DE2801382A1 - Pumpkanal fuer fluessigmetallpumpen - Google Patents

Pumpkanal fuer fluessigmetallpumpen

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DE2801382A1
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DE19782801382
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Rudolf Zur Bonsen
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RUDOLF ZUR BONSEN FA
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RUDOLF ZUR BONSEN FA
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00Machines 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
    • H02K44/02Electrodynamic pumps
    • H02K44/06Induction pumps

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

Description

  • Pumpkanal für Flüssigmetallpumpen
  • Die Erfindung betrifft einen Pumpkanal für Flüssigmetallpumpen aus mindestens einem RohranschluBstück, einem flachen, eine oder mehrere DurchfluBkammern aufweisenden Mittelstück, in dessen Außenbereich die Förderung des Flüssigmetalls bewirkende elektromagnetische Einrichtungen angeordnet sind, und mindestens einem das Mittelstück mit dem RohranschluBstück verbindenden Übergangsstück, das sich allmählich vom Querschnitt des Mittelstücks zum Querschnitt des RohranschluBstücks in der Breite verengt und in der Höhe erweitert.
  • Derartige Flüssigmetallpumpen werden insbesondere zur Förderung des als Kühlmittel für Atomreaktoren eingesetzten flüssigen Natriums bzw.
  • Natrium-Kalium-Gemisches verwendet. Sie zeichnen sich durch eine hohe Sicherheit aus, da das zu fördernde Medium nicht mit mechanisch bewegten Teilen in BerUhrung tritt, sondern die Förderung durch auBerhalb des eigentlichen Pumpkanals angeordnete elektromagnetische Einrichtungen bewirkt wird. Über diese Einrichtungen, d.h. Elektromagneten, wird ein wanderndes Magnetfeld erzeugt, das für die Bewegung des flüssigen Mediums ursächlich ist.
  • Die vorliegende Erfindung befaßt sich speziell mit sogenannten Flachlinearpumpen, bei denen der Bereich des Pumpkanals, in dem die elektromagnetischen Einrichtungen angeordnet sind, als flaches, eine oder (mehrere nebeneinander angeordnete Durchflußkammern aufweisendes Teil ausgebildet ist. Im allgemeinen werden hierbei zwei bis sechs Durchflußkammern bevorzugt, deren gemeinsame Zwischenwände in Abständen mit Durchgangsöffnungen versehen sein können, um auf diese Weise zur Verbesserung der Leitfähigkeit in Querrichtung einen Kontakt zwischen dem in den einzelnen Durchflußkammern befindlichen Material herzustellen.
  • Die einzelnen DurchfluBkammern sind im Querschnitt etwa rechteckförmig, so daß auch das flache Teil insgesamt einen etwa rechteckförmigen Querschnitt besitzt. Die vorstehend beschriebene Bauweise hat sich bei dieser Pumpenart durchgesetzt, da sich hiermit bei relativ geringen Feldstärkeverlusten ein relativ hoher Pumpenwirkungsgrad erreichen läßt. Die Elektromagneten sind dabei an der Ober- und Unterseite des flachen und dessen AuRenssiten durch Bauteils angeordnetE von dessen Außenseiten durch einesolierschicht getrennt.
  • Bei derartigen Flachlinearpumpen besteht nunmehr das Problem, das flache, mit den Durchflußkammern versehene Teil an beiden Enden querschnittsmäBig bis auf einen normalen Rohrquerschnitt in der Höhe zu erweitern und in der Breite zu verengen. Dieser Übergangsbereich muß so ausgestaltet sein, daß das zu fördernde Medium vom Rohrquerschnitt in die einzelnen Durchflußkammern des flachen Mittelstücks und von diesen Durchflußkammern wieder in den Rohrquerschnitt zurückströmen kann, ohne daß hierbei Turbulenzen auftreten bzw. die Gefahr von Kavitationserscheinungen gegeben ist. Der Übergangsbereich wird daher im allgemeinen so gestaltet, daß sich hier die Wand des Pumpkanals ststig erweitert bzw. verengt, so daß ein etwa Trompetenform aufweisender Abschnitt gebildet wird. Da bei den im Pumpkanal herrschenden Bedingungen - beispielsweise ist bei der Förderung von flUssigem Natrium innerhalb eines kurzen Zeitraumes mit einem Temperaturabfall von ca. 500 auf zoo c zu rechnen - ausgesprochen hohe Wärmespannungen im Material auftreten, bereitet insbesondere die Konstruktion des Übergangsbereiches zwischen dem Rohrquerschnitt und dem Mittelstück Schwierigkeiten. Dieser Übergangsbsrsich ist insofern kritisch, weil die in dem dem Mittelstück benachbarten Endabschnitt, dessen Querschnitt allmählich etwa Rechtecksform annimmt, auftretenden Membranspannungen beherrscht werden müssen. Der andere Endabschnitt des ÜberganysstUckes ist hierbei von untergeordneter Bedeutung, da dort infolge des sich dem Rohrquerschnitt annähernden Querschnitts die Kanalwandung nahezu ausschließlich auf Zug beansprucht wird.
