Magnetgekuppelte Zahnradpumpen Juni 8, 2021 Was ist eine magnetgekuppelte Zahnradpumpe?Herkömmliche externe Zahnradpumpen verwenden eine Motorwelle, die direkt mit einem Antriebszahnrad innerhalb der Pumpe gekoppelt ist. Um diese Kopplung herzustellen, muss die Welle durch eine Gleitringdichtung geführt werden. Die typische lebensdauerbegrenzende Komponente in einer Pumpe mit Direktantrieb ist die Dichtung. Unabhängig von Dichtungstyp und -qualität verschleißt die Dichtung und wird schließlich undicht. Magnetgekuppelte Zahnradpumpen vermeiden die lebensdauerbegrenzende Dichtung durch den Einsatz einer Magnetkupplung zur Drehmomentübertragung in die Pumpe. Dadurch entsteht eine hermetische Abdichtung, während der Motor weiterhin mit dem Antriebszahnrad gekoppelt ist. Zahnradpumpe mit Direktantrieb und lebensdauerbegrenzender DichtungDie traditionelle MagnetkupplungTraditionelle Magnetkupplungen haben einen pumpeninternen Magneten, der am Antriebszahnrad befestigt ist. Der Magnet kann ein einfacher Ferritmagnet sein oder, für höhere Kupplungsstärken, ein Magnet aus Seltenerdmetallen. Typischerweise ist der Magnet in einem Metall- oder Kunststoffmantel eingeschlossen, um den Kontakt mit dem gepumpten Fluid zu verhindern. Der Mantel sorgt auch für die Kopplung mit dem Antriebszahnrad. Eine dünne Metallbarriere trennt das Fluid von der Atmosphäre. Ein zweiter Magnet, der am Motor befestigt ist, befindet sich außerhalb der Fluidbarriere und ist magnetisiert, um eine Kupplung mit dem internen Magneten zu bilden. Der externe Magnet kann aus Ferrit- oder Seltenerdlegierungen hergestellt werden. Die magnetische Kraft nimmt mit dem Quadrat des Abstands ab, so dass es wichtig ist, den Abstand zwischen den Magneten zu minimieren. Dies erfordert eine präzise Bearbeitung und Montage für eine effiziente Konstruktion. Die Auswuchtung und der Rundlauf des internen Magneten sind entscheidend, um die Lebensdauer der internen Lager zu maximieren und einen reibungslosen, ruhigen Betrieb zu gewährleisten.Die traditionelle MagnetkupplungVorteile• Entfall der Gleitringdichtung, wodurch die Lebensdauer der Pumpe verlängert und die Reibung verringert wird.• Ermöglicht die Verwendung beliebiger Motorarten und -größen.• Isoliert den wärmeerzeugenden Motor von der gepumpten Flüssigkeit.• Ermöglicht eine sehr starke Magnetkupplung, wenn sowohl interne als auch externe Magnete aus Seltenerdlegierungen bestehen.• Die Hinzufügung der Magnetkupplung vergrößert die Gesamtbaugröße der Pumpenanordnung.• Erhöht die Kosten durch zusätzliche Magnete und Halterungen.Der direkte MagnetantriebDie traditionelle Magnetkupplung entwickelte sich zu einem direkten Magnetantrieb. Dieser Antrieb nutzt den internen Magneten der Pumpe als Rotor für einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC). Diese Methode eliminiert den eigenständigen Motor, zusätzliche Halterungen und den externen Magneten. Das Ergebnis ist eine kompakte, kostengünstige und hermetisch abgedichtete Pumpe. Um in dieser Konfiguration einen effektiven BLDC-Motor herzustellen, muss der interne Magnet aus einer Seltenerdmetalllegierung bestehen. Das Gehäuse um den Magneten und die Barriere zwischen dem Fluid und der Atmosphäre können jedoch die gleichen sein wie bei einer herkömmlichen Magnetkupplung.Der direkte MagnetantriebVorteile• Entfall der Gleitringdichtung, wodurch die Lebensdauer der Pumpe verlängert und die Reibung verringert wird.• Kompaktes Design ermöglicht die Platzierung in engen Räumen.• Weniger Komponenten erforderlich, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.• Längste Lebensdauer, da keine Motorkugellager vorhanden sind, die verschleißen können.Nachteile• Es gibt Leistungs- und Eingangstypbeschränkungen, die auf dem Produktportfolio des Pumpenlieferanten basieren.• Wärmeerzeugende Spulen befinden sich in der Nähe der Pumpe, wodurch möglicherweise Wärme an das Flüssigkeitssystem abgegeben wird. Dies ist in der Regel ein geringfügiger Effekt und nur bei kleinen, geschlossenen Kreisläufen von Bedeutung.
