میله مغناطیسی

مقدمه

میله مغناطیسی : ذرات فلزی موجود در مواد غذایی، آب و محصولات دیگر تاثیر بسزایی در تحلیل سلامت انسان ها دارند. میله های مغناطیسی موجود در دستگاه های جداکننده با جذب، جمع آوری و محفوظ نگه داشتن باقی مانده های فلزی مضر موجب بهبود قابل توجه کیفیت محصولات و همچنین، کاهش سایش و فرسودگی ماشین ها و ابزارآلات حساس می شوند. آب حاوی ذرات فلزی ناشی از مواد معدنی، نمک ها و زنگار را آب سخت می نامند.

کارخانه جات پردازش آب با استفاده از میله های مغناطیسی و حذف ناخالصی ها، آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. علاوه بر این، میله های آهنربایی در صنایع مواد غذایی و آشامیدنی و دیگر صنایع، از جمله داروسازی، بافت و بسته بندی نیز کاربرد دارد. در ادامه این مطلب اطلاعات بیشتری در خصوص میله های آهنربایی، ترکیب و مواد سازنده و همچنین، کاربردهای مختلف آن در اختیار شما قرار خواهد گرفت.

حذف ذرات فلزی ناخواسته با استفاده از آهن ربا و نیروی مغناطیس

همانطور که گفته شد، ذرات فلزی را می توان در منابع آب آشامیدنی، مواد غذایی، نوشیدنی ها، فرآیندهای تولیدی و … مشاهده کرد. بهترین راه برای جداسازی ضایعات فلزی از مواد استفاده از میله های مغناطیسی است.

یکی از مشکلات اصلی در مواجهه با ذرات فلزی، ایجاد موانع موثر با عمر و عملکرد طولانی مدتی است که از ورود این ذرات به بدن انسان، موتور دستگاه های مختلف و محصولات صنعتی گوناگون جلوگیری کنند. امروزه برای ساخت دستگاه های جداکننده و میله های مغناطیسی از آهن رباهای بسیار قوی نودیمیوم با پوشش فولاد ضدزنگ استفاده می شود.

تمامی ذرات و قطعات فلزی، از جمله پیچ، مهره، تراشه و دیگر قطعات فلزی ناخواسته را می توان با استفاده از میله های مغناطیسی، به راحتی جمع آوری و حذف کرد. از این رو، استفاده از این نوع میدان مغناطیسی گزینه مناسبی برای حذف ناخالصی های پراکنده از محصولات و ابزارآلات گوناگون است.

میله مغناطیسی

میله های مغناطیسی با نام های دیگر چون لوله های مغناطیسی جدا کننده، سیلندرهای مغناطیسی و کارتریج مغناطیسی نیز شناخته می شوند. از این میله ها برای جداکردن آلودگی های آهنی از مواد استفاده می شود.

میله های مغناطیسی به صورت مجزا و یا پس از نصب در شبکه های جدا کننده مخصوص کاربرد دارند. آهن ربای دائمی و پوسته فولاد ضد زنگ از جمله اجزای تشکیل دهنده میله های مغناطیسی هستند که به صورت میله های گرد و یا مستطیل شکل تولید می شوند.

اکثر میله های مغناطیسی شامل آهن رباهای ساخته شده از عناصر خاکی نادر (NdFeB) هستند، با این حال، از آهن رباهای فریت، آهن رباهای SmCo و آهن رباهای آلنیکو (Alnico) نیز در ساخت این ابزار استفاده می شود.

میله های مغناطیسی ساخته شده از NdFeB تا دمای تقریبی 80 درجه سلسیوس کاربرد دارند. با این حال، حداکثر دمای عملیاتی میله های معناطیسی را می توان بنا به درخواست مشتری افزایش داد (از +80 تا +100، +120، +150، +180 و +200 درجه سلسیوس). در دماهای بیش از 180 درجه سلسیوس، بهتر است از میله آهنربایی ساخته شده از SmCo استفاده کرد؛ زیرا این عناصر از NdFeB مقاوم تر بوده و تا +350 درجه سلسیوس نیز کاربرد خواهند داشت.

نمونه های دیگری از میله های مغناطیسی نیز در دسترس است، لیکن میدان و خواص مغناطیسی این میله ها بسیار ضعیف است.

برای افزایش شدت میدان مغناطیسی میله ها می توان از ماتریکس Nd و دیگر گریدهای مغناطیسی مربوط استفاده کرد. میله های آهنربایی در تمامی دستگاه های جدا کننده کاربرد دارند و به صورت جداگانه نیز استفاده می شوند. عملکرد جدا کننده های مجهز به میله های آهنربایی چندگانه همانند جداکننده های ساده است و پروسه تولید آنها نیز پیچیده نخواهد بود.

قطر استاندارد میله های مغناطیسی معمولا 1” (1 اینچ یا 25.4 میلی متر) است و در طول های 4” تا 24” تولید می شوند. میله های آهنربایی مجهز به آهن رباهای فریت برای جداسازی اشیاء فلزی بزرگتر، ازجمله مهره ها، واشرها و سرپیچ ها کاربرد دارند، درحالیکه، میله های مغناطیسی نئودمیم برای قطعات کوچکتر و ذرات فلزی استفاده می شوند.

