Pompes à engrenages à couplage magnétique

Qu’est-ce qu’une pompe à engrenages à couplage magnétique ?

Les pompes à engrenages externes traditionnelles utilisent un arbre moteur qui est directement couplé à un engrenage d’entraînement à l’intérieur de la pompe. Pour réaliser cet accouplement, l’arbre doit traverser un joint coulissant. Le composant limitant la durée de vie d’une pompe à entraînement direct est le joint. Quels que soient le type et la qualité du joint, le joint s’usera et finira par fuir. Les pompes à engrenages couplées magnétiquement évitent que le joint limite la durée de vie en utilisant un accouplement magnétique pour transférer le couple dans la pompe. Cela établit un joint hermétique tout en couplant le moteur à l’engrenage d’entraînement.

Couplage magnétique traditionnel

Les accouplements magnétiques traditionnels ont un aimant interne à la pompe qui est attaché à l’engrenage d’entraînement. L’aimant peut être un simple aimant en ferrite ou, pour des forces de couplage plus élevées, un aimant fait de métaux des terres rares. Typiquement, l’aimant est enfermé dans une enveloppe en métal ou en plastique pour empêcher le contact avec le fluide pompé. La chemise assure également l’accouplement à l’engrenage d’entraînement. Une fine barrière métallique sépare le fluide de l’atmosphère. Un deuxième aimant, fixé au moteur, est externe à la barrière fluidique et est magnétisé pour former un couplage avec l’aimant interne. L’aimant externe peut être en ferrite ou en alliages de terres rares. La force magnétique diminue avec la distance au carré, il est donc essentiel de minimiser la distance entre les aimants. Cela nécessite un usinage et un assemblage de précision pour une conception efficace.

Avantages

• Élimine le joint coulissant, prolongeant ainsi la durée de vie de la pompe et réduisant la traînée de friction
• Permet l’utilisation de tout type et taille de moteur
• Isole le moteur générant de la chaleur du fluide pompé
• Capable d’un couplage magnétique très puissant lorsque les aimants internes et externes sont en alliages de terres rares.

Inconvénients

• L’ajout de l’accouplement magnétique augmente la taille globale de l’ensemble de la pompe
• Coûts supplémentaires en raison d’aimants et de supports supplémentaires

Entraînement magnétique direct

Dans ce cas l’accouplement magnétique traditionnel est remplacé par un entraînement magnétique direct. Cet entraînement utilise l’aimant interne de la pompe comme rotor pour un moteur à courant continu brushless. Cette méthode élimine le moteur autonome, les supports supplémentaires et l’aimant externe. Le produit résultant est une pompe compacte, peu coûteuse et hermétiquement scellée. Pour faire un moteur à courant continu brushless efficace dans cette configuration, l’aimant interne doit être fabriqué à partir d’un alliage constitué de terres rares. Cependant, l’espace autour de l’aimant et la barrière entre le fluide et l’atmosphère peuvent être les mêmes que pour un couplage magnétique traditionnel.

Avantages

• Élimine le joint coulissant, prolongeant ainsi la durée de vie de la pompe et réduisant la traînée de friction
• La conception compacte permet un placement dans des espaces restreints
• Moins de composants requis, ce qui réduit les coûts de fabrication
• Durée de vie la plus longue car il n’y a pas de roulements à billes en sortie du moteur

Inconvénients

• Il existe des limitations de puissance et de type d’entrée basées sur le portefeuille de produits du fournisseur de la pompe.
• Les serpentins de production de chaleur sont situés à proximité de la pompe, ajoutant potentiellement de la chaleur au système de fluide. Il s’agit généralement d’un effet mineur et uniquement préoccupant pour les petits systèmes en boucle fermée.