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Acoplamento Magnético.pdf

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  • O QUE ACOPLAMENTO MAGNTICO?O QUE ACOPLAMENTO MAGNTICO?FUNFUNES DO ACOPLAMENTO MAGNTICOES DO ACOPLAMENTO MAGNTICOVANTAGENS DO ACOPLAMENTO MAGNTICOVANTAGENS DO ACOPLAMENTO MAGNTICOMATERIAIS E DESENHOMATERIAIS E DESENHOLIMITES DE OPERAOLIMITES DE OPERAOPROPRIEDADES ESPECFICASPROPRIEDADES ESPECFICASPROPRIEDADES ESPECFICASPROPRIEDADES ESPECFICASCARACTERSTICAS DE PARTIDACARACTERSTICAS DE PARTIDASELEO DE ACOPLAMENTO MAGNTICOSELEO DE ACOPLAMENTO MAGNTICO

    APLICAESAPLICAESCAMPOS DE APLICACAMPOS DE APLICAO PARA MAKO PARA MAKREQUISITOS DE ALTA SEGURANAREQUISITOS DE ALTA SEGURANA

    FUNCIONAMENTO A SECOFUNCIONAMENTO A SECOALTA PRESSALTA PRESSOO

    ALTA / BAIXA TEMPERATURAALTA / BAIXA TEMPERATURATORQUES ELEVADOSTORQUES ELEVADOS

    APLICAES ESTREISAPLICAES ESTREISENCERRARENCERRAR

  • O acoplamento magntico um sistema de selagem hermtica para todos os tipos de equipamentos rotativos.

    ACOPLAMENTO MAGNTICOACOPLAMENTO MAGNTICOACOPLAMENTO MAGNTICOACOPLAMENTO MAGNTICOINCIOINCIO

    magnetos caneca

    Acoplamento Magntico (ex.: numa bomba centrfuga)

    mancais de deslize

  • FUNFUNES DO ES DO ACOPLAMENTO MAGNTICOACOPLAMENTO MAGNTICOFUNFUNES DO ES DO ACOPLAMENTO MAGNTICOACOPLAMENTO MAGNTICO

    SelagemSelagem hermticahermtica:: selagem esttica entre acaneca e a caixa da bomba.

    TransmissoTransmisso dede torquetorque:: transmisso de torque

    INCIOINCIO

    TransmissoTransmisso dede torquetorque:: transmisso de torquevindo do motor para o rotor pela potnciapermanente dos magnetos de terras-raras.

    RotorRotor dada bombabomba:: funcionamento do rotorlubrificado pelos mancais de deslize.

  • VANTAGENS DO ACOPLAMENTO MAGNTICOVANTAGENS DO ACOPLAMENTO MAGNTICOVANTAGENS DO ACOPLAMENTO MAGNTICOVANTAGENS DO ACOPLAMENTO MAGNTICO

    As vantagens do uso do acoplamento magntico como um elemento de As vantagens do uso do acoplamento magntico como um elemento de selagem sobre o arranjo de selos mecnicos mltiplosselagem sobre o arranjo de selos mecnicos mltiplos:: Vazamento zero, isto , uma selagem hermtica face-a-face com oproduto e a atmosfera cumprindo rigorosos requisitos de emissesfugitivas. Menos componentes porque no necessrio um sistema de

    INCIOINCIO

    Menos componentes porque no necessrio um sistema deobturao (termosifo); o custo de investimento em bombas deacoplamento magntico freqentemente tem um melhor retorno. Vida longa porque todos os componentes trabalham sem contatofsico e portanto, sem desgaste (transmisso de torque sem contato;mancais de deslize). Ao mesmo tempo o acoplamento magntico capazde agir como um protetor de sobrecarga para o acionamento. Projeto padro para diversas aplicaes, isto , fora o seu tamanho, oacoplamento magntico sempre semelhante, enquanto que o selomecnico tem vrias verses especificas (lubrificado a gs ou lquido,rotativo, estacionrio, etc).

