Винтовой электромагнитный насос

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()()3001353 (61) fl,ополннтельное к авт. свид-ву{22)Заявлено 01..06.81 (21) 3293610124-25 с прнсоединениеи заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83 ° Бюллетень М8

Дата опубликования описания28.02.83 (51) М. Кл.

Н 02 К М/06

Гесуаарстееккык кеактвт

СССР

le авяхк кзебретввкк к етхрытий (53) УДК538.4 (088. 8) (54) ВИНТОВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС

Изобретение относится к МГД тех. нике, в частности к усовершенствованию винтовых электромагнитных насосов, предназначенных для перекачивания жидкометаллических теплоносителей в контурах атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах, исследовательских жидкометаллических контурах химической промыш" ленности, металлургии, а также для других технологических целей.

Известны винтовые электромагнитные насосы, содержащие индуктор с внутренним сердечником и винтовой канал, 35

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

Взаимодействие индуктированных токов с магнитным полем создает электромагнитную силу, обеспечиваю2 щую перемещение жидкого металла (1 j и 12), Однако указанные устройства характеризуются недостаточно эффективным использованием рабочего зазора индуктора, так как каналы выполняются толстостенными из-за того, что такие насосы развивают высокие давления.

Наиболее близким к предлагаемому является также винтовой электромаг" нитный насос, содержащий индуктор, включающий внутренний магнитопровод, набранный на трубу из листов электротехнической стали, и канал, включающий внутреннюю стенку f3).

Недостатком известного насоса является низкий КПД,причина которого кроется, в частности в том, что для достижения необходимой прочности и устойчивости канала его приходится выполнять толстостенным. В результате этого имеют место значительные

1001353

3 потери мощности в стенках, и, как следствие, низкие значения КПД. Утончение стенок приводит к повышению КП 1. но.при этом снижается как прочность, так и устойчивость канала. Кроме то— го, в известном насосе запас по устойчивости бывает значительно меньше запаса по прочности. Это приводит к тому, что толщину внутренней стенки канала выбирают заведомо большей (в >в

2-5 раза), нежели она допустима с точки зрения обеспечения необходимой прочности.

Потеря устойчивости каналом приводит к образованию в азимутальном на- 1 правлении волн деформации, что в свою очередь, ведет к изменению геометрии . канала и к ухудшению характеристик насоса, а в ряде случаев, и к потере работосг особности насоса вообще.

Внутреннюю стенку канала напрессовы" вают на сердечник. Однако при работе насоса вследствие различных значений коэффициентов линейного расширения материалов сердечника (электротехническая сталь) и стенки канала (нержавеющая сталь) между сердечником и -внутренней стенкой канала образуется зазор. Наличие этого зазора и приводит к резкому снижению устой-, чивости канала, Величина же критичес30 кого значения давления, при котором теряется устойчивость, обратно пропррциональна аксиальной длине канала.

Цель изобретения — увеличение ус35 тойчивости канала и повышение КПД на- соса.

Поставленная цель достигается тем, что в винтовом электромагнитном насо-

40 се, содержащем индуктор, включающий внутренний магнитопровод;, набранный на трубу из листов электротехнической стали, и канал, включающий внутреннюю стенку, между листами электро45 технической стали расположены контактирующие с внутренней стенкой и трубой кольцевые элементы, при этом коэффициенты 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, набранный на трубу 3 из листов З электротехнической стали, и контактирующих с трубой и внутренней стенкой канала 4 кольцевых элементов 5.

При включении насоса за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого индуктором, с индуктированными в жидком металле токами возникает электромагнитная сила, которая приводит в движение металл, В силу того, что внутренняя стенка контактирует с кольцевыми элементами, которые, в свою очередь, контак-. тируют с трубой, чем самым представляя цельную койструкцию, выполненную либо из одного материала, либо из материалов, имеющих равные коэффициенты линейного расширения, увеличивается устойчивость канала.

Канал в аксиальном направлении представляет 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 колебаниях температуры устойчивость канала изменяется только в пределах изменений свойств материала, так как, исходя из условия равенства коэффициентов линейных расширений, цельность конструкции не зависит от колебаний температуры.

Вместе с этим в предлагаемой конструкции значительно повышается КПД насоса, 0 устройстве длина каждого элементарного канала выбирается из условия получения необходимой устойчивости при допустимой минимальной толщине канала, полученной из условия обеспечения необходимой прочности . Для обеспечения необходимой устойчивости в прототипе толщину стенки канала выбирают большей, чем это необходимо по условию прочности. Итак, повышение устойчивости канала позволяет уменьшить толщину стенки канала, а, значит, и величину немагнитного зазора. За счет снижения потерь в стенках канала и уменьшения потерь на .создание магнитного поля удается повысить КПД насоса.

Таким образом, применение предлагаемого устройства увеличивает устойчивость канала, повышает значение КПД и, кроме того, за счет снижения толщины стенки канала уменьшает массу как самого канала, так и массу статора, вследствие уменьшения массы. обмотки . Все это приводит к снижению затрат как при изготовлении, так и при эксплуатации насоса.

1001

1 2

Составитель Е.Ефимов

Редактор Ю.Ковач Техред А.Бабинец Корректор Е.Рошко

Заказ 1438/69 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал 0llD "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Винтовой электромагнитный насос, содержащий индуктор, включающий внутренний магнитопровод, набранный на трубу из листов электротехнической стали, и канал, включающий внутреннюю стенку, о т л и ч а ю щ и йс я, тем, что, с целью увеличения устойчивости канала и повышения КПД насоса, между листами электротехни- lO ческой стали расположены контактирующие с внутренней стенкой и трубой кольцевые элементы, при этом коэффициенты линейных расширений материала стенки канала, кольцевых элементов ts и трубы равны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

353 4

1. Баранов Г.А., Глухих BA., Кириллов И.P. Расчет и проектирование индукционных МГД - машин с жидкометаллическим рабочим телом. М., Атомиздат, 1978, с. 248.

2. Бушман А,К., Векленко И.А., KJlRBHHb Я.Я., Лислпетер Я.Я. Опыт конструкторской разработки электромагнитных индукционных насосов.в Ин" ституте физики AH Латвийской ССР.

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

3. Авторское свидетельство СгСР

N 173610, кл, F 04 F 11/00, 1965 (прототип).