SU1001353A1 - Винтовой электромагнитный насос - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к МГД технике , в частности к усовершенствованию винтовых электромагнитных насосов , предназначенных дл  перекачивани  жидкометаллических теплоносителей в контурах атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах , исследовательских жидкометаллических контурах химической промышленности , металлургии, а также дл  других технологических целей.

Известны винтовые электромагнитные насосы, содержащие индуктор с внутренним сердечником и винтовой канал,

Создаваемое индуктором бегущее магнитное поле пронизывает жидкий металл , индуктирует в нем токи, протекающие в аксиальном направлении и замыкающиес  по боковым шинам.

Взаимодействие индуктированных токов с магнитным полем создает электромагнитную силу, обеспечивающую перемещение жидкого металла IT и 2 .

Однако указанные устройства характеризуютс  недостаточно эффективным использованием рабочего зазора индуктора , так как каналы выполн ютс  толстостенными из-за того, что такие насосы развивают высокие давлени .

Наиболее близким к предлагаемому

10  вл етс  также винтовой электромагнитный насос, содержащий индуктор, включающий внутренний магнитопровод, набранный на трубу из листов электротехнической стали, и канал, включаю15 щий внутреннюю стенку ГЗ}.

Недостатком известного насоса  вл етс  низкий КПД причина которого кроетс , в частности в том, что дл 

20 достижени  необходимей прочности и устойчивости канала его приходитс  выполн ть толстостенным. В результате этого имеют место значительные 31 потери мощности в стенках, и, как следствие, низкие значени  КПД, Утончение стенок приводит к повышению КПД но при этом снижаетс  как прочность, так и устойчивость канала. Кроме то- го, в известном насосе запас по устой чивости бывает значительно меньше запаса по прочности. Это приводит к тому, что толщину внутренней стенки канала выбирают заведомо большей (в 2-5 раза) , нежели она допустима с то ки зрени  обеспечени  необходимой прочности. Потер  устойчивости каналом приво дит к образованию в азимутальном направлении волн деформации, что в сво очередь, ведет к изменению геометрии канала и к ухудшению характеристик насоса, а в р де случаев, и к потере работоспособности насоса вообще, Внутреннюю стенку канала напрессовывают на сердечник. Однако при работе насоса вследствие различных значений коэффициентов линейного расширени  материалов сердечника (электротехническа  сталь) и стенки канала (нержавеюща  сталь) между сердечником и внутренней стенкой канала образуетс  зазор. Наличие этосо зазора и приводит к резкому снижению устойчивости канала. Величина же критического значени  давлени , при котором тер етс  устойчивость, обпатно пропррциональна аксиальной длине канала . Цель изобретени  - увеличение устойчивости канала и повышение КПД насоса . Поставленна  цель достигаетс  тем что в винтовом электромагнитном насосе , содержащем индуктор, включающий внутренний магнитопровод,,. набранный на трубу из листов электротехнической стали, и канал, включающий внутреннюю стенку, между листами электротехнической стали расположены контактирующие с внутренней стенкой и трубой кольцевые элементы, при этом коэф фициенты линейных расширений материала стенки канала, кольцевых элементов и трубы равны На чертеже изображен предлагаемый насос, продольный разрез. Насос содержит индуктор, включающий статор 1 и внутренний магнитопровод 2, набранйый на трубу 3 из листов электротехнической стали, и контактирующих с трубой и внутренней стенкой канала 4 кольцевых-элементов 5. 534 При включении насоса за счет взаимодействи  магнитного пол , создаваемого индуктором, с индуктированными в жидком металле токами возникает электромагнитна  сила, котора  приводит в движение металл, В силу того, что внутренн   стенка контактирует с кольцевыми элементами , которые, в свою очередь, контактируют с трубой, чем самым представл   цельную конструкцию, выполненную либо из одного материала, либо из материалов , имеющих равные коэффициенты линейного расширени , увеличиваетс  устойчивость канала. Канал в аксиальном направлении представл ет как бы набор элементарных каналов . Значит при равной с прототипом толщине стенки канала устойчивость станет большей, так как ее величина обратно пропорциональна аксиальной длине канала Кроме того, при колебани х температуры устойчивость канала измен етс  только в пределах изменений свойств материала, так как, исход  из услови  равенства коэффициентов линейных расширений, цельность конструкции не зависит от колебаний температуры . Вместе с этим в предлагаемой конструкции значительно повышаетс  КПД насоса, В устройстве длина каждого элементарного канала выбираетс  из услови  получени  необходимой устойчивости при допустимой минимальной толщине канала, полученной из услови  обеспечени  необходимой прочности . Дл  обеспечени  необходимой устойчивости в прототипе толщину стенки канала выбирают большей, чем это необходимо по условию прочности Итак, повышение устойчивости канала позвол ет уменьшить толщину стенки канала, а, значит, и величину немагнитного зазора За счет снижени  потерь в стенках канала и уменьшени  потерь на .создание магнитного пол  удаетс  повысить КПД насоса. Таким образом, применение предлагаемого устройства увеличивает устойчивость канала, повышает значение КПД и, кроме того, за счет снижени  толщины стенки канала уменьшает массу как самого канала, так и массу статора, вследствие уменьшени  массы, обмотки. Все это приводит к снижению затрат как изготовлении, так и при эксплуатации насоса.

Claims (3)

1.Баранов Г.А., Глухих ., Кириллов И,Р. Расчет и проектирование индукционных МГД - машин с жидкометаллическим рабочим телом. М,, Атомиздат . 1978, с, .

2.Бушман А«К., Векленко И.А., Кл винь Я.Я., Лислпетер Я.Я. Опыт конструкторской.разработки электромагнитных индукционных насосов.в Институте физики АН Латвийской ССР.

В кн.: Вопросы магнитной гидродинамики , Рига, 1963, Е с. 136-152.

3. Авторское свидетельство CfCP fP 173610, кл. F О F 11/00, 1965 (прототип).