Магнитогидродинамический насос



Магнитогидродинамический насос
Магнитогидродинамический насос

 


Владельцы патента RU 2363088:

Курбасов Александр Севастьянович (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках атомной энергетики, металлургии и других областях техники. Магнитогидродинамический насос (МГД-насос) состоит из корпуса в виде двух участков труб - внутренней и наружной, охватывающего двенадцать каналов, сужающихся от наружной трубы к внутренней. Через каналы проходит жидкий металл и пропускается ток. Между каналами расположены постоянные магниты, создающие в каналах магнитный поток. В результате взаимодействия протекающего через каналы тока с потоком в каналах на жидкий металл действует электромагнитная сила, перемещающая жидкий металл в радиальном направлении. Технический результат заключается в упрощении системы подвода тока, что позволяет упростить конструкцию насоса и снизить его стоимость за счет последовательного подключения участков каналов к внешнему источнику тока. 2 ил.

 

Сферы применения: атомная энергетика в реакторах на быстрых нейтронах, в металлургии и других областях, где требуется перекачка жидкого металла.

Недостатки существующих аналогов:

Принцип действия магнитогидродинамических насосов (далее - МГД-насосов) изложен в /1 и 2/, конструктивные особенности и недостатки приведены в /3/; примеры практического применения - в /4/.

Главный недостаток МГД-насосов постоянного тока заключается в том, что при значительной мощности насоса через короб с жидким металлом на расстоянии продольной оси насоса нужно пропускать токи, достигающие несколько сотен тысяч ампер при напряжении 1-2 вольта. Это создает большие трудности в создании источника питания тока при сложной конструкции подводящих ток шин.

Суть предлагаемого МГД-насоса состоит в том, что он выполнен с числом каналов больше двух, суживающихся от периферии к центру насоса, а система возбуждения выполнена в виде постоянных магнитов, расположенных между каналами и создающих в каналах магнитные потоки, векторы индукции которых направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси.

Принцип действия и принципиальные отличия предлагаемого устройства поясняются фиг.1 и 2. На фиг.1 дан эскиз поперечного разреза, на фиг.2 - продольного.

Насос состоит из корпуса 1 в виде участка трубы с наружным диаметром Dн, участка внутренней трубы с диаметром Dв; длина обоих участков - La. В приведенном примере металл прокачивается через двенадцать каналов 2, сужающихся от наружной трубы к внутренней. Между каналами 2 расположены постоянные магниты 3, создающие магнитный поток Ф в каналах 2. Векторы индукции магнитного потока направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси А-А. Токи I, пропускаемые через металл, подводятся к металлу с помощью шин 4 и направлены вдоль каналов 2.

Благодаря взаимодействию магнитного потока Ф с током I в каналах 2 на металл действует электромагнитная сила - F, пропорциональная произведению Ф·I, перемещающая металл от периферии к центру, в зону трубы с диаметром Dв. Направление перемещения металла в каналах 2 радиально к продольной оси А-А. Благодаря сужению канала 2 от периферии к центру металл наращивает скорость передвижения и кинетическую энергию на выходе из канала 2, этим создается напор во внутренней трубе насоса, обеспечивающий продвижение жидкости вне насоса по гидравлической системе, обслуживающей насосом.

Преимущества предлагаемого МГД- насоса:

а) увеличение числа каналов в данном примере в двенадцать раз по сравнению с аналогами, где используется один канал, позволяет сократить активную длину насоса La в этой кратности;

б) увеличение радиальной высоты канала и уменьшение его ширины позволяет увеличить магнитный поток в каналах при заданной магнитодвижущей силе системы возбуждения;

в) предельное упрощение системы возбуждения насоса с использованием довольно совершенных сейчас постоянных магнитов с высокой намагничивающей силой, что в сочетании с преимуществом по п.б) обеспечит повышенную производительность насоса;

г) резкое упрощение системы подвода тока к каналам с металлом за счет последовательного включения участков каналов к внешнему источнику тока. Ток по каналам 2 в приведенном примере уменьшается в 12 раз. За счет этого резко упрощается проблема питания насоса. Вместо питающего напряжения 1-2 В нужен источник на 12-24 В при малых токах. В качестве источника можно использовать понижающий трансформатор и полупроводниковый выпрямитель.

Перечисленные преимущества МГД-насоса позволят при заданной производительности значительно упростить конструкцию насоса и системы его питания, уменьшить его размеры и снизить стоимость, повысить КПД и сократить затраты на изготовление и обслуживание.

Использованная литература

1. Вольдек А.И. «Электрические машины», 1974 г.

2. Патент DE 3443614A "Service National" FR 13.06.1985.

3. Бирзвал К.А. «Основы теории кондукционных магнитодинамических насосов постоянного тока», 1968 г.

4. У.Джексон, Э.Гарсон. Сборник «Инженерные вопросы магнитной гидродинамики». Под ред. Е.П.Велихова.

