CN106685179A - 一种永磁体式高温液态金属电磁泵 - Google Patents

一种永磁体式高温液态金属电磁泵 Download PDF

Info

Publication number
CN106685179A
CN106685179A CN201710041002.9A CN201710041002A CN106685179A CN 106685179 A CN106685179 A CN 106685179A CN 201710041002 A CN201710041002 A CN 201710041002A CN 106685179 A CN106685179 A CN 106685179A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electromagnetic pump
electrode
magnet steel
runner
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710041002.9A
Other languages
English (en)
Inventor
苏光辉
石磊太
向延
田文喜
张大林
巫英伟
秋穗正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201710041002.9A priority Critical patent/CN106685179A/zh
Publication of CN106685179A publication Critical patent/CN106685179A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/02—Electrodynamic pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了永磁体式高温液态金属电磁泵，该电磁泵由磁钢、导磁体、矩形流通管道、电极、接头和程控直流电源组成，其中高温液态金属在矩形流道内流动，流动方向垂直于磁场方向和电流方向；本电磁泵利用电流和磁场对液态金属产生驱动力，驱动液态金属在流道内流动，通过改变程控直流电源的电流大小来调节驱动压头；矩形流道与磁钢之间的布置绝缘保温层来隔离矩形流道的高温辐射；本发明适用温度范围广，最高工作温度可达500℃，管道内无可动和流阻部件，它具有体积小，易操作，寿命长等特点。

Description

一种永磁体式高温液态金属电磁泵
技术领域
本发明涉及一种高温液态金属电磁泵，特别涉及一种体积小，寿命长的高温液态金属电磁泵，可广泛用于高温液态金属循环等领域。
背景技术
近年来，液态铅铋合金在加速器驱动的次临界系统(ADS)的研究中得到了广泛的应用，其中，铅铋合金由于其具有高的原子序数而作为加速器驱动的次临界系统的散裂靶，同时，由于铅铋合金具有良好的热工水力特性又作为ADS一回路的冷却剂。液态铅铋高温回路是对液态铅铋的流动、传热特性等研究的平台，这些回路要求一个能够驱动铅铋合金流动的压头，但是由于高温液态铅铋合金具有密度高、易氧化、工作温度高等特性，传统的机械泵不适用于高温铅铋合金。而现有的液态金属电磁泵由于结构复杂，辅助系统较多、价格昂贵等特点，不适用于小流量的铅铋实验回路中。
中国专利申请号为201320416851.5公开了一种用于液态金属驱动的电磁泵，该发明利用磁约束核聚变装置自身的磁场来产生驱动压头，电磁泵自身未布置磁性部件，虽然降低了电磁泵的尺寸，但是使用范围很小，只适用于自身具有强磁场的环境中。
中国专利申请号为200910117180.0公开了一种高压液态金属电磁泵，该发明包括电磁铁芯、电磁铁芯之间的液态金属流道和电磁铁芯上的电磁线圈，此类电磁泵本身结构复杂，且还需要复杂的供电系统和冷却系统，造价高，不适用于小型实验平台。
中国专利申请号为201520799394.1公开了一种新型液态金属电磁泵，该发明由永磁体，液态金属管道和电源及电极单元组成。此种电磁泵在高温液态铅铋回路中存在较大的问题。首先，液态金属管道呈蛇形结构布置，此种布置会大大增加管道对流体的局部阻力，使泵产生的压头很大一部分损失在蛇形管道上，效率较低；其次，永磁体置于流道之间，且流道与永磁体之间无隔热处理，对于高温液态铅铋合金，会有大量的热量辐射至永磁体上，而永磁体的耐温是有限的，当永磁体温度过高时会退磁，所以此种电磁泵不适用于高温液态铅铋合金回路。
发明内容
本发明的目的就是克服上述现有技术的缺点，提供了一种永磁体式高温液态金属电磁泵，能够对高温液态铅铋合金进行驱动。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种永磁体式高温液态金属电磁泵，包括C型导磁体3，设置在C型导磁体3内的第一磁钢1和第二磁钢2，以使第一磁钢1的S极通过C型导磁体3与第二磁钢2的N极相连接，间隙设置在第一磁钢1和第二磁钢2间的矩形流道4，矩形流道4两个长边分别与第一电极5和第二电极6进行焊接，矩形流道4的两个短边分别与第一接头7和第二接头8进行焊接；第一电极5和第二电极6分别与程控直流电源9的正负极连接，由程控直流电源对其进行控制。。
所述第一磁钢1和第二磁钢2采用耐高温的钐钴材料，第一磁钢1的S极通过C型导磁体与第二磁钢2的N极连接，两块磁钢之间的间隙内形成磁感应强度不小于6000高斯的磁场。
所述矩形流道4放置于两块磁钢之间，矩形流道与磁钢之间有一定的间隙，用来放置绝缘绝热材料，减小高温流道内传导到磁钢上的热量，避免磁钢温度过高而退磁。
所述矩形流道4的两个长边分别与第一电极5和第二电极6焊接，第一电极5和第二电极6采用铜电极，以减小大电流在铜电极上产生的热量，避免温度过高烧坏设备。铜电极采用三角形结构，进而均匀分配矩形流道4上的电流。
所述第一接头7和第二接头8采用与其连接的圆管具有相同直径的不锈钢管逐渐压扁，极大地降低矩形流道4和圆形流道之间的流动阻力。
所述第一电极5与第二电极6上的电流由程控直流电源9进行控制，进而精准的控制电磁泵的驱动压头。
在打开程控直流电源9时，电流流经矩形流道4，电流方向与磁感线方向和液态金属流动方向垂直，矩形流道4内的液态金属在电流和磁场的作用下受到一个驱动力，从而达到驱动液态金属的目的。通过调节程控直流电源9的电流可以很容易的调节电磁泵的驱动压头。
考虑到铅铋合金的腐蚀性，矩形流道、第一接头7和第二接头8及管道都采用316L不锈钢进行加工。电磁泵工作时，由于铅铋合金的熔点较高，为了防止其在流道内凝固，可通过程控直流电源9对矩形流道4进行加热，使矩形流道4的温度达到铅铋合金的熔点温度以上。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为矩形流道及第一电极、第二电极、第一接头、第二接头示意图。
图3为磁钢及导磁体示意图。
其中，1为第一磁钢；2为第二磁钢；3为C型导磁体，4为矩形流道；5为第一电极；6为第二电极；7为第一接头；8为第二接头；9为程控直流电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明是一种永磁体式高温液态金属电磁泵，包括第一磁钢1；第二磁钢2；C型导磁体3，矩形流道4；第一电极5；第二电极6；第一接头7；第二接头8；程控直流电源9。第一磁钢1的S极通过C型导磁体3与第二磁钢2的N极相连接，两块磁钢之间形成磁感应强度不小于6000高斯的近似均匀磁场；矩形流道4放置于两块磁钢之间，矩形流道与两块磁钢之间留出一定的间隙，用来放置绝缘绝热材料，减小流道内传导至磁钢上的热量，防止磁钢由于温度过高而退磁，第一磁钢1和第二磁钢2均采用耐温为350℃的钐钴材料；矩形流道4的两个长边分别与第一电极5和第二电极6进行焊接，焊接方式为银焊，以减小电阻，第一电极5和第二电极6材料为铜，以减小大电流在电极上产生的热量；矩形流道4的两个短边分别与第一接头7和第二接头8进行焊接，第一接头7和第二接头8采用与圆管相同直径的不锈钢管逐渐压扁，以最大限度地降低矩形流道4和圆形流道之间的局部阻力；第一电极5和第二电极6分别与程控直流电源9的正负极连接，通过调节程控直流电源的电流来精准的控制电磁泵的驱动压头。矩形流道4及第一接头7和第二接头8均采用耐腐蚀的316L不锈钢进行加工。

