بهبود عملکرد پمپ با پوسته های نگهدارنده سرامیکی
یکی از متغیرهای کلیدی موثر بر عملکرد و عمر مفید پمپ آب بندی شفت است. حلقه ها یا کارتریج های آب بندی راه حل های رایجی هستند، اما کوپلینگ های مغناطیسی ممکن است کارایی بالاتری داشته باشند. سرامیک پیشرفته، به ویژه اکسید زیرکونیوم FZM، ثابت می کند که یک ماده مفید در صنعت پمپ برای بهبود بازده انرژی، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد است.
در پمپ های مغناطیسی، هیچ ارتباط مکانیکی بین روتور پمپ و موتور وجود ندارد. در عوض، درایو از طریق آهنرباهای چرخان منتقل می شود. پوسته های نگهدارنده بین آهنرباهای خارجی متصل به موتور و آهنرباهای داخلی متصل به روتور پمپ استفاده می شود. این راه حل می تواند آب بندی بدون نشتی فراهم کند که ایمنی پمپ را هنگام پمپاژ رسانه های تهاجمی بهبود می بخشد.
یک ملاحظات ایمنی اضافی، مواد برای پوسته مهار است. هنگام کار، فلزات رایج مورد استفاده، گرما تولید می کنند که توسط القای مغناطیسی ایجاد می شود. این گرمای اضافی هنگام پمپاژ مواد حساس به حرارت مجاز نیست و در صورت خرابی مایع خنک کننده منجر به گرم شدن سریع پمپ می شود. گرمای اضافی نیز می تواند به تبخیر محیط پمپ شده و ایجاد حفره کمک کند.
برنامه های کاربردی در دنیای واقعی
در یک مطالعه موردی، چندین پمپ پس از دو سال کارکرد برای بازنگری به کارخانه فرستاده شد. محیط پمپ شده روغن داغ 110 درجه سانتیگراد (230 فارنهایت) با مقدار خاک سفیدکننده تقریباً 5 درصد بود. تمام اجزای حامل جریان، کانال‌های گردش داخلی و شکاف‌های باریک شسته شده یا زمین شده بودند. با این حال، هیچ اثری از سایش بر روی پوسته سرامیکی قابل تشخیص نیست. بنابراین، می توان آن را دوباره در پمپ تعمیر شده نصب کرد.
در مثالی دیگر با تولید کننده پمپ های مختلف، یاتاقان های بیرونی معیوب به آهنربای بیرونی اجازه می دادند تا روی پوسته محفظه ساییده شود. به جز یک مسیر سنگ زنی با عمق تقریبی 0.4 میلی متر (میلی متر)، پوسته محفظه سرامیکی آسیب ندیده باقی مانده است. بنابراین، کل پمپ را می توان ذخیره کرد و فقط بلبرینگ ها باید تعویض می شدند. در این کاربرد، پوسته تحت فشار تقریباً 40 بار قرار داشت. مجدداً، مواد سرامیکی با خاصیت غیر مغناطیسی، چقرمگی شکست بالا و استحکام مکانیکی بالا، ایمنی و عملکرد را ارائه می‌کنند.
بهره وری انرژی با سرامیک
علاوه بر این، شکاف بین دو آهنربا برای حفظ عملکرد مهم است. به منظور کوچک نگه داشتن این شکاف تا حد امکان، ضخامت دیواره قوطی به حداقل 2 تا 4 میلی متر در ناحیه استوانه ای می رسد. اکسید زیرکونیوم FZM به دلیل مدول الاستیسیته پایین می تواند در برابر تغییر شکل الاستیک خاصی مقاومت کند، به طوری که تمام تنش ها را می توان حتی در فشارهای تا 60 بار جذب کرد.
کاربردهایی مانند انتقال روغن یا اسید سولفوریک در دمای اتاق انجام نمی شود. اغلب شرایط دمایی در جایی تنظیم می شود که فقط می توان از چند ماده استفاده کرد. FZM را می توان در دماهای تا 450 درجه سانتیگراد (842 فارنهایت) بدون تغییرات قابل توجه استفاده کرد. از آنجایی که همه مواد در این دماها منبسط می شوند، کشش می تواند ایجاد شود. یکی از مزایای این ماده سرامیکی ضریب انبساط حرارتی آن است که مشابه چدن است و امکان اتصال قابل اعتماد به فلز را فراهم می کند. پوسته سرامیکی همراه با فلز منبسط می شود و از تفاوت های بزرگتر در کشش جلوگیری می شود.
صنایع شیمیایی نه تنها با مایعات، بلکه با مواد جامد و گاز نیز سروکار دارند که هر دو می توانند انفجاری و قابل اشتعال باشند. برای تسلط بر این زمینه کاربردی، تخلیه بارهای الکتریکی باید تضمین شود. همراه با از نظر فیزیکی-فنی موسسه فدرال (PTB) در براونشوایگ، آلمان، اندازه گیری های گسترده ای برای تعیین ظرفیت تخلیه الکتریکی مطابق با IEC 60093 و IEC 60167 انجام شد. با کمک یک پوشش خارجی اضافی، مقاومت سطح و نشت زمین مقاومت (DA &آن; 106 Ω) به طور قابل توجهی کمتر از مقادیر حد بود. این بدان معنی است که یک پوسته محفظه سرامیکی اصلاح شده را می توان در تماس با تمام رسانه های قابل اشتعال و در هر فضای انفجاری استفاده کرد.
از سال 1987، پوسته های سرامیکی در پمپ های ساخته شده توسط یکی از سازندگان قبلی نصب شده است. پوسته‌های سرامیکی در ابتدا با ضخامت دیواره 3.5 میلی‌متر طراحی شده‌اند که به طور قابل‌توجهی فاصله مغناطیسی را در مقایسه با طرح استاندارد بهبود می‌بخشد و 30 درصد قدرت انتقال کمتری را ممکن می‌سازد. با کمک یک تحلیل تنش عددی بر روی انواع مختلف ساختمانی تحت شرایط بار و مرزی معین، ابعاد ایده‌آل تعیین شد. اگرچه ضخامت دیواره قسمت استوانه ای پوسته محفظه حداکثر بار فشار را تحمل می کند، اما تعیین کننده نیست. طرح های انتقال به انتهای محدب و فلنج بسیار مهمتر است. این امکان کاهش ضخامت دیواره به 1.9 میلی متر را فراهم می کند و در عین حال مقاومت فشاری یکسانی را حفظ می کند و قابلیت تعویض کامل را تضمین می کند.