Магнитогидродинамический насос, создающий электромагнитные силы для продвижения жидкого металла от взаимодействия магнитного потока, вызванного системой возбуждения, с током, пропускаемым через канал с металлом, в насосе от внешнего источника напряжения, отличающийся тем, что он выполнен с числом каналов больше двух, суживающих от периферии к центру насоса, а система возбуждения выполнена в виде постоянных магнитов, расположенных между каналами и создающими в каналах магнитные потоки, векторы индукции которых направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в области атомной энергетики, металлургии и других областях техники. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу создания реактивного импульсного потока газа или жидкости. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к эксплуатации магнитогидродинамического (МГД) насоса, и может быть использовано для удаления алюминия и его сплавов из ванны агрегата покрытия стальной полосы.

Изобретение относится к прикладной магнитной гидродинамике и предназначено для перекачивания металлов и сплавов. .

Изобретение относится к устройству для управления электромагнитным насосом с накопительным конденсатором электрической энергии для подъема воды с использованием ветроэлектрических или солнечных фотоэлектрических генераторов.

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в электронном приборостроении и микромеханике. .

Изобретение относится к электротехнике, к индукционным машинам с естественным охлаждением и может использоваться для перекачивания и перемешивания жидких металлов и сплавов в миксерах, печах, ковшах, слитках

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для перекачивания газов

Изобретение относится к электротехнике, к насосам для перекачки электропроводных жидкостей, в частности, для обеспечения циркуляции жидкометаллических теплоносителей в контурах реакторных установок атомных электростанций

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов. Технический результат состоит в повышении производительности насоса. Электромагнитный насос содержит: входной и выходной патрубки, четыре П-образных магнитопровода, два замкнутых магнитопровода с обмотками, подключенными к источнику переменного тока. Канал насоса выполнен в узле соединения с входным патрубком с разветвлением на три рукава, соединяющихся в узле соединения с выходным патрубком. Причем центральный рукав выполнен прямым. Узел разъединения П-образные магнитопроводы охватывают симметрично относительно прямого рукава. На узле соединения П-образные магнитопроводы расположены под углом не более 90 градусов друг к другу. Замкнутые магнитопроводы охватывают боковые рукава канала. 3 ил.

Изобретение относится к бессальниковому экранированному электронасосу, в частности, стойкому к коррозии и содержащему устройство контроля подшипника. Технический результат заключается в повышении жесткости неподвижного вала экранированного электронасоса с двигателем на постоянных магнитах, своевременном обнаружении износа подшипника, повышении срока службы. Конструктивное усовершенствование экранированного электронасоса заключается в повышении жесткости неподвижного вала и, при необходимости, установке устройства контроля. Способ повышения жесткости неподвижного вала включает следующие стадии: стадию, на которой во внутреннюю сторону ярма ротора внутреннего ротора экранированного электродвигателя в аксиальном направлении вставляют металлическую заднюю опору вала металлической конструкции заднего корпуса экранированного электродвигателя, стадию, на которой металлическую заднюю опору вала плотно прикрепляют к заднему гнезду вала для повышения жесткости неподвижного вала за счет большей длины удерживания и для укорачивания длины плеча равнодействующей силы. Устройство контроля, предназначенное для обнаружения износа подшипника, в целях повышения надежности и выполнения требований в части привода установлено в кольцевом пазу, которое будет защищено задним гнездом вала. 6 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электронасосах с приводом на постоянных магнитах. Технический результат - предотвращение коррозии, вызываемой химической жидкостью, на компонентах герметичного электронасоса. Герметичный электронасос с приводом на постоянных магнитах характеризуется наличием корпуса, защищенного от коррозии, содержащего армированный кронштейн, кожух электродвигателя и задний кожух электродвигателя. Армированный кронштейн изготовлен из устойчивой к коррозии пластмассы, кожух электродвигателя и задний кожух электродвигателя изготовлены из алюминиевого сплава. Соответственно корпус, защищенный от коррозии, способен предотвратить коррозию компонентов из алюминиевого сплава, вызываемую химической жидкостью. Кроме того, герметичный электронасос с приводом на постоянных магнитах предоставляет механизм рассеивания тепла при одновременном обеспечении конструктивных нужд корпуса, защищенного от коррозии, такой что электродвигатель может рассеивать тепло с достаточной скоростью. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования частоты вращения электродвигателей насосов, работающих на длинные трубопроводы, например магистральных насосов нефтепроводов. Технический результат - снижение перепада давления в двух установившихся режимах трубопровода до безопасных значений для трубопровода и не приводящих к появлению усталостных дефектов в теле трубы. Устройство управления частотно-регулируемым электроприводом магистральных насосов содержит преобразователь частоты, электродвигатель, насос, датчик давления, два блока сравнения, два ключа и таймер. Выход датчика давления соединен с первым входом первого блока сравнения, на второй вход которого подается сигнал задающего давления. Выход первого блока сравнения соединен с первым входом второго блока сравнения и силовым входом первого ключа, управляющий вход которого соединен с первым выходом второго блока сравнения, второй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого через таймер соединен с управляющим входом преобразователя частоты. На второй вход второго блока сравнения и силовой вход второго ключа подается сигнал допустимого перепада давления. 1 ил.
Наверх