Pompe ad ingranaggi accoppiate magneticamente

Giugno 8, 2021

Che cos’è una pompa ad ingranaggi accoppiata magneticamente?

Le tradizionali pompe ad ingranaggi esterni utilizzano un albero motore che è direttamente accoppiato ad un ingranaggio di azionamento all’interno della pompa. Per realizzare questo accoppiamento, l’albero deve passare attraverso una guarnizione scorrevole. Il componente che tipicamente limita la durata di una pompa ad azionamento diretto è la guarnizione. Indipendentemente dal tipo e dalla qualità, la guarnizione si usura e alla fine perde. Le pompe ad ingranaggi accoppiate magneticamente evitano l’uso della guarnizione, che limita la durata della pompa, utilizzando un accoppiamento magnetico per trasferire la coppia nella pompa. Questo crea una tenuta ermetica accoppiando il motore all’ingranaggio di azionamento.

Pompa ad ingranaggi a trasmissione diretta con guarnizione a vita



Pompa ad ingranaggi ad azionamento diretto con guarnizione che ne limita la durata

Accoppiamento magnetico tradizionale

Gli accoppiamenti magnetici tradizionali hanno un magnete interno alla pompa che è attaccato all’ingranaggio di azionamento. Il magnete può essere un semplice magnete in ferrite o, per una maggiore forza di accoppiamento, un magnete costituito da metalli di terre rare. Tipicamente, il magnete è racchiuso in un rivestimento di metallo o plastica per evitare il contatto con il fluido pompato. Il rivestimento fornisce inoltre l’accoppiamento all’ingranaggio di azionamento. Una sottile barriera metallica separa il fluido dall’atmosfera. Un secondo magnete, collegato al motore, è esterno alla barriera del fluido e viene magnetizzato per formare un accoppiamento con il magnete interno. Il magnete esterno può essere realizzato in ferrite o leghe di terre rare. La forza magnetica diminuisce con la distanza al quadrato, rendendo fondamentale ridurre al minimo la distanza tra i magneti. Ciò richiede lavorazioni meccaniche e assemblaggio di precisione per un design efficiente. L’equilibrio e l’eccentricità del magnete interno sono fondamentali per massimizzare la durata dei cuscinetti interni e per un funzionamento uniforme e silenzioso.

Modello ad innesto magnetico tradizionale con le sue parti

Accoppiamento magnetico tradizionale

Vantaggi

  • Elimina la guarnizione scorrevole, prolungando così la durata della pompa e riducendo la resistenza d’attrito
  • Consente l’utilizzo di motori di qualsiasi tipo e dimensione
  • Isola il motore generatore di calore dal fluido pompato
  • Capace di accoppiamento magnetico molto forte quando sia magneti interni che i magneti esterni sono leghe di terre rare

Svantaggi

• L’aggiunta dell’accoppiamento magnetico aumenta la dimensione complessiva del gruppo pompa.
• Aumenta i costi a causa di ulteriori magneti e staffe

Azionamento magnetico diretto

L’accoppiamento magnetico tradizionale si è evoluto in un azionamento magnetico diretto. Questo azionamento utilizza il magnete interno della pompa come rotore per un motore CC senza spazzole (BLDC). Questo metodo elimina il motore indipendente, staffe extra e magnete esterno. Il prodotto risultante è una pompa compatta, economica e a tenuta ermetica. Per realizzare un motore BLDC che sia efficiente in questa configurazione, il magnete interno deve essere costituito da una lega metallica di terre rare. Tuttavia, l’involucro attorno al magnete e la barriera tra il fluido e l’atmosfera possono essere gli stessi di un accoppiamento magnetico tradizionale.

Pompa con parti a trascinamento magnetico diretto
Azionamento magnetico diretto

Vantaggi

• Elimina la guarnizione scorrevole, prolungando così la durata della pompa e riducendo la resistenza d’attrito
• Il design compatto permette il posizionamento in spazi ristretti
• La necessità di un minor numero di componenti riduce i costi di produzione
• Durata maggiore poiché il motore non ha cuscinetti a sfera che si possono consumare

Svantaggi

• Ci sono limitazioni di potenza e di tipo di ingresso in base al portafoglio di prodotti del fornitore di pompe.
• Le bobine di produzione del calore sono situate vicino alla pompa, con potenziale aggiunta di calore al sistema fluido. Questo è in genere un effetto minore, che risulta preoccupante solo per i piccoli sistemi a circuito chiuso.

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