RU154085U1

RU154085U1 - ELECTROMAGNETIC PUMP

Info

Publication number: RU154085U1
Application number: RU2014144017/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Денисов; Вениамин Михайлович Долгих; Станислав Юрьевич Хрипченко
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2015-08-10

Abstract

Электромагнитный насос, состоящий из канала с жидкометаллическими электродами, образующими с каналом замкнутый контур, нагнетательной трубы и магнитопровода, отличающийся тем, что магнитопровод снабжён обмоткой намагничивания, а жидкометаллические электроды содержат параллельные перегородки, расположенные на примыкающих к каналу участках под углом 45° к продольной оси электродов и не перекрывающие полностью проходное сечение последних.An electromagnetic pump consisting of a channel with liquid metal electrodes forming a closed loop with a channel, a discharge pipe and a magnetic circuit, characterized in that the magnetic circuit is equipped with a magnetizing winding, and the liquid metal electrodes contain parallel baffles located on sections adjacent to the channel at an angle of 45 ° to the longitudinal axis electrodes and do not completely cover the passage section of the latter.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in metallurgy for pumping liquid metals and alloys.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является электромагнитный насос, содержащий канал, нагнетательную трубу, два жидкометаллических электрода, подсоединенных симметрично к узким боковым стенкам канала и образующих замкнутый контур и магнитопровод, выполненный из двух полюсов и уложенного вокруг канала замыкающего ярма, причем плоскость шихтовки ярма перпендикулярна плоскости шихтовки полюсов (патент РФ на полезную модель №134256, МПК H02K 44/02, 2012).Closest to the utility model in technical essence, selected as a prototype, is an electromagnetic pump containing a channel, a discharge pipe, two liquid metal electrodes connected symmetrically to the narrow side walls of the channel and forming a closed loop and magnetic circuit made of two poles and laid around the channel the closing yoke, and the plane of the yoke charge is perpendicular to the plane of the pole charge (RF patent for utility model No. 134256, IPC H02K 44/02, 2012).

Недостатками его являются невысокие развиваемые давление и расход перекачиваемого металла, а также небольшой срок службы канала вследствие перегрева жидкометаллических электродов.Its disadvantages are the low developed pressure and flow rate of the pumped metal, as well as the short channel life due to overheating of the liquid metal electrodes.

Предлагаемой полезной моделью решаются задачи увеличения давления, расхода и срока эксплуатации канала насоса.The proposed utility model solves the problem of increasing pressure, flow rate and life of the pump channel.

Для достижения указанного технического результата электромагнитный насос, содержащий канал с жидкометаллическими электродами, образующими с каналом замкнутый контур, нагнетательную трубу и магнитопровод, снабжен обмоткой намагничивания магнитопровода и параллельными перегородками, расположенными на прилегающих к каналу участках жидкометаллических электродов под углом 45° к продольной оси электродов и не перекрывающими полностью проходное сечение последних.To achieve the specified technical result, an electromagnetic pump containing a channel with liquid metal electrodes forming a closed loop with a channel, a discharge pipe and a magnetic circuit is equipped with a magnetizing coil of the magnetic circuit and parallel baffles located on sections of liquid metal electrodes adjacent to the channel at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the electrodes and not overlapping the full bore of the latter.

Отличительными признаками предлагаемого насоса от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, являются следующие признаки:Distinctive features of the proposed pump from the above known, closest to it, are the following features:

1. магнитопровод снабжен обмоткой намагничивания;1. The magnetic circuit is equipped with a magnetizing winding;

2. жидкометаллические электроды содержат параллельные перегородки, расположенные на примыкающих к каналу участках под углом 45° к продольной оси электродов и не перекрывающие полностью проходное сечение последних.2. liquid metal electrodes contain parallel partitions located on sections adjacent to the channel at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the electrodes and do not completely cover the passage section of the latter.

Предлагаемый электромагнитный насос иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид насоса в разрезе по B-B фиг. 2, а на фиг. 2 - разрез по A-A фиг. 1.The proposed electromagnetic pump is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a sectional view of the pump according to B-B of FIG. 2, and in FIG. 2 is a section along A-A of FIG. one.

Электромагнитный насос для жидких металлов содержит канал 1, нагнетательную трубу 2, жидкометаллические электроды 3, 4, симметрично подсоединенные к узким стенкам канала 1 и образующие с каналом 1 замкнутый контур 5, замкнутый магнитопровод 6 с обмоткой намагничивания 7 и магнитопровод 8 с обмоткой намагничивания 9. Электроды 3, 4 на участках, примыкающих к каналу 1, имеют перегородки 10, расположенные под углом 45° к продольной оси электродов и не перекрывающие полностью проходное сечение последних.An electromagnetic pump for liquid metals contains a channel 1, an injection pipe 2, liquid metal electrodes 3, 4, symmetrically connected to the narrow walls of channel 1 and forming a closed circuit 5 with a channel 1, a closed magnetic circuit 6 with a magnetizing coil 7, and a magnetic circuit 8 with a magnetizing winding 9. The electrodes 3, 4 in the areas adjacent to the channel 1 have partitions 10 located at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the electrodes and do not completely cover the passage section of the latter.

При заполнении канала 1 жидким металлом и включении обмотки намагничивания 7 в цепь переменного тока (на фиг. 1 и 2 не указана) благодаря замкнутому магнитопроводу 6 в контуре 5 наводится электрический ток, который через жидкометаллические электроды 3, 4 замыкается через канал 1.When channel 1 is filled with liquid metal and the magnetization winding 7 is switched on in an alternating current circuit (not shown in Figs. 1 and 2), an electric current is induced in circuit 5 through a closed magnetic circuit 6, which closes through liquid metal electrodes 3, 4 through channel 1.

В канале 1 возникает собственное магнитное поле тока, которое благодаря магнитопроводу 8 является однонаправленным и перпендикулярным плоскости канала. При включении в цепь переменного тока (на фиг. 1 и 2 не указана) обмотки намагничивания 9 в магнитопроводе 8 возникает магнитное поле, которое в канале 1 складывается с собственным магнитным полем тока канала.Channel 1 has its own magnetic current field, which, due to the magnetic circuit 8, is unidirectional and perpendicular to the plane of the channel. When you turn on the alternating current circuit (not shown in FIGS. 1 and 2), the magnetization winding 9 in the magnetic core 8 creates a magnetic field, which in channel 1 is added to its own magnetic field current channel.

В результате взаимодействия тока с суммарным магнитным полем в канале 1 возникает электромагнитная сила, приводящая к перепаду давления в жидком металле и появлению сквозного течения в сторону нагнетательной трубы 2. При этом взаимодействие вихревого движения жидкого металла, которое возникает в жидкометаллических электродах 3, 4 в результате взаимодействия тока с магнитным полем магнитопровода 8, с перегородками 10 приводит к возникновению в замкнутом контуре 5 сквозного течения, приводящего к выносу в канал 1 джоулевого тепла, выделяющегося в замкнутом контуре 5, и позволяющего избежать перегрева замкнутого контура.As a result of the interaction of the current with the total magnetic field in channel 1, an electromagnetic force arises, which leads to a pressure drop in the liquid metal and the appearance of a through flow towards the discharge pipe 2. In this case, the interaction of the vortex motion of the liquid metal that occurs in the liquid metal electrodes 3, 4 as a result the interaction of the current with the magnetic field of the magnetic circuit 8, with the partitions 10 leads to the appearance in the closed loop 5 of a through flow, leading to the transfer of joule heat into the channel 1, emitting Osya closed loop 5 and allows to avoid overheating of the closed loop.

Для проверки работоспособности насоса была изготовлена модель, канал которой был выполнен из трубы 1Х18Н10Т диаметром 32 мм. Ширина канала была 44 мм, высота - 14,5 мм, немагнитный зазор - 15 мм. Жидкометаллические электроды были выполнены из той же трубы с перегородками. Магнитопровод 8, в немагнитном зазоре которого располагался канал 1, был снабжен обмоткой намагничивания 9, содержащей 112 витков.To test the pump performance, a model was made, the channel of which was made of 1X18H10T pipe with a diameter of 32 mm. The channel width was 44 mm, the height was 14.5 mm, and the non-magnetic gap was 15 mm. Liquid metal electrodes were made of the same pipe with partitions. The magnetic circuit 8, in the non-magnetic gap of which channel 1 was located, was equipped with a magnetization winding 9, containing 112 turns.

Модель испытана на галлиевом сплаве. При токе канала 3000 А и токе в обмотке намагничивания 47 А в стопорном режиме модель создала перепад давления 110 кПа, а расход 320 мл/с обеспечивался при перепаде давления 81 кПа. Кроме того, наблюдение модели во время испытаний через тепловизор показало, что в замкнутом контуре 5 возникает градиент температуры, а максимальная температура поверхности замкнутого контура существенно ниже, чем она наблюдалась в случае аналогичных испытаний, когда модель не имела внутриэлектродных перегородок.The model is tested on gallium alloy. At a channel current of 3000 A and a current in the magnetization winding of 47 A in stop mode, the model created a pressure drop of 110 kPa, and a flow rate of 320 ml / s was provided at a pressure drop of 81 kPa. In addition, observation of the model during tests through a thermal imager showed that a temperature gradient occurs in closed loop 5, and the maximum surface temperature of the closed loop is much lower than it was observed in the case of similar tests, when the model did not have interelectrode partitions.

Использование магнитной системы, позволяющей создавать в канале насоса существенно большее магнитное поле, чем в случае просто ферромагнитного сердечника, позволяет в разы повысить выходные характеристики «давление - расход» предлагаемого насоса, а использование перегородок в жидкометаллических электродах существенно увеличит срок его эксплуатации.The use of a magnetic system that allows you to create a significantly larger magnetic field in the pump channel than in the case of a simple ferromagnetic core allows you to significantly increase the output pressure-flow characteristics of the proposed pump, and the use of partitions in liquid metal electrodes will significantly increase its life.

Claims

An electromagnetic pump consisting of a channel with liquid metal electrodes forming a closed loop with a channel, a discharge pipe and a magnetic circuit, characterized in that the magnetic circuit is equipped with a magnetizing winding, and the liquid metal electrodes contain parallel baffles located on sections adjacent to the channel at an angle of 45 ° to the longitudinal axis electrodes and do not completely cover the passage section of the latter.