به لطف پیشرفت تکنولوژی در حوزه طراحی های کامپیوتری، میله های آهنربایی به گونه ای طراحی می شوند که بهترین تعادل و نیروی نگه داری را دارا باشند. میله های مغناطیسی به صورت تکی یا چندتایی نصب می شوند. مرکز کارتریج تا مرکز فاصله میان شبکه ها نباید بیش از 2” باشد.

قدرت مغناطیسی تمامی آهن رباها با افزایش دما، کاهش پیدا می کند؛ زیرا ویژگی های مغناطیسی یک آهن ربا رابطه مستقیمی با کاهش عملکرد دارند. خروجی میدان پس از سرد شدن به حالت اولیه بر می گردد (در صورتی که از حداکثر دمای عملیاتی فراتر فراتر نرفته باشد). عبور از حداکثر دمای عملیاتی موجب تغییر دائمی در عملکرد میدان های مغناطیسی خواهد شد.

نحوه پاکسازی میله های مغناطیسی جدا کننده

میله های مغناطیسی با تراکم بالا را می توان در چند ثانیه پاکسازی کرد. کافی است مکانیزم قفل کننده میله ها را باز کرده و میله مغناطیسی را از پوشش فولاد ضد زنگ آن خارج کنید تا ضایعات جمع آوری شده از لوله جدا شوند.

برای استفاده مجدد از ابزار جدا کننده، میله آهنربایی را به پوشش فولادی برگردانید. این فرآیند کمتر از 30 ثانیه طول می کشد. عملکرد شبکه های مغناطیسی در حذف ضایعات آهنی بسیار قابل توجه است.

برخی از جدا کننده های مجهز به میله های مغناطیسی

میله های مغناطیسی کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف، از جمله مواد خام سرامیکی، شیمیایی، دارویی، مکاترونیک، رنگ و رنگدانه ها، پردازش مواد خوراکی و غیره دارد. میله های آهنربایی ساخته شده با عناصر خاکی نادر و پوشش فولاد ضد زنگ با استفاده از مکانیزم های مختلف مهر و موم می شوند.

در ادامه به برخی از ابزار مجهز به میله های مغناطیسی اشاره خواهیم کرد.

• تله/ فیلتر مایعات:
• تله های مغناطیسی مختص مایعات شامل لوله ها یا میله های مغناطیسی هستند که به یک درب متصل شده اند. این شاخه های مغناطیسی در میان جریان مایعات قرار گرفته و عبور مایع از میان و اطراف این شاخه ها موجب مهار قطعات فلزی ناخواسته خواهد شد.
• استیر مغناطیسی:
• استیر یا میکسر مغناطیسی نوعی ابزار آزمایشگاهی است که در میدان های چرخشی مغناطیسی قرار گرفته و میله آهنربایی تعبیه شده در آن با سرعت فراوان در مایع حرکت کرده و آن را هم می زند.
• شبکه مغناطیسی:
• کاربرد اولیه شبکه های مغناطیسی در قیف های مخصوص استخراج فلزات فریت از مواد پردازشی مشاهده می شود. این شبکه های مغناطیسی در اندازه ها و شکل های مختلف تولید شده و میانه قیف قرار می گیرند. شبکه های مغناطیسی کاملا با فولاد ضدزنگ پوشیده می شوند تا کنترل و دستکاری آنها با سهولت بیشتری انجام شود.
• شبکه دایره ای:
• شبکه های دایره ای برای جمع آوری ذرات فلزی از محصولات خشک، مانند شکر، غلات، چای، پلت های پلاستیکی و پودرهای شیمیایی بسیار مناسب هستند. نصب شبکه های دایره ای در قیف ها، ورودی سیلوها و خروجی محصولات بسیار آسان است. نصب آسان و سریع این شبکه ها، راه موثری برای مقابله با آلودگی هایی چون ذرات خوردگی و فولاد ضدزنگ مهیا می کند و در نتیجه، سایش و فرسودگی دستگاه ها را کاهش می دهد.
• شبکه مستطیلی:
• همانند شبکه های دایره ای، شبکه های مستطیلی نیز برای حذف ذرات فلزی از مواد خشک مناسب هستند.
• شبکه روتا (چرخان):
• شبکه های روتا برای استخراج آلودگی ها از محصولات حساس در برابر رطوبت از جمله نشاسته، مناسب هستند. میله های آهنربایی به صورت دایره ای نصب شده و چرخش آنها موجب تحریک و جریان مستمر مواد می شود. در مقایسه با شبکه های ثابت، سطح مغناطیسی میله ها در شبکه روتا، تماس بیشتری با محصول برقرار می کند.

جمع بندی

میله های مغناطیسی از جمله ابزاری هستند که در دستگاه های جدا کننده صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

این میله ها معمولا از آهن رباهای ساخته شده از عناصر خاکی نادر تولید می شوند و لایه محافظتی از فولاد ضدزنگ بر روی این میله ها قرار می گیرد.

هرچه آهن ربا قوی تر باشد، عملکرد میله آهنربایی در جداسازی ذرات فلزی ناخواسته از محصولات مختلف (صنعتی، خشک، مایع یا حساس به رطوبت) بهتر خواهد بود. باید توجه داشت که هرچه دما بیشتر باشد و از حد تعیین شده برای آهن ربا فراتر رود، عملکرد میدان مغناطیسی کاهش خواهد یافت.