DE2035329A1

DE2035329A1 - Improved Electromagnetic Pump for Liquid Metals

Info

Publication number: DE2035329A1
Application number: DE19702035329
Authority: DE
Inventors: Le Frere Jean Villejuif Carbonnel Henri Antony (Frankreich)
Original assignee: Groupement Atomique Alsacienne At lantique Plessis Robinson (Frankreich)
Priority date: 1969-07-16
Filing date: 1970-07-16
Publication date: 1971-02-18
Also published as: CA946903A; JPS5434164B1; DE2035329B2; CH528176A; NO131698C; FR2052105A6; US3656867A; DE7026816U; GB1313374A; NO131698B

Description

GROUPEMENT ATOIIQUE ALSACIENNE ATLANTIQUEGROUPEMENT ATOIIQUE ALSACIENNE ATLANTIQUE

VERBESSERTE ELEKTROMAGNETISCHE PUMPE FÜR FLÜSSIGE METALLEIMPROVED ELECTROMAGNETIC PUMP FOR LIQUID METALS

Die Erfindung betrifft eine verbesserte elektromagnetische Pumpe zur Forderung von flüssigen Metallen·The invention relates to an improved electromagnetic Pump for the delivery of liquid metals

Die bekennten elektromagnetischen Pumpen bestehen in der Regel im wesentlichen aus einem magnetischen Kreis und einem Metallrohr^, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, Derartige Pumpen eignen sich bekanntlich nicht zur Förderung von so gebräuchlichen Metallen wie Zink und Aluminium, da diese das Metall bzw. die Legierung angreifen, woraus di© Rohrleitung der Pumpe besteht. In ihrer französischen Patentschrift PV 127*426 vom 1. Juli 1968 hat die Anraelderin vorgeschlagen, die Förderleitung aus einem feuerfesten Material herzueteilen, auf deren The well-known electromagnetic pumps generally consist essentially of a magnetic circuit and a Metal pipe ^, for example made of stainless steel, such pumps It is well known that they are not suitable for pumping common metals such as zinc and aluminum, as these are the metals or attack the alloy, from which the pipe of the pump consists. In their French patent PV 127 * 426 of On July 1, 1968, the Anraeli woman suggested dividing the delivery line out of a refractory material

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Ausseneeite eine Metallschicht vorgesehen ist, die die Vorwärmung der leitung fördert«, Auf diese Weise kann einerseits die Leitung von gebräuchlichen Metallen nicht angegriffen werden, und andererseits wird da© Risiko des Einfrierens des Metalls in der Leitung im Augenblick der Herstellung dee PlUssigkeitsstroms ausgeschlossen»A metal layer is provided on the outside for preheating the management promotes «, In this way, on the one hand the line of common metals is not attacked and, on the other hand, there is a risk of freezing of the metal in the pipe at the moment of the creation of the fluid flow locked out"

Hierdurch entstehen allerdings einige Schwierigkeiten infolge der Vergrößerung des Luftspaltes zwischen den Ständern; so muss die Heizvorrichtung des feuerfesten Rohrs von der Aussenwelt thermisch isoliert werden% ggf. auss auch das feuerfeste Rohr vor den chemischen Einwirkungen der Aussenwelt geschützt werden, und zwar beispielsweise duch Aufbringung eines Mantels aus einem der Oxydation "bei hoher Temperatur widerstehenden Metall entsprechend der französischen Patentschrift 6.942,388 vom 10. Dezmber 1969 und der Zusatapatentschrift 6.945.218 vom 29* Dezember 1969 der J&me^dferi:.:., Ausserdem kann dieHowever, this creates some difficulties due to the enlargement of the air gap between the uprights; so must the heating of the refractory tube is thermally insulated from the outside world% optionally auss also be protected, the refractory tube from chemical influences of the outside world, specifically, for example, Duch applying a sheath of one of the oxidation "French corresponding to the high-temperature-resistant metal Patent 6,942,388 of December 10, 1969 and the additional patent specification 6,945,218 of December 29, 1969 by J & me ^ dferi:.:., In addition, the

Induktionsheizung der auf der Aussenseite der das flüssige Metall fördernden Rohrleitung aufgebrachten Metallschicht durch eine Wicklung aus erhitzten Leitern beliebiger Art vervollständigt werden· Auf diese Weise wird der Luftspalt um das Fünffache im Verhältnis zu herköselielien Pumpen vergrussert« Um das flüssige Metall fordern au !Äimen^ ims© im RohPinndrai eine ausreichend© nag&etische Induktion aufrechterhalten werden? dasra muss die Anzahl eier üiaper©wia<iimg@ii des magnetießh@n Kreises pro Längeneinheit Awr Pumpe srhäht ¥rerden· lach den hepldoml chen Verfahren müssten im verwendeten Magnetkern breite _$ tiefe NutenInduction heating of the metal layer applied to the outside of the pipeline conveying the liquid metal can be completed by a winding of heated conductors of any kind.In this way, the air gap is enlarged five times in relation to conventional pumps © a sufficient © nag & etic induction can be maintained in the raw Pinndrai? dasra has the number eggs üiaper © wia <IIMG @ ii of magnetießh @ n circle per unit length Awr pump srhäht ¥ rerden · laughing the hepldoml chen procedures would have used in the magnetic core wide _$ deep grooves

