FR2572867A1 - Electromagnetic pump - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les machines électriques, plus precisément celles dans lesquelles l'énergie électrique amenée à un fluide électroconducteur est transformée en énergie du fluide électroconducteur mis en mouvement par l'interaction électromagnétique, et a notamment pour objet une pompe électromagnétique. The present invention relates to electrical machines, more precisely those in which the electrical energy supplied to an electroconductive fluid is transformed into energy of the electroconductive fluid set in motion by the electromagnetic interaction, and in particular relates to an electromagnetic pump.
Les pompes électromagnétiques sont utilisées dans l'industrie pour le pompage de différents fluides électroconducteurs et, en particulier, pour le transport et la coulée d'électrolytes, de métaux et d'alliages fondus, de préférence légers, par exemple les alliages à base de magnésium. Electromagnetic pumps are used in industry for the pumping of various electroconductive fluids and, in particular, for the transport and the casting of electrolytes, metals and molten alloys, preferably light, for example alloys based on magnesium.
En règle générale, le rendement des pompes électromagnétiques ne dépasse pas quelques unités de pourcentage et la majeure partie de l'énergie fournie est consommée dans ces machines pour chauffer le fluide électroconducteur à transporter et les éléments constitutifs de la pompe. As a general rule, the efficiency of electromagnetic pumps does not exceed a few percentage units and the major part of the energy supplied is consumed in these machines to heat the electroconductive fluid to be transported and the components of the pump.
Cela produit un effet particulièrement défavorable sur l'aptitude au fonctionnement des pompes électromagnétiques utilisées dans la métallurgie et immergées entièrement ou partiellement dans un métal fondu. This has a particularly unfavorable effect on the operability of electromagnetic pumps used in metallurgy and fully or partially immersed in a molten metal.
Le chauffage des éléments constitutifs de la pompe électromagnétique provoque une diminution des propriétés ferromagnétiques du matériau utilisé dans le système ma gnétique de la pompe et une dispersion de ces propriétés lorsque le point de Curie est atteint, ainsi qu'une dé térioration de l'isolation électrique et une dissolution poussée du matériau de la conduite servant à transporter le fluide électroconducteur. Heating the components of the electromagnetic pump causes a decrease in the ferromagnetic properties of the material used in the magnetic system of the pump and a dispersion of these properties when the Curie point is reached, as well as a deterioration of the insulation. electric and a deep dissolution of the material of the pipe used to transport the electroconductive fluid.
L'emploi de systèmes de refroidissement complique la construction des pompes électromagnétiques. De plus, il apparaît un danger d'exploslon quand le milieu de refroidissement entre en contact avec le métal fondu, surtout dans le cas des alliages à base de magnésium. The use of cooling systems complicates the construction of electromagnetic pumps. In addition, there is a danger of explosion when the cooling medium comes into contact with the molten metal, especially in the case of magnesium-based alloys.
On connaît une rompe électromagnétique (cf.brevet français n 2360206 du 30.07.76, Cl.Int.2 Ho2 n 4/20) comprenant un circuit magnétique ouvert, entre les pôles duquel est placée une conduite servant à transporter un fluide électroconducteur. Ladite conduite comporte un tronçon vertical et un tronçon horizontal . Le fluide électroconducteur remplissant le tronçon horizontal dé la conduite est traversé par le courant électrique. A l'endroit de jonction des tronçons vertical et horizontal, la conduite est entourée d'un circuit magnétique ouvert. An electromagnetic rupture is known (cf. French patent n 2360206 of 07.30.76, Cl.Int.2 Ho2 n 4/20) comprising an open magnetic circuit, between the poles of which is placed a pipe used to transport an electroconductive fluid. Said pipe comprises a vertical section and a horizontal section. The electric current filling the horizontal section of the pipe is crossed by the electric current. At the junction of the vertical and horizontal sections, the pipe is surrounded by an open magnetic circuit.
Cette pompe électromagnétique comporte un circuit magnétique fermé entourant le tronçon horizontal. Ce tron çon horizontal de la conduite est réalisé suffisamment long pour permettre la mise en place du circuit magnétique susmentionné. This electromagnetic pump has a closed magnetic circuit surrounding the horizontal section. This horizontal section of the pipe is made long enough to allow the establishment of the aforementioned magnetic circuit.
