RU141500U1

RU141500U1 - SCREW INDUCTION PUMP

Info

Publication number: RU141500U1
Application number: RU2014102055/07U
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Чермаков; Евгений Евгеньевич Горшков; Михаил Юрьевич Сидоров; Динара Дамировна Бабаназарова; Ольга Петровна Хафизова; Александр Владимирович Никулин; Евгений Владимирович Луговкин; Евгений Алексеевич Трусов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Специальное машиностроительное конструкторское бюро"
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2014-06-10

Abstract

1. Винтовой индукционный насос, включающий спиральный канал для перекачиваемой электропроводной среды, образованный внутри двух коаксиально расположенных цилиндров, средства создания магнитного поля и внутренний сердечник, отличающийся тем, что средства создания магнитного поля размещены в стакане и установлены с возможностью вращения посредством электромеханического привода относительно спирального канала и внутреннего сердечника и выполнены в виде размещенных по окружности, заключенных в оболочку из магнитомягкого материала и разделенных между собой прокладками из немагнитного материала блоков постоянных магнитов, каждый из которых имеет центральный сегмент, намагниченный радиально, и два боковых сегмента, намагниченных под углом по отношению к центральному, причем центральные сегменты размещены с чередованием полюсов по окружности.2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что электромеханический привод состоит из электродвигателя, двухшарнирного карданного вала и редуктора.3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности стакана выполнена, по крайней мере, одна винтовая канавка.4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что угол намагничивания боковых сегментов по отношению к центральному составляет преимущественно 45°.5. Насос по п. 1, отличающийся тем, что в стакане выполнены технологические отверстия. 1. A screw induction pump, comprising a spiral channel for a pumped electrically conductive medium, formed inside two coaxially arranged cylinders, means for creating a magnetic field and an inner core, characterized in that the means for creating a magnetic field are placed in a glass and mounted for rotation by means of an electromechanical drive relative to the spiral channel and inner core and made in the form of placed around the circumference, enclosed in a shell of soft magnetic material and p blocks of permanent magnets separated by gaskets of non-magnetic material, each of which has a central segment magnetized radially and two side segments magnetized at an angle with respect to the central one, with the central segments arranged alternating between the poles around the circumference. 2. A pump according to claim 1, characterized in that the electromechanical drive consists of an electric motor, a double-jointed cardan shaft and a gearbox. 3. A pump according to claim 1, characterized in that at least one helical groove is made on the outer surface of the cup. A pump according to claim 1, characterized in that the magnetization angle of the side segments with respect to the central one is predominantly 45 ° .5. A pump according to claim 1, characterized in that the technological holes are made in the glass.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции индукционных насосов, используемых для перекачивания жидких металлов в атомной энергетике, химической и металлургической промышленности.The utility model relates to electrical engineering, namely to the design of induction pumps used for pumping liquid metals in nuclear energy, chemical and metallurgical industries.

Известен однофазный электромагнитный насос, содержащий плоский трубопровод, средства создания магнитного потока в виде С-образного магнитопровода и средств создания асимметричного распределения тока под полюсами магнитопровода (SU, авторское свидетельство №501457, H02N 4/20, Опубл. 30.01.1976 г.). Плоский трубопровод выполнен расширяющимся к средней части, угол расширения входной части трубопровода выбран в пределах 80-100°, а ширина его на входе составляет, по крайней мере, половину ширины полюса магнитопровода. Вход трубопровода расположен на уровне, соответствующем краю полюса магнитопровода.Known single-phase electromagnetic pump containing a flat pipe, means of creating a magnetic flux in the form of a C-shaped magnetic circuit and means of creating an asymmetric distribution of current under the poles of the magnetic circuit (SU, copyright certificate No. 501457, H02N 4/20, publ. 30.01.1976). The flat pipeline is made expandable to the middle part, the angle of expansion of the inlet part of the pipeline is selected within 80-100 °, and its width at the inlet is at least half the width of the pole of the magnetic circuit. The inlet of the pipeline is located at a level corresponding to the edge of the pole of the magnetic circuit.

Работа насоса основана на взаимодействии переменного магнитного поля с электрическим током, наведенным в перекачиваемой среде, благодаря его асимметричному распределению под полюсами магнитопровода в направлении развиваемых усилий.The operation of the pump is based on the interaction of an alternating magnetic field with an electric current induced in the pumped medium due to its asymmetric distribution under the poles of the magnetic circuit in the direction of the developed forces.