Claims (6)

1.一种永磁体式高温液态金属电磁泵，其特征在于，包括C型导磁体(3)，设置在C型导磁体(3)内的第一磁钢(1)和第二磁钢(2)，以使第一磁钢(1)的S极通过C型导磁体(3)与第二磁钢(2)的N极相连接，间隙设置在第一磁钢(1)和第二磁钢(2)间的矩形流道(4)，矩形流道(4)两个长边分别与第一电极(5)和第二电极(6)进行焊接，矩形流道(4)的两个短边分别与第一接头(7)和第二接头(8)进行焊接；第一电极(5)和第二电极(6)分别与程控直流电源(9)的正负极连接，由程控直流电源对其进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种永磁体式高温液态金属电磁泵，其特征在于，所述第一磁钢(1)和第二磁钢(2)采用耐温高的钐钴。
3.根据权利要求1所述的一种永磁体式高温液态金属电磁泵，其特征在于，所述第一磁钢(1)和第二磁钢(2)与矩形流道之间的间隙中放置以减小传导至磁钢上的热量，避免磁钢温度过高而退磁的绝缘保温层。
4.根据权利要求1所述的一种永磁体式高温液态金属电磁泵，其特征在于，所述第一电极(5)和第二电极(6)采用铜质电极，减少大电流在电极上产生的热量。
5.根据权利要求1所述的一种永磁体式高温液态金属电磁泵，其特征在于，第一电极(5)和第二电极(6)采用三角形结构，进而均匀分配矩形流道上的电流。
6.根据权利要求1所述的一种永磁体式高温液态金属电磁泵，其特征在于，第一接头(7)和第二接头(8)采用与其连接的圆管具有相同直径的不锈钢管逐渐压扁，最大限度地降低矩形流道(4)和圆形流道之间的流动阻力。
CN201710041002.9A 2017-01-17 2017-01-17 一种永磁体式高温液态金属电磁泵 Pending CN106685179A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710041002.9A CN106685179A (zh) 2017-01-17 2017-01-17 一种永磁体式高温液态金属电磁泵