  • MATERIAIS E DESENHOMATERIAIS E DESENHOMATERIAIS E DESENHOMATERIAIS E DESENHO

    Materiais e Materiais e desenho do desenho do

    acoplamento acoplamento magntico magntico

    INCIOINCIO

    MATERIAIS PADROMagnetos.........................: Sm2Co17 (acima de 250C) 1- Caneca

    NdFeB (acima de 150C) 2- Rotor externo com magnetosCaneca............................: Flange - 1.4462 3- Rotor interno com magnetos

    Caneca - Hastelloy 4- Mancal radialMancais...........................: SiC / SiC, Carbon / SiC 5- Mancal axialRotor externo...................: C-steel 6- Cmara de aquecimento/resfriamentoRotor interno....................: 1.4462 / 1.4571 7- Lquido de aquecimento/resfriamentoAnel suporte do mancal...: 1.4462 8- Circulao

    magntico magntico BURGMANNBURGMANN

  • LIMITES DE OPERALIMITES DE OPERAOOLIMITES DE OPERALIMITES DE OPERAOO

    A srie padro foi desenvolvida, de acordo com o uso de acoplamento magntico como elemento de selagem de bombas, para condies de operao listadas na tabelaabaixo:

    INCIOINCIO

    Limite de operao do MAK padro Transmisso de torques [Nm]Presso 25 bar Tamanho do acopl. DN 75 110 135 165Temperatura 150 C (NdFeB) Nmero de plos 10 16 20 24

    250 C (SmCo) Comprimento 2 9 23.5Viscosidade 0.3 ... 5000 mPas axial dos magnetos 4 20 51.9 80.3 119.7Slidos Volume max. 5% wt. instalados 6 30 80.3 124.2 184.8

    Dureza max. 700 HV em [cm] 8 168.0 249.9Tamanho max. 0.1 mm 10 315.0

  • PROPRIEDADES ESPECFICASPROPRIEDADES ESPECFICASPROPRIEDADES ESPECFICASPROPRIEDADES ESPECFICASPerdas por correntes eddy, perdas hidrulicas; eficinciaDurante a operao de um acoplamento magntico a caneca estacionria sofre a ao darotao do fluxo magntico. Isto causa mudanas no campo de fora, o que induz correnteseddy no material condutivo da caneca. Estas correntes se dissipam na forma de calor nacaneca.A dimenso das perdas por correntes eddy Pw depende dos fatores listados na frmulaabaixo (perdas por correntes eddy podem ser evitadas usando um material no condutorcomo CFRP ou cermica):

    INCIOINCIO

    PW = D3 n2 s

    Pw = perda de potncia devido as correntes eddyD = dimetro mdio do acoplamenton = velocidades = espessura da parede da caneca = resistncia eltrica especifica do material da caneca

    Perdas por correntes eddy, MAK com uma caneca CFRP e de FEP para preveno de perdas por correntes eddy

  • CARACTERSTICAS DE PARTIDACARACTERSTICAS DE PARTIDACARACTERSTICAS DE PARTIDACARACTERSTICAS DE PARTIDAO torque transmitido sem contato fsico. Na fase de partida da bomba o acoplamento pode sofrer vrios torques altos de acelerao em conformidade com a distribuio de massas na bomba e no motor. Os relacionamentos durante a partida so mostradas na figura:

    Pr-condies de partida para bombas acopladas magneticamente

    INCIOINCIO

    Fase de partida com motor Fase de partida com motor eltrico: ligao estrelaeltrico: ligao estrela--tringulo tringulo no aplicvel para MAK, usar no aplicvel para MAK, usar um controle de velocidade de um controle de velocidade de partida (conversor de freqncia) partida (conversor de freqncia) ou soft start para limitar a ou soft start para limitar a corrente na fase de partida.corrente na fase de partida. O consumo de potncia na O consumo de potncia na partida da bomba deve ser o mais partida da bomba deve ser o mais baixo possvel baixo possvel vlvula shutvlvula shut--off off da bomba centrifuga deve estar da bomba centrifuga deve estar levemente aberta.levemente aberta. A bomba deve estar alojada e A bomba deve estar alojada e ventada.ventada.

