Co je to magnetická tyč? Kompletní průvodce

Magnetické tyče jsou neuvěřitelně užitečná zařízení s využitím v mnoha průmyslových odvětvích. Jako profesionál magnetická tyč výrobce, rozhodl jsem se, že se do magnetických tyčí ponořím - co jsou zač, jak fungují a k čemu se používají.

Co je to magnetická tyč?

Magnetická tyč, někdy nazývaná magnetická tyč, je silný válcový magnet, který se používá k filtrování jemných magnetických částic a nečistot z kapalin, prášků a jiných materiálů v průmyslových aplikacích.

Magnetické tyče vyrobené ze silných permanentních magnetů, jako je neodym (NdFeB) nebo samarium-kobalt (SmCo), vytvářejí na svém povrchu vysoká magnetická pole, která přitahují železné nečistoty, když kolem nich proudí produkt. To umožňuje účinnou separaci a odstranění velmi jemných částic železa o velikosti až 5-25 mikronů.

Jak fungují magnetické tyče?

Magnetická tyč se skládá z pevného vnitřního magnetického jádra (samotného magnetu), které se nachází uvnitř nemagnetického pláště z nerezové oceli. Plášť chrání křehký magnet před poškozením a zároveň soustřeďuje jeho magnetické pole směrem ven.

Jak produkt proudí kolem tyče, silné magnetické pole vyzařující z jejího povrchu přitahuje veškeré železné nečistoty a vytahuje je ze suspenze, aby ulpěly na vnější straně tyče. Tím se proud výrobku před následnými procesy nebo balením zbaví potenciálních kovových úlomků.

Klíčovými faktory, které umožňují separační schopnost magnetické tyče, jsou:

• Vysoká intenzita povrchového pole - Hustota magnetického pole tyče, která se měří v Gaussových nebo Teslových jednotkách, určuje, jak velké částice může zachytit. Typická je intenzita pole 12 000+ Gaussů.
• Magnetický gradient - Rychlý pokles magnetické přitažlivosti v okruhu několika milimetrů od povrchu tyče. Tento gradient umožňuje vytahování jemných částic z proudu.
• Dynamika toku materiálu - Dostatečná rychlost produktu a turbulence kolem tyče přivádí kontaminanty do její záchytné zóny prostřednictvím magnetického míchání a promíchávání.

Správná volba stupně magnetické síly a parametrů toku umožňuje tyčím odstranit velmi malé částice železa, což zlepšuje čistotu produktu a zabraňuje opotřebení stroje nebo vadám konečného produktu.

Aplikace magnetických tyčí

Magnetické tyče jsou velmi univerzální a používají se v mnoha průmyslových odvětvích k ochraně technologických zařízení, zajištění kvality výrobků a obnově znovu použitelných materiálů.

Mezi typické aplikace patří:

• Zpracování potravin/nápojů - Odstraňování kovových úlomků z kapalin nebo prášků, aby se zabránilo poškození strojů nebo kontaminaci potravin.
• Výroba plastů - Odstranění železných částic z pryskyřic a pelet, které způsobují vady vytlačovaných/lisovaných dílů.
• Farmaceutické produkty - Ochrana zařízení a zlepšení čistoty produktu extrakcí železných nečistot.
• Manipulace s uhlím - Záchrana úlomků oceli dopravníkového pásu roztrženého těžkým nákladem.
• Zpracování nerostných surovin - Sběr zbytků "ušlého železa" z drcených rud, aby se předešlo selhání nárazového/stlačovacího zařízení.
• Recyklace - Oddělování ocelových plechovek a kontejnerů od neželezné materiály pro účinnou separaci materiálu.
• Filtrace vody - Odstraňování produktů koroze železa a chemikálií pro ošetřování z přívodních potrubí.

V podstatě jakýkoli procesní tok, při kterém dochází k opotřebení kovů nebo se zpracovávají materiály s určitým obsahem železa, může mít prospěch z inline magnetických tyčí, které odstraňují problematické železné nečistoty.

Konstrukce magnetické tyče

Přestože je koncept jednoduchý, pro výrobu magnetických filtračních tyčí, které jsou schopny odolávat náročným průmyslovým podmínkám, je zapotřebí specializovaná konstrukce.

Mezi hlavní prvky designu patří:

Permanentní magnetická jádra

Slinuté neodymové magnety třídy N42 nebo silnější poskytují nejlepší magnetický výkon pro většinu aplikací. Alternativou jsou lité magnety SmCo, které v případě potřeby nabízejí lepší teplotní odolnost.

Axiální magnetizace vyrovnává magnetické póly po celé délce tyče pro dosažení maximální pevnosti. Pro specializované požadavky na zachycení je možná také radiální magnetizace.

Ochranné pláště

Nemagnetické trubky z nerezové oceli obsahují křehký magnetický materiál a zároveň koncentrují magnetické pole směrem ven. Běžně se používají nerezové oceli 304 a 316, které jsou odolné proti korozi.

Koncové uzávěry

Koncové krytky utěsňují plášť a zabraňují oxidaci a korozi uvnitř. K dispozici jsou svařované, závitové a přírubové varianty. Speciální materiály nebo pokovení odolávají chemickému napadení filtrovanými produkty v náročných prostředích.

Centrální montážní desky

Vnitřní ocelové desky vyložené magnetickými bloky umožňují použití tyčí o velkém průměru nebo velkých rozestupů mezi magnety, pokud je zapotřebí větší síla pole. Montážní desky mohou obsahovat částečné řezy pro "tvarování" polí pro specializované aplikace.

Povrchové úpravy

Elektrolytický nikl a další povlaky zajišťují tvrdost a mazivost, aby se na tyčích časem neusazoval produkt. Pro nepřilnavost lze použít také povlak PTFE.