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710041002.9A CN106685179A (zh) 2017-01-17 2017-01-17 一种永磁体式高温液态金属电磁泵

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106685179A true CN106685179A (zh) 2017-05-17

Family

ID=58859360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710041002.9A Pending CN106685179A (zh) 2017-01-17 2017-01-17 一种永磁体式高温液态金属电磁泵

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106685179A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106972731A (zh) * 2017-05-19 2017-07-21 北京态金科技有限公司 液态金属电磁泵
CN107154717A (zh) * 2017-07-18 2017-09-12 北京态金科技有限公司 液态金属电磁泵
CN109546841A (zh) * 2018-12-29 2019-03-29 中国原子能科学研究院 一种可变气隙永磁场圆弧导管电磁泵
CN111865038A (zh) * 2020-07-02 2020-10-30 中国科学院电工研究所 一种高效液态金属磁流体泵
CN117277724A (zh) * 2023-11-09 2023-12-22 惠州市艾美珈磁电技术股份有限公司 永磁式直流传导电磁泵

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009114894A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Toshiba Corp リニア電磁ポンプと熱交換装置
CN101741218A (zh) * 2008-11-20 2010-06-16 中国科学院理化技术研究所 一种用于驱动导电流体的电磁泵及其制作方法
CN203225646U (zh) * 2013-04-27 2013-10-02 颉未凤 一种液态金属电磁泵

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009114894A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Toshiba Corp リニア電磁ポンプと熱交換装置
CN101741218A (zh) * 2008-11-20 2010-06-16 中国科学院理化技术研究所 一种用于驱动导电流体的电磁泵及其制作方法
CN203225646U (zh) * 2013-04-27 2013-10-02 颉未凤 一种液态金属电磁泵

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106972731A (zh) * 2017-05-19 2017-07-21 北京态金科技有限公司 液态金属电磁泵
CN107154717A (zh) * 2017-07-18 2017-09-12 北京态金科技有限公司 液态金属电磁泵
CN109546841A (zh) * 2018-12-29 2019-03-29 中国原子能科学研究院 一种可变气隙永磁场圆弧导管电磁泵
CN109546841B (zh) * 2018-12-29 2024-03-22 中国原子能科学研究院 一种可变气隙永磁场圆弧导管电磁泵
CN111865038A (zh) * 2020-07-02 2020-10-30 中国科学院电工研究所 一种高效液态金属磁流体泵
CN117277724A (zh) * 2023-11-09 2023-12-22 惠州市艾美珈磁电技术股份有限公司 永磁式直流传导电磁泵
CN117277724B (zh) * 2023-11-09 2024-04-02 惠州市艾美珈磁电技术股份有限公司 永磁式直流传导电磁泵

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106685179A (zh) 一种永磁体式高温液态金属电磁泵
CN202655604U (zh) 一种电池极板的铸焊装置
CN105136824B (zh) 合金凝固同步辐射成像静磁场复合直流电作用装置及实验方法
CN107491097B (zh) 基于三维磁场的磁性颗粒调控装置
CN103166420A (zh) 一种液态金属磁力驱动装置
US20080308550A1 (en) Magnetic flux guide for continuous high frequency welding of closed profiles
CN206412920U (zh) 液态金属电磁泵
CN201688691U (zh) 感应器无水冷的中频炉
CN113953648A (zh) 一种永磁铁辅助回填式搅拌摩擦点焊装置
CN102769214A (zh) 大电流分布式超导导体接头
CN106346152A (zh) 一种管件脉冲电流电阻加热与电磁脉冲复合焊接方法
CN101369482B (zh) 一种水冷变压器及其线管与接线铜排的焊接方法
CN106685180A (zh) 一种以高速液态金属为发电工质的脉冲磁流体发电机
CN103846541B (zh) 金属液固态界面热挤压焊接方法
CN206263430U (zh) 一种电容器冷却管感应加热熔焊装置
CN206736375U (zh) 可降低电耗的阴极固定装置
CN114131177A (zh) 摩擦搅拌焊辅助装置及促进塑性流动态金属流动性的方法
CN208227371U (zh) 铁合金电炉短网系统
CN115378222A (zh) 一种基于海尔贝克环的液态金属流动电磁泵
CN102825373A (zh) 一种电阻点焊机及其焊接操作方法
CN207820266U (zh) 一种感应线圈加热装置
Zhou et al. Mock-up qualification and prototype manufacture for ITER current leads
CN206194732U (zh) 用于绝缘栅双极型晶体管的散热装置
JP2001321951A (ja) 金属の接合装置及び接合方法
CN201979187U (zh) 焊接靶材与背板的快速感应钎焊装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170517

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication