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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Pumpen zum, Fördern
von leitenden Medien, z.B. flüssigen Metallen, und betrifft insbesondere elektromagnetische
Induktionspumpen.
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T)ie Erfindung, kann zum Fördern von.fllfssigen Metallwärmeträgern
in stationären Kernkraftwerken, in Transportkernenergieanlagen sowie auf anderen
Gebieten der Technik verwendet werden, wo als Fördermittel ein flüssiger Metallwärmeträger
bzw. eine Flüssigkeit verwendet wird, die einen elektrischen Kontakt sichert.
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Die Erfindung kann auch weitgehende Anwendung in verschiedenen Hüttenbetrieben
und Gießereien bzw. beim Fördern und Dosieren von schmelzflüssigen Metallen finden.
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Die verschiedenen Anwendungsgebiete der elektromagnetischen Pumpen
stellen an diese auch verschiedene Forderungen. Zu diesen Forderungen gehören: hohe
Pumpendrücke, erhöhte Wirkungsgrade, einfache Herstellung und hohe Zuverlässigkeit.
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Eine wichtige Rolle spielen bei der Wahl der Konstruktion der Pumpe
ihre spezifischen MaBfaktoren (Druck im Arbeitskanal je Längeneinheit) und Massefaktoren
(Materialverbrauch je Leistungseinheit), was im Endergebnis nicht nur den Preis
der Pumpe, sondern auch den Preis der gesamten Anlage, in der sie verwendet wird,
z.B. in der Transportenergetik, beeinflußt.
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Gegenwärtig wird besonderes Augenmerk auf die Entwicklung von elektromagnetischen
Induktionspumpen gerichtet, bei welchen das Induktionsprinzip der Einwirkung auf
flüssige leitende Mittel mit Hilfe der in'dem flüssigen leitenden Mittel durch die
Zusammenwirkung des Magnetfeldes des Pumpeninduktors
mit dem Feld
des in dem Mittel induzierten elektrischen Stromes entstehenden elektromagnetischen
Kraft realisiert wird.
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Dieses Prinzip der Krafteinwirkung auf flüssige leitende Mittel wird
auf zweierlei Wegen realisiert: durch Induzieren in dem Mittel eines zeitlich und
räumlich veränderlichen Magnetfeldes (Wander- bzw. Drehfeld) und durch Induzieren
in dem Mittel eines nur zeitlich veränderlichen Magnetfeldes (Wechselfeld).
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Der erste Weg erfordert einen in konstruktiver Hinsicht komplizierten
Induktor mit einer in Förderrichtung verteilten und in die Induktornuten eingelegten
Wicklung (ähnlich wie bei dem Stator in einer Asynchronmaschine). Die Induktorwicklung
ist in unmittelbarer Nähe des Förderkanals angeordnet und beim Fördern von flüssigen
Hochtemperaturmetallen sinkt steil die Arbeitszuverlässigkeit der Pumpe. Der geringe
Druck, der je Längeneinheit des Induktors wegen der geringen Induktion des Magnetfeldes
in dem Förderkanal, bedingt durch die Sättigung der Induktorzähne, entwickelt wird,
führt zu großen Abmessungen der Pumpe in Förderrichtung. Schließlich erfordert die
Herstellung eines Induktors mit einer verteilten Wicklung spezielle Ausrüstungen,
was zu einem steilen Kostenanstieg der Pumpe führt.
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Zur Realisierung des zweiten Weges werden die in konstruktiver Hinsicht
einfachsten Induktoren für ein magnetisches Wechselfeld verwendet, die einen Eisenkörper
mit üblichen Transformatorenerregerwicklungen darstellen. Da in dem Magnetleiter
keine Zahnzone vorhanden ist, können in dem Fördermittel wesentliche Magnetfeldinduktionen
erhalten werden, so daß folglich erhebliche Drücke auf geringer Induktorlänge entwickelt
werden können. Darüber hinaus kann die Wicklung bei einem solchen Induktor aus der
Wirkungszone der hohen Temperatur des Fördermittels hinausgetragen werden, was zu
einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der Pumpe führt.
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Es gibt hinreichend viele Bauarten von elektromagnetischen Induktionspumpen,
bei welchen Wechselfeldinduktoren benutzt werden.
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Gegenwärtig besteht die Meinung, daß am aussichtsreichsten Induktionspumpen
mit Wechselfeldinduktoren sind, bei welchen der elektrische Strom in dem Fördermittel.mit
Hilfe von separaten Transformatoren oder mit Hilfe von mit dem Eisenkörper des Magnetfeldinduktors
vereinigten Transformatören induziert wird. Hierbei wird angenommen, daß der Effekt
der Krafteinwirkung am größten ist, wenn die Verteilung in Förderrichtung des in
dem flüssigen Mittel induzierten elektrischen Stromes und des Magnetfeldes im wesentlichen
gleichmäßig ist..
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Ursache einer ungleichmäßigen Feld- und Stromverteilung in einem flüssigen
Medium in Förderrichtung ist erstens die Überlagerung des Induktorfeldes mit dem
Stromfeld in dem mit dem Induktormagnetfeld zusammenwirkenden Mittel (ähnlich der
Ankerrückwirkung in elektrischen Maschinen) und zweitens die Feldverzerrung in dem
Mittel durch die in dem Mittel durch das Induktormagnetfeld induzierten Wirbelströme
(s.
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beispielsweise Black' 11Elektromagnetische Wechsel- und Gleichstrompumpen
für flüssige Metalle" in dem Sammelheft für Übersetzungen aus der ausländischen
Literatur frage der' Kernenergetik, Nr. 5, 1957, Moskau).
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Zum Ausgleichen des magnetischen Feldes des elektrischen Stromes werden
verschiedene konstrüktive Maßnakunen verwendet.
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-Die bekanntesten von diesen sind erstens der Einbau einer Kompensationswicklung
(ähnlich den rotierenden Gleichstrommaschinen) durch Rückseiten des in der Flüssigkeit
fließenden elektrischen Stromes über eine ebene Platte bzw. über die in Gegenrichtung
in dem gleichen Spalt des Induktoreisenkörpers geförderte Flüssigkeit und zweitens
die Unterteilung der Elektroden durch zur Bewegungsrichtung der zu fördernden Flüssigkeit
senkrechte Ebenen die ihr von der Sekundärwicklung eines Transformators, der zur
Induzierung eines
Stromes in der zu fördernden Flüssigkeit dient,
Strom zuführen. Die Unterteilung der Elektroden wird.zur Verminderung der Wirbelströme
in der Flüssigkeit, die senkrecht zur Förderrichtung derselben fliesen, und damit
zur Verminderung der Feldverzerrung in der Flüssigkeit verwendet.
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Den Konstrukteuren solcher Pumpen stehen ernste technische Schwierigkeiten
im Wege. Eine von diesen ist die Kompliziertheit beim Aufbauen eines magnetischen
Feldes mit hoher Induktion wegen des großen nichtmagnetischen Spaltes des Induktoreisenkörpers.
Die zweite Schwierigkeit liegt in dem Anschluß der Teilelektroden an den Kanal,
über welchen das flüssige Mittel gefördert wird, vorausgesetzt, daß diese Teilelektroden
entweder gegeneinander isoliert sind oder untereinander einen großen Widerstand
für die Wirbelströme aufweisen. Schließlich ist Hauptmangel solcher Pumpen der geringe
von diesen entwickelte Druck und der kleine Wirkungsgrad derselben bei recht großen
Abmessungen und Massen.
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Bei Induktionspumpen mit magnetischem Wechselfeld, bei welchen zum
Ausgleichen des Feldes keine Kompensationswicklung und Elektrodenunterteilung benutzt
werden, wird die Länge des Eisenkörpers des Induktors in Förderrichtung so klein,
daß die in dem Fördermittel durch das Induktionsmagnetfeld induzierten und über
die nicht unterteilten Elektroden sich schließenden Wirbelströme nicht zu einer
wesentlichen Verzerrung des von dem Induktor erzeugten Fremdfeldes führen.
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Es wird angenommen, daß diese Bedingung sowohl für Pumpen, die mit
Transformatoren zur Brzeugung von Strom in dem Fördermittel vereinigt sind, als
auch für solche, bei welchen eine Zusammenwirkung des Induktormagnetfeldes mit dem
Feld der in dem flüssigen Mittel durch das gleiche Induktorfeld induzierten Strömen
stattfindet, zu erfüllen sind.
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Nachteil der letztgenannten Pumpen ist ungeachtet deren einfacher
Konstruktion auch ein niedriger Förderdruck und ein niedriger Wirkungsgrad (s. den
Hinweis auf Black).
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Bekannt ist eine elektromagnetische Wechselstrompumpe (s. beispielsweise
die FR-PS 2 025 074, Klasse H02 n 4/00, 1969), bei welcher der Kanal für die Förderung
der leitenden Flüssigkeit sich in dem Spalt eines offenen Eisenkörpers befindet.
Eine mit ihren Elektroden an den Kanal angeschlossene Schiene-umfaßt einen geschlossenen
Eisenkörperr der eine Erregerwicklung zur Erzeugung eines Stromes in dem Fördermittel
enthält. Die Schiene ist zusammen mit den Elektroden in einzelne Leiter zwecks Begrenzung
von Wirbelströmen in dem Fördermittel und Verminderung der Feldverzerrung im Kanal
durch deren Einfluß unterteilt. Darüber hinaus ist die erwähnte Schiene zur Kompensation
des Magnetfeldes der in dem Fördermittel fließenden Ströme durch den Spalt des Eisenkörpers
hindurchgefUhrt, wodurch in dem Spalt in dessen Höhe ein dem Strom in dem Fördermittel
entgegengerichteter Strom erzeugt wird. Durch die beschriebenen MaBnahmen ergibt
sich im Kanal ein wesentlich gleichmäßiges Magnetfeld.
