Acoplamientos magnéticos: Transmisión de potencia sin contacto
Un acoplamiento magnético utiliza la fuerza de los campos magnéticos para transmitir par sin ningún contacto físico. Así, la potencia se transmite a través del acoplamiento magnético entre los rotores interior y exterior sin pérdidas por fricción ni desgaste. Esta invención cambia radicalmente la concepción de los acoplamientos mecánicos tradicionales, permitiendo reemplazar los sellos rotativos por sellos no rotativos y lograr una transmisión de potencia completamente hermética.
Selección de Materiales
Imán
Un acoplamiento magnético coaxial está compuesto por un rotor exterior, un rotor interior, una manga separadora y un sistema de rodamiento preciso. Tanto el rotor interior como el exterior tienen imanes permanentes incrustados en ellos, dispuestos alternadamente en términos de sus polos norte y sur a lo largo de su circunferencia, generando así un fuerte campo magnético. Para que el campo magnético se acople eficazmente entre los dos rotores, se utiliza una manga separadora, generalmente no magnética, con este propósito. El sistema de rodamiento es el componente que mantiene el rotor estable al operar a altas velocidades.
Materiales para el alojamiento
Los materiales para el alojamiento deben ser mecánicamente fuertes y, al mismo tiempo, resistentes a la corrosión. Algunas opciones comunes incluyen:
Acero inoxidable: El SUS316 ofrece una excelente resistencia antimagnética y a la presión, lo que lo hace adecuado para entornos de alta presión o corrosivos; el 304 y el 316L se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales generales.
PVC: Extremadamente resistente a la corrosión y adecuado para usarse en entornos de ácidos y álcalis fuertes, pero con menor resistencia mecánica, es ideal para aplicaciones de baja presión.
Opciones de personalización: Se puede utilizar soldadura hermética o materiales compuestos bajo demanda para mejorar aún más la protección.
Acoplamientos Magnéticos Coaxiales
Los acoplamientos magnéticos coaxiales constan de un rotor exterior, un rotor interior, un elemento espaciador y un sistema de rodamientos de precisión. Los imanes de tierras raras están incrustados en los rotores interior y exterior, alternando los polos norte y sur a lo largo de la circunferencia, generando un fuerte campo magnético. El elemento espaciador suele fabricarse con material no magnético para garantizar un acoplamiento eficaz del campo magnético entre los rotores interior y exterior, al mismo tiempo que aísla el medio de trabajo. El sistema de rodamientos asegura la estabilidad del rotor a altas velocidades.
La transmisión sincrónica de los acoplamientos magnéticos coaxiales representa su principal ventaja. Los rotores interior y exterior logran una transmisión de potencia sin deslizamiento gracias al acoplamiento del campo magnético. Con un par de hasta 84 Nm, son ideales para aplicaciones con altas demandas de torque. Su diseño sin contacto los hace completamente independientes de la lubricación, eliminando todos los problemas relacionados con el desgaste o fugas que suelen caracterizar a los acoplamientos tradicionales. Por esta razón, ofrecen una alta tolerancia a la desalineación de los ejes, junto con una mayor flexibilidad en la instalación.
En las bombas de impulsión magnética, las aplicaciones más modernas y extendidas de los acoplamientos magnéticos coaxiales se encuentran en las industrias química, farmacéutica, de procesamiento de alimentos y equipos de vacío. Se utilizan en procesos donde se prefiere un cero fugas para fluidos corrosivos, tóxicos o inflamables.
Acoplamientos Magnéticos de Disco
Los acoplamientos magnéticos de disco están compuestos por dos discos planos enfrentados. Cada disco está impregnado de imanes de tierras raras, cuyos polos alternan en un patrón norte-sur. El par se transmite a través del espacio de aire entre los dos discos; el tamaño de este espacio es un factor que determina la eficiencia de la transmisión. Debido a la geometría simple de los discos, pueden fabricarse con facilidad y montarse sin necesidad de arreglos de rodamientos complejos.
Estos acoplamientos son compactos y permiten un par máximo de 18,5 Nm. Tienen una excelente característica en cuanto a instalación, ya que pueden soportar un desalineamiento angular máximo de 3° o un desalineamiento paralelo de 1/4 pulgada, lo que los hace muy útiles para aplicaciones donde la alineación de los ejes no es fácil de lograr. Debido a que utilizan una atracción magnética planar, los espacios de aire más pequeños aumentan el par, pero dado que los discos no tienen mucha superficie, la capacidad total de par es relativamente baja.
Los acoplamientos magnéticos de disco se utilizan ampliamente en agitadores magnéticos y pequeñas bombas impulsadas magnéticamente, especialmente en sistemas de mezcla para equipos de laboratorio, biotecnología farmacéutica y procesamiento de alimentos.
Ventajas Técnicas
Sin Contacto y Sin Desgaste: La ausencia de contacto físico elimina la fricción y el desgaste, prolongando así la vida útil del equipo.
Cero Fugas: La potencia se transmite a través de un campo magnético, y la barrera de aislamiento proporciona un sellado completo, evitando fugas de líquidos o gases.
Bajo Ruido y Bajas Vibraciones: La ausencia de contacto mecánico garantiza un funcionamiento suave, reduciendo significativamente el ruido y las vibraciones, y mejorando así el entorno de trabajo.
Transmisión de Potencia a Través de una Pared: El campo magnético puede penetrar materiales no magnéticos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que aíslan los componentes motrices y conducidos.
Límite de Par: Cuando la carga supera el par diseñado, el acoplamiento magnético se desliza automáticamente, protegiendo al sistema contra daños por sobrecarga.
Instalación Fácil: Una alta tolerancia al desalineamiento del eje simplifica la instalación y reduce las exigencias de precisión.
La vida útil de los acoplamientos magnéticos depende en gran medida de las condiciones de operación, el ciclo de carga y la calidad del mantenimiento, y suele variar entre 15 y 30 años. El diseño sin contacto minimiza sustancialmente el desgaste del componente, mientras que el uso de materiales de imán permanentes de alta calidad y medidas de seguridad contribuyen a prolongar su vida útil.
Industrias
El ahorro de energía, así como una reducción significativa de las vibraciones, son las características más destacadas de los acoplamientos magnéticos, los cuales se utilizan en una amplia variedad de industrias, como:
Tratamiento de agua: El agua se utiliza para bombear aguas residuales y mezclar químicos.
Química y petróleo: La tecnología se ha utilizado para manejar líquidos corrosivos o inflamables.
Alimentos y farmacéutica: Para mantener la pureza, evitar la contaminación y transmitir potencia.
Marina y HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado): Para proporcionar unidades selladas y libres de problemas.
Minería y cemento: Para satisfacer las exigencias extremas de par en áreas exigentes.
Soluciones Personalizadas
Debido a su colaboración con fabricantes especializados, TOPMAG Los proveedores pueden configurar el acoplamiento según el tipo de imán, el material de la carcasa y el diseño dimensional. Forma parte de lo que las empresas fabricantes ofrecen gratuitamente: asesoramiento técnico y soluciones de diseño.
La selección de un acoplamiento magnético requiere una revisión completa de los siguientes aspectos:
Requisitos de par: Especifique si se utilizará un acoplamiento coaxial o de disco, dependiendo de la carga.
Condiciones de operación: La temperatura, las condiciones corrosivas y la presión deben considerarse en conjunto.
Espacio de instalación: Los acoplamientos de disco son aplicables en espacios reducidos, mientras que los acoplamientos coaxiales son adecuados para aplicaciones donde se requiere alto par.
Normas de calidad: Deben considerarse las certificaciones industriales disponibles.
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