Certifikace

Magnetické tyče pro potravinářské, lékařské a přísné průmyslové procesy jsou vyráběny podle norem správné výrobní praxe (GMP) a mohou získat schválení společnosti 3-A Sanitary Standards, Inc. (SSI).

Výběr správné magnetické tyče

Vzhledem k tomu, že neodymové magnetické tyče jsou k dispozici v různých průměrech, délkách a stupních intenzity pole pro různé procesní potřeby a prostředí, je třeba pečlivě zvážit výběr optimálního provedení.

Mezi hlavní faktory specifikace patří:

Velikost

• Průměr - obvykle 0,5-4 palce, odpovídající rozměrům potrubí nebo žlabu.
• Délka - běžně od 4 do 60 palců. Delší tyče se hodí pro větší průřezy, aby překlenuly celé průtočné oblasti.

Magnetická síla

• Intenzita povrchového pole - souvisí s třídou použitého magnetu a je odstupňována podle cílů separace. Minimální hodnota je ~4500 Gaussů, ale je možné dosáhnout až 15 000+ Gaussů.

Výběr materiálu

• Tyče a koncovky - nerezová ocel nebo speciální slitiny, které odolávají působení výrobku.
• Povlaky/povlaky - zvyšují tvrdost, mazivost a odolnost proti erozi.

Životní prostředí

• Teplota - Provoz je možný až do ~150 °C.
• Chemická odolnost - kompatibilita pláště a těsnicího materiálu.

Potřeby certifikace

• Shoda s hygienickou normou 3-A - Pro aplikace přicházející do styku s potravinami/nápoji.
• Shoda s ATEX - Pro hořlavé/výbušné prostředí.

Přizpůsobení všech výše uvedených faktorů konkrétnímu procesu prostřednictvím pečlivého výběru magnetických tyčí zajišťuje spolehlivý separační výkon, dlouhou životnost a efektivní využití síly magnetického pole.

Renomovaní dodavatelé magnetických tyčí disponují rozsáhlými odbornými znalostmi, které jim umožňují spolupracovat při výběru velikosti a materiálu před výrobou jednotek na míru vašim potřebám.

Instalace magnetických tyčí

Po navržení lze magnetické tyče umístit svisle, vodorovně nebo šikmo, kamkoli je třeba, a filtrovat tak kapaliny, prášky nebo sypké materiály.

Mezi typická místa umístění patří:

Procesní potrubí

Tyče vložené do standardních nebo speciálně upravených potrubí využívají k přenosu kontaminace přes magnetické záchytné zóny proudící produkt.

Pouzdra/komory

Velké sestavy magnetických tyčí s několika dlouhými tyčemi uspořádanými dohromady jsou instalovány do komor, kde umožňují proudění čerpaného produktu přes svazek tyčí za účelem separace.

Potrubí

Tyče umístěné do žlabů, kanálů nebo vzduchových skluzavek filtrují gravitační proudy materiálu. Odstupňované konfigurace zabraňují obtoku nebo úniku mezi tyčemi.

Přenosová místa dopravníku

Kompaktní magnetické tyče se vkládají do blízkosti zón pásu, kde dochází k pádu produktu, a slouží k extrakci kovových zbytků před sekundárním zpracováním nebo manipulačními fázemi.

V ideálním případě se magnetické tyče instalují těsně před kritickým zpracovatelským zařízením nebo zónami manipulace s materiály citlivými na kontaminaci a odstraňují železné nečistoty z toků dříve, než se produkt dostane do těchto oblastí.

Udržování účinnosti magnetické tyče

Přestože jsou magnetické tyče pasivními zařízeními, která nevyžadují velkou údržbu, jejich separační výkon závisí na několika klíčových faktorech, které zajišťují optimální účinnost po celá léta používání.

Patří mezi ně:

Zabránění tvrdnutí usazenin při práci - Kartáče, stěrače nebo automatické mechanické čističe zabraňují opětovnému zmagnetování zhutněných vrstev zachycených nečistot. Ty mohou snížit intenzitu pole tyče a účinnost zachycení, pokud se nechají nahromadit.

Monitorování koroze/eroze - Postupnému poškození povrchu tyčí vlivem chemického působení nebo abrazivního opotřebení se nelze vyhnout, ale je třeba je kontrolovat, aby byly jednotky vyměněny dříve, než dojde k úniku/prasknutí.

Doplnění ztraceného magnetismu - U výkonných neodymových magnetických tyčí dochází při vhodné velikosti k zanedbatelnému poklesu síly v důsledku demagnetizace. Slabší feritové keramické tyče však mohou potřebovat [{remagnetizaci}] každých několik let, aby se obnovil špičkový výkon.

Ověřování čistoty produktu - Pravidelné kontroly čistoty pomocí laboratorní analýzy nebo inline detekce kontaminace by měly být prováděny následně, aby se potvrdilo, že jsou udržovány cílové úrovně čistoty, a při jejich poklesu by měla být zahájena výměna tyčí.

Potvrzení dynamiky toku produktu - Jakékoli změny v rychlosti podávání materiálu, viskozitě, hustotě nebo dráze proudění by mohly snížit turbulenci a magnetické míchání, což by umožnilo proklouznutí drobných nečistot kolem tyčí. Pro zachování účinnosti separace může být nutné upravit proces.

Závěrem

Při dobrém hospodaření s nečistotami a drobných servisních úkonech poskytují průmyslové magnetické filtrační tyče velmi spolehlivou a komplexní ochranu před nebezpečnými nebo nežádoucími železnými částicemi v mnoha kritických procesech a produktech. Jejich výjimečná separační účinnost, pevnost pole a odolnost proti korozi z nich činí univerzální provozní ochranu po celá desetiletí používání.