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Jedoch ist diese technische Lösung wenig wirksam, die Pumpe ist nicht
befähigt, hohe.Drücke zu entwickeln (eben wegen der Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes
in dem Kanal), sie ist kompliziert im Aufbau, hat große Abmessungen und erfordert
einen großen AuSwand an elektrotechnischem Material. Darüber hinaus hat die Pumpe
eine komplizierte Stromversorgungsschaltung, daran bei ihrer Speisung eine bestimmte
Phasenverschiebung zwis'chen den Spannungen an den am geschlossenen bzw. am offenen
Eisenkörper angeordneten Wicklungen einhalten. muß.
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Bekannt ist auch eine elektromagnetische Wechselstrompumpe (s. beispielsweise
J.A. Bakanow, L.G. Wlasenko, S. E.
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Dwortschik, I.I. Zandart, W.K. Makarewitsch, W.E. Strishak, I.M. Tolmatsch,
S.R. TroizkiJ "Experimentelle Untersuchung einer metallflüssigen Wechselstromkonduktionsmaschine",
Magnetische Hydrodynamik, 1973, 2.124-129), die sich'von der vorangehenden dadurch
unterscheidet, daß an Stelle der Kompensationsschiene in der Höhe des Spaltes des
Eisenkörpers
ein zweiter Kanal mit gegenüber dem ersten entgegengerichteter
Fördermittelbewegung und entgegengesetzter Richtung des elektrischen Stroms in dem
Fördermittel angeordnet ist. Die Schiene und Elektroden, die dem Fordermittel Strom
zuführen, sind bei dieser Pumpe ebenfalls unterteilt ausgeführt. Der zweite Kanal,
wie auch die Kompensationsschiene in der vorangehenden Pumpe, ist zum Ausgleichen
des Magnetfeldes in dem Spalt angeordnet. Diese Pumpe besitzt die gleichen Mängel
wie die vorangehende.
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Neben dem Aufbau der erwähnten Pumpe mit gleichmäßigem Magnetfeld
in den Kanälen seien auch die Ergebnisse ihrer Prüfung angeführt. In den beiden
hydraulisch in Reihe geschalteten Kanälen, deren im Spalt des Eisenkörpers befindlicher
Abschnitt je eine Länge von 250 mm hat, übersteigt der erhaltene maximale Druck
beim Fördern von flüssigem Natrium nicht 1,3 kp/cm2 bei einem Wirkungsgrad der Pumpe
von nicht über'5%.
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Bekannt ist auch eine Einphasen-Wechselstrompumpe (s. beispielsweise
Black 11Elektromagnetische Wechsel- und Gleichstrompumpen für flüssige Metalle"
im Sammelheft von Ubersetzungen "Fragen der Kernenergetik", Nr. 5, Moskau, 1957,
S. 52, Fig. 9 b) mit gleichmäßigem Magnetfeld im Spalt der unterteilten Kompensationsschiene.
Bei dieser technischen Lösung ist der Transformator, der den'F6rd.ernifttelkanalmit
Strom speist, mit einem offenen Eisenkörper vereinigt und dient auch zur. Induzierung
eines Magnetfeldes in seinem Spalt.
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Aus den angeführten Prüfergebnissen geht hervor, daß der maximale
Pumpendruck bei Einwirkung auf Quecksilber 1,2 kp/cm2 bei einem Wirkungsgrad von
6,5 % beträgt.
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Somit werden bei der Prüfung von elektromagnetischen Pumpen mit gleichmäßigem
Magnetfeld in dem Spalt des Eisenkörpers recht kleine Drücke und niedrige Wirkungsgrade
erhalten, d.h.
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solche Pumpen mit gleichmäßigem Magnetfeld in dem Kanal sind wenig
effektiv.
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Bekannt ist auch eine elektromagnetische Pumpe für flüssige Metalle
(s. beispielsweise USA-Patent 3 837 763* Klasse 417/50,
1972),
die einen offenen Eisenkörper mit einer Wicklung zur Erzeugung eines Magnetfeldes
in dem zu fördernden flüssigen Metall und einen geschlossenen Eisenkörper mit einer
Wicklung zur Induzierung von Strom in dem flüssigen Metall enthält.
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Der Strom in dem zu fördernden flüssigen Metall wird mit Hilfe einer
geschlossenen Windung aus dem flüssigen Metall, die den geschlossenen Eisenkörper
umfaßt, induziert, wobei kein Transport des Metalls über die Windung stattfindet.
Der Kanal mit dem zu fördernden Metall bildet einen Teil dieser Windung und ist
zusammen mit der durch die gleiche Windung gebildeten Rückstromleitung in dem Spalt
des offenen Eisenkörpers untergebracht.
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Bei dieser Pumpe sind wie auch bei den vorstehend betrachteten Bauarten
wegen der Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes in dem Spalt der Pumpendruck und der
Wirkungsgrad der Pumpe gering, die Abmessungen und die Masse dagegen groß. Darüber
hinaus gibt es während der Arbeit der Pumpe keine Bewegung des flüssigen Metalls
im gesamten Volumen der geschlossenen Windung. Deshalb hängt sein Zustand von den
Wärmeverhältnissen der Pumpe ab. Auch ist eine Überhitzung des Metalls in demjenigen
Teil der Windung möglich, wo das Metall unbeweglich ist und umgekehrt, eine Erstarrung
bei ungenügender Einführung von Wärme in ihr Volumen.
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Es ist weiterhin eine elektromagnetische Induktionspumpe für flüssige
Metalle bekannt (s. beispielsweise die GB-PS Nr.
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804 621, Klasse 35. AIX, 1958), bei welcher der Kanal zur Förderung
des flüssigen Metalls im Innern der Pole eines dreipoligen Eisenkörpers mit einer
dreiphasigen Erregerwicklung angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Wicklung wird in dem
Kanal ein dreiphasiges Magnetfeld induziert. Der elektrische Strom wird dem Kanal
mit Hilfe von Sekundärwicklungen, die die Joche des Eisenkörpers umfassen und an
die entsprechenden mit dem Kanal verbundenen Elektroden angeschlossen sind, zugeführt.
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Auf solche Art und Weise werden in dem zu fördernden flüssigen Metall
Wirbelströme von dem magnetischen Wechselfeld im Kanal'induziert, die an der Erzeugung
eines Nutzdruckes nicht teilnehmen, sondern zur Senkung des Wirkungsgrades der Pumpe
führen. Darüber hinaus werden dem flüssigen Metall mit Hilfe der Sekundärspulen
Ströme zugeführt, die an der-Druckerzeugung teilnehmen.
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Diese Pumpe haut die gleichen Mängel, wie die Einphasenpumpen mit
gleichmäßigem Magnetfeld in dem Kanal. Sie hat einen niedrigen Wirkungsgrad und
einen niedrigen Förderdruck. Darüber hinaus hat die Pumpe ein kompliziertes System
für die Induzierung und Zuführung von Strom an den Kanal mit Hilfe von Sekundärspulen
großen Querschnitts.
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Einfacher in konstruktiver Hinsicht wird die gestellte technische
Aufgabe in einer anderen bekannten Konstruktion einer elektromagnetischen Einphasen-Induktionspumpe
gelöst (s. beispielsweise den oben angeführten Hinweis auf Black, Seite 52, Fig.
9 g), die einen offenen Magnetkörper mit einer an eine Wechselstromquelle angeschlossenen
einphasigen Erregerwicklung enthält, in dessen Spalt der Kanal zur Förderung des
leitenden flüssigen Mittels, in dem ein Strom induziert wird, angeordnet ist. An
den Kanal ist eine leitende Schiene angeschlossen, die teilweise den Eisenkörper
umfaßt und die in dem Fördermittel induzierten Wirbelströme seitens des Austittsendes
des Kanals schließt.
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Die durch das magnetische Wechselfeld induzierten Wirbelströme fließen
über das Fördermittel in dem Spalt des Eisenkörpers in einer Richtung und schlieBen
sich über die Schiene außerhalb des Eisenkörperspaltes in entgegengesetzter Richtung.
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Bei der Zusammenwirkung des Magnetfeldes in dem Eisenkörperspalt mit
dem in dem Fördermittel induzierten elektrischen Strom wird in diesem eine elektromagnetische
Kraft angeregt, welche die Förderung der Flüssigkeit bewirkt.
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GemäB dieser Auffassung, nach welcher der Krafteinwirkungseffekt am
größten ist, wenn das Magnetfeld im Kanal gleichmäßig
ist, wer.den
die Abmessungen des Kanals derart gewählt, daß die Verzerrung des Magnetfeldes in
diesem unter der Wirkung der Wirbelströme in dem Fördermittel minimal ist.
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Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, eine niedrige Frequenz des die
Erregerwicklung speisenden Stromes zu benutzen.
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(s. bei Black).
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Somit ist die'bekannte Pumpe einfach in konstruktiver Hinsicht, hat
geringe Abmessung und Masse, eine einfache Stromversorgungsschaltung, jedoch ist
ihre Wirksamkeit sogar niedriger als bei den oben besohriebenen Pumpen mit magnetischem
Wechselfeld (s. bei Black, S. 52). Dies hängt vor allem damit zusammen, daß, wenn
es bei den Pumpen mit getrennter Speisung der Wicklungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes
im Kanal und zur Induzierung von Strom in dem Fördermittel (d.h. der Wicklungen
jeweils an dem offenen und geschlossenen Eisenkörper) möglich ist,.das Feld und
den Strom in dem Fördermittel durch entsprechende Wahl der Phasenverschiebung zwischen
den an die erwähnten Wicklungen angelegten Spannungen in Phase zu bringen, so wird
bei dieser technischen Lösung diese Aufgabe nur durch die Streureaktanz der durch
das Fördermittel und der Schließschiene gebildeten Sekundärwindung gelöst.
