Электромагнитный насос

 

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

<п727091

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 12. 06. 78 (2! ) 2628314/24-25 с присоелинением заявки М— ф ° (53)M. Кл.

Н 02 и 44/02

Государственный комитет (2 ) Припри гет—

IIo делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 07.08.81 ° Бюллетень М 29

jl,àòà опубликования описания 07. 08. 81 (53) УДК 538.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Н.Андрианов, И.В.Витковский и И.P. Кириллов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬ!И НАСОС

Изобретение относится к магнитогидравлической технике (1!ГД-технике), в частности к усовершенствованию элек. тромагнитных насосов для перекачивания жидких металлов. Оно может быть использовано для перекачивания жидS ких металлов в ядерной энергетике, например в жидкометаллических контурах реакторов на быстрых нейтронах, в металлургической промышленности, в

IÎ установках по транспортировке в разливе металлов, а также для других технологичЕских целей.

Известны конструкции электромагнит ных насосовтрансформаторного типат основными узлами которых являются канал, электромагнитные системы наведения тока и создания магнитного потока в канале, состоящие из катушек возбуждения имагнитопроводов (1) и (2).

Применение этих насосов особенно перспективно в тех случаях, когда необходимо получить в единице объема канала значительно большую мощность, нежели в широко известных индукционных насосах с бегущим магнитным полем.

Серьезным недостатком МГД-насосов является то, что токи, индуктированные в канале, замыкаются по специальным токозамыкающим элементам. Эти элементы являются частью конструкции самого канала 1 1 или вы. полняются в виде токозамыкающих шин (2).

В том и другом случае они. вносят дополнительное сопротивление в цепь индуктивного тока, в результате чего снижается эффективность этих насосоа. Кроме этого, если токозамыкающие элементы выполнены в виде шин, или это сделано в насосе, то резко снижается надежность насоса. Это объясняется тем, что узел с пайкой или приваркой шин является самым ненадежньм элементом при эксплуатации насоса в условиях высоких рабочих температур.

3 72709

Известгго устройство, содержащее ,линейный прямоточкый канал кольцевого сечения с внутре1пгим ферромагнитггым сердечником, электромагнитные системы наведения тока и созда5 ния магнитного потока 1. ка11агге, состоящие из катушек возбуждения и магнитопроводов с полюсными наконечггиками (3 1.

Это устройство при использовании его в качестве насоса наиболее полно отвечает требованиям, предьявляемым к насосам тран1 форматоркого типа как для атомных электростанций, так и для металлургии. 15

Основными недостатками данного устройства явлгпотся наличие двух катушек возбуждения в электромагнитной системе создания магнитного потока в рабочем зазоре, а также значительный немагнитный зазор в магнитной цепи этой электромагнитной системы. При этом очевидно, что как источники намагничивающей силы (к.с.} указаккь1е катушки включены в параллель. Тем самым одна катушка работает как бы ,вхолостую, »е создавая дополнительной н.с. Понятно, что по этой пр»чи1 не потребляется в два раза большая мощность на возбуждение. 3»ачительный зо немагниткый зазор ца пути магнитного потока в рабочем зазоре определяется высотой катушек, с oггпай стороны, и допустимой величиной потоков рассеяния, с другой. Наличие этого зазора 55 обуславливает также дополнитель;гые потери на возбуждение.

Из-за того, что катушки возбуждения охватывают кана» 1 нх температура . при естестве»ном охлаждении больше, 4р чем температура металла в канале, Тем самым потери на возбуждение будут большими, чем в конструкции, где об— мотка возбуждения удалена от канала.

И это обуславливает дополнительные 45 потери на возбуждение.

Целью изобретения является повышение КПД и рабочего давления насоса, а также достижение высокого рабочего давления путем последовательного включения нескольких насосов.

Поставленная цель достигается тем, что охватывающий канал палюсный наконечник электромагнитной системы создания магнитного потока расположен 55 между полюсными наконечниками электромагнитной системы наведения тока, электромагнитная система создания

1 4 маг13» т11О ГО пото ка имеет Тр» после дователько расположенных в продольном»вправлении какала полюскых наконечника, причем средний из ННх охватывающий канал, а также магHHTo провод выполне1гы из двух частей, разделенных пемагниткым промежутком, полюсные какокечкики электромагнитных систем наведения тока и создания магнитного потока чередуются по длине канала.