  • Um den vorstehend geschilderten Gegebenheiten Herr zu werden, ist bereits vorgeschlagen worden, als Übergangsstück zwischen dem Rohranschlußstück und dem die DurchfluBkammern aufweisenden Mittelstück bzw. gefrästes ein massives yedrehtes>Teil vorzusehen. Dieses Teil ist mit seinem einen Ende an das Mittalstück und mit seinem anderen Ende an das RohranschluBstück angeschweißt. Es ist offensichtlich, daß die Herausarbeitung eines derartigen relativ komplizierten Stückes mit variierender Krümmung aus einem massiven Teil fertigungstechnisch schwierig durchzuführen und demzufolge langwierig und kostspielig ist.
  • Darüber hinaus muß dieses Teil infolge der vorstehend angedeuteten Spannungscharakteristika relativ große Wandstärken aufweisen. Große Wandstärken sind jedoch nur begrenzt möglich. Bei zu großen Wandstärken würden bei Temperatursprüngen des zu fördernden Mediums unzulässige Spannungen auftreten, die zu Verformungen oder auch Rissen im Material führen können. Dies insbesondere deshalb, weil die Wärmeleitfähigkeit der zur Herstellung verwendeten Sonderstähle mit hohen Festigkeitseigenschaften, beispielsweise Cr-Ni-Stähle, relativ schlecht ist. Auch vom Standpunkt der Materialersparnis ist eine derartige Herstellungsweise nicht besonders günstig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pumpkanal zu schaffen, der sich fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellen läßt und bei dem die durch das zu fördernde Medium verursachten Materialspannungen gering gehalten werden können.
  • Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Pumpkanal erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Überganysstück mehrere Übergangss aufweist, die durch Zusammenschweißen mindestens eines Stegteiles mit allmählich etwa vom Außendurchmesser des RohranschluBstückes bis zur Höhe des Mittelstückes abnehmender Steghöhe mit zwei U-förmigen Formteilen, deren Krümmung allmählich von der des RohranschluBstückes in die des Mittelstückes übergeht, und ggf. weiteren Zwischenstücken gebildet sind.
  • Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht somit darin, auch in dem Übergangsstück mehrere parallele Durchflußkammern vorzusehen, was sowohl von der herstellungstechnischen Seite als auch von der Belastbarkeit der Konstruktion Vorteile mit sich bringt.
  • Herstellungstechnisch ist es bedeutend einfacher, mehrere Einzelteile herzustellen und diese zusammenzuschweißen als das gesamte Übergangsstück aus einem massiven Teil herauszuarbeiten. So können beispielsweise bei der erfindungsgemäßen Lösung die Stegteile aus entsprechenden Rohlingen herausgefräst werden, was fertigungstechnisch keine Schwierigkeiten bereitet. Die Herstellung der U-förmigen Formteile kann ebenfalls problemlos bewältigt werden, indem entsprechende Flachstahlstücle verformt werden. Es ist dabei ohne weiteres möglich, die Formteile so zu gestalten, daß sie eine allmählich von der Krümmung des Rohranschlußstückes in die des Mittelstückesübergehende Krümmung besitzen. Nach Herstellung der Stegteile und U-förmigen Formteile werden diese aneinandergeschweißt, wobei die Endkanten der U-förmigen Formteile an die oberen und unteren Außenbereiche der Stegteile geschweißt werden. Wieviel Stegteile im einzelnen zur Anwendung kommen, hängt davon ab, wieviel Durchflußkammern in dem Übergangsstück vorgesehen werden sollen. So wird beispielsweise bei der Anordnung von zwei Durchflußkammern nur ein Stegteil vorgesehen, an dessen beide Seiten die U-förmigen Formteile angeschweißt werden. Bei der Anordnung von drei Durchflußkammern werden zwei Stegteile eingesetzt, an deren Außenseiten jeweils ein U-förmiges Formteil geschweißt wird. Die beiden Stegteile können hierbei ggf.
  • unter Einschweißen von Zwischenstücken miteinander verbunden werden. Auf diese und andere spezielle Ausführungsformen der Erfindung wird nachfolgend im Detail eingegangen.