    Carga no acoplamento magntico na fase de partida ~ J2J1 + J2

  • SELESELEO DE ACOPLAMENTO MAGNTICOO DE ACOPLAMENTO MAGNTICOSELESELEO DE ACOPLAMENTO MAGNTICOO DE ACOPLAMENTO MAGNTICO

    Os dados requeridos pelo projeto so resumidos na contra-capa do panfleto de acoplamentomagntico. A tabela a seguir mostra a folha de dados na qual todos os resultados calculadosso resumidos, usando uma bomba centrifuga como exemplo.

    Condies de operao---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    produto tipo guacomposiopropriedades

    INCIOINCIO

    propriedadesdensidade/presso de operao 1000 kg/m / 2.0 bar atemperatura/viscosidade 20 ... 20 C / 1.0 ... 1.0 mPas

    bomba fabricante/tipo/tamanho bomba-testefora de torque requerida 5kW / 16.3 Nmmomento de inrcia (H2O) 0.051 kgm

    motor fabricante/tipo WEG / 300 / IP 54potncia/velocidade/torque 7.5 kW / 3500 rpm / 24.44 Nmmomento de inrcia 0.019 kgm

    acoplamento fabricante/tipomomento de inrcia 0 kgm

    superfcies momento de inrcia 0.05 kgm CONTINUA...CONTINUA...

  • SELESELEO DE ACOPLAMENTO MAGNTICO (cont)O DE ACOPLAMENTO MAGNTICO (cont)SELESELEO DE ACOPLAMENTO MAGNTICO (cont)O DE ACOPLAMENTO MAGNTICO (cont)

    Tabela de clculosTabela de clculos limite mximo limite existentepresso de operao 30.0 25.0 bar atemperatura de operao 200 20 Cviscosidade do fluido 0.30 1.00 mPasrotaes 3600 3500 rpmCondies de trabalhoCondies de trabalhotorque requerido pela bomba 16.30 Nmperda hidrulica (Acop. Magn.) 0.93 Nmperda por correntes eddy 2.78 Nmtorque total requerido 20.00 Nmt

    INCIOINCIO

    torque total requerido 20.00 Nmttorque do motor 24.44 Nmtorque mximo de transmisso 51.90PartidaPartidaJ acionador 0.08290 kgmJ acionado 0.05557 kgmFator de segurana 4.3 5.291

    ObservaesObservaesAcoplamento magntico 66-110-4/43-00Material da superfcie: SiC / SiCMagnetos: SmCo ou NdFeBMateriais em contato com o produto: AISI 318LNMaterial da caneca: UNS N06455Materiais do flange da caneca: AISI 318 LN

    Entrada de dados e resultados de clculos para a aplicao de um MAK

    VOLTA...VOLTA...

  • APLICAAPLICAESESAPLICAAPLICAESESSLIDOSSLIDOS NONO MEIOMEIO BOMBEADOBOMBEADOCom uma quantidade maior de slidos do que a listada na tabela (Limites de Operao) possvel usar oacoplamento magntico com circulao externa, o qual pode ser conectado ao recalque da bomba atravs deum separador ciclone (ou filtro) para dentro do compartimento do rotor. A diferena de presso entre acirculao de entrada e a de sada ir manter o mancal de deslizes sem slidos.

    INCIOINCIO

    MAK com slidos no produto bombeado.

    Circulao externa por meio de um filtro adequado.

    Ex.: filtro magntico, separador ciclone, separador magntico.

    AlternativaCirculao com produto limpo

    compatvel com o produto.

  • Propriedades do produto Tipos de mquinas

    perigoso bombas centrfugas volvel bombas regenerativas

    explosivo bombas giratrias

    CAMPOS DE APLICACAMPOS DE APLICAO PARA MAKO PARA MAKCAMPOS DE APLICACAMPOS DE APLICAO PARA MAKO PARA MAKINCIOINCIO

    explosivo bombas giratrias txico circuladores, ventiladores inflamvel agitadores, misturadores puro (farmacutico/alimentos) bombas a vcuo reativo em contato com o ar separadores quimicamente agressivo

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