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vorgesehen werden, so dass die Evolventen zwischen den Zähnen aufeinanderfal^ender Pole zu viel Raum einnehmen würden. Bei Pumpen zur Förderung so gebräuchlicher Metalle wie Aluminium ist es vorteilhaft eine Leitung zu verwenden, deren Breite als grösste Abmessung und deren Dicke als kleinste Abmessung in einem relativ kleinen Verhältnis zueinander stehen. Die Schichtdicke der Bleche des magnetischen Kreises Übersteigt nicht die Breite der Leitung, d. h. die grösste Abmessung, so dass es kaum möglich ist, das Volumen des Metalls zu vergrössern, in dem der magnetische Kreis gebildet wird.be provided so that the involute is between the teeth contiguous poles would take up too much space. at Pumps for pumping common metals such as aluminum, it is advantageous to use a line whose width as largest dimension and their thickness as the smallest dimension are in a relatively small ratio to each other. The layer thickness of the sheets of the magnetic circuit does not exceed the width of the line, i. H. the largest dimension so that it it is hardly possible to increase the volume of the metal in which the magnetic circuit is formed.

Die Annolderiii htrfe deacegein ϊ* neuartige Ständer für elektromagnetische Pumpen entwickelt, um diese Nachteile und Unvollkommenheiten zu beseitigen·The Annolderiii htrfe deacegein ϊ * novel stand for electromagnetic Pumps designed to eliminate these drawbacks and imperfections

Sie hat ferner festgestellt, dass es bei nicht einwandfreien Betrieb der Pumpe notwendig sein kann, sofort an die Rohrleitung heranzukommen, um vor Unterbrechung des umlaufenden Flüssigkeitsstroms und dem Einfrieren des Metalls in der Leitung eingreifen zu können« Es ist daher unerlässlich, die Pumpe mit Spulen auszurüsten, deron Evolventen so wenig Raum wie möglich einnehmen und die möglichst schnell mit ein paar Handgriffen ausgebaut werden können.She has also determined that if the pump is not working properly, it may be necessary to contact the Approach pipeline to prevent the circulating liquid flow from being interrupted and the metal freezing in the line to be able to intervene «It is therefore essential to have the pump with you Equip coils, deron involute as little space as possible and which can be removed as quickly as possible in a few simple steps.

Die Erfindung betrifft eine verbesserte elektromagnetische Pumpe, bestehend aus einem eine Symmetrieachse aufweisenden Rohr zur Förderung des flüssigen Metalls, das aus feuerfestem Material hergestellt ist und mit Vorrichtungen zur Vorwärmung und Färmeisolation ausgerüstet ist, eowie aus einem aus zwei Jochen bestehenden Ständer, die zu beiden Seiten des Rohrs ange-The invention relates to an improved electromagnetic Pump, consisting of a pipe having an axis of symmetry for conveying the liquid metal, which is made of refractory Material is made and equipped with devices for preheating and thermal insulation, as well as one of two Yokes, which are attached to both sides of the tube.

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ordnet sind und jeweils aus einem Stapel von Blechen bestehen, welche parallel zu einer Ebene vorgesehen sind, durch die die ■ Symmetrieachse des Rohrs hindurchgeht, und welche in rogelmnseigen Abstanden angeordnete tiefe Nuten aufweisen, in denen jeweils eine senkrecht zur Symmetrieachse angeordnete Flachspule untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet,, dass jede der Spulen 8 durch Verschiebung in einer parallel zur Rohrachse verlaufenden Richtung nach ihrer Entriegelung in einer senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Richtung P ausgebaut werden kann«,are arranged and each consist of a stack of metal sheets, which are provided parallel to a plane through which the ■ axis of symmetry of the pipe passes, and which are in rogelmnseigen Have spaced deep grooves in each of which a flat coil arranged perpendicular to the axis of symmetry is housed is characterized, that each of the coils 8 by shifting in a direction parallel to the pipe axis after unlocking in a direction perpendicular to the pipe axis extending direction P can be expanded «,