  • Das erfindungsgemäß ausgebildete Übergangsstück kann somit bedeutend einfacher hergestellt werden als das eingangs beschriebene Übergangsstück nach dem Stand der Technik. Von weit größerer Bedeutung ist jedoch, daß durch die Unterteilung des Übergangsstückes in mehrere parallele DurchfluBkammern, was durch den Einbau von Stegteilen bzw. eines Stegteiles erreicht wird, eine statisch weitaus günstigere Konstruktion verwirklicht wird als bei der bekannten Lösung. Dies rührt in erster Linie daher, daß durch die Stegteile die in dem nahezu rechteckförmigen Endabschnitt des Übergangsstückes auftretenden Membranspannungen reduziert bzw. beim Einbau eines Stegteils halbiert werden. Dadurch läßt sich insgesamt die Wandstärke des Übergangsstückes verringern, wodurch die Gefahr des Auftrstens von Verformungen und Rissen, hervorgerufen durch infolge der relativ großen Temperaturdifferenzen verursachte Wärmespannungen, vermindert wird. Dieser Gesichtspunkt ist von entscheidender Bedeutung, da an die Sicherheit der Konstruktion infolge des zu fördernden radioaktiven Mediums sehr hohe Anforderungen gestellt werden. Da die Stegteile beidseitig umflossen werden, ist diesbezüglich eine im wesentlichen symmetrische Spannungsverteilung gegeben, so daß die Gefahr eines Verziehens des Übergangsstückes weitgehend ausgeschaltet ist.
  • Da die hier in Rede stehenden Flüssigmetallpumpen an beliebigen Stellen von FlUssigmetelleltungen anordbar sind weist der zur Pumpe gehörige Pumpkanal zweckmäßigerweise zwei Rohranschlußstücke, ein Mittelstück und zwei Ubergangsstücke auf. Die RohranschluBstücke sind dabei so bemessen, daß sie querschnittsmäßig mit den Anschlußleitungen übereinstimmen und an diesen in geeigneter Wsise befestigt werden können. An dieser Stelle sei bemerkt, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Pumpkanal nicht unbedingt mit entsprechenden RohranschluBstücken versehen sein muß, sondern daß die ÜbergangsstUcke unmittelbar an den Leitungsenden befestigt werden können, beispielsweise über eine geeignete Schweißverbindung. Im allgemeinen wird man jedoch den Pumpkanal so ausbilden, daß die Übergangsstücke mit entsprechenden RohranschluBstücken verbunden sind, um den Einbau des Pumpkanals in die Flüssigmetallsitung zu erleichtern.
  • Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführungsform der Erfindung erwiesen, bei der das Übergangsstück mit zwei Durchflußkammern versehen ist. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Übergangsstück ein Stegteil, an das an jeder Seite ein U-förmiges Formteil angeschweißt ist. Diese Konstruktionsart stellt die einfachste Form der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung dar und ist insbesondere für kleinere DurchfluBquerschnitte geeignet. Sie zeichnet sich durch besondere Einfachheit bei der Herstellung aus, da zum Zusammenbau des Übergangsstückes lediglich drei Teile, d.h. ein Stegteil und zwei U-förmige Formteile, benötigt werden. Insgesamt sind hierbei vier Schweißnähte anzuordnen, um die beiden U-förmigen Formteile mit dem Stegteil zu verbinden. Wenn man davon ausgeht, daß das RohranschluBstück einen kreisförmigen Querschnitt und das Mittelstück einen rechteckfdrmigen Querschnitt aufweist, so besitzen bei dieser AusfUhrungsform die beiden Durchflußkammern einen von einem Halbkreis etwa in ein Rechteck Ubergehenden Querschnitt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für Mittelstücke, die eine gerade Anzahl von Durchflußkammern aufweisen, so daß sich das Stegteil des Übergangsstückes in der Verlängerung des mittleren Steges des Mittelstückes erstreckt.
  • Vorzugsweise bei größeren Durchflußquerschnittun ist der Pumpkanal erfindungsgemäß mit einem drei Kammern aufweisenden Übergangsstück versehen. Dabei umfaßt das Übergangsstück zwei Stegteile, an deren Außenseite jeweils ein U-förmiges Formteil angeschweißt ist, und die Stegteile sind derart winklig zueinander angeordnet, daß Uber die Gesamtlänge des ÜbergangsstUckes drei im wesentlichen im Querachnitt flächengleiche Kammern gebildet werden. Es hat sich bei dieser Ausführungsform als besonders vorteilhaft erwiesen, die Stegteile so zu bemessen, daß sie sich etwa über zwei Drittel der Gesamtlänge des Übergangsstückes ausgehend von dem dem Mittelstück benachbarten Ende erstrecken.
