كجهاز فصل مهم، يُستخدم جهاز الطرد المركزي على نطاق واسع في الطب الحيوي والهندسة الكيميائية وصناعة الأغذية وغيرها من المجالات. وظيفته الأساسية هي توليد قوة طرد مركزي من خلال دوران عالي السرعة لفصل المواد وتنقيتها. في السنوات الأخيرة،محركات بدون قلبأصبحت تدريجيا المكون الرئيسي المحرك لأجهزة الطرد المركزي بسبب كفاءتها العالية ودقتها وموثوقيتها.
متطلبات تصميم أجهزة الطرد المركزي
عند تصميم أجهزة الطرد المركزي، يجب مراعاة عدة عوامل، منها نطاق السرعة، وسعة التحميل، والتحكم في درجة الحرارة، ومستويات الضوضاء، وسهولة الصيانة. ويُمكن استخدام المحركات بدون قلب لتلبية هذه الاحتياجات بفعالية.
١. نطاق السرعة: عادةً ما تحتاج أجهزة الطرد المركزي إلى تشغيل بسرعات مختلفة للتكيف مع احتياجات الفصل المختلفة. توفر المحركات عديمة النواة نطاقًا واسعًا من تعديلات السرعة، وهي مناسبة لمجموعة متنوعة من سيناريوهات الاستخدام.
٢. سعة التحميل: أثناء تشغيل جهاز الطرد المركزي، يتحمل الدوار أحمالًا مختلفة. كثافة الطاقة العالية للمحرك بدون قلب تُمكّنه من توفير عزم دوران كافٍ بحجم صغير، مما يضمن عمل جهاز الطرد المركزي بثبات تحت الأحمال العالية.
٣. التحكم في درجة الحرارة: يُولّد جهاز الطرد المركزي حرارةً عند تشغيله بسرعات عالية، مما يؤثر على أداء الجهاز وعمره الافتراضي. لذا، صمّم نظامًا فعّالًا لمراقبة درجة الحرارة والتحكم فيها لضمان عمل المحرك ضمن نطاق درجة حرارة آمن.
٤. الضوضاء والاهتزاز: في بيئة المختبر، يُعدّ الضوضاء والاهتزاز من الاعتبارات المهمة. تصميم المحرك الخالي من الفرش يُقلّل الضوضاء والاهتزاز أثناء التشغيل، مما يجعله مناسبًا للحالات التي تتطلب تشغيلًا هادئًا.
مخطط تطبيق المحرك بدون قلب
١. نظام تحكم دقيق في السرعة: يُعد التحكم في سرعة جهاز الطرد المركزي أساس أدائه. يمكن استخدام نظام تحكم مغلق الحلقة، مع مُرمِّزات ومستشعرات، لمراقبة السرعة آنيًا وإجراء تعديلات تغذية راجعة. من خلال ضبط تيار دخل المحرك، يتم ضمان استقرار ودقة سرعة الدوران.
٢. آلية مراقبة درجة الحرارة والحماية: في تصميم جهاز الطرد المركزي، أُضيف مستشعر درجة حرارة لمراقبة درجة حرارة تشغيل المحرك آنيًا. عندما تتجاوز درجة الحرارة الحد المُحدد، يُمكن للنظام خفض السرعة أو إيقاف التشغيل تلقائيًا لمنع ارتفاع درجة حرارة المحرك وحماية سلامة الجهاز.
٣. تصميم الطرد المركزي متعدد المراحل: في بعض التطبيقات المتطورة، يُمكن تصميم أجهزة الطرد المركزي متعددة المراحل لاستخدام محركات أكواب متعددة بدون قلب لتشغيل دوارات مختلفة على التوالي. هذا يُحقق كفاءة فصل أعلى ويتكيف مع متطلبات الفصل الأكثر تعقيدًا.
٤. نظام تحكم ذكي: بفضل تقنية إنترنت الأشياء، يُمكن تجهيز أجهزة الطرد المركزي بنظام تحكم ذكي، ما يُتيح للمستخدمين مراقبتها والتحكم فيها عن بُعد عبر الهاتف المحمول أو الكمبيوتر. يمكن الحصول على بيانات حالة التشغيل، وسرعة الدوران، ودرجة الحرارة، وغيرها من بيانات الجهاز في الوقت الفعلي، مما يُحسّن راحة وسلامة التشغيل.
٥. تصميم معياري: لتحسين مرونة أجهزة الطرد المركزي وسهولة صيانتها، يُمكن اعتماد تصميم معياري. يُسهّل فصل المحرك عديم النواة عن المكونات الأخرى عمليات الاستبدال والتحديث، ويُقلّل تكاليف الصيانة.
6. تصميم حماية السلامة: في تصميم أجهزة الطرد المركزي، مع مراعاة السلامة، يمكن إعداد آليات حماية متعددة، مثل حماية الحمل الزائد، وحماية الدائرة القصيرة، وما إلى ذلك، لضمان إمكانية إيقاف تشغيل الجهاز تلقائيًا في ظل ظروف غير طبيعية وتجنب الحوادث.
ملخص
أصبح استخدام المحركات عديمة النواة في أجهزة الطرد المركزي الخيار السائد في تصميم أجهزة الطرد المركزي، لما تتميز به من كفاءة عالية ودقة وضوضاء منخفضة وتكاليف صيانة منخفضة. ومن خلال أنظمة تحكم عملية، ومراقبة درجة الحرارة، وتصميم ذكي، وحلول أخرى، يمكن تحسين أداء أجهزة الطرد المركزي وتجربة المستخدم بشكل أكبر. وفي المستقبل، ومع التطور المستمر للتكنولوجيا،محركات بدون قلبسيتم استخدامها على نطاق واسع في أجهزة الطرد المركزي، مما يوفر حلولاً أكثر كفاءة لعمليات الفصل والتنقية في مختلف المجالات.
وقت النشر: ١٣ يناير ٢٠٢٥