Um den Selbstkostenpreis zu verringern und nach demselben Konstruktionsverfahren mehrere, für verschiedene Anwendungen geeignete Pumpentypen herstellen zu können, ist die Antragstellerin dazu übergegangen, jedes Joch aus gleichen Teilen mit zwei oder drei Nuten herzustellen, je nachdem, ob die Pumpe mit einphasigem oder dreiphasigem Strom versorgt wird* Auf diese Weise kennen ebensovißLe getrennte Teile mit zwei oder drei Spulen hergestellt werden, die mit Hilfe jeder geeigneten Vorrichtung miteinander verbunden werden können. In order to reduce the cost price and using the same construction method several, for different applications In order to be able to manufacture suitable pump types, the applicant has switched to using equal parts for each yoke make two or three grooves depending on whether the pump is supplied with single-phase or three-phase power * on these Sages also know separate parts with two or three Coils are produced which can be connected to one another using any suitable device.

Die erfindungsgemässe verbesserte Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Joch 6 eines jeden Magnetkreises aus getrennten Teilen besteht, die ebensoviele Spulen wie Nuten aufweisen und die mit einer beliebigen geeigneten Vorrichtung miteinander verbunden sind.The improved pump according to the invention is characterized in that that the yoke 6 of each magnetic circuit consists of separate parts with as many coils as there are slots and which are interconnected by any suitable device.

Dank dieser Vorrichtung könnon kömpaKxe Spulen mit einer grossen Anzahl von Amperewindungen um ein Jochteil herum angeordnet und die erforderliche Anzahl von Standardtteilen zu-Thanks to this device, packaged coils can be fitted with a large number of ampere-turns arranged around a yoke part and the required number of standard parts

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sammengebaut werden, so dass die Länge des Ständers den Kennwerten der elektromagnetischen Pumpe angepasst werden kann«be assembled so that the length of the stand is the characteristic values can be adapted to the electromagnetic pump «

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung enthält die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung?The description of an exemplary embodiment with reference to the drawing contains further features and advantages of the invention?

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemässe elektromagnetische Pumpe5 undFig. 1 shows in section an electromagnetic device according to the invention Pump5 and

Pig, 2 ist eine Draufsicht dieser Pumpe,Pig, 2 is a plan view of this pump,

Nach Fig. 1 besteht die elektromagnetische Pumpe für besonders korrosive flüssige Metalle erfindungsgemäss aus einem Rohr 1 aus isolierendem, feuerfesten Material (beispielsweise Graphit) mit einer Metallverkleidung 2, die nicht oxydiert und einen hohen elektrischen Widerstand aufweist? ferner besteht sie aus einer konzentrischen Verkleidung 3 aus einem thermisch isolierenden Material, die den Magnetkreis vor der von dem geförderten flüssigen Metall ausgestrahlten Wärme schützt. Der Einfachheit halber wurden die Heizelemente zum Vorwärmen der Rohrleitung vor den Beginn, dor Förderung des Metalls nicht eingezeichnet. Das Rohr 1 ist im übrigen leicht konisch ausgebildet, damit die Entfernung des verfestigten Metalls im Falle des Einfrierens erleichtert wird. Das Ganze ist vorzugsweise auf einem Träger am Gestell 5 der Pumpe auf geeignete Weise befestigt.According to Fig. 1, the electromagnetic pump is for special corrosive liquid metals according to the invention from a tube 1 made of insulating, refractory material (for example Graphite) with a metal cladding 2 that does not oxidize and has a high electrical resistance? also exists they consist of a concentric cladding 3 of a Thermally insulating material that protects the magnetic circuit from the heat emitted by the extracted liquid metal protects. For the sake of simplicity, the heating elements were used to preheat the pipeline before starting the extraction of the metal not shown. The tube 1 is otherwise slightly conical designed to facilitate the removal of the solidified metal in the event of freezing. The whole is preferable attached to a support on the frame 5 of the pump in a suitable manner.

Zu beiden Seiten des Rohrs sind zwei gleichartige magnetische Kreise angeordnet, die jeweils ein Magnetjoch 6 mit Nuten 7 (Fig. 2) und eine Vielzahl von Spulen 8 aufweisen, die in die Nuten eingreifen. Jeder dieser magnetischen Kreise istOn either side of the tube are two similar magnetic ones Arranged circles, each having a magnetic yoke 6 with grooves 7 (Fig. 2) and a plurality of coils 8, which engage in the grooves. Each of these magnetic circles is

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in einem Belüftungskanal 9 untergebracht; die Frischluftzufuhr erfolgt durch Leitungen 10 und 11 und die Stromversorgung der Spulen durch ein Kabel 12 über einen Anschlusskasten 13»housed in a ventilation duct 9; the fresh air supply takes place through lines 10 and 11 and the power supply of the coils through a cable 12 via a junction box 13 »

Fig. 2 veranschaulicht verschiedene Einzelheiten und Teile₉ die in bezug auf Fig» 1 nicht beschrieben wurden, wie beispielsweise das Ende der Nuten 7 des Magnet j ochs 6 gemass Fig. 1 und die in den Hüten untergebrachten Spulen 8.FIG. 2 illustrates various details and parts ₉ which were not described with reference to FIG. 1, such as the end of the grooves 7 of the magnet yoke 6 according to FIG. 1 and the coils 8 housed in the hats.