Недостатком данного насоса является его низкая эффективность, выражающаяся, во-первых, в малых развиваемых давлениях при больших габаритах насоса и, во-вторых, в низком КПД.The disadvantage of this pump is its low efficiency, expressed, firstly, in the small developed pressures with large dimensions of the pump and, secondly, in low efficiency.

Недостатки такого насоса связаны с тем, что, во-первых, в плоском металлопроводе асимметрия в распределении тока достигается за счет увеличения по сравнению с сечением полюсных наконечников магнитопровода, размеров металлопровода как по ширине, так и по длине. Это приводит к увеличению длины путей для замыкания тока, следовательно, к увеличению сопротивления этих путей и к снижению плотности тока в перекачиваемом металле, а в результате ведет к малой величине развиваемого насосом давления, несмотря на большие габариты насоса из-за больших размеров металлопровода.The disadvantages of such a pump are related to the fact that, firstly, asymmetry in the distribution of current in a flat metal wire is achieved due to the increase in the size of the metal wire both in width and length compared to the cross-section of the pole pieces of the magnetic circuit. This leads to an increase in the length of paths for closing the current, therefore, to an increase in the resistance of these paths and to a decrease in the current density in the metal being pumped, and as a result leads to a small pressure developed by the pump, despite the large dimensions of the pump due to the large size of the metal wire.

Кроме того, токи, наведенные в перекачиваемом металле, безусловно замыкаются и в пределах зазора под полюсами магнитопровода, что создает тормозное усилие в металлопроводе и, следовательно, ведет к снижению развиваемого давления.In addition, the currents induced in the pumped metal certainly close within the gap under the poles of the magnetic circuit, which creates a braking force in the metal wire and, therefore, leads to a decrease in the developed pressure.

И, наконец, снижение развиваемого давления происходит на боковых границах зазора под полюсами магнитопровода за счет потерь давления на циркуляцию жидкого металла через эти границы.And finally, a decrease in the developed pressure occurs at the lateral boundaries of the gap under the poles of the magnetic circuit due to pressure losses on the circulation of liquid metal through these boundaries.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели является винтовая индукционная МГД-машина, содержащая спиральный (винтовой) канал с жидким металлом, образованный внутри двух тонкостенных коаксиально расположенных цилиндров, на поверхности одного из которых имеется винтовая канавка или приваренное к нему винтовое ребро, внутренний сердечник, внешний цилиндрический сердечник и многофазную обмотку, расположенную в пазах внешнего сердечника (Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л., «Энергия», 1970, С. 22-24, рис. 1-11). В данном насосе внешний цилиндрический сердечник и уложенная в его пазах трехфазная многофазная обмотка представляют собой средства создания магнитного поля.Closest to the claimed utility model is a helical induction MHD machine containing a spiral (helical) channel with liquid metal formed inside two thin-walled coaxially arranged cylinders, on the surface of one of which there is a helical groove or a helical rib welded to it, an inner core, an external a cylindrical core and a multiphase winding located in the grooves of the outer core (Voldek A.I. Induction magnetohydrodynamic machines with a liquid metal working fluid. L., "Energy", 1970, S. 22-24, Fig. 1-11). In this pump, an external cylindrical core and a three-phase multiphase winding laid in its grooves are a means of creating a magnetic field.

Недостаток данной винтовой индукционной МГД-машины связан со сложностью изготовления канала машины. Между витками канала, а также между жидким металлом и стенками канала должен существовать надежный электрический контакт для того, чтобы вторичные токи могли протекать в осевом направлении последовательно через витки канала. В противном случае вторичные токи будут замыкаться в пределах каждого витка канала по отдельности и ввиду небольшой ширины витка проявление поперечного краевого эффекта будет весьма сильным, что приведет к значительному понижению эффективности машины.The disadvantage of this helical induction MHD machine is associated with the complexity of manufacturing the channel of the machine. A reliable electrical contact must exist between the turns of the channel, as well as between the liquid metal and the walls of the channel, so that secondary currents can flow in the axial direction sequentially through the turns of the channel. Otherwise, the secondary currents will be closed within each turn of the channel separately and, due to the small width of the turn, the manifestation of the transverse edge effect will be very strong, which will lead to a significant decrease in the efficiency of the machine.

Необходимо также отметить, что такая машина имеет пониженный КПД из-за относительно больших гидравлических потерь и электрических потерь в стенках канала и в контактных сопротивлениях металл-стенки канала.It should also be noted that such a machine has a reduced efficiency due to relatively large hydraulic losses and electrical losses in the channel walls and in the contact resistances of the channel metal wall.

К недостаткам следует также отнести то, что высокое значение индукции в рабочем зазоре обеспечивается закачкой большой энергии в многофазную обмотку, расположенную в пазах внешнего сердечника. При этом неизбежные потери преобразуются в тепло, а при большом рабочем зазоре это приводит к значительным тепловым потерям. Это усугубляет имеющийся жесткий тепловой режим работы основных элементов машины, снижая ее надежность.The disadvantages should also include the fact that a high value of induction in the working gap is ensured by the injection of large energy into a multiphase winding located in the grooves of the external core. In this case, the inevitable losses are converted into heat, and with a large working gap this leads to significant heat losses. This exacerbates the existing hard thermal operation of the main elements of the machine, reducing its reliability.

В основу полезной модели положена задача расширения арсенала индукционных насосов, используемых для перекачивания жидких металлов в атомной энергетике, химической и металлургической промышленности, путем создания такого насоса, конструкция которого характеризовалась бы незначительными энергетическими затратами и тепловыми потерями при повышенной надежности и высоких значениях КПД насоса.The utility model is based on the task of expanding the arsenal of induction pumps used for pumping liquid metals in the nuclear energy, chemical and metallurgical industries by creating such a pump whose design would be characterized by low energy costs and heat losses with increased reliability and high pump efficiency.

При этом техническим результатом является реализация этого назначения.In this case, the technical result is the implementation of this purpose.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в винтовом индукционном насосе, включающем спиральный канал для перекачиваемой электропроводной среды, образованный внутри двух коаксиально расположенных цилиндров, средства создания магнитного поля и внутренний сердечник, средства создания магнитного поля размещены в стакане и установлены с возможностью вращения посредством электромеханического привода относительно спирального канала и внутреннего сердечника и выполнены в виде размещенных по окружности, заключенных в оболочку из магнитомягкого материала и разделенных между собой прокладками из немагнитного материала блоков постоянных магнитов, каждый из которых имеет центральный сегмент, намагниченный радиально, и два боковых сегмента, намагниченных под углом по отношению к центральному, причем центральные сегменты размещены с чередованием полюсов по окружности.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in a screw induction pump including a spiral channel for a pumped electrically conductive medium, formed inside two coaxially arranged cylinders, means for creating a magnetic field and an inner core, means for creating a magnetic field are placed in a glass and rotatably mounted by means of electromechanical drive relative to the spiral channel and the inner core and made in the form of placed around the circumference, enclosed in a shell of soft magnetic material and separated by gaskets of non-magnetic material, are blocks of permanent magnets, each of which has a central segment magnetized radially and two side segments magnetized at an angle to the center, with the central segments arranged alternating between the poles around the circumference .

Электромеханический привод может состоять из электродвигателя, двухшарнирного карданного вала и редуктора.An electromechanical drive may consist of an electric motor, a double-jointed cardan shaft and a gearbox.

На наружной поверхности стакана может быть выполнена, по крайней мере, одна винтовая канавка.At least one helical groove may be formed on the outer surface of the cup.

Угол намагничивания боковых сегментов по отношению к центральному составляет преимущественно 45°.The angle of magnetization of the side segments with respect to the central is mainly 45 °.

В стакане могут быть выполнены технологические отверстия.Technological holes can be made in the glass.

При размещении средств создания магнитного поля в стакане, их установки с возможностью вращения посредством электромеханического привода относительно спирального канала и внутреннего сердечника и выполнении в виде размещенных по окружности, заключенных в оболочку из магнитомягкого материала и разделенных между собой прокладками из немагнитного материала блоков постоянных магнитов, каждый из которых имеет центральный сегмент, намагниченный радиально, и два боковых сегмента, намагниченных под углом по отношению к центральному, размещении центральных сегментов с чередованием полюсов по окружности, высокое значение индукции в рабочем зазоре обеспечивается полями постоянных магнитов при незначительных энергетических затратах и тепловых потерях, благодаря чему повышается надежность и обеспечиваются высокие значения КПД насоса.When placing the means of creating a magnetic field in a glass, installing them with the possibility of rotation by means of an electromechanical drive relative to the spiral channel and the inner core and performing in the form of blocks of permanent magnets placed in a shell of magnetically soft material and separated by gaskets of non-magnetic material, each of which has a central segment magnetized radially, and two side segments magnetized at an angle with respect to the central When central segments are alternated with alternating poles around the circumference, a high value of induction in the working gap is ensured by fields of permanent magnets at low energy costs and heat losses, which increases reliability and ensures high values of pump efficiency.

Использование в качестве электромеханического привода электродвигателя, двухшарнирного карданного вала и редуктора обеспечивает, во-первых, возможность использования для ротации магнитного поля в насосе серийного электродвигателя с высокими значениями КПД и коэффициента мощности, вынесенного из зоны высоких температур в зону низких температур, во-вторых, компенсацию температурного изменения межцентровых расстояний элементов привода, и, в-третьих, способствует компактному размещению основных узлов насоса.The use of an electric motor, a double-jointed cardan shaft and a reducer as an electromechanical drive provides, firstly, the possibility of using a serial electric motor with high values of efficiency and power factor removed from the high temperature zone to the low temperature zone for rotation of the magnetic field in the pump, and secondly, compensation for temperature changes in the center-to-center distances of the drive elements, and, thirdly, facilitates the compact placement of the main pump components.

Выполнение на наружной поверхности стакана, по крайней мере, одной винтовой канавки способствует отводу тепла при его вращении с размещенными в нем средствами создания магнитного поля относительно спирального канала и внутреннего магнитопровода, способствуя тем самым улучшению теплового режима работы насоса.The execution on the outer surface of the glass of at least one helical groove helps to remove heat during its rotation with the means for creating a magnetic field relative to the spiral channel and the internal magnetic circuit located in it, thereby contributing to the improvement of the thermal operating mode of the pump.

Угол намагничивания боковых сегментов по отношению к центральному выбирается исходя из условий обеспечения высокого значения индукции в рабочем зазоре при повышенных температурах и минимально возможного взаимодействия между собой отдельных полюсов с различным направлением намагниченности, и составляет преимущественно 45°. При таком угле намагничивания боковых сегментов по отношению к центральному обеспечивается увеличение общего потока каждого полюса на 20-30% по сравнению с конструкцией, построенной на магнитах с радиальной намагниченностью, и практически полная компенсация температурного снижения индукции, наблюдаемой при повышенных температурах, а также минимально возможное взаимодействие между собой отдельных полюсов с различным направлением намагниченности.The angle of magnetization of the side segments with respect to the central one is selected based on the conditions for ensuring a high value of induction in the working gap at elevated temperatures and the minimum possible interaction between the individual poles with different directions of magnetization, and is mainly 45 °. With this angle of magnetization of the side segments with respect to the central one, an increase in the total flux of each pole by 20-30% is ensured in comparison with a structure built on magnets with radial magnetization, and almost complete compensation for the temperature decrease in induction observed at elevated temperatures, as well as the minimum possible the interaction between individual poles with different directions of magnetization.

Благодаря наличию в стакане технологических отверстий обеспечивается возможность оперативной диагностики сварных швов без отсоединения насоса от трубопровода при проведении планово-профилактических работ.Due to the presence of technological holes in the glass, it is possible to quickly diagnose welds without disconnecting the pump from the pipeline during routine maintenance.

Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 изображен винтовой индукционный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - средства создания магнитного поля, поперечный разрез.The essence of the utility model is illustrated by the following drawings. In FIG. 1 shows a screw induction pump, a longitudinal section; in FIG. 2 - means of creating a magnetic field, cross section.

Винтовой индукционный насос включает основание, состоящее из кронштейна 1 и стоек 2, спиральный канал 3 для перекачиваемой электропроводной среды, образованный внутри двух коаксиально расположенных цилиндров, внутренний сердечник 4, средства создания магнитного поля и электромеханический привод для вращения средств создания магнитного поля относительно спирального канала 3 и внутреннего сердечника 4. Средства создания магнитного поля размещены в стакане 5. Стакан 5 соединен с несущей конструкцией насоса через высокотемпературные необслуживаемые подшипники 6. На наружной поверхности стакана 5 выполнена одна или несколько винтовых канавок.A screw induction pump includes a base consisting of a bracket 1 and racks 2, a spiral channel 3 for a pumped conductive medium, formed inside two coaxially arranged cylinders, an inner core 4, means for creating a magnetic field and an electromechanical drive for rotating means for creating a magnetic field relative to the spiral channel 3 and the inner core 4. Means of creating a magnetic field are placed in the glass 5. The glass 5 is connected to the supporting structure of the pump through high-temperature coexist bearings 6. At the outer surface of glass 5 is made one or several helical grooves.