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Eine Analyse.der verschiedenen Bauarten' der el.ektromagnetischen
Pumpen, die ein.magnetisches Wechselfeld benutzen, zeigte, daß sie alle eine geringe
Wirksamkeit aufweisen, nicht befähigt sind, hohe Drücke zu entwickeln und deren
Anwendungsgebiet durch diejenigen Aufgaben begrenzt ist, für die keine hohen Drücke
benötigt sind, während die entscheidende.Rolle bei der Wahl der Bauart der Pumpe
die Einfachheit deren Konstruktion und deren Zuverlässigkeit spielt.
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Der Erfindung .liegt die Aufgabe, zugrunde, eine elektromagnetische
Induktionspumpe zu schaffen, bei der die Wahl der Länge der an den Förderkanal angrenzenden
Abschnitte des Eisenkörpers in Förderrichtung eine steile Erhöhung des Druckes in
dem Förderkanal und dementsprechend des Wirkungsgrades der Pumpe sichert, ohne daß
ihre Konstruktion komplizierter
und'die Abmessungen sowie die
Masse wesentlich größer werden.
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Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei der elektromagnetischen
Pumpe, die einen offenen Eisenkörper mit einer an eine Wechselstromquelle angeschlossenen
Erregerwicklung, in dessen Spalt ein Kanal zur Förderung des flüssigen leitenden
Mittels, in dem ein Strom induziert wird, angeordnet ist und ein Mittel zum Schließen
des Stromes außerhalb des Eisenkörperspaltes, das einen elektrischen Kontakt mit
dem zu fördernden Mittel hat und teilweise den Eisenkörper umfaßt, enthält, gemäß
der Erfindung zumindest die an den Förderkanal angrenzenden Abschnitte eine Länge
1 in Förderrichtung haben, die durch den Ausdruck
worin - spezifische Leitungsfähigkeit des Fördermittels, p0 - magnetische Permeabilität
des Fördermittels w - Winkelfrequenz der Wechselstromquelle zur Speisung der Erregerwicklung
bedeuten, bestimmt wird und eine Dämpfung -des Magnetfeldes in dem Kanal über die
Länge 1 in Förderrichtung nach einem dem Exponentialgesetz nahen Gesetz bis auf
einen durch die-vorgegebene Lunge 1 bestimmten Wert sichert.
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Es ist zweckmäßig, daß bei der Ausführung des Mittels zum Schließen
des Stromes außerhalb des Eisenkörperspaltes in Form einer Schiene, die seitens
des Austrittsendes des Kanals teilweise den an den Kanal angrenzenden Abschnitt
des Eisenkörpers umfaßt, die Pumpe zumindest einen zusätzlichen Kanal zum Fördern
des flüssigen leitenden Mittels und zusätzliche Schienen, deren Zahl der Zahl der
Kanäle entspricht, enthält, wobei Jeder zusätzliche Kanal in dem Spalt des Eisenkörpers
ohne Uberdeckung des Nachbarkanals in Richtung des in dem Spalt erzeugten Magnetfeldes
liegen soll, während die zusätzlichen Schienen einen elektrischen Kontakt mit dem
Mittel in dem entsprechenden Kanal haben und teilweise den an den
Kanal
angrenzenden Abschnitt derart umfassen sollen, daß die Förderrichtung in Jedem zusätzlichen
Kanal gegenüber dem Nachbarkanal gleich oder entgegengesetzt ist, wobei die Schienen
der Nachbarkanäle zur Verstärkung der Dämpfung des Magnetfeldes in dem Hauptkanal
und dem zusätzlichen Kanal bei einer Dämpfungsrichtung in Jedem der Zusatzkanäle,
die der Dämpfungsrichtung in dem Nachbarkanal gleich oder entgegengesetzt ist, miteinander
leitend verbunden sind.
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Es ist nützlich, daß bei Förderung des Mittels in jedem Zusatzkanal
in einer Richtung, die der Förderrichtung in dem Nachbarkanal entgegengesetzt ist,
der Haupt- und, der Zusatzkanal .hintereinander zur Erzeugung eines einheitlichen
Fördermittelstromes und Anregung einer Reihe von gedämpften Magnetfeldern in Richtung
dieser einheitlichen Strömung verbunden werden.
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Es ist vortelhaft,.daß die Pumpe eine Kammer mit Stutzen zum Ein-
und Auslassen des Fördermittels enthält, die in verschiedenen Höhen, die durch die
Wandungen zweier ineinander angeordnet.er Rohrstücke gebildet ist, wobei ein Teil
der Kammer an deren Umfang im Spalt des Eisenkörpers liegt und als Kanal zur Förderung
des flüssigen leitenden Mediums dient, während der andere Teil derselben außerhalb
des Spaltes liegt und das in diesem unter der Wirkung der in dem außerhalb des Spaltes
liegenden Teil angelegten elektromagnetischen Kräfte geförderte flüssige leitende
Mittel als Mittel zum Schließen des Stromes außerhalb des Eisenkörperspaltes dient,
um eine Dämpfung des Magnetfeldes in dem in dem Spalt'liegenden Teil der Kammer
von dem Ende der.Kammer, an dem im Innern eines inneren Rohrstückes, das diese Kammer
bildet, der Eisenkörper angeordnet ist, bis zum anderen Ende derselben hin zu sichern.
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Es ist zweckmäßig, daß der außerhalb des Eisenkörperspaltes liegende
Teil der Kammer mit Trennwänden versehen ist, welche man in Längsrichtung der Kammer
derart anordnet, daß der Umlauf des Fördermittels im Innern der Kammer, der an den
Grenzen
zwischen dem in dem Spalt liegenden Teil der Kammer und dem anderen Teil derselben
entsteht, begrenzt wird.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Trennwände in'Form von Lamellen
ausgeführt sind, die man in zwei Reihen senkrecht zur Förderrichtung in dem im Bisenkörper
liegenden Teil der Kammer und Jede mit der Arbeitskante an der entsprechenden Grenze
zwischen den Kammerteilen anordnet, Es ist vorteilhaft, daß bei Benutzung eines
dreipoligen Eisenkörpers mit einer Dreiphasenerregerwicklung und Ausführung in Jeder
Phase eines Mittels zum Schließen des Stromes außerhalb des Eisenkörperspaltes :in
Form einer Schiene, die teilweise den an den Förderkanal angrenzenden entsprechenden
Abschnitt des Eisenkörpers seitens des Austrittsendes (gegenüber der Förderrichtung)
des Kanals umfaßt, der Kanal selbst zylinderförmig ausgeführt ist, die an die sen
Kanal angrenzenden Abschnitte der Eisenkörperpole an seinem Umfang in angenähert
gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und die Schienen elektrisch untereinander
zur Anregung gleicher gedämpfter, zueinander um 120 versetzter Magnetfelder im Kanal
verbunden sind.
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Es ist nützlich, daß die Pumpe zwei längs des Kanals angeordnete zusätzliche
dreipolige offene Eisenkörper mit Drelphasenerregerwicklungen und mit einer Schiene
in Jeder Phase, die als Mittel zum Schließen des Stromes außerhalb des Eisenkörpers
dient und teilweise den an den Förderkanal seitens seines Austrittsendes angrenzenden
entsprechenden Abschnitt dieses Eisenkörpers umfaßt, wobei die an den Kanal angrenzenden
Abschnitt der zusätzlichen Eisenkörper ähnlich der Anordnung solcher Abschnitte
des Haupteisenkörpers angeordnet sind und eine Länge in Förderrichtung haben, die
der Länge dieser Abschnitte des Haupteisenkörpers entspricht, während die Erregerwicklungen
der zusätzlichen Eisenkörper an die Drehstromquelle derart angeschlossen sind, daß
in jedem zuzusätzlichen Eisenkörper die nahen um 1200 zu dem in Förderrichtung vorangehenden
Eisenkörper zur Bildung einer am Umfang des Kanals und in seiner Länge angepaßten
Phasenfolge
und Erregung auf dem Abschnitt des Kanals zwischen
den Polen des entsprechenden zusätzlichen Eisenkörpers eines gedämpften Magnetfeldes,
das zeitlich gegenüber dem gedampften Magnetfeld des in Bezug auf die Förderrichtung
vorangehenden Eisenkörpers um 120 versetzt ist, verschoben sind.
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Es ist zweckmaBig, daß zumindest einer der an den Förderkanal angrenzenden
Abschnitte des Eisenkörpers als Polschuh ausgeführt ist, bei welchem zumindest ein
Ende, das als Austrittsende bezüglich.der Förderrichtung gilt, aus dem Eisenkörper
herausragt und die Größe der Querschnittsflächen des herausragenden Endes in Förderrichtung
derart gewahlt ist, daß für jeden Querschnitt ein Durchlaß des Magnetflusses, der
in diesem Querschnitt durch das erwähnte Gesetz der Dämpfung des Magnetfeldes über
die Länge 1 des Polschuhes bestimmt wird, gewährleistet ist.
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Nachstehend wird die Erfindung durch anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 (a, b) einen Teil der erfindungsgemäßen Pumpe (schematische
Darstellung des Kanals im Spalt des Eisenkörpers in den Ebenen XZ bzw. XY); Fig.