На фиг. 1 и 2 изображен электромагнитный насос, продольный разрез; на фиг. 3 — вид A на фиг. 2; на фиг.4многополюсный электромагнитный насос, продольный разрез.

Электромагнитный насос включает линейный прямотачный канал, образованный трубой 1 и внутренним ферромагнитным сердечником 2; электромагнитную систему наведения тока в канале„ состоящую из катушки возбуждения 8, маг»итопроводов 4, полюсных наконечников э, ферромаг нитных вставок 6; электромагнитную систему создания магнитного потока в канале, состояшую из катушки возбуждения 7, магнитопроводов 8, полюскых наконечников 9, ферромагнитных вставок 10, полюсного наконечника 11, охватывающего канал, и сердечника I?.

Известка, что давление, развиваемое насосом трансформаторного типа, пропорционально току, индук1ироваггному в канале, и магнитному потоку в зазоре, замыкающемуся через внутренний сердечник. Таким образом, при некотором зна Зении магнитного патока увеличение давления, развивае«ora насосом, невозможно из — за насыщения внутре»»его сердечника 2.

Поэтому дальнейшее увеличение давле»ия связано с увеличением диаметра в»утре»нега сердечника 2, трубы l, а значит и габаритов всего насоса.

Решить эту задачу в тех же габаритах устройства можно, если разделить магнитный поток,создаваемьпг электромагнитной системой создания потока в канале, на,две части; Это возможно при разделении »а две части полюсного наконечника 1 и сердечника 12.

При этом величина кемагниткого промежутка между частями сердечника 12 и полюсного наконечника 11 выбирается такой, чтобы исключить шунтирование магнитного потока, создаваемого электромагнитной системой создания тока.

727091

Поперечное сечение полюсного наконечника ll выбирается таким, чтобы обеспечить в кольцевом зазоре радиальное магнитное поле.

Электромагнитный насос работает следующим образом, Канал заполнен жидким металлом. При наличии тока в катушке возбуждения 3 электромагнитной системы создания тока в канале магнитный поток, возникающий в этой системе, замыкается по контуру: магнитопровод 4 — полюсный наконечник

5 — ферромагнитная вставка 6 — внутренний ферромагнитный сердечник 2.

В канале индуктируется ток, замыкающийся по кольцевому сечению. Далее при наличии тока в катушке возбуждения 7 электромагнитной системы создания потока возникает магнитный поток, замыкающийся по контуру: сердечник 12- 2О охватывающий канал полюсный наконечник 11 — кольцевой канал — внутренний сердечник 2 — ферромагнитная вставка 10 — полюсный наконечник 9 магнитопровод 8.

Взаимодействие радиальной компоненты магнитного поля, созданной элек тромагнитной системой содания магнитного потока, и тока, индуктированного магнитным потоком электромагнигной системы создания тока, вызывает электромагнитную силу, направленную по продольной оси канала и движущую металл.

Формула изобретения

1. Электромагнитный насос, содержащий линейный прямоточный канал кольцевого сечения с внутренним ферромагнитным сердечником, электромагнитные системы наведения тока и создания мапштного потока в канале, состоящие из катушек возбуждения и магнитопроводов с полюсными наконечниками, о т л и ч а ю щ и Й с я

I тем, что, с целью повышения. КПД насоса, охватывающий канал полюсный наконечник электромагнитной системы создания магнитного потока расположен между полюсными наконечниками электромагнитной .системы наведения тока.

2. Насос по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышен»я рабочего давления насоса, электромагнитная система создания магнитного потока имеет три последовательно расположенных в продольном направлен»» канала полюсных наконечника, причем средний »з них, охватывающий канал, а также магнитопровод выполнены иэ двух частей, разделенных немагнитным промежутком в продольном напвавлен»» канала.

3. Нас< с по и. 2 о т л и ч а ющ » и с я тем, что, с целью достижения высокого рабочего давления путем последовательного включения нескольк»х насосов, полюсные наконечники злектромагн»тных систем наведения тока и создан»я магнитного потока чередуются по длине канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

К 176184, кл. Н 02 И 4/20.

2. Лвторское свидетельство СССР

1" 286749, кл. Н 02 N 4/20, 1968.

3. Патент СИА 9 3122663, кл. 310-ll опубл»к. 1964 (прототип) .

72709!

11г 1г1гl 11 7

Составитель P. Волченкова

Редактор О. Стенина Техред Н.Ковалева КорректорЕ.Рошко

Заказ 59!! 49 Тираж 730 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4