  • Die letztgenannte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß hierbei die U-förmigen Formteile an zwei verschiedene Stegteil geschweißt sind, und zwar an deren Außenseiten. Die durch die Formteile begrenzten äußeren Kammern entsprechen somit im wesentlichen den beiden Kammern der vorerwähntun Ausführungsform. Da sich jedoch der Querschnitt des Ubergangsstückes in Richtung auf das RohranschluBstück verengt, ist es zur Aufrechterhaltung eines konstanten Ouerschnittsverhältnisses der drei Durchflußkammern Ober die Gesamtlänge des Übergangsstückes erforderlich, die Stegteile so anzuordnen, daß sie in Richtung auf das RohranschluBstück zusammenlaufen. Die mittlere DurchfluBkammer kann dabei so gebildet werden, daß die beiden Stegteile an ihren sich gegenüberliegenden Seiten mit sich verjUngenden bzw. sich erweiternden Flanschen versehen sind, deren Enden miteinander verschweißt werden, so daß zwei in Axialrichtung verlaufende Nähte gebildet werden. Natürlich ist es auch möglich, die Stegteile dadurch miteinander zu verbinden, daß ein oberes und unteres Zwischenstück eingeschweißt wird. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Stegteile nicht bis zu dem dem Rohranschlußstück benachbarten Endquerschnitt des Übergangsstückes durchlaufen, sondern diese noch im Bereich des Übergangsstückes enden zu lassen. Wo dieser Punkt liegt, ist für den Einzelfall zu ermitteln; als Richtwert kann ein Abstand von einem Drittel der Übergangsstücklänge zu dem dem RohranschluBstück benachbarten Ende dienen.
  • Schließlich sei noch eine dritte Ausführungsform der Erfindung erwähnt, bei der der Pumpkanal mit einem vier Kammern aufweisenden Übergangsstück versehen ist. Hierbei umfaßt das Übergangsstück drei Stegteile, von denen die beiden äußeren auf ihren Außenseiten mit den U-förmigen Formteilen versehen und winklig zueinander angeordnet sind und von denen das mittlere Stegteil entlang der Mittelachse des Übergangsstückss angeordnet ist, so daß über die Gesamtlänge des Übsrgangsstückes vier im wesentlichen im Querschnitt flächengleiche Kammern gebildet werden.
  • Diese Ausführungsform weist gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform keins Besonderheiten auf, abgesehen von dem zusätzlichen Stegteil und der zusätzlich gebildeten DurchfluBkammer, die in der gleichen Weise hergestellt sein kann wie die Mittelkammer der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, ggf. unter Einschweißen von Zwischenstücken. Ein derartig ausgebildetes Übergangsstück eignet sich natürlich besonders für ein Mittelstück, das ebenfalls vier Durchflußkammern aufweist. Es ist jedoch allgemein zu sagen, daß die Ubergangastücke mit Zunahme der Stegteile herstellungstechnisch komplizierter werden, so daß von den Kosten her Grenzen gesetzt sind, es sei denn, die Durchflußquerschnitte werden so groß, daß aus statischen Gründen die Anordnung von mehreren Stegteilen nebeneinander unbedingt erforderlich ist.
  • Ein Kennzeichen des eingangs beschriebenen bekannten Pumpkanals ist ferner, daß dessen Übergangsstücke sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalrichtung axialsymmetrisch ausgebildet sind. Diese Symmetrieverhältnisse sind herstellungstechnisch bedingt. Die Erfindung macht es nunmehr möglich die Ubergangsstücke so auszubilden, daß sich die Stegteile nur einseitig verjüngen, so daß entweder nur die Oberseite oder nur die Unterseite des Übergangsstückes in Axialrichtung schräg verläuft. Das bedeutet, daß bei dieser Ausführungsform beispielsweise die Unterseite bzw. untere Mantellinie des Ubergangsstückes auf einer Höhe mit der Unterseite des MittelstGckes und der unteren Mantellinie des Rohranschlußstuckes liegen kann, während nur die Oberseite des Ubsrgangsstückes vom Mittd atück bAs zum Rohranschlußstück schräg nach oben verläuft. Natürlich können auch genau umgekehrte Verhältnisse herrschen, wobei die Unterseite des Ubergangastückes schräg verläuft, während die Oberseite in einer Ebene mit der Oberseite des Mittelstücke6 und der oberen Mantellinis des RohranschlußstUckes liegt. Bei dieser Ausführungsform ist somit das Obergangsstück in Vertikalrichtung nicht mehr axialsymmetrisch.
  • Diese Ausbildungsmöglichkeit des Übergangsstückes bringt den Vorteil mit sich, einen Pumpkanal mit zwei Übergangsstücken so ausbilden zu können, daß das eine Übergangsstück so angeordnet ist, daß seine Unterseite etwa in einer Ebene mit der des Mittelstücks und des Rohranschlußstücks liegt, und daß das andere ObergangsstUck so angeordnet ist, daß seine Oberseite etwa in einer Ebene mit der des MittelstGcks und des Rohranschlußstücks liegt. Der Grund für diese versetzte Anordnung der Übergangsstucke ist der, daß hierbei der Pumpkanal lediglich um wenige Grad gekippt werden muß, um das in dem Pumpkanal befindliche Flüssigmetall abzulassen, während bei dem bekannten Pumpkanal ein bedeutend größerer Kippwinkel erforderlich ist. Dieser Vorteil ist insofern von Bedeutung, als es sich bei dem im Pumpkanal vorhandenen Flüssigmetall im allgemeinen um eine radioaktiv verseuchte Substanz handelt, mit der man möglichst wenig in Kontakt kommen will. Der erfindungsgemäß ausgebildete Pumpkanal gestattet somit eine einfache und schnelle Entleerung ohne das gesamte Pumpengestell stark in Schräglage bringen zu müssen.