На основании крепится опорный фланец 7, нижнее основание 8 и верхнее основание 9 с несущими стенками 10.A supporting flange 7, a lower base 8 and an upper base 9 with supporting walls 10 are mounted on the base.

Электромеханический привод состоит из электродвигателя 11, двухшарнирного карданного вала 12 и редуктора. В качестве электродвигателя 11 может быть использован серийный асинхронный электродвигатель. Электродвигатель 11 крепится к основанию через текстолитовые терморазвязки 13, 14. Редуктор состоит из ведущего колеса 15, сцепленного с валом электродвигателя 11 карданным валом 12, и ведомого колеса 16, закрепленного на стакане 5. Ведущий вал 17 редуктора развязан с несущей конструкцией через подшипники 18, 19. Для снижения теплопередачи на карданный вал 12 предусмотрен тепловой экран 20, крепящийся к несущим стенкам 10.The electromechanical drive consists of an electric motor 11, a double-jointed driveshaft 12 and a gearbox. As the electric motor 11, a serial asynchronous electric motor can be used. The electric motor 11 is attached to the base through textolite thermal connections 13, 14. The gearbox consists of a drive wheel 15 coupled to the shaft of the electric motor 11 by the driveshaft 12, and a driven wheel 16 mounted on the cup 5. The drive shaft 17 of the gearbox is decoupled from the supporting structure through bearings 18, 19. To reduce heat transfer to the driveshaft 12, a heat shield 20 is provided that is attached to the supporting walls 10.

Полость канала 3 снабжена одним или несколькими рядами спиральных перегородок или выбором одного или нескольких пазов на одном из коаксиально расположенных цилиндров.The cavity of the channel 3 is equipped with one or more rows of spiral partitions or the choice of one or more grooves on one of the coaxially located cylinders.

Для оперативной диагностики сварных швов в стакане 5 выполнены технологические отверстия 21.For operational diagnostics of welds in the glass 5, technological holes 21 are made.

Средства создания магнитного поля выполнены в виде размещенных по окружности блоков постоянных магнитов 22, заключенных в оболочку 23 из магнитомягкого материала и разделенных между собой прокладками 24 из немагнитного материала. Каждый из блоков постоянных магнитов 22 имеет центральный сегмент 25, намагниченный радиально, и два боковых сегмента 26, намагниченных под углом по отношению к центральному. Угол намагничивания боковых сегментов 26 по отношению к центральному сегменту 25 составляет преимущественно 45°. Центральные сегменты 25 размещены с чередованием полюсов по окружности. В качестве постоянных магнитов 22 предпочтительно используются редкоземельные постоянные магниты с высокими значениями индукции насыщения и коэрцитивной силы, например, постоянные магниты из сплава самарий-кобальт (SmCo).Means of creating a magnetic field are made in the form of blocks of permanent magnets 22 placed around the circumference, enclosed in a shell 23 of soft magnetic material and separated by gaskets 24 of non-magnetic material. Each of the permanent magnet blocks 22 has a central segment 25 magnetized radially and two side segments 26 magnetized at an angle with respect to the central one. The magnetization angle of the side segments 26 with respect to the central segment 25 is preferably 45 °. The Central segments 25 are placed with alternating poles around the circumference. As the permanent magnets 22, rare earth permanent magnets with high values of saturation induction and coercive force, for example, permanent magnets from a samarium-cobalt alloy (SmCo), are preferably used.

Направление движения перекачиваемой электропроводной среды в насосе показано стрелками. В качестве перекачиваемой электропроводной среды может быть использованы жидкометаллические теплоносители, например, натрий или натрий - калий, свинец или его сплавы, а также могут быть использованы другие жидкие металлы.The direction of movement of the pumped conductive medium in the pump is shown by arrows. As the pumped electrically conductive medium, liquid metal coolants, for example, sodium or sodium — potassium, lead or its alloys, can be used, and other liquid metals can also be used.