2 eine'axonometrische Darstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Induktionsspule
(Axonometrie); Fig. 3 im Diagramm die Abhängigkeit-der magnetischen Induktion B
und des elektrischen Stromes mit der Dichte 5 von der Länge 1; Fig. 4 die Abhängigkeiten
des Druckes b P und desWirkungsgrades n des Kanals der erSindungsgemäBen Pumpe von
der magnetischen Reynoldsschen Zahl Rem bei verschiedenen Werten des Skineftektparameters
; Fig. 5 die axonometrische Darstellung einer elektromagnetischen Induktionspumpe,
die einen zusätzlichen Kanal mit einer Schiene aufweist;
Fig. 6
die axonometrische Darstellung einer elektromagnetischen Induktionspumpe, bei welcher
der Hauptkanal und der Zusatzkanal gesonderte offene Eisenkörper haben; Fig. 7 die
Draufsicht auf einen Teil einer schematisch dargestellten elektromagnetischen Induktionspumpe,
bei der der Hauptkanal und die n-l Zusatzkanäle in Reihe miteinander verbunden sind
(Riß über die Schiene und den Kanal); Fig. 8 die axonometrische Darstellung einer
elektromagnetischen Induktionspumpe, die eine mit dem Fördermittel gefüllte, als
Stromschlußmittel dienende Kammer aufweist; Fig. 9 die axonometrische Darstellung
einer Kammer der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Pumpe, die mit Trennwänden
in Form von Lamellen ausgeführt ist; Fig.10 den teilweisen Querschnitt einer elektromagnetischen
Induktionspumpe in Dreiphasenausführung mit einem zylinderförmigen Kanal, bei welcher
die Eisenkörperpole am Umfang des Kanals angeordnet sind; Fig.11 den Schnitt XI-XI
in Fig. 10; Fig.12 den Längsschnitt einer elektromagnetischen Induktionspumpe in
Dreiphasenausführung und mit e inem - zylinderförmigen Kanal, bei der in der Länge
des Kanals .zusätzliche dreipolige Eisenkörper angeordnet sind; Fig.13 den Querschnitt
XIII-XIII in Fig. 12; Fig.14 eine Variante des Anschlusses der in Fig. 12 gezeigten
Pumpe an ein Drehstromnetz mit Angabe der Phasenfolge in der Länge und am Umfang
des Kanals; Fig.15 in axonometrischer Darstellung einen Teil einer elektromagnetischen
Induktionspumpe, bei der die an den Kanal angrenzenden Abschnitte des Eisenkörpers
als Polschuhe ausgeführt sind;
Fig. 16 den schematischen Längsschnitt
eines Teils des Eisenkörpers mit Wicklung, bei dem der Polschuh in Richtung der
Abnahme der Induktion B des Magnetfeldes versetzt ist und den Verlauf der magnetischen
Induktion B; Fig. 17 die Abwicklung des zylinderförmigen Kanals in zwei (a, b) Projektionen
der Pumpe gemäß Fig. 10 mit Angabe der Richtungen der Induktion R der Magnetfelder
und der elektrischen Ströme mit der Dichte j in dem Fördermittel und den Schienen
sowie der Richtung der Fördergeschwindigkeit U des Mittels unter der Einwirkung
der elektromagnetischen Kräfte.
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Die erfindungsgemäße Induktionspumpe enthält einen offenen Eisenkörper
1 (Fig. 1 a, b, 2) mit einer an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Erregerwicklung
(Fig. 2). In dem.luftspalt'des Eisenkörpers 1 (Fig. 1, 2) ist ein Kanal 3 für die
Förderung des flüssigen leitenden Mittels und ein Mittel zum Schließen des Stromes
außerhalb des Eis enkörp erspaltes, das elektrischen Kontakt mit dem Fördermittel
4 hat und teilweise den Eisenkörper 1 umfaßt. Bei dieser Variante ist das Stromschlußmittel
in Form einer Schiene 5 ausgeführt.
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Zumindest die an den Förderkanal 3 angrenzenden Abschnitte 6 des Bisenkörpers
haben eine Länge 1 in Förderrichtung, die durch den Ausdruck
bestimmt wird und eine Dämpfung des Magnetfeldes im Kanal 3 auf der Länge 1 in Förderrichtung
nach einem dem Exponentialgesetzt nahen Gesetz bis auf einen durch die vorgegebene
Länge 1 bestimmten Wert sichert.
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Hierin bedeuten: t die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Fördermittels
4;
die magnetische Permeabilität des Fördermittels 4; W die Winkelfrequenz
der Wechselstromquelle, die die Erregerwicklung 2 (Fig. 2) speist.
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Bei Anordnung des in dem Luftspalt des Eisenkörpers 1 untergebrachten
Kanals 3 und des Stromschlußmittels (der Schiene 5) an den Koordinatenachsen gemäß
Fig. 1 (a, b) ist der Induktionsvektor B längs der Achse Z, der elektrische Feldvektor
3 und der Vektor der Stromdichte j in dem Fördermittel 4 längs der Achse X gerichtet.
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Die Wahl der Länge 1 der an den Kanal 3 angrenzenden Abschnitte 6
des Eisenkörpers 1 erfolgt aufgrund der Gleichungen des elektromagnetischen Feldes,
die in der einfachsten Form nach Fig. 1 (a, b) wie folgt lauten:
J (E-UB) (3) In diesen Gleichungen sind: B, j und E Größen, die sich in Jedem. Punkt
des Fördermittels zeitlich nach dem Sinusgesetz ändern; i imaginäre Einheit.
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Beim Zusammenwirken des Magnetfeldes mit der Induktion B und des elektrischen
Stromes mit der Dichte J in dem.leitenden Mittel wird in dem Kanal auf der'länge
1 ein elektromagnetischer Druck erzeugt, der mit Hilfe der bekannten Gleichung:
ermittelt wird. (* bedeutet eine konJugierte komplexe Größe).
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In dem Ausdruck 4 ist * Re C JB ] = ReJB+ImJImB (5) bei Re und Im
Jeweils der reelle und imaginäre Teil der komplexen Zahl sind.
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Setzt man die Werte für die Stromdichte J aus der Gleichung (1) in
den Ausdruck (5) ein, so erhält man:
Nach Integration der Gleichung (4) unter Berücksichtigung von (6) über die Länge
1 erhält man:
worin BO und B1 die Amplitude der Induktion des Magnetfeldes an den Grenzen des
Luftspaltes am Eintrittsende und am Austrittsende des Kanals 3 in Bezug auf die
Förderrichtung des leitenden Mittels 4 bedeuten.
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Aus dem Ausdruck (7) ist ersichtlich, daß der in dem Kanal 3 erzeugte
elektromagnetische Druck umso größer ist, Je größer die Dämpfung der Amplitude der
Magnetfeldintuktion in dem Kanal 3 auf der Länge 1 in Förderrichtung des Mittels
4 ist.
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Der Druck ist maximal, wenn B1O 0 ist.
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Somit wird beim Anlegen einer Spannung an die Wicklung 2 (Fig. 2)
in dem Spalt des Eisenkörpers ein in Förderrichtung des Mittels 4 gedämpftes Magnetfeld
mit der Induktion B (Fig.3) und ein elektrischer Strom mit der Dichte , der in dem
Fördermittel 4 fließt (Fig. 1) und sich Uber das Stromschlußmittel 5 (Schiene) außerhalb
des Spaltes des Eisenkörpers 1 schließt, induziert.
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Der Verlauf der Abnahme der Amplitude der Magnetfeldinduktion über
die'länge 1 ergibt sich aus der Induktionsgleichung, die mit Hilfe des Gleichungssystems
(1-3) für die dimensionslose Induktionsgröße B und die auf die Länge 1 bezogene
Koordinate X dargestellt wird:
worin Rem =6 poUl die Reynoldssche Zahl und
den Skineffektparameter bedeuten. Die Lösung der Induktionsgleichung (8) ist
dabei sind:
C1 und C2 sind Integrierungskonstanten, die aus den Grenzbedingungen bestimmt werden.
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Mit Hilfe der Gleichungen (1) und (9) ergibt sich der Ausdruck für
die Dichte des in dem Fördermittel fließenden Stromes zu: J = ( C1 eaX+C2eß X )
Daraus folgt, daß sowohl das Magnetfeld als auch die Dichte des Stromes in dem Fördermittel
4 auf der Länge 1 in Förderrichtung nach einem dem Exponentialgesetz nahen Gesetz
gedämpft werden oder nach dem Gesstz der Induktion B abnehmen.
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Eine der nötigen Grenzbedingungen ist die Stärke des elektrischen
Feldes in dem Fördermittel 4 an der Grenze des Spaltes des Eisenkerns 1 am Austrittsende
des Kanals 3 in Bezug auf die Förderrichtung. Diese Größe muß dank des außerhalb
des Eisenkörpers vorhandenen Stromschlußmittels nahezu gleich Null sein. Gerade
unter dieser Bedingung findet eine DEmpfung des Magnetfeldes in Förderrichtung nach
einem dem'Exponentialgesetz nahen Gesetz (s. Ausdruck (9) ) bis auf einen durch
die vorgegebene Länge 1 der an den Kanal 3 angrenzenden Abschnitte 6 des Eisenkörpers
bestimmten Wert statt.
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Eine gewisse Abweichung des Dämpfungsverlaufs des Magnetfeldes über
die Länge 1 von dem exponentiellen Verlauf kann
mit verschiedenen
Randeffekten, bedingt durch das Zerfließen des in dem Fördermittel 4 induzierten
Stromes außerhalb des Luftspaltes des Eisenkörpers 1 und ein Aufbauchen des Magnetfeldes
über die Grenzen dieses Spaltes hinaus, verbunden sein., Aufgrund einer Zahlenanalyse
der angeführten Beziehungen ergeben sich die Abhängigkeiten des elektromagnetischen
Druckers, bezogen auf seine maximale Größe 6 Pmax = Bo/4 uO, und des Wirkungsgrades
des Kanals von der magnetischen Reynoldsschen Zahl Rem bei verschiedenen Werten
des Skineffektparametersgemäß Fig. 4.
