Электромагнитный насос

 

Насос предназначен для использования в магнитной гидродинамике для перекачивания расплавленных металлов и сплавов. Насос содержит канал с двумя магнитопроводами и источником тока. Канал состоит из соединенных электрически и гидравлически входного и выходного патрубков, соединенных под углом α < π, плоских вблизи места соединения, причем плоские участки патрубков помещены между полюсами магнитопроводов, охватывающих канал с противоположных сторон. Насос имеет более простой в изготовлении канал, конструкция которого позволяет уменьшить расход материала токоподводящих шин, избавиться от шунтирующих ток участков при последовательном соединении нескольких таких насосов. 2 ил.

Изобретение относится к области прикладной магнитной гидродинамики и предназначено для перекачивания жидких металлов и сплавов.

Известен электромагнитный насос, содержащий канал с электродами, нагнетательную трубу, и магнитопровод, выполненный из двух частей - полюсов и замыкающего ярма, причем ярмо уложено вокруг канала так, что плоскость его шихтовки перпендикулярна плоскости шихтовки полюсов (а.с. СССР N 283831).

Недостатками этого насоса являются: большой расход материала токоподводящих шин; необходимость специального подогрева подводящего и отводящего патрубков; появление шунтирующих ток участков при последовательном соединении нескольких таких насосов для увеличения развиваемого напора.

Наиболее близким по технической сущности является электромагнитный насос, содержащий канал, магнитопровод, входной патрубок и два, расположенные по обе стороны магнитопровода, выходных патрубка, к которым подводится ток (а.с. СССР N 189688).

Недостатками этого насоса являются: большой расход материала токоподводящих шин; необходимость подогрева рабочим током участков подводящих трубопровода и патрубков; появление шунтирующих ток участков при последовательном соединении нескольких таких насосов для увеличения развиваемого напора.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик насоса.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения, заключается в упрощении конструкции канала насоса, удешевлении его изготовления, достижении более высокого напора вследствие возможности последовательного соединения нескольких таких насосов при использовании одного источника рабочего тока.

Указанный технический результат достигается тем, что электромагнитный насос, состоящий из магнитопровода и канала, содержащего входной патрубок, согласно изобретению, снабжен вторым магнитопроводом и одним выходным патрубком, патрубки гидравлически соединены между собой под углом α < π и к ним подведен ток, в месте соединения патрубки выполнены плоскими, их плоские участки лежат в одной плоскости и по обе стороны от места соединения размещены между полюсами магнитопроводов, охватывающих канал с противоположных сторон.

Выполнение канала в виде входного и выходного патрубков, соединенных между собой под углом α < π и к которым подведен ток, плоских вблизи места соединения и охваченных по обе стороны от места соединения магнитопроводами с противоположных сторон канала, причем плоские участки патрубков лежат в одной плоскости, приводит к упрощению конструкции насоса, позволяет использовать для предварительного прогрева патрубков и подводящих трубопроводов источник, создающий рабочий ток в канале, а также сократить расход материала токоподводящих шин. Кроме того, для увеличения напора несколько таких насосов можно соединять электрически и гидравлически последовательно, что не будет сопровождаться появлением шунтирующих ток участков.

Конструкция насоса поясняется чертежами, на фиг. 1 представлена схема насоса в разрезе, на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.

Насос включает в себя канал 1, состоящий из соединенных между собой под углом α < π с обеспечением электрического контакта входного и выходного патрубков 2, 3, плоских вблизи соединения, и магнитопроводы 4, 5, охватывающие плоские участки патрубков 2, 3 по обе стороны от места соединения поперек канала с противоположных его сторон, при этом плоские участки патрубков расположены в одной плоскости. Источник электрического тока подсоединяется к противоположным концам патрубков 2, 3 или к подсоединенным к патрубкам трубопроводам и на чертеже не показан. Магнитопроводы 4, 5 могут быть либо снабжены обмотками намагничивания, которые на чертеже также не показаны, либо в качестве обмотки намагничивания может быть использован канал 1 насоса.

Насос работает следующим образом. При заполнении канала 1 жидким металлом и включении источника питания по каналу 1 течет электрический ток, который в области соединения патрубков 2, 3 кроме продольной составляющей имеет поперечную компоненту. Магнитное поле имеет в плоских участках канала 1, расположенных между полюсами магнитопроводов 4, 5, направление, перпендикулярное к плоскости канала 1. Объемные электромагнитные силы в канале 1 возникают благодаря взаимодействию поперечной компоненты электрического тока с нормальным к плоскости канала 1 магнитным полем. Напор, развиваемый насосом, зависит от угла α. На практике величина угла определяется конкретными требованиями производства к конструкции насоса. Для увеличения напора несколько таких насосов можно соединять электрически и гидравлически последовательно.

Были проведены лабораторные испытания модели насоса. При рабочем токе канала 1140 А модель с тремя поворотами канала под углом 90^o и четырьмя магнитопроводами без обмоток намагничивания развила максимальные: давление 13800 Па, расход 54 см³/с. В качестве рабочей среды использован галлиевый сплав.

Формула изобретения

Электромагнитный насос для перекачивания расплавленных металлов и сплавов, включающий в себя магнитопровод, канал, входной патрубок, отличающийся тем, что снабжен вторым магнитопроводом и одним выходным патрубком, патрубки гидравлически соединены между собой под углом α < π и к ним подведен ток, в месте соединения патрубки выполнены плоскими, их плоские участки лежат в одной плоскости и по обе стороны от места соединения, размещены между полюсами магнитопроводов, охватывающих канал с противоположных сторон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2