DE10313603A1 - Flüssigmetall-Pumpe ohne bewegte Teile - Google Patents

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    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
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    • F04B17/042—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow

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Abstract

Flüssigmetallpumpe ohne bewegte Teile, wobei ein elektrisch nichtleitender Leitungsabschnitt (1) für das Flüssigmetall (2) innerhalb eines ein dynamisches Wander-Magnetfeld erzeugenden Magnetsystems (5, 6, 7) angeordnet ist, das in Wechselwirkung mit den im Flüssigmetall (2) induzierten Strömen eine Vortriebskraft auf das Flüssigmetall erzeugt.

Description

  • Pumpen für Flüssigkeiten mit beweglichen Teilen unterliegen einem Verschleiß. Insbesondere gilt dies für Pumpen für Flüssigmetall mit einer hohen chemischen Reaktivität, sodass solche Pumpen sehr aufwändig ausgebildet sein müssen und demzufolge auch sehr teuer sind.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe für Flüssigmetall ohne bewegte Teile zu schaffen, die einfach und betriebssicher aufgebaut ist und praktisch verschleißfrei betrieben werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein elektrisch nicht leitender Leitungsabschnitt für das Flüssigmetall innerhalb eines ein dynamisches Wander-Magnetfeld erzeugenden Magnetsystems angeordnet ist, das in Wechselwirkung mit den im Flüssigmetall induzierten Strömen eine Vortriebskraft auf das Flüssigmetall erzeugt.
  • Eine solche Flüssigmetallpumpe, die beispielsweise als Linearpumpe mit einem Magnetwanderfeld ausgestaltet sein könnte, wie es in ähnlicher Weise für den Bahnantrieb verwendet wird, lässt sich in Ausgestaltung der Erfindung besonders einfach in der Weise realisieren, dass das Magnetsystem ein runder Stator mit versetzt ansteuerbare Spulen tragenden Polschuhen ist, in dem konzentrisch ein ringförmiger, mit Zu- und Ableitungen verbundener Leitungsabschnitt für das Flüssigmetall angeordnet ist.
  • Mit diesem Aufbau nutzt die erfindungsgemäße Flüssigmetallpumpe den Effekt, dass ein elektrisch leitender Stoff in einem dynamischen elektromagnetischen Feld aufgrund der in ihm induzierten Ströme die ihrerseits ein elektromagnetisches Feld erzeugen, eine Kraft erfährt. Dieser Effekt wird zum Beispiel im magnetischen Kurzschlussläufermotor technisch genutzt.
  • Durch ein geeignet geformtes Pumpengehäuse kann die erzeugte Strömung in eine Vorzugsrichtung gelenkt werden, sodass sich eine Flüssigmetallpumpe ergibt.
  • Eine erfindungsgemäße Flüssigmetallpumpe benötigt überhaupt keine beweglichen Pumpen- oder Motorteile, insbesondere keine im Flüssigmetall bewegten Teile. Dies ist insbesondere für heiße bzw. chemisch aktive Metalle, wie zum Beispiel GaInSn von Vorteil, da eine komplizierte Schutzbeschichtung von beweglichen Teilen und Durchführungen völlig entfallen kann. Auch für Metalle unter hohem Druck ist es von Vorteil, dass keine Durchführungen für die Übertragung einer Kolbenbewegung oder ähnliches erforderlich sind.
    •
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung, die schematisch ein nach Art eines elektromagnetischen Kurzschlussläufermotors aufgebaute Flüssigmetallpumpe zeigt.
  • Ein ringförmiger Leitungsabschnitt 1 für das Flüssigmetall 2, der aus einem elektrisch nicht leitenden und möglichst auch nicht magnetischen Material besteht, und der mit nur angedeuteten Zufluss- und Abflussstutzen 3 und 4 versehen ist, ist konzentrisch in einem Stator 5 angeordnet, auf dessen Polschuhen 6 jeweils Spulen 7 angeordnet sind, die mit getrennten elektrischen Anschlüssen 8, 9 versehen sind, sodass sie zur Erzeugung eines Drehfeldes versetzt angesteuert werden können. Durch dieses Drehfeld werden zum einen Ströme im Flüssigmetall 2 induziert, deren elektromagnetische Felder in Wechselwirkung mit dem magnetischen Drehfeld der Stator-Wicklungen 7 je nach Umlaufrichtung des Magnetfeldes das Flüssigmetall 2 im Ring in die eine oder in die andere Richtung bewegen und somit einen Pumpeffekt ergeben.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So wäre beispielsweise auch eine Linearpumpe möglich, bei der ein linearer Leitungsabschnitt in einem entsprechenden linearen Magnetwanderfeld angeordnet ist.

Claims (2)

  1. Flüssigmetallpumpe ohne bewegte Teile, dadurch gekennzeichnet , dass ein elektrisch nichtleitender Leitungsabschnitt (1) für das Flüssigmetall (2) innerhalb eines ein dynamisches Wander-Magnetfeld erzeugenden Magnetsystems (5, 6, 7) angeordnet ist, das in Wechselwirkung mit den im Flüssigmetall (2) induzierten Strömen eine Vortriebskraft auf das Flüssigmetall erzeugt.
  2. Flüssigmetallpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem einen runden Stator (5) mit versetzt ansteuerbare Spulen (7) tragenden Polschuhen (6) umfasst, in dem konzentrisch ein ringförmiger mit Zu- und Ableitungen (3, 4) verbundener Leitungsabschnitt (1) für das Flüssigmetall (2) angeordnet ist.
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