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Aus den aufgeführten Abhängigkeiten ist ersichtlich, daß der durch'die
Pumpe entwickelte Druck bei Rem = O, d.h. bei unbeweebichem Fördermittel. sich seinem
maximalen Wert Pmax bei
nähert. Deshalb liegt der, vorliegenden Erfindung die Länge l der an den Kanal 3
angrenzenden Abschnitte 6 (Fig. 1, 2) des Eisenkörpers 1, die sich aus der letzten
Beziehung ergibt, zugrunde, d.h.
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.Somit wird bei X > 2 das Magnetfeld gemäß dem Ausdruck (7) auf
der erwahnten Länge 1 gedämpft und nähert sich'immer dem Nullwert.
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Die obere Grenze für 1 wird durch die Größe des dimensionslosen Parameters
X (Fig. 4) bestimmt, welche die Gewinnung des geforderten Druckes beim notwendigen
Wert der Reynoldsschen Zahl Rem sichert.
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Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher beim Schließen des
in dem leitenden Fördermittel 4 (Fig. 5) induzierten Stromes mittels einer aus leitendem
Material (z.B.
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Kupfer) ausgeführten Schiene 7, die einen elektrischen Kontakt mit
dem Fördermittel 4 hat und teilweise den an den Eanal 3 seitens des Austrittsendes
(in Bezug auf die Förderrichtung) angrenzenden Abschnitt 6 des Eisenkörpers 1 umfast,
zumindest ein zusätzlicher Kanal für die Förderung des
leitenden
flüssigen Mittels (bei der betrachteten Variante -Kanal 8) und zusätzliche Schienen
(Schiene 9), deren Zahl der Zahl der Kanäle entspricht, vorhanden sind. Der Zusatzkanal
8 ist in dem Luftspalt des Eisenkörpers 1 hinter dem Hauptkanal 3 in der zur Förderrichtung
senkrechten Richtung ohne Überdeckung in Richtung des Magnetfeldes im Spalt angeordnet.
Die zusätzliche Schiene 9 hat einen elektrischen Kontakt mit dem Fördermittel in
dem Zusatzkanal 8 und umfaßt teilweise den an den Zusatzkanal 8 angrenzenden Abschnitt
6 des Eisenkörpers 1, bei der betrachteten Ausführung am Austrittsende des Kanals
8 in Bezug auf die Förderrichtung des Mittels 4, die bei einer solchen Anordnung
der Schiene 9 entgegengesetzt der Förderrichtung des Mittels 4 in dem Hauptkanal
3 ist. Möglich ist auch eine Ausführungsform, bei der die Förderrichtung in dem
Zusatzkanal 8 mit der Förderrichtung in dem Hauptkanal 3 zusammenfällt.
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Die Schienen 7 und 9 der Kanäle 3 und 8 sind elektrisch untereinander
verbunden (im allgemeinen Fall sind die Nachbarschienen verbunden) und auf dem Verbindungsabschnitt
10 dieser Schienen 7 und 9 sind die in den entsprechenden Kanälen 3 und 8 induzierten
Ströme entgegengerichtet. Dadurch kann der Querschnitt des Verbindungsabschnitts
10 der Schienen 7, 9 kleiner als der Querschnitt dieser- Schienen 7, 9 außerhalb
des Abschnittes 10 ausgeSElrt sein.
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Die Verbindung der Schienen in allen hier möglichen Varianten sichert
eine Verstärkung der Dämpfung des Magnetfeldes in dem Hauptkanal und den Zusatzkanälen
bei einer D Apfimgsrichtung in Jedem der Zusatzkanäle, die mit der DEEmpeungsrichtung
des Magnetfeldes in dem Nachbarkanal zusammenfällt bzw. dieser entgegengesetzt ist.
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Der Eisenkörper 1 kann aus Dynamoblech und die Kanäle - der Hauptkanal
3 und der Zusatzkanal 8 - aus Metall, z.B. aus Stahl, ausgeführt sein. Der Kontakt
der Schienen 7 und 9 mit Fördermittel 4 kann, über den Metallkanal durch Löten bzw.
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Schweißen bzw. durch direkte Einführung in das Fördermittel 4 realisiert
werden.
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Weiterhin ist eine Ausführung mit einem offenen Eisenkörper in Form
von separaten Eisenkörpern 11 (Fig. 6) und 12 möglich, von denen Jeder an den Hauptkanal
3 oder an den Zusatzkanal angrenzt.
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Zur Gewinnung eines Druckes in der Pumpe, der die Druckmöglichkeiten
eines Kanals, welche'durch die SEttigungsinduktion des Eisenkörpers begrenzt sind,
übersteigt, ist eine Variante zweckmäßig, bei welcher der Hauptkanal- 3 und die
Zusatzkanäle 8 gemäß Fig. 7 hintereinander verbunden sind, um einen einheitlichen
Förderstrom zu erzeugen und eine Reihe von gedämpften Magnetfeldern in Richtung
dieser Strömung anzuregen.
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Hierbei ergeben sich für den Hauptkanal 3 und den Zusatzkanal 8, die
einen gleichen Querschnitt und folglich gleiche Strömungsgeschwindigkeiten haben,
entsprechend dem Ausdruck (9) gleiche Dämpfungsbilder des Magnetfeldes in Richtung
der Förderung des leitenden Mittels.
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Zur Förderung von flüssigen leitenden Mitteln ohne Benutzung des elektrischen
Kontakt es zwischen der festen Schiene und dem Fördermittel ist eine Pumpenvariante
zweckmäßig, die der in Fig. 2 gezeigten Pumpe ähnlich ist. Der Unterschied besteht
darin, daß eine Kammer vorhanden ist, die durch die Wande zweier ineinander liegender
Rohrabschnitte - des inneren Abschnittes 14 (Fig. 8) und des äußeren Abschnittes
15 -gebildet wird. Der Teil 16 der Kammer ist am Umfang derselben im Spalt des Eisenkörpers
1 angeordnet und dient als Kanal, zur Förderung des flüssigen leitenden Mittels
4. Der restliche Teil 17 der Kammer liegt außerhalb des Spaltes des Eisenkörpers
1 und das über diesen unter der Wirkung der im Teil 16 der Kammer angeregten elektromagnetischen
Kräfte geförderte flüssige leitende Mittel 4 dient als Mittel zum Schließen des
Stromes außerhalb des Spaltes des Eisenkörpers 1.
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Der an den in dem Spalt des Eisenkörpers 1 liegenden Kammerteil 16
angrenzende Teil des Eisenkörpers 1, bei der betrachteten Ausführungsform der Stab
18, verläuft im Inneren des Rohrabschnittes 14 zur Sicherung einer Dämpfung des
Magnetfeldes
in dem Kammerteil 16 von dem erwähnten Kammerende,
an dem im Inneren des Rohrabschnittes 14 der Eisenkörper (Stab 18) angeordnet ist,
zum anderen Kammerende.
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Die Stutzen 19 und 20 zum Ein- und Austritt des Fördermittels sind
in verschiedener Höhe angeordnet. Bei der betrachteten Ausführungsform bildet der
Austrittstutzen 20 die Fortsetzung des in dem Spalt des Eisenkörpers liegenden Kammerteils
16, während der Eintrittstutzen 19 sich in dem außerhalb des Spaltes liegenden Kammerteil
17 in dem unteren Teil der Kammer befindet, wodurch eine Fortbewegung des leitenden
Mittels 4 bei dessen Förderung über das gesamte Volumen der Kammer gesichert wird
und Bedingungen für die vollständige Füllung der Kammer durch das Mittel 4 vor dem
Einschalten. der Pumpe und des Auslaufs des Mittels 4 aus der Kammer nach dem Abschalten
der Pumpe von der Wechselstromquelle geschaffen werden.
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Zwecks Verminderung des elektrischen Widerstandes für den in dem Mittel
4 um den Stab 18 des Eisenkörpers 1 umlaufenden Strom kann der außerhalb des Spaltes
des Eisenkörpers 1 liegende Teil 17 der Kammer einen größeren Durchgangsquerschnitt
für den elektrischen Strom im Vergleich zu dem in dem Spalt des Eisenkörpers 1 liegenden
Kammerteil 16 haben.
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Die aus zwei Teilen 16 und 17 bestehende Kammer kann sowohl äus einem
leitenden Material, z.B. Stahl, als auch aus einem Isoliermaterial, z.B. Keramik,
Graphit, ausgeführt- sein.
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Zur Erhöhung des ton der Pumpe durch Begrenzung- des Umlaufs des Fördermittels
4 in der Kammer erzeugten Druckes, der an den Grenzen zwischen dem im Spalt des
Eisenkörpers 1 liegenden Teil 16 der Kammer und dem Teil 17 dieser Kammer entsteht,
sind in der Kammer Trennwände 21 (Fig. 9) ausgeführt.
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Die Trennwände 21 sind als Lamellen ausgeführt, die in zwei Reihen
in dem außerhalb des Spaltes des Eisenkörpers 1 liegenden Kammerteil 17 derart befestigt
sind, daß die Arbeitskante 22 Jeder Lamelle 21 an der entsprechenden Grenze zwischen
den Kammerteilen 16 uzd 17 liegt. Die Lamellen 21 sind
in der ganzen
im Spalt des Eisenkörpers befindlichen, durch den Ausdruck (12) bestimmbaren Länge
1 der Kammer senkrecht zur Förderrichtung des leitenden Mittels in dem im Spalt
des Eisenkörpers 1 liegenden Teil 16 angeordnet. Hierbei ist die Fläche und Dicke
der Lamellen"21 derart gewählt, daß die Lamellen 21 der Bewegung des leitenden Mittels
aus dem Stutzen 19 in den-im Spalt des Eisenkörpers 1 befindlichen Teil 16 der Kammer
im Wege stehen. Die Trennwände können, wie auch die Kammer selbst, aus einem leitenden
oder.