Lorsque le courant électrique traverse le tronçon horizontal de la conduite, le fluide électroconducteur degage une chaleur supplémentaire dont le transfert dans le fluide électroconducteur entourant la pompe électromagnétique est rendu difficile par l'étendue dudit tronçon. When the electric current crosses the horizontal section of the pipe, the electroconductive fluid gives off additional heat, the transfer of which into the electroconductive fluid surrounding the electromagnetic pump is made difficult by the extent of said section.
On connait également une autre pompe électromagnétique, dans laquelle le tronçon traversé par le courant est égal à la largeur de la conduite (L.A.Verte, Magnéto-hydrody- namique dans la métallurgie", 1975, Editions "Métallurgia",
Moscou, p.27, figure 1), et qui comprend un circuit magnétique ouvert entre les pôles duquel sont disposées une conduite rectiligne de transport du fluide électroconducteur, avec un orifice d'entrée1 et une électrode liée à la conduite et servant à amener le courant au fluide électroconducteur transporté.Another electromagnetic pump is also known, in which the section crossed by the current is equal to the width of the pipe (LAVerte, Magneto-hydrodynamics in metallurgy ", 1975, Editions" Métallurgia ",
Moscow, p.27, figure 1), and which comprises an open magnetic circuit between the poles of which are arranged a rectilinear pipe for transporting the electroconductive fluid, with an inlet orifice1 and an electrode linked to the pipe and serving to bring the current to the electroconductive fluid transported.
Une autre électrode est adjacente à la conduite du côté opposé à l'emplacement de cette première électrode. Le fluide électroconducteur remplissant la conduite et se trouvant entre les deux électrodes est traversé par le courant électrique suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la conduite. L'orifice en bout de la conduite faic office d'orifice d'entrée par lequel la conduite communique avec le fluide électroconducteur. Pour que le fluide électroconducteur se trouvant hors de la pompe n'exerce pas un effet de dérivation sur la répartition du courant entre les électrodes, le tronçon de la conduite situé entre les électrodes est suffisamment éloigné de l'orifice d'entrée.De la sorte, le transfert de la chaleur du tronçon de conduite traversé par le courant au fluide électroconducteur extérieur est lui aussi difficile du fait que ce tronçon est éloigné de orifice d'entrée. Another electrode is adjacent to the pipe on the side opposite the location of this first electrode. The electroconductive fluid filling the pipe and being between the two electrodes is crossed by the electric current in a direction perpendicular to the axis of the pipe. The orifice at the end of the pipe acts as an inlet orifice through which the pipe communicates with the electroconductive fluid. In order that the electroconductive fluid outside the pump does not have a bypass effect on the distribution of current between the electrodes, the section of the pipe situated between the electrodes is sufficiently distant from the inlet orifice. so, the transfer of heat from the section of pipe traversed by the current to the external electroconductive fluid is also difficult because this section is distant from the inlet orifice.
On s'est donc proposé de mettre au point une pompe électromagnétique dans laquelle l'emplacement de l'orifice d'entrée serait tel qu'il permettrait de réduire la surchauffe du fluide électroconducteur dans la conduite et d'élever ainsi la fiabilité de la pompe. It has therefore been proposed to develop an electromagnetic pump in which the location of the inlet orifice would be such that it would reduce the overheating of the electroconductive fluid in the pipe and thus increase the reliability of the pump.
Ce problème est résolu du fait que la pompe électromagnétique comprenant un circuit magnétique ouvert entre les pièces polaires duquel sont disposées une conduite rectiligne de transport d'un fluide électroconducteur, pourvue d'un orifice, et une électrode liée à la conduite et servant à amener le courant au milieu électroconducteur, est caractérisée, selon l'invention, en ce que ledit orifice d'entrée est ménagé dans la conduite du côté opposé à l'emplacement de l'électrode, l'aire de section transversale dudit orifice d'entrée étant égale ou supérieure à celle de la section transversale de la conduite. This problem is solved by the fact that the electromagnetic pump comprising an open magnetic circuit between the pole pieces of which are disposed a straight line for transporting an electroconductive fluid, provided with an orifice, and an electrode linked to the line and serving to bring the current in the electroconductive medium, is characterized, according to the invention, in that said inlet orifice is formed in the pipe on the side opposite to the location of the electrode, the cross-sectional area of said inlet orifice being equal to or greater than that of the cross section of the pipe.
Une telle réalisation de la pompe électromagnétique permet de diminuer la surchauffe du fluide électroconducteur dans la conduite: le fait que l'orifice d'entrée par lequel la conduite communique directement avec le milieu environnant soit réalisé dans la paroi de celle-ci permet le transfert, par le plus court chemin, de la chaleur du fluide électroconducteur, se trouvant dans la conduite à l'endroit du passage du courant, au milieu électroconducteur contenu dans le récipient et dans lequel est immergée la pompe électromagnétique. Such an embodiment of the electromagnetic pump makes it possible to reduce the overheating of the electroconductive fluid in the pipe: the fact that the inlet orifice through which the pipe communicates directly with the surrounding medium is made in the wall of the latter allows transfer , by the shortest path, of the heat of the electroconductive fluid, being in the pipe at the place of the passage of the current, in the electroconductive medium contained in the container and in which the electromagnetic pump is immersed.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:
-- la figure 1 représente une vue d'ensemble de la pompe électromagnétique (coupe longitudinale partielle) conforme à l'invention;
- la figure 2 est üne coupe suivant II-II de la figure 1, selon l'invention.The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which follows of an embodiment given solely by way of nonlimiting example, with references to nonlimiting drawings attached in which:
- Figure 1 shows an overview of the electromagnetic pump (partial longitudinal section) according to the invention;
- Figure 2 is a section along II-II of Figure 1, according to the invention.
La pompe électromagnétique comprend un corps cylindrique 1 (figure 1) en acier inoxydable dans lequel est disposée, suivant l'axe du corps 1, une conduite rectiligne 2 servant à transporter le fluide électroconducteur 3 dont le sens d'écoulement est indiqué par la flèche B. The electromagnetic pump comprises a cylindrical body 1 (FIG. 1) made of stainless steel in which is disposed, along the axis of the body 1, a straight line 2 used to transport the electroconductive fluid 3 whose direction of flow is indicated by the arrow B.
La pompe électromagnétique est utilisée, dans le cas considéré ici à titre d'exempletpour transvaser un alliage à base de magnésium constituant le fluide électroconducteur 3. The electromagnetic pump is used, in the case considered here as an example for transferring a magnesium-based alloy constituting the electroconductive fluid 3.
Dans la partie due fond du corps 1 sont disposés un circuit magnétique ouvert 4 et une électrode 5 liée à la conduite 2 et servant à amener le courant au fluide électro- conducteur 3. Dans le cas considéré de réalisation de l'invention , la surface de l'électrode 5 vient en pronlongement de la surface intérieure de la conduite 2. Ltelectrode 5 est reliée par un élément de connexion 6 à l'une des bornes d'une sourcé d'alimentation 7 dont l'autre borne est reliée par l'intermédiaire d'un élément de connexion 8 au fluide électroconducteur 3 remplissant le récipient (non représenté sur le dessin) dans lequel est immergée la pompe électromagnétique. L'électrode 5 et l'élément de connexion 6 sont séparés du corps 1 au moyen d'un joint 9 en matière diélectrique, par exemple en mica ou en tissu de verre. In the bottom part of the body 1 are arranged an open magnetic circuit 4 and an electrode 5 linked to the pipe 2 and serving to bring the current to the electroconductive fluid 3. In the case considered for carrying out the invention, the surface of the electrode 5 comes in extension of the inner surface of the pipe 2. The electrode 5 is connected by a connection element 6 to one of the terminals of a supply source 7 whose other terminal is connected by l intermediary of a connection element 8 to the electrically conductive fluid 3 filling the container (not shown in the drawing) in which the electromagnetic pump is immersed. The electrode 5 and the connection element 6 are separated from the body 1 by means of a seal 9 made of dielectric material, for example made of mica or glass fabric.
Du côté opposé à l'emplacement de l'électrode 5, on a pratiqué dans la conduite 2 un orifice d'entrée 10 en assurant ainsi le passage du courant suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la conduite 2. On the side opposite the location of the electrode 5, an inlet orifice 10 was made in the pipe 2, thus ensuring the passage of the current in a direction perpendicular to the axis of the pipe 2.
La tranche 11 de la conduite 2 se trouvant dans la partie de fond du corps 1 est inclinée sous un angle par rapport à l'axe de la conduite (elle est inclinée de haut en bas dans le sens allant vers l'orifice d'entrée 10). The edge 11 of the pipe 2 located in the bottom part of the body 1 is inclined at an angle relative to the axis of the pipe (it is inclined up and down in the direction towards the inlet orifice 10).
L'angle OÇ est choisi dans les limites de Oc à 450 en fonction de la viscosité et du débit du fluide électroconducteur 9, dont le sens d'amenée à l'orifice d'entrée 10 est indiqué par la flèche C.The angle OÇ is chosen within the limits of Oc to 450 as a function of the viscosity and of the flow rate of the electroconductive fluid 9, the direction of supply of which to the inlet orifice 10 is indicated by the arrow C.
Le fond du corps 1 est à gradins. A l'endroit de l'orifice d'entrée 10, la conduite 2 est adjacentew la paroi verticale du fond de corps 1r le tronçon 12 du fond du corps 1 se trouvant au-dessus de l'orifice 10 et étant parallèle à la tranche 11 de la conduite 2. Dans la partie de fond du corps 1 de la pompe, la section de celui-ci presente, au niveau de l'orifice d'entrée 10, la forme d'un segment. The bottom of the body 1 is stepped. At the location of the inlet orifice 10, the pipe 2 is adjacent to the vertical wall of the body bottom 1r the section 12 of the body bottom 1 lying above the orifice 10 and being parallel to the edge 11 of the pipe 2. In the bottom part of the body 1 of the pump, the section of the latter has, at the level of the inlet orifice 10, the shape of a segment.
La conduite 2 se situe entre les pôles 13 du circuit magnétique 4 et sa section transversale a la forme d'un rectangle allongé. The pipe 2 is located between the poles 13 of the magnetic circuit 4 and its cross section has the shape of an elongated rectangle.
L'orifice d'entrée 10 à également la forme d'un rectangle allongé. L'aire de section transversale de l'orifice 10 est égale ou supérieure à l'aire de section transversale de la conduite 2, ce qui assure le déplacement régulier du fluide électroconducteur 3 transporté. Le rapport desdites aires est choisi dans les limites dé 1 à 2. The inlet 10 also has the shape of an elongated rectangle. The cross-sectional area of the orifice 10 is equal to or greater than the cross-sectional area of the pipe 2, which ensures the regular movement of the electroconductive fluid 3 transported. The ratio of said areas is chosen within the limits of 1 to 2.
Afin d'assurer une répartition régulière du courant dans la conduite 2, le rapport de l'aire de section transversale de l'orifice d'entrée 10 à celle de l'électrode 5 est choisi dans les limites de 0,5 à 1,5. In order to ensure a regular distribution of the current in the pipe 2, the ratio of the cross-sectional area of the inlet orifice 10 to that of the electrode 5 is chosen within the limits of 0.5 to 1, 5.
La pompe électromagnétique fonctionne de la façon suivante. The electromagnetic pump operates as follows.
Le corps 1 (figure 1) de la pompe électromagnétique est immergé partiellement dans le récipient (non représenté sur les figures) comprenant le fluide électroconducteur 3, à une profondeur suffisante pour que l'électrode 5 soit immergée dans le fluide électroconducteur 3. Le fluide électroconducteur 3 arrive dans la conduite 2 dans le sens C. The body 1 (FIG. 1) of the electromagnetic pump is partially immersed in the container (not shown in the figures) comprising the electroconductive fluid 3, at a depth sufficient for the electrode 5 to be immersed in the electroconductive fluid 3. The fluid electrically conductive 3 arrives in line 2 in direction C.
On met en marche pompe électromagnétique en branchant la source d'alimentation 7. The electromagnetic pump is started by connecting the power source 7.
L'élément de connexion 6, l'électrode 5 et le fluide électroconducteur 3 situé en dehors du corps 1 de pompe sont traversés par le courant qui, dans la partie du circuit magnétique 4 comprise entre les pôles 13, passe par le fluide électroconducteur 3 de la conduite 2 suivant une direction perpendiculaire à l'axe de cette dernière (dans le sens indiqué par la flèche C). The connection element 6, the electrode 5 and the electroconductive fluid 3 situated outside the pump body 1 are traversed by the current which, in the part of the magnetic circuit 4 comprised between the poles 13, passes through the electroconductive fluid 3 of line 2 in a direction perpendicular to the axis of the latter (in the direction indicated by arrow C).
Ce courant fait naître dans le circuit magnétique 4 un champ magnétique dont le vecteur d'induction est perpendiculaire à l'axe de la conduite 2 et à la direction du courant. Par suite de l'interaction du champ magnétique avec le courant dans le fluide électroconducteur 3, ce dernier subit l'action d'une force qui le déplace le long de la conduite 2 dans le sens indigné par la flèche B. This current gives rise in the magnetic circuit 4 to a magnetic field whose induction vector is perpendicular to the axis of the pipe 2 and to the direction of the current. As a result of the interaction of the magnetic field with the current in the electroconductive fluid 3, the latter undergoes the action of a force which moves it along the pipe 2 in the direction indicated by the arrow B.
La chaleur qui se dégage dans le fluide électroconducteur 3 lors du passage du courant par la conduite 2 est transférée à travers l'orifice 10 directement dans le fluide électroconducteur 3 se trouvant à l'extérieur de la pompe et ayant une température plus basse et un volume assez grand. De ce fait, l'échauffement des éléments constitutifs de la pompe, y compris la conduite 2 et l'électrode 5, n'est pas important. Ceci est en outre favorisé par le fait que le courant ne passe dans le corps 1 que par une seule électrode 5 et un seul élément de connexion 6. Le passage du courant par le fluide électroconducteur 3 dans lequel est immerge la pompe est pratiquement sans effet sur la variation de la température dudit milieu. The heat which is released in the electroconductive fluid 3 during the passage of the current through the pipe 2 is transferred through the orifice 10 directly in the electroconductive fluid 3 which is outside the pump and having a lower temperature and a fairly large volume. Therefore, the heating of the constituent elements of the pump, including the pipe 2 and the electrode 5, is not important. This is further favored by the fact that the current passes through the body 1 only through a single electrode 5 and a single connection element 6. The passage of the current through the electrically conductive fluid 3 in which the pump is immersed is practically without effect. on the variation of the temperature of said medium.
Par comparaison avec la pompe électromagnétique connue, dans laquelle la surchauffe du fluide transporté est de 70 à 800C, la surchauffe dans la pompe revendiquée est réduite jusqu'à 15-20 , ce qui améliore la fiabilité de fonctionnement de la pompe. Compared with the known electromagnetic pump, in which the overheating of the transported fluid is 70 to 800C, the overheating in the claimed pump is reduced to 15-20, which improves the operating reliability of the pump.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8416808A FR2572867A1 (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Electromagnetic pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8416808A FR2572867A1 (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Electromagnetic pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2572867A1 true FR2572867A1 (en) | 1986-05-09 |
Family
ID=9309253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8416808A Pending FR2572867A1 (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Electromagnetic pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2572867A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990004879A1 (en) * | 1988-10-28 | 1990-05-03 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky, Proektno-Konstruktorsky I Tekhnologichesky Institut Elektrosvarochnogo Oborudovania (Vniieso) | Device for pumping molten metal from a vessel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1238803A (en) * | 1969-05-28 | 1971-07-14 | ||
| FR2164493A1 (en) * | 1971-12-22 | 1973-08-03 | Alsacienne Atom |
-
1984
- 1984-11-05 FR FR8416808A patent/FR2572867A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1238803A (en) * | 1969-05-28 | 1971-07-14 | ||
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| Title |
|---|
| LIGHT METALS AND METAL INDUSTRY, vol. 28, no. 322, mars 1965, page 58, Londres, GB; "Electromagnetic pump for molten metals" * |
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