ปรับปรุงประสิทธิภาพของปั๊มด้วยเปลือกบรรจุเซรามิก
ตัวแปรสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของปั๊มคือการปิดผนึกของเพลา แหวนหรือตลับปิดผนึกเป็นวิธีแก้ปัญหาทั่วไป แต่ข้อต่อแบบแม่เหล็กอาจให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น เซรามิกขั้นสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซอร์โคเนียมออกไซด์ FZM ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุที่มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมเครื่องสูบน้ำ เพื่อการประหยัดพลังงาน ความต้านทานการกัดกร่อน และประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
ในปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็ก ไม่มีการเชื่อมต่อทางกลระหว่างโรเตอร์ปั๊มกับมอเตอร์ ไดรฟ์จะถูกส่งผ่านแม่เหล็กหมุนแทน เปลือกบรรจุจะใช้ระหว่างแม่เหล็กภายนอกที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์และแม่เหล็กภายในที่เชื่อมต่อกับโรเตอร์ปั๊ม โซลูชันนี้สามารถให้การซีลที่ปราศจากการรั่วซึม ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยของปั๊มเมื่อสูบจ่ายสารที่มีฤทธิ์รุนแรง
การพิจารณาด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมคือวัสดุสำหรับเปลือกบรรจุ เมื่อใช้งาน โลหะที่ใช้กันทั่วไปจะสร้างความร้อน ซึ่งกระตุ้นโดยการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ความร้อนเพิ่มเติมนี้ไม่ได้รับอนุญาตเมื่อสูบน้ำสารที่ไวต่อความร้อนและนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปอย่างรวดเร็วของปั๊มในกรณีที่น้ำหล่อเย็นล้มเหลว ความร้อนที่เพิ่มขึ้นยังสามารถนำไปสู่การระเหยของตัวกลางที่ถูกสูบและการเกิดโพรงอากาศ
การใช้งานจริง
ในกรณีศึกษาหนึ่ง ปั๊มหลายตัวถูกส่งไปยังโรงงานเพื่อทำการแก้ไขหลังจากใช้งานไปสองปี ตัวกลางที่สูบคือน้ำมันร้อน 110 C (230 F) โดยมีปริมาณดินฟอกขาวประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ ส่วนประกอบที่ไหลผ่าน ช่องหมุนเวียนภายใน และช่องว่างแคบๆ ทั้งหมดถูกล้างหรือบดออก อย่างไรก็ตาม ไม่พบร่องรอยการสึกหรอบนเปลือกเซรามิก ดังนั้นจึงสามารถติดตั้งใหม่ในปั๊มที่ซ่อมแซมได้
ในอีกตัวอย่างหนึ่งกับผู้ผลิตปั๊มรายอื่น ตลับลูกปืนด้านนอกที่ผิดพลาดทำให้แม่เหล็กภายนอกเสียดสีกับเปลือกบรรจุ ยกเว้นรางเจียรที่มีความลึกประมาณ 0.4 มิลลิเมตร (มม.) เปลือกบรรจุเซรามิกยังคงไม่เสียหาย ดังนั้นจึงสามารถประหยัดทั้งปั๊มและต้องเปลี่ยนเฉพาะแบริ่งเท่านั้น ในแอปพลิเคชันนี้ เปลือกอยู่ภายใต้แรงกดดันเกือบ 40 บาร์ อีกครั้ง วัสดุเซรามิกให้ความปลอดภัยและประสิทธิภาพด้วยคุณสมบัติไม่เป็นแม่เหล็ก มีความเหนียวในการแตกหักสูงและความแข็งแรงเชิงกลสูง
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานด้วยเซรามิกส์