  • Was das Mittelstück des erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpkanals anbetrifft, so besitzt dieses, wie erwähnt, vorteilhafterweise einen etwa rechteckförmigen Querschnitt. Da die Rohranschlußstücke im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, geht die Krümmung der U-förmigen Formteils des Übergangsstückes etwa von der eines Kreisbogens in die eines Rechtecks über. Die Herstellung und spezielle Ausbildung des Mittelstücks ist an sich nicht von erfindungswesentlicher Bedeutung. Das Mittelstück kann beispielsweise so hergestellt sein, daß die Flanschenden mehrerer Doppel-T-Stücke aneinandergeschweißt sind und daß an die äußeren Flanschenden der beiden äußeren Doppel-T-Stücke jeweils ein U-Stück angeschweißt ist. Natürlich sind auch andere Ausführungs- und Herstellungsformen denkbar; wesentlich ist nur, daß das Mittelstück relativ flach eine oder ausgebildet ist undEmehrere parallel verlaufende Durchflußkammern aufweist. Zur Ableitung von Wirbelströmen ist vorzugsweise zu beiden Seiten des Mittelstücks jeweils eine vernickelte Kupferschiene angeordnet und über eine Schwalbenschwanzverbindung an den Seitenwänden des Mittelstücks befestigt. Die Befestigung der Kupferschienen mittels einer Schwalbenschwanz verbindung hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, da die Schiene durch seitliches Einschieben in die an den Seitenwänden des Mittelstücks befindliche Schwalbenschwanznut einfach und schnell arretiert und durch Herausschlagen wieder gelöst werden kann. Eine direkte Anschweißung oder Anlötung ist unerwünscht, um ein Einwandern von Cu-Atomen in das Material des Mittelstücks zu verhindern.
  • Was die Ausbildung der Stegteile für die Übergangsstücke anbetrifft, so sind diese vorzugsweise in ihren oberen und unteren Endbereichen mit kurzen Flanschen versehen, an deren Enden die U-förmigen Formteile bzw. Zwischenstücke angeschweißt sind. Die Endflächen der Flansche sind zweckmässigerweise abgeschrägt, so daß die U-förmigen Formteile bzw. Zwischenstücke über V-Nähte mit den Stegteilen verschweißt werden können. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sich hierbei gut zu durchleuchtende Schweißnähte herstellen lassen.
  • Die Stegteile können bezüglich der Flansche symmetrisch ausgebildet sein, was insbesondere dann der Fall ist, wenn ein Übergangsstück ein Stegteil und zwei Durchflußkammern enthält. Insbesondere bei der Anordnung von drei DurchfluBkammern können die Stegteile jedoch auch so ausgebildet sein, daß sie nur an ihren Außenseiten mit kurzen Flanschen versehen sind, während ihre Innenseiten zur Ausbildung der mittleren Durchflußkammer längere, sich in Längsrichtung verjüngende Flansche aufweisen. Bei dieser Ausführungsform können jedoch auch bezüglich der Flansche symmetrisch ausgebildete Stegteile eingesetzt werden, wobei die mittlere Durchflußkammer durch Einschweißen von Zwischenstücken gebildet wird.
  • Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, daß die Übergangsstücke zur Bildung eines fortlaufenden Pumpkanals an das Mittelstück und die RohranschlußstUcke angeschweißt sind. Da im allgemeinen die Wand des Übergangsstückes dicker sein wird als die des Mittelstückes, ist es zur Herstellung einer exakten Schweißnaht ggf. erforderlich, die Wand des Übergangsstückes im Endbereich so abzuschrägen, daß sie an der Verbindungsstelle mit dem Mittelstück etwa dessen Wandstärke aufweist. Beide Stücke können dann über eine entsprechend dimensionferts Wurzelnaht miteinander verbunden werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines AusfUhrungsbeispißlec und in Verbindung mit der beigsfügten Zeichnung im Detail bescrieb: Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf einen Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpkanals, wobei ein Übergangsstück und Teile des Mittelstückes und eines RohranschluBstückes dargestellt sind; Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Pumpkanal in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wobei die beiden Endbereiche des Pumpkanals mit den jeweiligen Übergangsstücken gezeigt sind; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1; und Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist ein Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpkanals 1 dargestellt, der ein Mittelstück 3, zwei Übergangsstücke 4 und zwei RohranschluBstücke 2 aufweist. Fig. 1 zeigt nur einen Endbereich des Pumpkanals, während in Fig. 2 auch der andere Endbereich dargestellt ist. Da beide Endbereiche, abgesehen von einem speziellen Merkmal, auf das später noch eingegangen werden wird, symmetrisch ausgebildet sind, ist es ausreichend, wenn der in Fig. 1 dargestellte Bereich erläutern wird.
