداء المضخة. تعد المضخات ذات الدفع المغناطيسي مناسبة تمامًا للتعامل مع مجموعة واسعة من اللزوجة، من السوائل الرقيقة مثل الماء إلى السوائل الأكثر لزوجة مثل الزيوت والبوليمرات. ومع ذلك، قد تتطلب اللزوجة العالية للغاية مضخة إزاحة موجبة بدلاً من مضخة ذات إزاحة موجبة. مضخة الطرد المركزيوبالمثل، يمكن لدرجات حرارة السوائل المرتفعة أن تؤثر على المواد المستخدمة في بناء المضخة، لذا تأكد من اختيار مضخة بمكونات مصممة لنطاق درجة الحرارة المحدد لديك.

التعامل مع المواد الصلبة والتآكل / الكاشطة

إذا كان تطبيقك يتضمن ضخ السوائل بمواد صلبة معلقة أو جزيئات كاشطة، فمن الضروري مراعاة قدرة المضخة على التعامل مع هذه المواد. تتمتع مضخات الدفع المغناطيسي بشكل عام بقدرات محدودة على التعامل مع المواد الصلبة مقارنة بأنواع المضخات الأخرى، مثل مضخات الدفع المباشر أو المضخات التروسية الخارجية. يمكن أن تتسبب الجزيئات الكاشطة في تآكل سريع لمكونات المضخة، وخاصة المكره والبطانات. في هذه الحالات، فكر في اختيار مضخة بمواد مقاومة للتآكل، مثل محامل السيراميك أو الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى، لإطالة عمر خدمة المضخة وتقليل متطلبات الصيانة.

التوافق الكيميائي ومقاومة التآكل

يعد التوافق الكيميائي عاملاً حاسماً عند اختيار مضخة محرك مغناطيسي للتعامل مع الأحماض العدوانية أو المواد الكاوية أو المذيبات. تأكد من أن مواد المضخة، بما في ذلك السكن، والمكره، والبطانات، متوافقة مع السائل الذي يتم ضخه. تتوفر العديد من مضخات الدفع المغناطيسي مع مجموعة متنوعة من خيارات المواد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، أو Hastelloy، أو PVDF (فلوريد البولي فينيلدين)، لتوفير مقاومة ممتازة للتآكل.

NPSH وظروف الشفط

يعد رأس الشفط الإيجابي الصافي (NPSH) وظروف الشفط من الاعتبارات الحاسمة عند اختيار مضخة الدفع المغناطيسي. يشير NPSH إلى الحد الأدنى من الضغط المطلوب عند مدخل المضخة لمنع التجويف، مما قد يتسبب في تلف المضخة وتقليل الأداء. تأكد من أن نظامك قادر على توفير NPSH كافٍ للمضخة، مع مراعاة عوامل مثل درجة حرارة السائل، واللزوجة، وخسائر خط الشفط.

قيود الطاقة/عزم الدوران ومخاطر فصل المغناطيس

تعتمد مضخات الدفع المغناطيسي على الاقتران المغناطيسي بين مغناطيس القيادة ومغناطيس المكره لنقل الطاقة. يحتوي هذا الاقتران المغناطيسي على قيود متأصلة في الطاقة وعزم الدوران، مما قد يؤدي إلى الانفصال في ظل ظروف التحميل الزائد. عند اختيار مضخة محرك مغناطيسية، ضع في اعتبارك الحد الأقصى لمتطلبات عزم الدوران لتطبيقك واختر مضخة بهامش أمان كافٍ لمنع الانفصال. تتميز بعض المضخات بتصميمات اقتران مغناطيسية متقدمة، مثل تلك التي تحتوي على مغناطيسات من سبائك أرضية نادرة، والتي يمكن أن توفر إمكانات نقل عزم دوران متزايدة وتقليل خطر الانفصال.

الأسئلة الشائعة

المحرك المغناطيسي مقابل المحرك المعلب

تستخدم مضخات الدفع المغناطيسي القوى المغناطيسية لتدوير المكره. تحتوي مضخات المحرك المعلبة على المحرك والمضخة في غرفة واحدة مغلقة.

مضخات الدفع المغناطيسي مانعة للتسرب ولا تتطلب أي أختام. مضخات المحرك المعلبة مدمجة وفعالة.

المحرك المغناطيسي مقابل الختم الميكانيكي

تستخدم مضخات الدفع المغناطيسي القوى المغناطيسية لتدوير المكره دون اتصال مباشر. تستخدم مضخات الختم الميكانيكية ختمًا ميكانيكيًا لمنع التسربات حول العمود الدوار.

مضخات الدفع المغناطيسي مانعة للتسرب ولا تتطلب أي أختام. تعتبر مضخات الختم الميكانيكية أكثر شيوعًا وأقل تكلفة.

محرك مغناطيسي مقابل محرك مباشر

تستخدم مضخات الدفع المغناطيسي القوى المغناطيسية لتدوير المكره دون اتصال مباشر. تحتوي مضخات الدفع المباشر على المكره المتصل مباشرة بعمود المحرك.

مضخات الدفع المغناطيسي مانعة للتسرب ولا تتطلب أي أختام. مضخات الدفع المباشر مدمجة وفعالة. مضخات الدفع المغناطيسي مناسبة لتطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي. مضخات الدفع المباشر أقل تكلفة.

ختاماً

توفر المضخات ذات الدفع المغناطيسي العديد من المزايا مقارنة بالمضخات التقليدية المختومة ميكانيكيًا. إن تصميمها الخالي من الختم يمنع التسربات ويقلل من الصيانة ويحسن السلامة. هذه المضخات مثالية للتعامل مع السوائل الخطرة أو المسببة للتآكل أو عالية النقاء.

لمعرفة المزيد حول مضخات الدفع المغناطيسي وتطبيقاتها، اتصل اليوم بشركة تصنيع المضخات ذات السمعة الطيبة.