Магнитная муфта при повышенных температурах

Магнитные муфты используются во многих областях применения в насосной, химической, фармацевтической, перерабатывающей промышленности и в сфере обеспечения безопасности. Обычно они используются с целью уменьшения износа, изоляции жидкостей от окружающей среды, обеспечения чистоты или в качестве фактора безопасности для торможения в случае внезапного увеличения крутящего момента.

Наиболее распространенные магнитные муфты изготавливаются с внешним и внутренним приводом, причем оба они оснащены неодимовыми магнитами, чтобы получить максимально возможную плотность крутящего момента. Оптимизируя диаметр, воздушный зазор, размер магнита, количество полюсов и выбор марки магнита, можно спроектировать магнитную муфту, подходящую для любого применения в диапазоне от нескольких миллиньютон-метров до нескольких сотен ньютон-метров.

Оптимизируя только высокий крутящий момент, конструкторы часто забывают учитывать влияние температуры. Если разработчик ссылается на точку Кюри отдельных магнитов, он утверждает, что неодимовый магнит будет соответствовать требованиям до температуры более 300°C. Одновременно важно учитывать температурную зависимость остаточной намагниченности, которая рассматривается как обратимая потеря – обычно около 0,11% на градус Цельсия при повышении температуры.

Кроме того, неодимовый магнит во время работы магнитной муфты находится под давлением. Это означает, что необратимое размагничивание произойдет задолго до достижения точки Кюри, что обычно ограничивает использование магнитной связи на основе неодима температурами ниже 150 ° C.

Если требуются более высокие температуры, обычно используются магнитные муфты из самария-кобальтовых магнитов (SmCo). SmCo не так силен, как неодимовые магниты, но может работать при температуре до 350°C. Кроме того, температурный коэффициент SmCo составляет всего 0,04% на градус Цельсия, что означает, что его можно использовать в приложениях, где необходима стабильность работы в более широком температурном интервале.

Новое поколениеВ сотрудничестве с Copenhagen Atomics, Alfa Laval, Aalborg CSP и Датским техническим университетом компания Sintex разработала новое поколение магнитных муфт при поддержке Датского фонда инноваций.

Целью проекта была разработка магнитной муфты, которая могла бы расширить рабочую температурную область до температуры расплавленных солей около 600°C. Заменив внутренний привод на магнитный материал с более высокой точкой Кюри и усилив магнитное поле внешнего привода с помощью специальных магнитных конструкций; удалось разработать магнитную муфту, которая начиналась с более низкого уровня крутящего момента при комнатной температуре, но имела лишь незначительное снижение уровня крутящего момента в зависимости от температуры. Это привело к превосходным характеристикам при температуре выше 160°C, независимо от того, сравнивался ли эталон с системой на основе неодима или самария-кобальта. Это можно увидеть на рисунке 1, где показано, что уровень крутящего момента приводов High Hot был протестирован при температуре до 590°C на внутреннем приводе и по-прежнему выполнялся с почти линейным снижением крутящего момента.

График также показывает, что температурный коэффициент муфты High Hot даже ниже, чем у системы SmCo, что открывает рынок с более низкими температурами, где важна стабильность работы в более широком температурном интервале.

ЗаключениеВ Sintex отдел исследований и разработок все еще занимается разработкой технологии, но им необходимо бросить вызов уровню крутящего момента либо при различных температурах, размерах магнитной муфты, либо в новых приложениях, которые ранее были невозможны со стандартными магнитными муфтами, чтобы получить весь потенциал технологии High Hot.

Муфта High Hot рассматривается не как стандартизированный продукт, а как изготовленный по индивидуальному заказу продукт, оптимизированный для конкретных применений. Поэтому дальнейшее развитие будет осуществляться в тесном сотрудничестве с новыми партнерами.