ہرمیٹک طور پر مہربند پمپوں کے لیے مقناطیسی کپلنگ: ڈیزائن کے اصول

متحرک مہروں کو ختم کرنا جو پہنتے اور لیک ہوتے ہیں۔ ہرمیٹک طور پر مہر بند پمپ جو سنکنرن یا خطرناک سیالوں کو ہینڈل کرتے ہیں (مثال کے طور پر، کیمیائی پروسیسنگ، دواسازی، جوہری)، صفر کے اخراج کو حاصل کرنے کے لیے مقناطیسی ڈرائیوز لازمی ہیں۔ کپلنگ ایک اندرونی روٹر (پمپ امپیلر سے منسلک) اور ایک بیرونی روٹر (موٹر کے ذریعے چلایا جاتا ہے) پر مشتمل ہوتا ہے، جس میں متبادل کھمبوں میں میگنےٹ ترتیب دیئے جاتے ہیں۔ یہ گائیڈ بتاتا ہے کہ سیل لیس مقناطیسی ڈرائیو کس طرح سیال کے رساو کو ختم کرتی ہے، اندرونی بمقابلہ بیرونی روٹر پول میچنگ اور ٹارک ٹرانسمیشن کا احاطہ کرتی ہے، یہ بتاتی ہے کہ SmCo کو اعلی درجہ حرارت والے کیمیائی پمپوں کے لیے کیوں ترجیح دی جاتی ہے، اور ہوا کے فرق اور کنٹینمنٹ شیل کی موٹائی کو متوازن کرنے والی تفصیلات۔

روایتی سینٹرفیوگل پمپ ایک مکینیکل مہر (کاربن/سیرامک ​​چہروں) کا استعمال کرتے ہیں جو پمپ شافٹ پر سوار ہوتے ہیں۔ پہننا اور تھرمل جھٹکا سیل کی ناکامی کا سبب بنتا ہے، جس کے نتیجے میں سیال کا اخراج-زہریلے، آتش گیر، یا زیادہ-پاکیزہ سیالوں کے لیے غیر محفوظ ہوتا ہے۔ مقناطیسی ڈرائیو پمپ میں:

موٹر ایک بیرونی مقناطیس اسمبلی (بیرونی روٹر) کو سیل بند کنٹینمنٹ شیل کے باہر گھماتا ہے۔

اندرونی مقناطیس اسمبلی (اندرونی روٹر، پمپ شافٹ پر) مقناطیسی طور پر بیرونی روٹر پر مقفل ہے۔

ٹارک کنٹینمنٹ شیل وال (عام طور پر 1-3 ملی میٹر موٹی ہیسٹیلوئے یا ٹائٹینیم) کے ذریعے بغیر کسی شافٹ کے دخول کے منتقل ہوتا ہے۔

صرف مہریں شیل پر جامد O-رنگ ہیں، جو قابل اعتماد اور دیکھ بھال-مفت ہیں۔

کوئی متحرک سیل=صفر رساو نہیں ہے۔ پمپ ہینڈلنگ کے لیے مقناطیسی جوڑے معیاری ہیں:

انتہائی سنکنرن تیزاب (HCl, H2SO4, HF)

آتش گیر سالوینٹس (ایسیٹون، میتھانول، ٹولین)

اعلی-پاکیزہ پانی (فارما، سیمی کنڈکٹر)

High-temperature thermal oils (>200 ڈگری)

اندرونی اور بیرونی روٹرز میں ایک جیسی قطبی گنتی اور قطب قوس کی سیدھ ہونی چاہیے۔ معیاری ترتیب:

4-قطب، 6-قطب، یا 8-قطب ڈیزائن۔ قطب کی زیادہ گنتی روٹر کے قطر اور جڑتا کو کم کرتی ہے لیکن اس کے لیے سخت ہوا کے فرق کی ضرورت ہوتی ہے۔