Wenn das Magnetjoch 6 der einseinen magnetischen Kreise aus einer Vielzahl von Teilen besteht, werden diese beispiels:— ■ weise mit Hilfe eines Gewindestabs 15 oder eines viereckigen Stabs mit Gewinde an den Enden und zweier Muttern 14 miteinander verbunden. Der Zusammenbau kann beispielsweise auch mit Sehwalbenschwanzteilen oder mit U-Stäben erfolgen^ die in am Joch vorgesehene Aussparungen eingreifen; die einzelnen Teile werden von einer an jedem Snde vorgesehenen Schraube zusammengehalten. Jedes Teil hat also eine oder mehrere Nuten, in denen eine oder mehrere Spulen untergebracht sind.When the magnetic yoke 6 is one of the magnetic circuits consists of a large number of parts, these are for example: - ■ wise with the help of a threaded rod 15 or a square one Rod with thread at the ends and two nuts 14 connected to each other. The assembly can, for example, also be done with baroque tail parts or with U-bars ^ which are in on the yoke engage provided recesses; the individual parts will be held together by a screw provided at each end. Each part has one or more grooves in which one or several coils are housed.

Mit dieser Ausführungsart können die Abmessungen der Spulen bedeutend kleiner gehalten und eine beträchtliche Einsparung an elektrischem Strom erzielt werden·With this embodiment, the dimensions of the coils can be kept significantly smaller and a considerable saving can be achieved electric current can be achieved

Die den Gegenstand der Erfindung bildende elektromagnetische Pumpe hat den Vorteil, dass sie sehr leicht raiassubauen ist und das Rohr 1 sehr leicht zugänglich ist, falls das geförderte Metall einfriert; dasselbe trifft auf den magnetischen Kreis zu, wenn beispielsweise eine schadhafte Spule auszuwechseln ist.The electromagnetic pump forming the subject of the invention has the advantage that it is very easy to build and the pipe 1 is very easily accessible in the event that the conveyed metal freezes; the same applies to the magnetic circuit if, for example, a defective coil has to be replaced .

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20.3,520.3.5

- Nach Entfernung der Belüftungskanäle 9 und seitlicher Verschiebung der magnetischen Kxeise ist das Rohr 1 zugänglich.- After removing the ventilation channels 9 and on the side The tube 1 is accessible by shifting the magnetic axis.

Zum Ausbau der Spulen eines magnetischen Kreises ist der magnetische Kreis vom Rohr 1 zu entfernen; danach sind die Spulen 8 aus den entsprechenden Nuten 7 herauszunehmen, wobei die betreffende Spule in Pfeilrichtung P gedrückt, längs des Jochs 6 verschoben und dann abgehoben wird.To remove the coils of a magnetic circuit, the magnetic circuit must be removed from the tube 1; after that they are To remove coils 8 from the corresponding grooves 7, with the coil in question pressed in the direction of arrow P, along the Yoke 6 is moved and then lifted off.

Aus konstruktionstechnischen Gründen kann es erforderlich sein, die Dicke der Metallverkleidung des Rohrs zu erhöhen und ggf. die Dicke des Rohrs aus feuerfestem Material stark zu verringern, nämlich dann, wenn die zu fördernden Metalle verhältnismässig wenig korrosiv sind.For structural reasons, it may be necessary to increase the thickness of the metal cladding of the pipe and possibly the thickness of the pipe made of refractory material greatly increases reduce, namely when the metals to be conveyed are relatively less corrosive.

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Claims

PATENT CLAIMS

M.! Improved electromagnetic pump _f consisting of a pipe with a symmetry axis for conveying liquid metal, which is made of refractory material and equipped with devices for preheating and thermal insulation, as well as a stand consisting of two yokes, which is on both sides of the pipe are arranged and each consist of a stack of metal sheets, which are provided parallel to a plane _y through which the axis of symmetry of the pipe passes and which have deep grooves arranged at regular intervals, in each of which a flat coil arranged perpendicular to the axis of symmetry is housed, characterized in that each of the coils (8) can be removed by displacement in a direction running parallel to the pipe axis after it has been unlocked in a direction running perpendicular to the pipe axis «

2. Improved electromagnetic pump according to claim 1 _S characterized, that the yoke (6) of each magnetic circuit from ..individually !. Parts which have as many coils as grooves and which are connected to one another with any suitable device *

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