SU913527A1

SU913527A1 - Электромагнитный спиральный насосi

Info

Publication number: SU913527A1
Application number: SU802960105A
Authority: SU
Inventors: Veniamin M Dolgikh; Stanislav Yu Khripchenko
Original assignee: Inst Mek Sploshnykh Sred Ural
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1982-03-15

Description

Изобретение относится к прикладной магнитной гидродинамике и может быть использовано в металлургий, а также в ряде других областей для перекачивания жидкого металла.

Известен электромагнитный насос, состоящий из канала, магнйтопровода, входного патрубка и двух, расположенных по обе стороны магнитопровода, выходных патрубков, к которым подводится ток [1].

Недостатком насоса является малая величина развиваемого напора.

Известен цилиндрический спиральный насос (постоянного тока наименьшего веса), используемый в качестве нагнетателей жидкого металла относительно высокого давления, содержащий магнитопровод с обмоткой намагничивания, создающий постоянное магнитное поле, металлопровод с выполненным внутри цилиндрическим спиральным каналом, помещенный в магнитное поле, входной и выходной патрубки и токовводно.е шины, соединенные с торцовыми участками металпопровода, и токопроводящий цилиндр, служащий для компенсации реакции якоря, направление тока в

г

котором противоположно направлению тока канала при последовательном включении цицилиндра в якорную цепь. Перепад давления жидкого металла между входным' и выходным патрубками канала обусловлен действующей на жидкий металл объемной силой, возникающей в результате взаимодействия в канале радиального магнитного поля и аксиального электрического тока [2].

Недостатками такого насоса являются большая величина тока канала, что приводит к большим джоулевым потерям в канале и подводящих шинах, а также к необходимости иметь дорогостоящий громоздкий источник постоянного тока большой величины; необходимость наличия обмотки намагничивания с источником питания. Кроме того, насос характеризуется недостаточной величиной развиваемого напора.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат и увеличение развиваемого напора.

Указанная цель достигается тем, что в известном насосе, содержащем магнитопровод,

металлопровод, входной и выходной патруб3 913527

ки и токовводные шины, соединенные с торцовыми участками металлопровода, металлопровод выполнен в виде многослойной спирали с изолированными друг от друга витками, внутри металлопровода выполнен в плоскости витка спирали зигзагообразный канал, последовательно расположенным, противоположным по направлению участкам которого соответствуют последовательно расположенные участки металлопровода с различной площадью поперечного сечения, а магнитопровод имеет форму цилиндра с двумя соединенными с его торцами дисками.

Последовательно расположенные противоположные по направлению участки канала любых двух, лежащих друг над другом, участков соседних витков металлопровода параллельны, а между участками металлопровода с меньшей площадью поперечного сечения размещены ферромагнитные вставки.

Участки канала, размещенные на участках металлопровода с большей площадью поперечного сечения, выполнены: с непроводящими стенками.

На фиг. 1 схематично изображен электромагнитный спиральный насос, разрез; на фиг. 2 — развертка металлопровода. Он состоит из магнитопровода 1, металлопровода 2, входного и выходного патрубков 3 и 4, токовводных шин 5. Магнитопровод 1 выполнен в форме цилиндра 6 и дисков 7, соединенных торцами цилиндра 6. Внутри металлопровода 2 размещен лежащий в плоскости витка спирали зигзагообразный канал 8, последовательно чередующимся по направлению участкам! 9 и 10 которого соответствуют последовательно чередующиеся участки И и 12 металлопровода 2 с соответственно большей и меньшей площадью поперечного сечения. Последовательно чередующиеся по направлению участки 9 и 10 канала 8 любых двух, расположенных друг над другом, участков соседних витков металлопровода 2 расположены параллельно, а между участками 12 металлопровода 2 с меньшей площадью поперечного сечения двух любых, размещенных друг над другом, соседних витков размещены ферромагнитные вставки 13.

Участки 9 канала 8, размещенные на участках 11 металлопровода 2 с большей площадью поперечного сечения, выполнены с непроводящими стенками 14.

Электромагнитный спиральный насос работает следующим образом.

После заполнения канала 8 жидким метал- , лом (на чертеже не показан) на металлопровод 2 через токовводные шины 5 подается постоянный электрический ток, который вызывает появление магнитного поля. При этом магнитные силовые линии замыкаются через

4

цилиндр 6, диски 7 и немагнитный зазор, заполненный металлопроводом 2. За счет наличия ферромагнитных вставок 13 величина магнитной индукции наиболее велика на участках ₅ 10 канала 8 и минимальна на участках 9 канала 8. При этом плотность тока максимальна на участках 10 канала 8, соответствующих участкам 12 металлопровода 2, и минимальна на участках 9 канала 8 с непроводящими 10 стенками 14, соответствующих участкам И металлопровода 2. За счет взаимодействия магнитного поля и тока в канале на жидкий металл действует объемная сила в результате чего между входным и выходным патруб,5 ками 3 и 4 возникает перепад давления жидкого металла, т.е. насос начинает качать.

Выполнение металлопровода в виде многослойной спирали с изолированными друг от друга витками, с размещенным внутри ме20 таллопровода лежащим в плоскости витка спирали зигзагообразным каналом, последовательно чередующимся по направлению участкам которого соответствуют последовательно чередующиеся участки металлопровода с большей и 25 меньшей площадью поперечного сечения, а магнитопровода - в форме цилиндра с двумя, соединенными с его торцами, дисками, позволяет, во-первых, создать между входным и выходным патрубками насоса напор жидкого металла, который возникает вследствие разности величин объемных сил, действующих на участках канала, соответствующих большей и меньшей площади поперечного сечения металлопровода и направленных встречно, во-вторых, значительно уменьшить величину используемого тока канала, а значит уменьшить джоулевы потери в токовводных шинах и обойтись без применения дорогостоящего громоздкого источника тока большой величины и, в-третьих, использовать металлопровод одновременно и как обмотку намагничивания, а ток канала — как ток намагничивания.

Выполнение канала насоса таким образом, что между участками металлопровода с мень45 шей площадью поперечного сечения двух соседних витков размещены ферромагнитные вставки, обусловливает увеличение величины магнитной индукции в канале на участках металлопровода с меньшей площадью поперечного ⁵⁰ сечения и уменьшение величины магнитной . индукции в канале на участках металлопровода с большей площадью поперечного сечения, а следовательно, и увеличение развиваемого напора. Кроме того, это приведет к 55 уменьшению величины немагнитного зазора, что вызовет увеличение магнитной индукции в немагнитном зазоре, а значит внесет свой вклад в увеличение развиваемого напора.

5 913527

6

Выполнение участков канала, размещенных на участках металлопровода с большей пло- , щадью поперечного сечения, с непроводящими стенками позволяет свести к минимуму плотность тока на этих участках канала, а накрав- 5 ление вектора плотности тока развернуть вдоль направления, близкого к оси канала на этих участках, что, в свою очередь, позволяет свести к минимуму напор, развиваемый на этих участках канала. В результате увели- Ю чится развиваемый насосом напор.

Claims

Формула изобретения

1. Электромагнитный спиральный насос, 15 содержащий магнитопровод, металлопровод, входной и выходной патрубки и токовводные шины, соединенные с торцовыми участками металлопровода, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических за- 20 трат и увеличения развиваемого напора, металлопровод выполнен в виде многослойной спирали с изолированными друг от друга витками, внутри металлопровода выполнен в плоскости витка спирали зигзагообразный канал, 25 последовательно расположенным противоположным по направлению участкам которого соответствуют последовательно расположенные участки металлопровода с различной площадью поперечного сечения, а магнитопровод имеет форму цилиндра с двумя соединенными с его торцами дисками.
2. Насос поп. 1, отличающийся тем, что последовательно расположенные противоположные по направлению участки канала любых двух, лежащих друг над другом, участков соседних витков металлопровода параллельны, а между участками металлопровода с меньшей площадью поперечного сечения размещены ферромагнитные вставки.
3. Насос попп. 1 и 2, отличающий с я тем, что участки канала, размещенные на участках металлопровода с большей площадью поперечного сечения, выполнены с непроводящими стенками.