Magnetic materials: Sintered NdFeB (N42SH) for temperatures up to 100°C, SmCo for >100 ڈگری کیمیائی پمپوں کے لیے، SmCo سنکنرن مزاحمت (کوٹنگ کی ضرورت نہیں) اور تھرمل استحکام کی وجہ سے معیاری ہے۔

مقناطیس کا انتظام: سادہ اسمبلی کے لیے سطح-دونوں روٹرز (SPM) پر نصب میگنےٹ؛ یا زیادہ ٹارک کی کثافت کے لیے بہاؤ کے ارتکاز کے ساتھ اندرونی میگنےٹ (IPM)۔

ٹارک ٹرانسمیشن مساوات: T=k × Br² × (OD³ - ID³) × sin(δ) / (gap² + شیل کی موٹائی²)، جہاں δ کونیی نقل مکانی ہے (پُل-آؤٹ اینگل)۔ زیادہ سے زیادہ ٹارک (پل-ٹارک آؤٹ) δ=90 ڈگری پر ہوتا ہے (مقناطیسی قطبوں کو 90 ڈگری سے غلط ترتیب دیا گیا ہے)۔ آپریٹنگ torque ہونا چاہئے<80% of pull-out torque to avoid decoupling.

اگر موٹر اوورلوڈ ہو جائے یا جام ہو جائے، تو مقناطیسی کپلنگ بے ضرر طور پر پھسل جاتی ہے (ڈیکپل)، ٹارک محدود کرنے والے کے طور پر کام کرتی ہے۔ یہ موٹر اور پمپ کو مکینیکل نقصان سے بچاتا ہے۔

کیمیکل پمپ اکثر 150-300 ڈگری پر سیال کو ہینڈل کرتے ہیں۔ NdFeB 100 ڈگری سے زیادہ اہم Br اور Hcj کو کھو دیتا ہے، اور سنکنرن کے لیے اس کی حساسیت کے لیے مہنگی کوٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے (جو تھرمل سائیکلنگ کے نیچے چھلک سکتی ہے)۔ SmCo (2:17 گریڈ) پیشکش کرتا ہے:

Br=10.5-11.5 kGs (NdFeB سے کم لیکن 300 ڈگری تک مستحکم)۔

Hcj > 20 kOe at 20°C, remaining >250 ڈگری پر 10 kOe

سنکنرن مزاحمت: SmCo کو زیادہ تر کیمیائی سیالوں کے لیے کوٹنگ کی ضرورت نہیں ہے (سوائے ہائیڈرو فلورک ایسڈ کے)۔

تھرمل ایکسپینشن کا گتانک ہیسٹیلائے کنٹینمنٹ شیلز سے میل کھاتا ہے، تناؤ کو کم کرتا ہے۔

کرائیوجینک ایپلی کیشنز (-40 ڈگری سے -150 ڈگری) کے لیے، NdFeB قابل قبول ہے کیونکہ کم درجہ حرارت میگنیٹائز نہیں کرتا ہے۔ تاہم، SmCo کم درجہ حرارت پر بھی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔

Selection guideline: If fluid temperature >120 ڈگری، SmCo کی وضاحت کریں۔ اگر سیال کا درجہ حرارت<120°C and the pump is dry-mount (no fluid splashing on the magnets), NdFeB with Ni-Cu-Ni coating is sufficient.

اندرونی اور بیرونی روٹرز کے درمیان ہوا کے فرق میں شامل ہیں:

کنٹینمنٹ شیل کی دیوار کی موٹائی (دباؤ کی درجہ بندی کے لیے اہم)۔

میگنےٹ اور شیل کے درمیان چلنے والی کلیئرنس (عام طور پر فی طرف 0.5-2 ملی میٹر)۔

کل ایئر گیپ=شیل کی موٹائی + 2 × کلیئرنس۔

ہوا کا بڑا فرق ٹارک ٹرانسمیشن کو کم کرتا ہے (تقریباً الٹا مربع قانون)۔ ایک مقررہ ٹارک کی ضرورت کے لیے، ہوا کے فرق کو 1 ملی میٹر تک بڑھانے کے لیے میگنیٹ OD میں 20% اضافہ کرنا پڑتا ہے، جس میں لاگت اور جڑت کا اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا، ڈیزائن کی اصلاح کو متوازن ہونا چاہیے:

ہائی-ٹارک، ہائی-پریشر ایپلی کیشنز کے لیے، ہم ہوا کے بڑھے ہوئے فرق کو پورا کرنے کے لیے ریڈیل میگنیٹ اورینٹیشن یا ہالباچ اری کا استعمال کرتے ہیں۔ کنٹینمنٹ شیل میں ایڈی کرنٹ سے ٹارک نکالنے اور درجہ حرارت میں اضافے کی پیش گوئی کرنے کے لیے FEA سمولیشن ضروری ہے۔

SmCo یا NdFeB میگنیٹس کے ساتھ مکمل اندرونی/بیرونی روٹر سیٹ سمیت مقناطیسی کپلنگز اور سیل بند پمپ اسمبلیوں کے لیے، براہ کرم ہماری ویب سائٹ پر ہمارے میگنیٹک موٹر اسمبلیز اور سماریئم کوبالٹ میگنیٹس کے صفحات دیکھیں۔

اپنے پمپ کی تفصیلات کے لیے کپلنگ ڈیزائن کی درخواست کرنے کے لیے-بشمول ٹارک، رفتار، سیال کا درجہ حرارت، اور دباؤ-ہماری مقناطیسی کپلنگ انجینئرنگ ٹیم سے رابطہ کریں۔

سوال: کیا ہوتا ہے اگر آپریشن کے دوران مقناطیسی کپلنگ ڈیکپل (نکالتا ہے)؟
A: اندرونی روٹر گھومنا بند کر دیتا ہے (پمپ اسٹالز)، اور بیرونی روٹر آزادانہ طور پر گھومتا ہے۔ موٹر کم کرنٹ کھینچتی ہے (کوئی بوجھ نہیں)۔ جوڑے کو دوبارہ-بنانے کے لیے، موٹر کو بند کریں، سیال کے دباؤ کے گرنے کا انتظار کریں، پھر دوبارہ شروع کریں۔ جب دونوں روٹر ساکن ہوتے ہیں تو میگنےٹ خود بخود دوبارہ-لاک ہو جاتے ہیں۔ بار بار ڈیکپلنگ میگنےٹ کو نقصان نہیں پہنچاتی ہے۔

سوال: کیا ہم پمپ کو سنبھالنے والی کھرچنے والی گندگی کے لیے مقناطیسی کپلنگ استعمال کر سکتے ہیں؟
A: جی ہاں، لیکن رگڑنے سے کنٹینمنٹ شیل پہننا ایک تشویش ہے۔ اندرونی اور بیرونی خولوں کے درمیان گردش کرنے والے فلش فلوئڈ (صاف مائع) کے ساتھ ایک ڈبل-کنٹینمنٹ شیل استعمال کریں تاکہ میگنےٹس کی حفاظت ہو اور گندگی کی مداخلت کو روکا جا سکے۔ ہم یہ ترتیب فراہم کرتے ہیں۔

سوال: آپ جمع مقناطیسی کپلنگ میں ہوا کے فرق کو کیسے ماپتے ہیں؟
A: شیل کے ذریعے فیلر گیج یا الٹراسونک موٹائی کی پیمائش کا استعمال کریں۔ فیکٹری اسمبلی کے لیے، ہم ±0.1 ملی میٹر کے اندر خلا کو سیٹ کرنے کے لیے ایک درست سیدھ والی جگ استعمال کرتے ہیں۔ ہم ہر جوڑے کے ساتھ ہوا کے فرق کی پیمائش کی رپورٹ فراہم کرتے ہیں۔