BE561851A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative à des pompes à fluide conducteur et analogues et se rapporte à la pompe dite de Faraday et à des dispositifs analogues tels que des débitmètres travaillant sur un même principe. 



   Dans des pompes et dispositifs analogues de ce genre dont il sera question ci-après sous le terme" du gen- re décrit" , le fluide conducteur s'écoule par un passage ou canal entre deux électrodes de polarités opposées,   tandis   qu'il est soumis au champ magnétique dont la direction est normalement sensiblement perpendiculaire à la fois au trajet . entre les deux électrodes et à la direction d'écoulement du fluide. Dans une pompe, un courant passe entre les électro- des à travers le fluide dans le passage ou canal; il en résulte une force motrice faisant mouvoir le fluide le long du canal et produisant ainsi l'action de pompage.

   Le même principe peut être appliqué à un débitmètre ou à un disposi- tif analogue dans lequel le mouvement du fluide dans le canal sous l'action d'une influence extérieure a pour effet qu'un courant électrique est induit dans le circuit des électrodes, lequel courant augmente avec le débit . 



   Antérieurement les canaux d'écoulement de fluide comprenant deux paires d'électrodes et de pièces polaires fabriques isolées étaient   @@@@@@   par les procédés de manufacture or- ding.ires. Dans les dernières années, toutefois, on a rencon- tré des difficultés du fait de l'introduction de fluides mé- talliques corrosifs à déplacer en utilisant la pompe de 
Faraday. Une manière de vaincre cette difficulté était de construire tout le canal en un acier de grande résistance électrique et de souder ou de relier autrement les électrodes 

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 aux c8tés du canal. Ceci crée une perte de rendement du fait qu'une partie du courant est écartée des électrodes en pas- sant au travers des parois du canal.

   Tandis que cette perte de courant n'est pas grave, le problème de construction par ces moyens limitait les dimensions du canal à un canal assez grand pour être capable d'être manipulé d'une façon satisfai- sante dans un atelier ou dans un laboratoire ordinaire. 



   Il est souhaitable d'être en mesure de construire une pompe ou un débit-mètre du type Faraday avec un canal à fluide qui ne soit' pas 'seulement beaucoup plus petit qu'on ne pourrait l'obtenir par des procédés ordinaires, mais   qui, .     aussi@,   résiste aux fluides les plus corrosifs   tout en   donnant lieu à un minimum de perte de rendement par déviation du courant dans les parois du canal. Spécifiquement, il est désirable d'avoir une   dmension   de canal qui soit, en section transversale, d'environ   0,010   sur   0,05011  ce qui est beau- coup moins de ce que l'on peut obtenir par les procédés ordinaires utilisés jusqu'à présent.

   L'objet essentiel de   l'invention   est de procurer un canal d'écoulement de fluide pour un débit-mètre du type Faraday qui satisfasse à ces exigences rigoureuses . 



   Suivant la présente invention, dans une pompe ou dispositif analogue du genre décrit on prévoit un passage d'écoulement de fluide   cond@@teur   constitué de parties sé- parées, qui comprend deux électrodes qui forment une paire de parois opposées du canal, et deux pièces résistant à la corrosion qui sont isolées   et/ou de   caractère isolant et forment   une   autre paire de parois opposées, les différentes parties étant jointes ou scellées les unes aux autres de manière à être étanches au fluide, par une matière liante électriquement isolante. 

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   Les pièces   résistant   à la corrosion peuvent com-   ')rendre   des couches de métal tel que   l'acier   ayant une résis- banco   électrique   relativement élevée, lesquelles couches sont liées par une matière adhésive électriquement isolante aux faces polaires d'une paire de pièces polaires magnétiques de polarités opposées. Les pièces polaires sont alimentées pour créer le champ magnétique à travers lequel le fluide s'écoule dans le canal. 



   Les particularités précitées apparaîtront dans   la :   description suivante donnée à titre d'exemple,   d'une   forme de réalisation suivant l'invention. On se rapportera aux dessins annexés: - la figure 1 est wie coupe transversale d'une pompe à fluide conducteur suivant l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la, figure 1;   @   - la figure 3 est une vue explosée des composantes de la pompe qui constitue le canal d'écoulement de fluide, et - la figure 4 est une coupe transversale selon la ligne 4-4 de la figure 2. 



   La ligne brisée figure   un   dispositif 10 actionné   fluide   conducteur,.. La nature exacte du dispositif 10 action- né par fluide est sans importance pour l'invention. 



   La pompe à fluide conducteur est montrée de manière générale par 11, montée au côté du dispositif 10. Un support ou monture 12 est attaché à   l'unité   10 et forme une plateforme plate sur laquelle la pompe 11 peut être montée . 



   La pompe 11 comprend un transformateur abaisseur ayant un enroulement primaire 13 monté sur la branche centrale 14 d'une structure de transformateur en lames et à deux bran- ches extérieures 15 et   16. Un   secondaire à spire unique   17 .est   

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   formé   par une bande de cuivre massif .   La   bonde de cuivre 17 est isolée électriquement par des enroulements de bande isolante 20   en   sorte que la bande 17 ne vienne pas en contact électrique avec les branches   14,   15 et   16   du transformateur. 



  Ce type particulier de transformateur est bien connu de tous techniciens et le transformateur abaisseur particulier consi- déré dans la   f@@   '; de l'invention décrite fournit un courant alternatif d'environ 200 ampèressous50 millivolts. Une bran- che 21 de la bande 17 est reliée directement au support 12 et constitue le support nécessaire à la jonction du transfor- mateur. La branche -21 est en outre attachée à une électrode 26 par un joint soudé ou brasé 25. La branche opposée 22 de la bande 17 est reliée à une électrode 27 par une soudure ou brasure à la jonction 24. Les branches 21 ou 22, les joints   24   et 25 et   les\électrodes   26 et 27 seront vues le mieux à la vue explosée de la figure 3. 



   L'électrode   26   est formée d'une section   rectangu-   laire de cuivre qui a une aile de cuivre 28 disposée fronta-   lement.   Cette aile de cuivre est rectangulaire en section transversale et peut fairepartie intégrante de l'électrode 26 ou bien elle peut être conformée séparément et lui être attachée par tout procédé convenable. L'électrode 26 a deux trous 30 et 31 qui passent à travers l'électrode à chaque extrémité de l'aile 28. Dans   chacun  -des trous 30 et -31 est introduit un petit tube de métal, 32 et 33. Les tubes 32 et 33 passent par les trous 34 et 35 du support 12 et de là dans le dispositif 10.(d'une manière   non   montrée).

   On comprend en outre que les jonctions entre les tubes 32 et 33 et le dispositif 10 et   le.pompe ''   ll sont étanches au fluide et ainsi forment des passages d'alimentation de fluide de la pompe 11 au dispositif   10 .   

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   L'électrode 27 est conformée de manière semblable   @   à l'électrode 26 en ce qu'une aile 36 est attachée à l'élec- trode   27.   L'aile 36 est a.ssez longue pour correspondre à la longueur de l'aile 28 plus les diamètres dés trous   30 et   31. 



  On remarquera que l'électrode 27 n'a pas d'ouvertures, en rai- son du fait qu'il n'est pas nécessaire d'avoir des passages à travers cette électrode. 



   Une pièce de ruban isolant 40 est introduite près de l'électrode 26 et a desouvertures 41 correspondant par   qui leur écartement et leur diamètre aux trous 30 et 31 et/sont   réunis parune fente d'une largeur correspondant à celle   de   l'aile 28. Le ruban   40   est un élément électriquement isolant qui est cuit à la chaleur et sous pression pour former un lien entre lui-même et toute surface m   étallique   adjacente. La rai-      son de ce morceau particulier de ruban apparaîtra dans la description ci-après . Un second morceau de ruban 42 ayant une fente 43 est introduit près   de' l'électrode   27, et la fen- coiffe te 43   @@@   l'aile .36 de l'llectrode. La composition du ruban 42 est identique à celle du ruban 40. 



   Une structure de pôle magnétique 45 qu'on voit le mieux à la figure 3 est introduite entre les pièces de ruban 40 et   42.   La structure de   pôles   magnétiques 45 comprend deux pièces polaires identiques 46 et 47, ainsi que deux éléments d'écartement métallique, non magnétiques 50 et 51. Les élé- ments écarteurs métalliques non magnétiques 50 et 51 possè- dent unemultiplicité de queues d'aronde qui pénètrent dans des mortaises correspondantes des pièces polaires 46 et   47.   



  Par cet agencement il est possible de bloquer les deux pièces polaires 46 et 47 en sorte qu'elles soient écartées et paral-   lèlés   et de former un joint 'étanche aux fuites entre les ex- trémités de ces pièces polaires. Aux bords intérieurs des 

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 pièces polaires 46 et 47 il y a deux faces polaires 53 et54. 



  Ces deux faces polaires sont parallèles et sont écartées approximativement de 0,010 pouce l'une de l'autre dans la forme de l'invention décrite . Les deux faces polaires 53 et 54 sont couvertes de feuilles de métal 55 et 56 qui sont composées d'un acier à grande   résistance   qui est imperméable aux effets de corrosion des fluides qui doivent être traités par la pompe 11. Les feuilles 55 et 56 sont maintenues en place au moyen d'un adhésif isolant 58   comme   on le voit le mieux à la figure 4. L'épaisseur des feuilles 55 et 56 et de l'adhésif 58 a été exagérée pour les montrer plus clairement. 



  On comprendra que ces feuilles et l'adhésif ont chacun une épaisseur de   l'ordre     d'un   millième de pouce ou moitis.   La¯= ¯- ¯   structure   magnétique4,   est introduite entre les rubans 40 et   42   de telle sorte que les fentes des rubans soient en ali- gnement avec l'intervalle ou canal 54. On remarquera que lorsque le dispositif est assemble, les ailes forment deux parois opposées du canal 57 et constituent ainsi un passage rectangulaire ayant deux parois de cuivre et deux parois d'a- cier à haute résistance- Lorsque lesélectrodes, le ruban et la structure magnétique   45   sont assemblés, il en résulte un passage ou canal étanche au fluide 57 par application de chaleur et pression à l'ensemble.

   Les rubans 40 et   42   s'amol. lissent sous l'action de la chaleur et se lient à l'état fluide, de manière étanche, avec lés surfaces métalliques voisines. Lorsque l'ensemble est   énervé   d'une région de .trai   tement   à la chaleur tandis qu'on y applique la pression, l'unité se refroidit pour former un canal étanche au fluide, unique, du tube 32, en passant par le canal 57, au tube   33.   



  On voit facilement par conséquent   qu'un   fluide s'écoulant depuis le dispositif 10 à travers le tube 32 peut être mis en mouvement par la pompe 11 dans le canal   57 .  Gomme ce fluide 

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 contenue dans ce dispositif '10 et dans le canal 57 est de nature conductrice, il sera visible que le courant dans le secondaire du transformateur, de la bande 17, s'écoulera   @@@@avers   le fluide dans le canal 57 entre les ailes   28   et 3b des électrodes 26 et 27. 



   Pour qu'une force ou pression de pompage soit déve- loppée dans le fluide dans le'canal 57, il est nécessaire d'avoir un champ magnétique à travers le canal   57,   des pôles   46   à   47.   Ce champ magnétique est fourni par une seconde bobi- ne 60 de tout nombre convenable de tours. La bobine 60 peut être choisie pour être alimentée à partir de toute source ordinaire de courant alternatif, suivant le type d'alimenta- tion qui est fourni à la bobine 13. La bobine 60 est isolée d'une structure magnétique en lames 61 par un noyau isolant 62. La structure magnétique en lames 61 est attachée à deux pièces magnétiques terminales 64 et 63 qui sont reliées aux pôles magnétiques 46 et   47   de toute panière convenable.

   On verra par conséquent que le flux engendré par l'alimentation de la bobine 60 passe à travers les   pôles   46 et   47,   créant ainsi un flux magnétique à travers le canal 57. Le flux à travers le   canal.     57   est perpendiculaire à la direction d'é- nt coulement du courant entre les ailes 28 et 36 et par conséque/   Une!   foroe est développée   suivant   le sens de la longueur du canal 57, d'après les principes découverts par Faraday. 



   La construction exposée constitue une pompe élec-   tromagnétique   à fluide conducteur, qui est extrêmement petite, compacte et de construction facile.. En raison de la dimension physique du canal de pompage 57, il est manifeste que des procédés ordinaires d'assemblage tels que le soudage ou le brassage seraient de peu de valeur ou sans valeur pour four- nir le canal étanche aux fluides qui   serait,,,     capable''!   de   Donner   passage à des fluides fortement corrosifs. Des liqui- 

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 des qui sont des exemples types de ces fluides corrosifs sont le sodium liquide et des combinaisons de sodium et de potas- sium.

   Un liquide composé d'une combinaison de sodium et de potassium est normalement fluide aux températures ambiantes normales.   ,     @@e   de fluide peut être utilisé dans ce modèle particulier de pompe, le canal de pompe   57   étant capable de t résister à leur action fortement corrosive. L'agencement décri' fonctionne convenablement en développant des pressions sensi- bles pour des   puissances   électriques nominales d'entrées aux deux bobines   13   et 60 . 