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einem isolierenden Material bestehen.
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Die Möglichkeiten der oben beschriebenen Einphasenpumpen beim Fördern
eines flüssigen leitenden Mittels (Pumpenförderleistung) sind durch den Durchgangsquerschnitt
des Förderkanals begrenzt, der seinerseits dadurch begrenzt ist, daß seine übermäBige.VergröBerung
die Wirksamkeit der Pumpe vermindert..Dies ist damit verbunden, daß, eine übermäßige
Vergrößerung der' Höhe des Durchgangsquerschnitts (Maß in Richtung des Magnetfeldes
in dem Sisenkörperspalt) zu einer übermäßigen Vergrößerung der Erregerwicklung und
einer Vergrößerung ihrer magnetischen Streuflüsse führt, während eine übermäßige
Vergrößerung des zweiten Maßes des Durchgangsquerschnitts (seine Breite) zu einem
Zerfließen des in dem Fördermittel induzierten Stromes außerhalb des Eisenkörperspaltes
am Eintrittsende (in Bezug auf die Förderrichtung) führt. Der-"außerhalb des Eisenkörperspaltes
zerflossene Strom nimmt nicht an der Erzeugung des Druckes teil, sondern führt zur
Senkung desselben und des Wirkungsgrades der Pumpe. Darüber hinaus führt die Benutzung
einer leistungsstarken Einphasenpumpe zu einer unsymmetrischen Phasenbelastung der
Drehstromquelle bei der Speisung der Pumpe.
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Deshalb ist eine Pumpenvariante zweckmäßig, bei der bei Benutzung
eines dreipoligen offenen Eisenkörpers 23 (Fig. 10, 11) mit einer Dreiphasenerregerwicklung
und Ausführung in jeder Phase eines Mittels zum Schließen des Stromes außerhalb
des Eisenkörperspaltes in Form einer Schiene 25, die teilweise den an den Förderkanal
seitens seines Austrittsendes
angrenzenden entsprechenden Abschnitt
6 des Eisenkörpers 23 umfaßt, wobei der Polteil 26, der an den Kanal 27 angrenzt,
selbst zylinderförmig ausgeführt ist. Die an diesen Kanal 27 angrenzenden Abschnitte
6 der Pole 26 de3 Eisenkörpers 23 sind an seinem Umfang etwa in gleichen Abständen
voneinander angeordnet, während die Schienen 25 elektrisch miteinander verbunden
sind. Solch eine Ausführung der Pumpe führt zum Anregen durch jede Phase in seinen
Kanal 23 gleicher gedämpften zeitlich zueinander um 1200 versetzte ten Magnetfelder.
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Bei. zylindrischer Ausführung des Kanals 27 mit Ringübergangsquerschnitt
wird im Inneren desselben ein Kern 28 aus Magnetmaterial angeordnet.
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In Jedem Kanal einer Einphasenpumpe bzw. in dem Kanal jeder Phase
einer Dreiphasenpumpe wird ein Druck entwickelt, der zeitlich mit der doppelten
Frequenz des die Erregerwicklung speisenden Stromes pulsiert, während die über die
Zeit gemittelte Größe dieses Druckes durch die Sättigung des an den Kanal angrenzenden
Eisenkörpers begrenzt ist.
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Zwecks Erhöhung des Druckes und Stabilisierung desselben in der Zeit
ist eine Ausführungsform der Pumpe zweckmäßig, die neben dem dreipoligen Haupteisenkörper
23.(Fig. 12, 13) mit der dreiphasigen Erregerwicklung noch zwei in der Länge des
Kanals 27 angeordnete zusätzliche dreipolige offene Eisenkörper 29 mit je einer
dreiphasigen Erregerwicklung 30 und mit einer Schiene 31 in jeder Phase enthält,
die als Mittel zum Schließen des Stromes außerhalb des Luftspaltes des Eisenkörpers
29 dient und teilweise den an das Austrittsende des Kanals 27 angrenzenden Abschnitt
6 des Eisenkörpers 29 (Abschnitt des Pols 32) umfaßt. Hierbei sind die an den Förderkanal
27 angrenzenden Abschnitte 6 ähnlich wie die gleichen Abschnitte 6 des Haupteisenkerns
23.angeordnet und haben eine Länge in Förderrichtung, die der Länge dieser Abschnitte
6 des Haupteisenkörpers 23 entspricht. Hierbei ist die Erregerwicklung 30 des zusätzlichen
Eisenkörpers 29 an die Drehstromguelle derart angeschlossen, daß in jedem
zusätzlichen
dreipoligen Eisenkörper 29 die Phasen gegen-Uber dem in Förderrichtung vorangehenden
Eisenkörper 23 bzw. 29 um 120° versetzt sind. Dies ist zur Bildung einer am Umfang
des Kanals 27 und in seiner Länge angepaßten Folge der Phasen A, B und C (Fig. 14)
und Anregung eines gedämpften Magnetfeldes auf dem zwischen den Polen 32 des entsprechenden
Zusatzeisenkörpers 29 liegenden Abschnitt des Kanals 27' (Fig. 12, 13), das zeitlich
gegenüber dem gedämpften'MagnetSeld des in Förderrichtung vorangehenden Eisenkörpers.23,
.29 um 1200 versetzt ist, erforderlich.
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Der Innenraum des Kanals 27 mit Ringdurchgangsquerschnitt wird wie
bei der vorangehenden Ausführungsform mit einem 33 gefüllt.
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Zwecks Verminderung des Aufwandes an elektrotechnischen Werkstoffen
und damit der Masse der Pumpe pro Einheit der von dieser entwickelt'en Leistung
ist es möglich, die Pumpe derart åuszufUhren, daß zumindest einer der an den Hauptförderkanal'
3 bzw. den Zusatzkanal 8 (Fig. 6) angrenzenden Abschnitte 6 (Fig. 2) des Eisenkörpers
1 als Polschuh 34 (Fig. 15) ausgeführt ist. Der Polschuh ist derart angeordnet,daß'
zumindest. eines seiner Enden, das gegenüber der Förderrichtung des Mittels 4 als
Austrittsende gilt, aus den Eisenkörpern herausragt. Die Querschnittsflächen der
herausragenden Enden sind in ihrer Länge in Förderrichtung derart bemessen, daß
für jeden Querschnitt ein Durchlassen des Magnetflusses, der in diesem Querschnitt
durch das Dämpfungs'gesetz des Magnetfeldes B (Fig. 16) in der Länge 1 des Polschuhes
34 bestimmt wird, gesichert ist. Die Polenden sind auch in Fig. 6, 8, 11 und 12
gezeigt.
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Der durch jeden Querschnitt der herausragenden Enden des Polschuhes
durchgehende Magnetfluß wird durch Integration des erwähnten Dämpfungsgesetzes des
Feldes B über die Länge des herausragenden Teils des Polschuhes 34 von seinem Ende
bis zum interessierenden Querschnitt, d.h. durch Integration des Abnahmegesetzes
der magnetischen Induktion B, ermittelt.
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Die Querschnittsfläche des Eisenkörpers 1 ist bedingt durch
den
Durchlaß des vollen Magnetflusses über den Spalt des Eisenkörpers 1, der durch Integration
des erwähnten Gesetzes der Dämpfung des Fe'ldes über die'gesamte vorgegebene Länge
des Polschuhes 34, mit anderen Worten, ausgehend von der mittleren Induktion Bs
des Magnetfeldes im Spalt des Eisenkörpers 1, die durch das erwähnte Gesetz der
Felddämpfung über die Länge 1 des Polschuhes bestimmt wird, ermittelt wird.
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Die Bewegungsrichtung des Fördermittels ist in Fig. 1, 2, 5, 6, 7,
8, 9, 11, 12, 11 durch Pfeile gezeigt.
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Das flüssige leitende Mittel 4 (Fig. 4) im Kanal 3 der erfindungsgemäßen
Indukti'onspumpe wird durch das Zusammenwirken des Magnetfeldes, welches im Spalt
des Eisenkörpers 1 mit Hilfe der Erregerspule 2 (Fig. 2) erzeugt wird, mit dem Magnetfeld
des in dem Fördermittel 4 durch das Magnetfeld der Erregerwicklung 2 induzierten
elektrischen Stromes j gefördert. Infolge dieses Zusammenwirkens stellt sich in
dem Spalt des Eisenkörpers 1 ein resultierendes Magnetfeld mit der Induktion B ein,
das in Förderrichtung des Mittels 4 durch das Stromschlußmittel, über welches sich
der in dem Fördermittel induzierte Strom schließt, gedämpft wird0 Der in dem Kanal
3 entwickelte Druck wird gemäß dem Ausdruck (7) durch den Grad der Dämpfung des
resultierenden Magnetfeldes mit der Induktion B in dem Spalt des Eisenkörpers 1
bestimmt, wobei das resultierende Magnetfeld seinerseits durch die vorgegebene,Länge
1 der an den Kanal 3 angrenzenden-AbschnItte 6 bestimmt wird. Unter der Wirkung
dieses Druckes wird das leitende Mittel in dem Kanal 3 mit einer Geschwindigkeit
U fortbewegt, wie dies durch die Pfeile gezeigt ist.