Работа винтового индукционного насоса осуществляется следующим образом.The operation of a screw induction pump is as follows.

Винтовой индукционный насос предназначен для перекачивания электропроводной среды, в качестве которой используются жидкометаллические теплоносители, например, натрий или натрий - калий, свинец или его сплавы, а также используются другие жидкие металлы.A screw induction pump is designed to pump an electrically conductive medium, which is used as liquid metal coolants, for example, sodium or sodium - potassium, lead or its alloys, and other liquid metals are used.

Условиями перекачивания электропроводной среды, в качестве которой используется, например, жидкометаллический теплоноситель натрий, являются наличие высокого значения индукции в рабочем зазоре и ротация магнитного поля. Высокое значение индукции в рабочем зазоре насоса обеспечивается полями постоянных магнитов. Ротация магнитного поля в насосе производится вращением средств создания магнитного поля посредством электромеханического привода, состоящего из серийного асинхронного электродвигателя 11, двухшарнирного карданного вала 12 и редуктора. Использование такого привода для ротации магнитного поля в насосе обеспечивает, во-первых, возможность вынесения электродвигателя из зоны высоких температур в зону низких температур, во-вторых, компенсацию температурного изменения межцентровых расстояний элементов привода, и, в-третьих, способствует компактному размещению основных узлов насоса.The conditions for pumping an electrically conductive medium, which is used, for example, liquid metal coolant sodium, are the presence of a high value of induction in the working gap and rotation of the magnetic field. The high value of induction in the working clearance of the pump is ensured by the fields of permanent magnets. The rotation of the magnetic field in the pump is carried out by rotating the means of creating a magnetic field by means of an electromechanical drive, consisting of a serial asynchronous electric motor 11, a double-jointed universal joint shaft 12 and a gearbox. The use of such a drive to rotate the magnetic field in the pump provides, firstly, the possibility of moving the motor from the high temperature zone to the low temperature zone, secondly, compensates for the temperature change in the center-to-center distances of the drive elements, and thirdly, facilitates the compact placement of the main nodes pump.

Вращение вала электродвигателя 11 через карданный вал 12, ведущий вал 17 редуктора и зубчатые колеса 15, 16 редуктора передается на стакан 5 с установленными в нем средствами создания магнитного поля, выполненными в виде размещенных по окружности, заключенных в оболочку 23 из магнитомягкого материала и разделенных между собой прокладками 24 из немагнитного материала блоков постоянных магнитов 22. В качестве постоянных магнитов 22 используются редкоземельные постоянные магниты из сплава самарий-кобальт (SmCo). Такие постоянные магниты обладают высокими значениями индукции насыщения и коэрцитивной силы. Возможно также использование других редкоземельных постоянных магнитов, обладающих высокими значениями индукции насыщения и коэрцитивной силы. При этом каждый из таких блоков постоянных магнитов 22 имеет центральный сегмента 25, намагниченный радиально, и два боковых сегмента 26, намагниченных под углом 45° по отношению к центральному. Центральные сегменты 25 размещены с чередованием полюсов по окружности.The rotation of the shaft of the electric motor 11 through the driveshaft 12, the drive shaft 17 of the gearbox and the gears 15, 16 of the gearbox is transmitted to the cup 5 with the means for creating a magnetic field installed in it, made in the form of placed around the circumference, enclosed in a shell 23 of soft magnetic material and divided between spacers 24 of non-magnetic material of the blocks of permanent magnets 22. As permanent magnets 22 are used rare earth permanent magnets made of an alloy of samarium-cobalt (SmCo). Such permanent magnets have high values of saturation induction and coercive force. It is also possible to use other rare-earth permanent magnets with high values of saturation induction and coercive force. Moreover, each of these blocks of permanent magnets 22 has a central segment 25, magnetized radially, and two side segments 26, magnetized at an angle of 45 ° with respect to the central one. The Central segments 25 are placed with alternating poles around the circumference.

Средства создания магнитного поля могут быть представлены, например, двенадцатью блоками постоянных магнитов 22, размещенными по окружности, каждый из которых выполнен в виде хорды в 30 пространственных градусов (3 сегмента по 10 пространственных градусов).Means of creating a magnetic field can be represented, for example, by twelve blocks of permanent magnets 22 arranged around a circle, each of which is made in the form of a chord of 30 spatial degrees (3 segments of 10 spatial degrees).

