Электромагнитный насос
Владельцы патента RU 2499346:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (ИМСС УрО РАН) (RU)
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов. Технический результат состоит в повышении производительности насоса. Электромагнитный насос содержит: входной и выходной патрубки, четыре П-образных магнитопровода, два замкнутых магнитопровода с обмотками, подключенными к источнику переменного тока. Канал насоса выполнен в узле соединения с входным патрубком с разветвлением на три рукава, соединяющихся в узле соединения с выходным патрубком. Причем центральный рукав выполнен прямым. Узел разъединения П-образные магнитопроводы охватывают симметрично относительно прямого рукава. На узле соединения П-образные магнитопроводы расположены под углом не более 90 градусов друг к другу. Замкнутые магнитопроводы охватывают боковые рукава канала. 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный насос, содержащий входной и выходной патрубки, канал насоса, выполненный в узле соединения с входным патрубком с разветвлением на два рукава, соединяющиеся в узле соединения с выходным патрубком, три П-образных магнитопровода и Ш-образный магнитопровод с обмоткой, охватывающей его центральный стержень и подключенной к источнику переменного тока, причем узел разветвления охвачен одним П-образным магнитопроводом, узел соединения охвачен двумя П-образными магнитопроводами, один рукав расположен в одном из отверстий Ш-образного магнитопровода, а другой рукав расположен во втором отверстии этого магнитопровода так, чтобы канал насоса образовывал замкнутый электрический контур вокруг центрального стержня Ш-образного магнитопровода (патент РФ №2306659, МПК H02K 44/02, F04F 11/00, опубл. 20.09.2007).
Недостатком его является низкая производительность.
Для достижения указанного технического результата электромагнитный насос, содержащий входной и выходной патрубки, канал насоса, выполненный в узле соединения с входным патрубком с разветвлением на два рукава, которые соединены вместе в узле соединения с выходным патрубком, причем узел разветвления охвачен П-образным магнитопроводом, а узел соединения охвачен двумя П-образными магнитопроводами, расположенными под углом α не более 90 градусов друг к другу, содержит: третий (центральный) рукав, соединяющий узел разветвления с узлом соединения по прямой; дополнительный П-образный магнитопровод, охватывающий узел разветвления совместно с имеющимся П-образным магнитопроводом, при этом они расположены симметрично относительно третьего (центрального) рукава; замкнутые магнитопроводы с обмотками, охватывающие боковые рукава канала, причем обмотки магнитопроводов подключены к источнику переменного тока.
Отличительными признаками предлагаемого насоса от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что он содержит: третий (центральный) рукав, соединяющий узел разветвления с узлом соединения по прямой; дополнительный П-образный магнитопровод, охватывающий узел разветвления совместно с имеющимся П-образным магнитопроводом, при этом они расположены симметрично относительно третьего (центрального) рукава; замкнутые магнитопроводы с обмотками, охватывающие боковые рукава канала, причем обмотки магнитопроводов подключены к источнику переменного тока.
Предлагаемый электромагнитный насос иллюстрируется чертежами, где на рис.1 показан общий вид насоса в разрезе, на рис.2 показан разрез по A-A и B-B.
Электромагнитный насос содержит четыре П-образных магнитопровода 1, 2, 3, 4 и два замкнутых магнитопровода 5, 6 с обмотками 7, 8. Канал насоса в узле соединения 9 с входным патрубком 10 выполнен с разветвлением на 3 рукава 11, 12, 13, которые соединены вместе в узле соединения 14 с выходным патрубком 15. Рукава 11, 12 изогнуты по замкнутой траектории, например в виде эллипса, а рукав 13 соединяет узлы 9 и 14 по прямой. При этом рукав 11 охвачен замкнутым магнитопроводом 6 с обмоткой 8, а рукав 12 охвачен замкнутым магнитопроводом 5 с обмоткой 7. Обмотки 7, 8 подключены к источнику переменного тока (не показано). Разветвление 9 охвачено двумя П-образным магнитопроводами 1, 2, узел соединения 15 охвачен двумя П-образным магнитопроводами 3, 4. П-образные магнитопроводы расположены под углом α не более 90 градусов друг к другу.
Предлагаемый электромагнитный насос работает следующим образом.
Канал заполняется жидким металлом. При подключении обмоток 7, 8 к источнику переменного тока (на рисунке источник не показан) благодаря замкнутым магнитопроводам 5, 6 в рукавах 11, 12 через узлы 9, 14 потечет переменный электрический ток I. При протекании между полюсами П-образных магнитопроводов 1, 2, 3, 4 электрического тока I собственное магнитное поле тока в узлах 9, 14 усиливается и приобретает одно направление, перпендикулярное плоскости полюсов. При взаимодействии тока I с собственным магнитным полем в жидком металле, находящемся между полюсами, возникает электромагнитная сила F, направленная вдоль рукава 13 и приводящая к возникновению в канале сквозного течения от патрубка 10 к патрубку 15, т.е. насосного эффекта.
На рис.3 приведен график напорно-расходных параметров опытной модели предлагаемого насоса (1) и опытной модели прототипа (2) при токе канала 3000 A. При этом П-образные магнитопроводы имели одинаковые немагнитные зазоры, все элементы канала обеих моделей были выполнены из стальных нержавеющих (12Х18Н10Т) труб с одинаковыми диаметрами, толщиной стенок, и сплющенных до одинакового размера. В качестве рабочего тела был использован галлиевый сплав (Ga - 87,5%; Zn - 10,5%; Sn - 2%), плавящийся при T=290 K.
Электромагнитный насос, содержащий входной и выходной патрубки, канал насоса, выполненный в узле соединения с входным патрубком с разветвлением на два рукава, которые соединены вместе в узле соединения с выходным патрубком, причем узел разветвления охвачен П-образным магнитопроводом, а узел соединения охвачен двумя П-образными магнитопроводами, расположенными под углом α не более 90° друг к другу, отличающийся тем, что насос содержит: третий (центральный) рукав, соединяющий узел разветвления с узлом соединения по прямой; дополнительный П-образный магнитопровод, охватывающий узел разветвления совместно с имеющимся П-образным магнитопроводом, при этом они расположены симметрично относительно третьего (центрального) рукава; замкнутые магнитопроводы с обмотками, охватывающие боковые рукава канала, причем обмотки магнитопроводов подключены к источнику переменного тока.