  • Es ist darauf hinzuweisen, daß in den Fig. 1-5 lediglich der Pumpkanal als solcher gezeigt ist, während die vorhandenen slektromagnetischen Einrichtungen, die Isolierschicht, das Gehäuse sowie entsprechende Lagereinrichtungen nicht dargestellt sind. Es ist fUr den Fachmann ohne weiteres klar, daß die die Förderung des Mediums bewirkenden Elektromagneten auf der Ober- und Unterseite des dargestellten Mittelstücks 3 angeordnet sind und daß die gesamte Pumpeinrichtung in einem Gehäuse untergebracht ist, in das ein entsprechendes Kühlmittel singeführt wird. Diese Merkmale sind jedoch für die Erfindung nicht von Bedeutung, so daß darauf im einzelnen nicht eingegangen werden muß.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Mittelstück, in dessen Bereich die elektromagnetischen Einrichtungen angeordnet sind, handelt es sich um ein flaches Teil mit etwa rechteckförmigem Querschnitt, in dem vier Durchflußkammern 33,34,35,36 parallel zueinander angeordnet sind. Die Durchflußkammern sind durch entsprechende Stege 39 voneinander getrennt, wobei die Stege mit einzelnen Durchgangsöffnungen 38 versehen sind, durch die das in den einzelnen Durchflußkammern befindliche Medium miteinander in Kontakt treten kann. Das Mittelstück 3 ist so hergestellt, daß drei etwa identische Doppel-T-Stücke mit ihren Flanschenden aneinandergeschweißt sind, während an die Flanschenden der beiden äußeren Doppel-T-Stücke U-Stücke angeschweißt sind. Das Mittelstück weist an seinen beiden Seitenflächen jeweils eine schwalben schwanzförmige Nut auf, die zur Befestigung einer vernickelten Kupferschiene 31 dient, welche zur Ableitung von Wirbelströmen vorgesehen ist. Die Schwalbenschwanzverbindung 32 hat sich hierbei als besonders zweckmäßig erwiesen, da sie ein schnelles und einfaches Anbringen und Abnehmen sowie Auswechseln der Schiene ermöglicht. Das Mittelstück weist somit auf seiner Oberseite und seiner Unterseite jeweils vier parallele Schweißnähte 37 auf, die als Wurzelnaht ausgeführt sind.
  • Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 1 durch das Mittelstück 3. Man erkennt deutlich die einzelnen Durchflußkammern 33,34, 35,36, deren Kanten naturgemäß abgerundet sind. Es ist für den Fachmann klar, daß das hier dargestellte und beschriebene Mittelstück lediglich beispielhaft ist und keine Beschränkung der Erfindung darstellt. So können Je nach der gewünschten Durchflußmenge auch Mittelstücke mit einer höheren oder niedrigeren Anzahl von Durchflußkammern Verwendung finden. Üblich sind etwa zwei bis sechs DurchfluBkammern.
  • Wendet man sich nunmehr wieder Fig. 1 zu, so erkennt man ferner ein Übergangsstück 4, das das Mittelstück 3 mit einem RohranschluBstück 2 verbindet. Da bei der hier dargestellten Ausführungsform des Pumpkanals das Mittelstück 3 einen etwa rechteckförmigen Querschnitt und das Rohranschlußstück 2 einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, ist das Übergangsstück 4 so ausgebildet, daß es allmählich über seine Länge von einem rechteckförmigen Querschnitt in einen Kreisquerschnitt übergeht. Das bedeutet, daß sich das Übergangsstück vom Mittelstück aus gesehen in der Breite verengt und in der Höhe erweitert. Diese Formänderung ist deutlich aus den Fig. 1 und 2 erkennbar.
  • Das Übergangsstück ist bei 14 mit dem Rohranschlußstück und bei 15 mit dem Mittelstück verschweißt, wobei seine Außenseite in der Nähe der Schweißnaht 15 bei 16 zum Mittelstück hin abgeflacht ist, da das Übergangsstück eins dickere Wandung besitzt als das Mittelstück 3.