นอกจากนี้ ช่องว่างระหว่างแม่เหล็กทั้งสองยังมีความสำคัญต่อการรักษาประสิทธิภาพ เพื่อให้ช่องว่างนี้เล็กที่สุด ความหนาของผนังกระป๋องจะลดลงเหลือประมาณ 2 ถึง 4 มม. ในพื้นที่ทรงกระบอก FZM เซอร์โคเนียมออกไซด์สามารถต้านทานการเสียรูปแบบยืดหยุ่นบางอย่างได้เนื่องจากโมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำ จึงสามารถดูดซับความเค้นทั้งหมดได้แม้ที่แรงดันสูงสุด 60 บาร์
การใช้งาน เช่น การลำเลียงน้ำมันหรือกรดซัลฟิวริกไม่ได้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง มักมีการกำหนดข้อกำหนดด้านอุณหภูมิซึ่งสามารถใช้วัสดุเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น FZM สามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 450 C (842 F) โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ เนื่องจากวัสดุทั้งหมดขยายตัวที่อุณหภูมิเหล่านี้ ความตึงเครียดจึงเกิดขึ้นได้ ข้อดีอย่างหนึ่งของวัสดุเซรามิกนี้คือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ซึ่งใกล้เคียงกับของเหล็กหล่อ ทำให้สามารถยึดติดกับโลหะได้อย่างน่าเชื่อถือ เปลือกเซรามิกจะขยายตัวพร้อมกับโลหะ และหลีกเลี่ยงความแตกต่างที่มากขึ้นของแรงตึง
อุตสาหกรรมเคมีไม่เพียงเกี่ยวข้องกับของเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารที่เป็นของแข็งและก๊าซ ซึ่งทั้งคู่สามารถระเบิดและติดไฟได้ เพื่อที่จะเชี่ยวชาญในการใช้งานสาขานี้ ต้องรับประกันการคายประจุไฟฟ้า ร่วมกับ ทางกายภาพ-เทคนิค สถาบันรัฐบาลกลาง (PTB) ในเมืองบรันชไวก์ ประเทศเยอรมนี ได้ทำการตรวจวัดอย่างกว้างขวางเพื่อกำหนดความสามารถในการคายประจุไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEC 60093 และ IEC 60167 ด้วยความช่วยเหลือของการเคลือบภายนอกเพิ่มเติม ความต้านทานพื้นผิว และการรั่วไหลของดิน ความต้านทาน (DA &ล; 106 Ω) ต่ำกว่าค่าจำกัดอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เปลือกบรรจุเซรามิกดัดแปลงเพื่อสัมผัสกับตัวกลางที่ติดไฟได้ทั้งหมดและในบรรยากาศที่ระเบิดได้
ตั้งแต่ปี 1987 เป็นต้นมา เปลือกเซรามิกได้รับการติดตั้งในปั๊มที่ผลิตโดยหนึ่งในผู้ผลิตที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ เดิมเปลือกเซรามิกได้รับการออกแบบให้มีความหนาของผนัง 3.5 มม. ซึ่งช่วยเพิ่มระยะแม่เหล็กได้อย่างมากเมื่อเทียบกับการออกแบบมาตรฐาน และทำให้กำลังส่งลดลง 30 เปอร์เซ็นต์ ด้วยความช่วยเหลือของการวิเคราะห์ความเค้นเชิงตัวเลขสำหรับรูปแบบการก่อสร้างที่แตกต่างกันภายใต้เงื่อนไขการรับน้ำหนักและขอบเขตที่กำหนด จึงมีการกำหนดขนาดในอุดมคติ แม้ว่าความหนาของผนังของส่วนทรงกระบอกของเปลือกบรรจุจะทนต่อแรงกดสูงสุด แต่ก็ไม่ชี้ขาด ที่สำคัญกว่านั้นคือการออกแบบการเปลี่ยนผ่านไปยังส่วนนูนและปลายหน้าแปลน ทำให้สามารถลดความหนาของผนังลงเหลือ 1.9 มม. ในขณะที่ยังคงความต้านทานแรงดันเท่าเดิมและรับประกันความสามารถในการเปลี่ยนชิ้นส่วนได้อย่างสมบูรณ์