Данная конструкция средств создания магнитного поля позволяет увеличить общий поток каждого полюса на 20-30% по сравнению с конструкцией, построенной на магнитах с радиальной намагниченностью, и практически полностью компенсировать температурное снижение индукции, наблюдаемой при повышенных температурах. Кроме того, преимуществом такой конструкции является малое взаимодействие между собой отдельных полюсов с различным направлением намагниченности, что значительно облегчает технологический процесс сборки.This design of means for creating a magnetic field allows you to increase the total flux of each pole by 20-30% compared with the design built on magnets with radial magnetization, and almost completely compensate for the temperature decrease in induction observed at elevated temperatures. In addition, the advantage of this design is the small interaction between the individual poles with different directions of magnetization, which greatly facilitates the assembly process.

Выполнение на наружной поверхности стакана 5, в котором размещены средства создания магнитного поля, одной или нескольких винтовых канавок способствует отводу тепла от насоса при вращении стакана, способствуя тем самым улучшению теплового режима работы насоса.The execution on the outer surface of the cup 5, in which the means for creating a magnetic field are located, of one or more helical grooves helps to remove heat from the pump during rotation of the cup, thereby contributing to the improvement of the thermal operating mode of the pump.

При ротации постоянных магнитов в перекачиваемом жидком металле, находящемся в спиральном канале 3, возникают вихревые токи, поля которых взаимодействуют с полями постоянных магнитов 22, что обеспечивает перемещение перекачиваемого жидкого металла в спиральном канале 3 с усилием, требуемым для создания давления в насосе.When the permanent magnets rotate in the pumped liquid metal located in the spiral channel 3, eddy currents arise, the fields of which interact with the fields of the permanent magnets 22, which ensures the movement of the pumped liquid metal in the spiral channel 3 with the force required to create pressure in the pump.

Винтовой индукционный насос имеет следующие характеристики и расчетные параметры: перекачиваемый металл - натрий, установочное положение - вертикальное, развиваемое давление - 8·10⁵ Па, расход металла 2 м³/ч, температура металла - 400°C, напряжение линейное - 380 В, ток линейный - 5,5 А, потребляемая мощность - не более 2 кВт, КПД - 30%, коэффициент мощности - не менее 0,80, габаритно-присоединительные размеры насоса - 1095×530×390 мм, назначенный срок службы индуктора насоса - 20 лет, наработка на отказ - 8000 ч, ремонтопригодность - замена серийного электродвигателя без отсоединения насоса от трубопровода.The screw induction pump has the following characteristics and design parameters: metal being pumped - sodium, installation position - vertical, developed pressure - 8 · 10 ⁵ Pa, metal consumption 2 m ³ / h, metal temperature - 400 ° C, linear voltage - 380 V, linear current - 5.5 A, power consumption - not more than 2 kW, efficiency - 30%, power factor - not less than 0.80, overall and connecting dimensions of the pump - 1095 × 530 × 390 mm, assigned service life of the pump inductor - 20 years, MTBF - 8000 h, maintainability - replacement of a serial electric motor I am without disconnecting the pump from the pipeline.

Благодаря наличию в стакане технологических отверстий 21 обеспечивается возможность оперативной диагностики сварных швов без отсоединения насоса от трубопровода при проведении планово-профилактических работ.Due to the presence of technological holes 21 in the glass, it is possible to quickly diagnose welds without disconnecting the pump from the pipeline during routine maintenance.

Claims

1. A screw induction pump, comprising a spiral channel for a pumped electrically conductive medium, formed inside two coaxially arranged cylinders, means for creating a magnetic field and an inner core, characterized in that the means for creating a magnetic field are placed in a glass and mounted for rotation by means of an electromechanical drive relative to the spiral channel and inner core and made in the form of placed around the circumference, enclosed in a shell of soft magnetic material and p Permanent magnet blocks separated by gaskets of non-magnetic material, each of which has a central segment magnetized radially and two side segments magnetized at an angle with respect to the central one, the central segments being placed alternating between the poles in a circle.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the electromechanical drive consists of an electric motor, a double-jointed cardan shaft and a gearbox.

3. The pump according to claim 1, characterized in that at least one helical groove is made on the outer surface of the cup.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the magnetization angle of the side segments with respect to the central one is predominantly 45 °.

5. The pump according to claim 1, characterized in that the technological holes are made in the glass.