  • Wendet man sich nunmehr Fig. 2 zu, in der die beiden Endbereiche des Pumpkanals in der Seitenansicht bzw. im Vertikalschnitt dargestellt sind, so erkennt man, daß das in der Figur am linken Ende des Mittelstücks befindliche Übergangsstück so angeordnet ist, daß seine Unterseite 17 etwa in einer Ebene mit der des Mittelstücks und des Rohranschlußstücks liegt. Das in der Figur amrechtenEnde des Mittelstücks befindliche Übergangsstück ist so angeordnet, daß seine Oberseite 19 etwa in einer Ebene mit der des Mittelstücks und des Rohranschlußstücks liegt. Beide Übergangsstücke sind somit so ausgebildet und angeordnet, daß sie im Vertikalschnitt gesehen immer nur eine schräg verlaufende Seite aufweisen, die einmal die Oberseite und einmal die Unterseite des Übergangsstückes bildet. Diese Anordnung hat den Zweck, das Ablassen des in dem Pumpkanal befindlichen flüssigen Mediums zu vereinfachen, da der Kanal nur noch um wenige Winkslgrade gekippt werden muß, um eine Entleerung herbeizuführen.
  • Nachfolgend wird der Aufbau und die Herstellung der ÜbergangsstUcke 4 beschrieben, die den eigentlicher Kern der FrvindunS ausmachen. Dieser Aufbau ist am besten aus den Fig. 3 und 4 entnehmbar, die jeweils Schnitts durch das Übergangsstück entlang der Linien 3-3 und 4-4 in Fig. 1 zeigen. Vergleicht man beide Schnitte miteinander, so erkennt man deutlich, daß sich das Übergangsstück von dem in Fig. 3 gezeigten Kreisquerschnitt allmählich zu dem in Fig. 4 und schließlich in Fig. 5 dargestellten Rechteckquerschnitt verengt bzw. erweitert.
  • Das Übergangsstück 4 weist ein mittig angeordnetes Stegteil 7 auf, das in seinen oberen und unteren Endbereichen mit kurzen Flanschen 23 versehen ist. Die Flansche besitzen abgeschrägte Endflächen. Das Stegteil kann beispielsweise so hergestellt werden, daß es aus einem geeigneten Rohling herausgefräst wird. Die Höhe des Stegteiles nimmt allmählich etwa vom AuBendurchmesser des RohranschluBstückes bis zur Höhe des Mittelstückes ab, wobei bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform nur die Oberseite des Stegteiles schräg verläuft. An die beiden Seiten des Stegteiles 7, d.h. an die jeweiligen Flanschenden beider Seitenist jeweils ein U-förmiges Formteil 12,13 angeschweißt, dessen Krümmung allmählich von der des Rohranschlußstückes 2 in die des Mittelstückes 3 übergeht Wie man den Fig. 3 und 4 deutlich entnehmen kann, verlaufen somit die beiden unteren Schweißnähte 10,11 über die Länge des Übergangsstückes etwa in einer horizontalen Ebene, während die beiden oberen Schweißnähte 21,22 etwa in einer schrägen Ebene verlaufen (dis zunshmende Krümmung der Oberfläche sei hier außer acht gelassen). Die U-förmigen Formteile 12,13 werden aus entsprechend dimensioniertem Flachmaterial geformt, was herstellungstechnisch keine Schwierigkeiten bereitet, obwohl die Teile eine recht komplizierte Form besitzen Das in der Zeichnung dargestellte Übergangsstück 4 weist zwei Durchflußkammern 5,6 auf, so daß das mittig angeordnete Stegteil 7 beidseitig umflossen wird. Natürlich sind auch Übergangsstücks mit einer größeren Anzahl von Durchflußkammern denkbar, auf die bereits vorstehend hingewiesen worden ist. Es ist für den Fachmann ohne weiteres klar, daß sich das erfindungsgemäß ausgebildete Übergangsstück bedeutend einfacher herstellen läßt als beispielsweise ein aus dem Vollen herausgearbeitetes Übergangsstück, wie es zum Stand der Technik zählt. Die Anordnung des Stegteils bringt jedoch vor allem den Vorteil mit sich, daß sich dadurch die Wandstärke des Übergangsstückes reduzieren und damit die Gefahr des Auftretens von Verformungen und Rissen durch Wärmespannungen herabsetzen läßt.
  • Geeignete Materialien zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pumpkanals sind insbesondere austenitische Cr-Ni-Stähle. Diese Stähle weisen jedoch eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, so daß dadurch dem vorstehend geschilderten Vorteil eine entscheidende Bedeutung zukommt.
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Claims (12)

  1. Patentansprüche Pumpkanal für Flüssigmetallpumpen aus mindestens einem Rohraneine oder schlußstück, einem flachen,\mehrere DurchfluBkammern aufweisenden Mittelstück, in dessen Außenbereich die Förderung des Flüssigmetalls bewirkende elektromagnetische Einrichtungen angeordnet sind, und mindestens einem das Mittelstück mit dem Rohranschlußstück verbindenden Übergangsstück, das sich allmählich vom Querschnitt des Mittelstücks zum Querschnitt des RohranschluBstücks in der Breite verengt und in der Höhe erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (4) mehrere Kammern (5,6) aufweist, die durch Zusammenschweißen mindestens eines Stegteiles (7) mit allmählich etwa vom Außendurchmesser des Rohranschlußstückes (2) bis zur Höhe des Mittelstückes (3) abnehmender Steghöhe mit zwei U-förmigen Formteilen (12,13), deren Krümmung allmählich von der des RohranschluBstückes in die des Mittelstückes übergeht, und ggf. weiteren Zwischenstücken gebildet sind.