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Bei der in Fig.'5 gezeigten Ausführungsform der elek'tromagnetischen
Induktionspumpe wird der Druck sowohl in dem Hauptkanal, als auch in dem Zusatzkanal
8 erzeugt. Die elektromagnetische Zusammenwirkung,die in Jedem der Kanäle 3 und
8 stattfindet, ist ähnlich der Zusammenwirkung', die in dem Kanal der Pumpe nach
der in Fig. 1 gezeigten Variante stattfindet. Aber in dem Hauptkanal 3 und dem Zusatzkanal
8 findet
die Druckentwicklung und die Förderung des leitenden Mittels
4 in- entgegengesetzten Richtungen statt. Dies ist damit verbunden, daß in dem Hauptkanal
3 und dem Zusatzkanal 8 die Stromschlußmittel in Form von Schienen 7 und 9, die
den Eisenkörper 1 von verschiedenen Seiten gegenüber den Längsachsen der Kanäle
umfassen, ausgeführt sind. Die elektrische Verbindung der Schienen 7 und 9 auf dem
Abschnitt 10 führt dazu, daß die in dem Hauptkanal 3 und dem Zusatzkanal 8 induzierten
Ströme auf dem Abschnitt 10 entgegenges,etzt'gerichtet sind, so daß der resultierende
Strom in jedem Querschnitt dieses Abschnitts kleiner als der Strom ist, der in den
nicht verbundenen Abschnitten der Schiene 7 und 9-fließt und ist abhängig von der
in Bild 3 dargeste"llten.Verteilung des Stromes über die Länge des Hauptkanals 5
und Zusatzkanals 8, die durch die vorgegebene Länge 1 bestimmt wird.
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Der Unterschied in der .Arbeitsweise der in Fig. 6 dargestellten Pumpe
von der vorstehend beschriebenen besteht darin, daß sich die Magnetflüsse über den
Hauptkanal 3 und den Zusatzkanal 8 je über seinen offenen Eisenkörpejn 11 und 12
schließen.
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Die Arbeitsweise-der -in Fig. 7 dargestellten Pumpe ist ähnlich der
der Pumpen gemäß Fig. 5 bzw. 6. Der Unterschied besteht darin, daß. sich die in
dem Hauptkanal 3 und dem Zusatzkanal entwickelten Drücke, da diese Kanäle untereinander
verbunden sind, summieren, so daß das leitende Mittel in dem vereinigten Kanal unter
der Wirkung des Summendruckes gefördert wird.
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Zur Realisierung der Förderung des flüssigen leitenden Mittels beim
Fehlen eines elektrischen Kontaktes zwischen dem Fördermittel und den festen Elektroden
wird die Erregerwicklung an eine Wechselstromquelle gelegt und in dem Fördermittel
4, das die, Kammerteile 16 und 17 ausfüllt, wird ein elektrischer Strom induziert,
der sich in dem Fördermittel um den Stab 18 des Eisenkörpers 1 schließt.
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In dem Fördermittel 4, das den im Spalt des Eisenkörpers befindlichen
Kammerteil 16 ausfüllt, wird ein resultierendes Magnetfeld induziert, das sich aus
dem in dem Spalt durch die Erregerwicklung 2 induzierten Magnetfeld und dem in dem
Fördermittel 4 induzierten Stromfeld zusammense£z't, Dieses resultierende Magnetfeld
im Spalt des Eisenkörpers 1 wird in Richtung zum Austrittstutzen 20-hin gedämpftO
Der in dem den Kammerteil i6 ausfüllenden Fördermittel 4 entwickelte elektromagnetische
Druck wird gemäß dem Ausdruck (7) durch die Dämpfung des Magnetfeldes im Spalt'des
Eisenkörpers 1 bestimmt. Unter der Wirkung dieses Druckes wird das über den Eintrittstutzen
19 einströmende Mittel 4 über den Umfang der Kammerteile 17 und 16 fortbewegt und
aus- dem Kammerteil 16 über den Austrittstutzen abgeleitet.
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Durch die Anordnung von Trennwänden 21 an den Grenzen zwischen den
im Spalt des Eisenkörpers 1 und außerhalb desselben befindlichen Kammerteilen 16
und 17 (Fig. 9) wird eine Begrenzung des Umlaufes des Fördermittels in der Kammer
selbst erreicht, was zu einer Erhöhung des von der Pumpe entwickelten Druckes führt,
so daß das über den Eintrittstutzen 'einströmende Fördermittel über den Volumen
der Kammerteile 17 zwischen den Trennwänden fortbewegt und dann nach dem Einströmen
in den Kammerteil 16 durch die elektromagnetische: Kraft über den Ableitstutzen
20 hinausgestoßen, wird.
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Die in Fig. 10 und 11 dargestellte Pumpe funktioniert wie folgt: Bei
dem Anschiuß der Wicklung an eine Drehstromquelle werden in jedem der Pole 26 des
dreipoligen Eisenkörpers 23 mit der Stromquellenfrequenz veränderliche und zeitlich
um 120?,zueinander versetzte magnetische Flüsse' AS zu B -und zu 9 C (Fig. 17 a)
erzeugt. In den Spalten zwischen den Polen 26 (Fig. 10 und 11) jeder Phase und dem
Innenkern 28 finden elektromagnetische Prozesse statt, ähnlich wie im Spalt des
Eisenkörpers 1 der einphasigen Pumpe gemäß Fig. 1 und 2. Dadurch werden in diesen
Spalten in Förderrichtung gedämpfte, zeitlich um 1200 zueinander versetzte Magnetfelder
mit der
Induktion BA, BB und BC (Fig. 17 b) und von gleicher Amplitude
erzeugt und gedämpfte und quer zur Förderrichtung gerichtete und ebenfalls zeitlich
um 1200 versetzte Ströme mit der Dichte IAt IB und IC induziert. Diese Ströme schließen
sich dann über die Schienen~25, deren zwischen den Polen 26 liegende Abschnitte
elektrisch miteinander verbunden sind.
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Da über Seden' solc'hen abschnitt der Schienen 25 die um 1200 zueinander
versetzten Ströme zweier Nachbarphasen fließen, ist auch die Amplitude des Summenstromes
auf diesem Abschnitt gleich der Amplitude des Stromes, der in dem Fördermittel durch
das Feld einer der Phasen induziert wird. Dies führt zu einer wesentlichen Verminderung
der elektrischen Leistungsverluste in den Schienen im Vergleich zu den ähnlichen
technischen Lösungen der einphasigen Pumpenvarianten gemäß Fig.
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1 und 2. Darüber hinaus führt dies zu einer Verstärkung der Dämpfung
des magnetischen Feldes in den Spalten in Förderrichtung, wenn auch diese nicht
so erheblich wie bei den in Fig0 5 und 6 dargestellten AusführungSformen ist, Beim
Zusammenwirken der elektrischen Ströme mit dem Magnetfeld jeder der Phasen der Pumpe
werden in dem leitenden Mittel elektromagnetische Kräfte angeregt, unter deren Wirkung
das Fördermittel in dem Kanal in den mit Pfeilen angegebenen Richtungen mit einer
Geschwindigkeit U fortbewegt wird.
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Die Arbeit, die von jedem zusätzlichen dreipoligen Eisenkörper 29
(Fig. 12, 13) der Pumpe mit Dreiphasenerregerwicklung 30 ausgeführt wird, hat keinen
Unterschied von der Arbeit der vorangehenden Pumpenvariante. Jedoch pulsiert der
durch jeden-dreipoligen Eisenkörper 23, 29 mit Dreiphasenerregerwicklung 24 entwickelte
Druck, wie bekannt, mit der doppelten Frequenz des die Erregerspulen 24,'30'speisenden
Stromes. Da aber in jedem Zusatzeisenkörper 29 die Phasen um 1200 -gegenüber den
vorangehenden Eisenkörpern 23 bzw. 29 in Förderrichtung versetzt sind, wie dies
in Fig. 14 gezeigt ist, ergibt sich infolge der Summierung dieser'pulsierenden Drücke
am Austritt der Pumpe ein zeitlich konstanter elektromagnetischer Druck.
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Die Pumpe gemäß Fig. 15 funktioniert auf ähnliche Art und Weise, wie
die in Fig. 1, 2 dargestellte Pumpe. Hierbei wird der Magnetfluß, der den Spalt
des Eisenkörpers 1 durchsetzt, über den Querschnitt des Polschuhes 34 entsprechend
dem vorgegebenen Gesetz der Verteilung des Magnetfeldes mit der Induktion B (Fig.
16) und über die Länge des Polschuhes 34 verteilt.
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Die erfindungsgemäße konstruktive Ausführung der elektromagnetischen
Induktionspumpe gestattet es, eine maximale Dämpfung des Mhgnetfeldes in dem Spalt
des Eisenkörpers in Förderrichtung durch die Wirkung der in dem Fördermittel.induzierten
Ströme zu erreichen und somit in dem-Kanal einen höchstmöglichen Druck zu gewinnen.
Es ist bekannt, daß bei .maximaler Dämpfung des Magnetfeldes in dem Spalt des Eisenkörpers
die mittlere magnetische Induktion Bs (Fig. 1.6) in diesem Spalt minimal ist. Der
volle magnetische Fluß im Spalt bleibt mit Zunahme der Länge 1 gemäß der Erfindung
näherungsweise unverändert, die von dem Kanal verbrauchte Leistung bleibt auch näherungsweise
konstant. Da hierbei der entwickelte Druck den maximalen Wert erreicht, ist auch
die.
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mechanische Leistung, die bei zulässigen Fördergeschwindigkeiten im
Kanal entwickelt wird, maximal. Dank der wesentlichen Zunahme der in dem Kanal bei
unveränderlichem Leistungsverbrauch entwickelten Leistung steigt auch wesentlich
der Wirkungsgrad der Pumpe an (sO in Fig. 4 die Zunahme des Wirkungsgrades des Kanals
mit-Zunahme der Parameter X und Rem, da diese Parameter proportional der Länge 1
sind).