   On remarquera que l'invention peut être appliquée aussi à des   débit-mètres   à fluide conducteur et à des dispo- sitifs analogues dans lesquels le passage du fluide obligé de traverser le canal a pour effet de fai.re naître un courant électrique entre les ailes 28 et 36, la quantité de courant indiquant le débit    'REVENDICATIONS.- ----------------     1.-   Dans une pompe ou un dispositif analogue du genre décrit, la disposition d'un passage à fluide conducteur construit en éléments séparés,

   qui comprend deux électrodes qui forment l'une des -paires-de parois opposées du canal et deux   éléments     @ésistants   à la   corrosion   qui sont isolés et/ou d'un   caract@@@isolant   et qui forment une autre paire de pa- rois opposées, les différentes partie. étant scellées   l'une   à l'autre d'une   .'tanière     étanche   au fluide par un matériau de liaison électriquement isolant .

Claims (1)

1. . -. Pompe ou analogue s@ivant la revendication 1, dans laquelle les éléments résistant à la corrosion compren- nent des couches d'un m@tal Lui que l'acicr, ayant une résis- tance électrique relativement élevée, lesduelles couches sont <Desc/Clms Page number 9> liées par un adhésif électriquement isolant aux faces pol@i- res d'une paire de pôles magnétiques de polarité opposée.

   3.- Dans une pompe ou dispositif analogue au genre décrit, la disposition d'un passage d'écoulement de fluide étroit de section transversale sensiblement rectangulaire et dont les parois latérales sont constituées, en ¯ce qui concerne l'une des paires de parois opposées, par les faces polaires d'une paire de pôles magn ti@ues s'opposant et, en ce qui concerne l'autre paire, par une paire d'électrodes s'opposant entre lesquelles peut passer un courant lorsque le passage est rempli d'un fluide électriquement conducteur tel qu'un métal, liquide, les pôles magnétiques servant à engendrer un champ magnétique, dans lequel le passage se trouve, et ayant chacun .

   sa face polaire protégée du fluide par un revêtement de matière résistant à la corrosion, de résistance électrique relativement élevée, et les électrodes et les faces polaires étant scellées les unes aux autres d'une manière étanche au fluide par un matériau liant électriquement isolant.

   4.- Pompe ou analogue suivant la revendication 3, dans laquelle le revêtement résistant à la corrosion de chacu- ne des faces polaires est une feuille d'acier à haute résis- tance ayant une épaisseur de l'ordre de 0,001 pouce, et liée en place par un adhésif électriquement isolant.

   5.- Pompe ou analogue suivant la revendication 3 ou sont 4, dans laquelle les pièces pdaires/écartées d'une distance prédéterminée, et dans laquelle les électrodes comprennent des nervures saillantes opposées parallèles au passage du flui de, lesquelles nervures s'étendent de champ dans l'espace en- tre lesfaces polaires à partir de directions opposées avec leurs bords longitudinaux constituant les parois des électro- des du canal. <Desc/Clms Page number 10>

   6. - Pompe ou analogue suivant la revendication?, par rapport dans laquelle les pièces pol@ires sont bloquées l'une/à l'au- tre par une paire d'éléments espaceurs non magnétiques, .les un pièces polaires et les espaceurs constituant/ensemble construit de plaques av@@ une fente entre les pièces polaires pour, four- nir un passage au fluide, et les nervures électrodes qui s'é- tendent dans la fente étant limitées par des plaques électro- du système des qui sont disposées l'une contre chaque côté, /des plaques assemblées 7.- Pompe ou analogue suivant la revendication 6, dans laquelle un morceau de ruban de liaison isolant est interposé entre chaque plaque électrode et chaque plaque de la pièce polaire construite en plaques,

   une fente étant pré- vue dans le ruban pour permettre le passage de la nervure électrode au travers, et le ruban étant cuit sous l'action de la chaleur et de la pression après assemblage des plaques pour .former entre elles un lien étanche au fluide $.- Pompe ou analogue suivant la revendication 6 ou la revendication 7, dans laquelle l'une des plaques élec- trodes possède deux lumières à travers elle en des extrémités opposées de sa nervure électrode pour communiquer avec les extrémités opposées du passage à fluide et pour jouer le rôle de passages d'admission et d'évacuation pour le fluide .

   9.- Pompe ou analogue suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les dimensions du passage de fluide, en section transversale, sont de l'ordre de 0,01 sur 0,05 pouce.

   10.- Pompe ou analogue suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans lesquelles les pièces polai- res sont attachées au pôle d'un électro-aimant et dont les <Desc/Clms Page number 11> électrodes sont reliées aux extrémités opposées de l'enroule- ment secondaire d'un transformateur d'alimentation.

   11. -Pompe à fluide conducteur en substance telle que décrite aux dessins annexés et telle que montrée à ces dessins .