  2. 2. Pumpkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Rohranschlußstücke (2), ein Mittelstück (3) und zwei Übergangsstücke (4) aufweist.
  3. 3. Pumpkanal nach Anspruch 1 oder 2 mit einem zwei Kammern aufweisenden ÜbergangsstUck, dadurch gekennzeichnet, daß das ubergangsstück ein Stegteil (7) umfaßt, an das an jeder Seite ein U-förmiges Formteil (12,13) angeschweißt ist.
  4. 4. Pumpkanal nach Anspruch 1 oder 2 mit einem drei Kammern aufweisenden Übergangsstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück zwei Stegteile umfaßt, an deren Außenseite jeweils ein U-förmiges Formteil angeschweißt ist, und daß die Stegteile derart winklig zueinander angeordnet sind, daß über die Gesamtlänge des Übergangsstückes drei im wesentlichen im Querschnitt flächengleiche Kammern gebildet werden.
  5. 5. Pumpkanal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stegteile etwa über zwei Drittel der Gesamtlänge des Übergangsstückes ausgehend von dem dem Mittelstück benachbarten Ende erstrecken.
  6. 6. Pumpkanal nach Anspruch 1 oder 2 mit einem vier Kammern aufweisenden Übergangsstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück drei Stegteile umfaßt, von denen die beiden äußeren auf ihren AuBenseiten mit den U-förmigen Formteilen versehen und winklig zueinander angeordnet sind und von denen das mittlere Stegteil entlang der Mittelachse des Übergangsstückes angeordnet ist, so daß über die Gesamtlänge des ÜbergangsstUckes vier im wessntlichen im Querschnitt flichengleiche Kammern gebildet werden.
  7. 7. Pumpkanal nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stegteile (7) nur einseitig verjüngen, so daß entweder nur die Oberseite () oder nur die Unterseite (20) des Übergangsstuckes (4) in Axialrichtung schräg verläuft.
  8. 8. Pumpkanal nach Anspruch 7 mit zwei Übergangsstücken, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Übergangsstück (4) so angeordnet ist, daß seine Unterseite (17) etwa in einer Ebene mit der des Mittelstücks (3) und des Rohranschlußstücks (2) liegt, und daB das andere ÜbergangsstUck (4) so angeordnet ist, daß seine Oberseite (19) etwa in einer Ebene mit der des Mittelstücks und des RohranschluBstücks liegt.
  9. 9. Pumpkanal nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohranschlußstück (2) einen kreisformigen und das Mittelstück (3) einen etwa rechteckförmigen Querschnitt besitzt und daß die KrUmmung der U-förmigen Formteile (12,13) des Ubergangsstücks (4) etwa von der eines Kreisbogens in die eines Rechtecks übergeht.
  10. 10. Pumpkanal nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegteile (7) in ihren oberen und unteren Endbereichen mit kurzen Flanschen (23) versehen sind, an deren Enden die U-förmigen Formteile (12,13) bzw. Zwischenstücke angeschwebt sind.
  11. 11. Pumpkanal nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (4) an das Rohranschlußstück (2) und das Mittelstück (3) geschweißt ist.
  12. 12. Pumpkanal nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Mittelstückes (3) jeweils eine vernickelte Kupferschisne (31) angeordnet und über eine Schwalbenschwanzverbindung (32) an den Seitenwänden des MittelstUcks befestigt ist.
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WO2022228848A1 (de) 2021-04-30 2022-11-03 Raumedic Ag DOSIERSYSTEM ZUR EINSTELLUNG EINES DOSIERVOLUMENS EINES FLIEßFÄHIGEN MEDIUMS SOWIE SPRITZENADAPTER ALS BESTANDTEIL EINES DERARTIGEN DOSIERSYSTEMS

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WO2022228848A1 (de) 2021-04-30 2022-11-03 Raumedic Ag DOSIERSYSTEM ZUR EINSTELLUNG EINES DOSIERVOLUMENS EINES FLIEßFÄHIGEN MEDIUMS SOWIE SPRITZENADAPTER ALS BESTANDTEIL EINES DERARTIGEN DOSIERSYSTEMS
DE102021204338A1 (de) 2021-04-30 2022-11-03 Raumedic Ag Dosiersystem zur Einstellung eines Dosiervolumens eines fließfähigen Mediums sowie Spritzenadapter als Bestandteil eines derartigen Dosiersystems

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