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Da mit Zunahme der Länge l gemäß der Erfindung der volle Magnetfluß
in dem Eisenkörper und der Leistungsverbrauch der Pumpe näherungsweise unverändert
bleiben, so bleiben folglich auch die Masse des Eisenkörpers und der Erregerwicklungen
unveranderte Infolgedessen werden die spezifischen Massendaten der Pumpe (Materialaufwand
je Einheit der von der Pumpe entwickelten Leistung) und die spezifischen Maßzahlen
(Druck je Längeneinheit l der an den Kanal angrenzenden Polschuhe) durch die vorherrschende
Zunahme des Druckes
über der Zunahme der Länge 1 der Polschuhe
verbessert.
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Solch eine Zunahme des Druckes im Kanal mit der Zunahme der Länge
1 ist in wesentlichem Maße durch die Vergrößerung des inneren induktiven Widerstandes
des den Kanal ausfüllenden Fördermittels bedingt, was zu einer wesentlichen Annäherung
der Magnetfeldinduktionsphasen und der Stromdichte in dem Fördermittel führt.
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Bei der Prüfung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Induktionspumpe
mit einer Länge der an den Kanal angrenzenden Polschuhe von 1 = 150 mm, die als
Stromschlußmittel eine Kupferschiene.verwendet, wurde'bei der Einwirkungauf eine
flüssige Legierung von Gallium mit Indium und bei Speisung der Pumpe mit einem Wechselstrom
50 Hz ein maximaler Druck in Varianten,mit verschiedenem Durchgangsquerschnitt der
Kanäle von 8 bis 12 kp/cm² erhalten; der maximale Wirkungs-,grad bei geringen Durchflüssen
betrug 11 96, Die Größe 2
betrug bei den geprüften Pumpenvarianten 100 mm, d.h. die Länge der Polschuhe 1
war 1,5 mal größer (da 1 = 150 mm).
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Die Anordnung in einem Spalt des offenen Eisenkörpers außer dem Hauptkanal
noch zusätzlicher Kanäle gestattet zusätzlich, die spezifischen Massen- und Maßdaten
der Pumpe zu'verbessern, und bei Verbindung des Hauptkanals und der Zusatzkanäle
in einer Pumpe - einen Druck zu erhalten, der die Druckmöglichkeiten einer Pumpe
mit nur einem Hauptkanal übersteigt.
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Dadurch, daß die Schienen der Nachbarkanäle elektrisch miteinander
verbunden sind, wird der Strom auf den Schienenverbindungsabschnitten und somit
die Leistungsverinste in.den Schienen vermindert und der Wirkungsgrad der Pumpe
nimmt noch mehr zu.
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Bei der Prüfung der erfindungsgemäßen Pumpe, bei welcher neben dem
Hauptkanal noch zwei mit dem Hauptkanal in Reihe .verbundene Zusatzkanäle vorhanden
waren, wurde bei der Einwirkung auf eine Legierung von, Gallium mit Indium bei.einer
t Netzfrequenz von 50 Hz und einer Länge der Polschuhe von 1 = 150 mm, zwischen
welchen jeder der drei Kanäle untergebracht
ist, ein Druck von
14 kp/cm2 erreicht. Die Vergrößerung der Zahl der in Reihe verbundenen Zusatzkanäle
gestattet es, den ton der Pumpe entwickelten Druck zu erhöhen.
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Durch Anwendung des leitenden Fördermittels als Mittel zum Schließen
des Stromes außerhalb des Spaltes des Eisenkörpers ist es nicht mehr nötig, die
festen Stromschlußelektroden mit dem Fördermittel in Kontakt zu bringen, was die
Arbeitszuverlässigkeit der Pumpe wesentlich erhöht und ihr AnwendungGgebSterweitert.
Hierbei wird es möglich, den Kanal aus keramischen und anderen nichtleitenden Werkstoffen.
auszufuhren. Außerdem gestattet es die erwähnte Ausführung der Pumpe, das Fördermittel
über den gesamten Volumen der Pumpenkammer fortzubewegen, was eine Abkühlung bzw.
eine übermässige Uberhitzung des Fördermittels, beispielsweise schmelzflüssiger
Metalle und eine Absetzung verschiedener Beimengungen des Fördermittels in der Kammer,
verhindert.. Schließlich sind bei der erfindungsgemäßen Pumpe Bedingungen für eine
volle Ausfüllung der Pumpenkammer mit dem Fördermittel vor dem Einschalten der Pumpe
und eine volle Ableitung des Fördermittels aus der Kammer nach dem Abschalten der
Pumpe von dem Stromversorgungsnetz geschaffen.
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Wegen des Einflusses des Widerstandes des Fördermittels, das den außerhalb~;des
Spaltes liegenden Kammerteil ausfüllt, auf den in dem Förd'ermfttel in dem im Luftspalt
liegenden Kammerteil fließenaen Strom, ist der bei dieser Pumpenvariante bei vorgegebener
Länge, der an den Kanal angrenzenden Abschnitte 1 des Bisenkdrpers entwickelte Druck-etwas
niedriger als bei der Pumpe, bei welcher als Stromschlußmittel eine Schiene benutzt
wird. Trotzdem ist der bei dieser Variante bei vorgegebener Länge l entwickelte
Druck größer als bei dem Prototyp und'der Anwendungsbereich der Pumpe wird wesentlich
erweitert.
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Bei der PfuSung der Pumpenvar,ffiante, bei der als Stromschlußmittel
das Fördermittel benutzt wird, wurde bei der Förderung einer Legierung von Gallium
mit, Indium bei einer Netzfrequenz
von 50 Hz-und einer Länge 1
der an der Kammer angrenzenden Polschuhe ein Druck bis 2 kp/cm2 erhalten0 Durch
die Ausführung des Pumpenkanals in Zylinderform und Anordnung der an den Kanal angrenzenden
Abschnitte der Pole.eines dreipoligen Eisenkörpers mit einer Dreiphasenerregerwicklung
am Umfang des Kanals und elektrische Verbindung.der Schienen der Nachbarpole ist
es möglich, die erfindungsgemäße Pumpe mit einem dreimal größeren Kanaldurchgangsquerschnitt
als bei der Einkanalvariante der Einphasenpumpe auszuführen.. Hierbei wird das für
die Gewinnung des. erforderlichen Druckes nötige Verhältnis zwischen der Länge des
an den-Kanal'angrenzenden Abschnitts des Eisenkörpers und seiner Breite in jedem
am Umfang des Kanals angeordneten Pol eingehalten. In diesem Falle gibt es in dem
Fördermittel kein übermäßiges Zerfließen des Stromes über den Spalt hinaus, der
sich über des Föraermittel zwischen zwei benachbarten Schienenverbindungsabschnitten
.schließt und dadurch keine Senkung des Druckes und des Wirkungsgrades der Pumpe,
wobei gleichzeitig die Förderleistung erhöht wird. Wegen der Senkung der relativen
elektrischen Leistungsverluste. in den Schienen nimmt der Gesamtwirkungsgrad der
Pumpe im Vergleich zu der Einphasenpumpe zu.
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Durch die Benutzung einer Dreiphasenerregerwicklung werden die Phasen
des Drehstromnetzes gleichmäßiger belastet als bei einer Einphasenpumpe.
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Schließlich werden bei Benutzung eines dreipoligen Eisenkörpers mit
einer Dreiphasenerregerwicklung die Maß- und Massendaten der Pumpe verbessert.
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Bei Prüfung einer,solchen Pumpe mit einem Dreipoleisenkörper, einer.
Dreiphasenerregerwicklung und einem zylinderförmigen Kanal wurde brei der Einwirkung
auf eine Legierung von Gallium mit Indium bei einer Frequenz des Speisestromes von
50 Hz' und bei einer Länge des Polschuhe von 1 = 100 mm ein maximaler Druck von
3 kp/cm2 erreicht. Hierbei betrug die Größe
bei der erfindungsgemäßen Pumpe, wie
auch die Länge der Polschuhe
100 mm, d.h. es wurde das Verhältnis für die minimale Länge des an den Kanal angrenzenden.Eisenkörpers
erfüllt:
Bei der Ausführung der Pumpe mit einem zylinderförmigen Kanal und mit zwei in der
Länge des Kanals'angeordneten Zusatzeisenkörpern mit Dreiphasenerregerwicklung und
beim Anlegen der Erregerwicklung an eine Drehstromquelle daß in jedem Zusatzeisenkörper
die Phasen um 1200 gegenüber dem vorangehenden Eisenkörper versetzt sind, ergibt
sich bei der Pumpe außer den vorstehend beschriebenen. Vorzügen die Möglichkeit,
bei großer Förderleistung erstens einen Druck, der die Möglichkeiten der Pumpe mit
einem einzigen Eisenkörpe'r längs des Kanals übersteigt .undzweitens einen zeitlich
konstanten Druck am Ausgang der Pumpe, was für viele Anwendungsfälle notwendig sein
kann, zu erhalten.
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Die Ausführung aller Ausführungsformen der erfindungsgemaßen Pumpe,
bei der zumindest einer der an den Kanal angrenzenden Eisenkörperabschnitte als
Polschuh'ausgeführt ist, der derart angeordnet ist, daß zumindest bei diesem ein
Ende aus dem Eisenkörper herausrragt, was sich bei einem im Kanal gedämpften Magnetfeld
als möglich erwies, führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Massenzahlen der
erfindungsgemäßen Pumpe.
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Alle vorstehend beschriebenen Vorzüge führen im Endergebnis zu einer
erhöhten Wirksamkeit der Pumpe durch Steigerung des Druckes und des Wirkungsgrades,
erhöhen ihre Arbeitszuverlässigkeit und erweitern ihr Anwendungsgebiet.
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