КОНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК H02K44/04 

Изобретение относится к МГД устройствам, а именно к электромагнитным насосам, и может быть использовано в металлургии, литейном производстве, энергетике, машиностроении, химической промышленности.

Известен электромагнитный насос, содержащий канал, магнитопровод, входной патрубок, два расположенных по обе стороны магнитопровода выходных патрубка, к которым подводится ток [1]
Этот насос имеет непродолжительный срок службы канала, а также невысокий напор и небольшую производительность.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков, технической сущности и достигаемым результатам является кондукционный электромагнитный насос, выбранный за прототип [2] и содержащий канал с тремя патрубками, электроды и магнитопроводы.

Недостатком этого насоса является непродолжительный срок службы из-за неравномерного износа канала, обусловленного тем, что электромагнитная сила в канале направлена в стенку канала и находится под значительным углом (≈60^о) к направлению потока металлического расплава. Кроме того, в этом насосе развиваются недостаточно высокий напор и небольшая производительность. Насос не способен осуществлять реверсирование потока жидкого металла. Он потребляет однофазный ток и поэтому неравномерно загружает трехфазную питающую электросеть.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в улучшении технико-экономических показателей насоса. Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является увеличение срока службы насоса за счет уменьшения износа его стенок, а также увеличение производительности и развиваемого насосом электромагнитного напора за счет изменения распределения электромагнитных сил в канале. Дополнительным техническим результатом является возможность реверсирования потока жидкого металла, а также равномерность загрузки трехфазной питающей электросети.

Указанный технический результат достигается тем, что в кондукционном электромагнитном насосе, содержащем канал с тремя патрубками, электроды и магнитопровод, согласно изобретению каждый из трех патрубков снабжен электродом, а канал и магнитопровод выполнены с возможностью установки магнитопровода между двумя любыми патрубками канала. Кроме того, электроды могут быть подключены к трехфазному источнику электропитания.

На фиг. 1-3 показан предложенный кондукционный электромагнитный насос при трех возможных вариантах расположения переставляемого магнитопровода.

Кондукционный электромагнитный насос содержит П-образный магнитопровод 1, плоский канал 2 с тремя патрубками 3, 4, 5 для перекачиваемого металлического расплава. Каждый из трех патрубков 3, 4, 5 снабжен соответственно электродом 6, 7, 8. Канал 2 и магнитопровод 1 выполнены с возможностью установки магнитопровода в любое из трех положений, т.е. между двумя любыми патрубками канала. В однофазном режиме ток подается на два электрода, расположенные с боков магнитопровода (электроды 7, 8 на фиг. 1). Третий электрод 6 может присоединяться или к электроду 7, или к электроду 8, или не присоединяться. В трехфазном режиме электроды 6, 7, 8 подключены к трехфазному источнику питания.

Кондукционный электромагнитный насос работает следующим образом.

На электроды 6, 7, 8 подается трехфазное напряжение. По металлическим стенкам канала 2 и патрубков 3, 4, 5 протекают трехфазные токи и разогревают их. В разогретый канал 2 с разогретыми патрубками подается металлический расплав через входной патрубок 3 (фиг. 1). Электрические токи I_аb, I_bc, I_ca при этом протекают в основном уже по металлическому расплаву. Эти токи создают магнитный поток, который, замыкаясь по магнитопроводу 1, создает в рабочей зоне канала 2, находящейся в пазу магнитопровода 1, магнитное поле. Взаимодействие токов I_ab, I_bc, I_ca с магнитным полем приводит к созданию электромагнитных сил ,, (фиг. 1-3). Сила направлена в канал 2 вдоль оси входного патрубка 3 (фиг. 1), силы и соответственно вдоль оси выходных патрубков 4 и 5 из канала 2. Под действием силы металлический расплав всасывается через патрубок 3, под действием силы нагнетается через патрубок 4, а под действием силы нагнетается через патрубок 5. В результате действия этих сил жидкий металл поступает в насос через патрубок 3 со скоростью V_вх и выходит из насоса через патрубки 4 и 5 со скоростью V_вых (фиг. 1). При перестановке магнитопровода из одного положения (фиг. 1) в другое (фиг. 2), а затем в третье (фиг. 3) меняются направление движения металла, а также расположение наиболее напряженной области канала, в результате стенки канала изнашиваются равномернее и срок службы канала увеличивается в 3-5 раз. Подключение электродов к трехфазному источнику электропитания снижает электрические нагрузки при прочих равных условиях, повышает на 50% (по сравнению с прототипом) напор и производительность насоса, кроме того, этим обеспечивается равномерная загрузка фаз электросети.

Использование: при транспортировании электропроводных жидкостей в металлургии, энергетике и в других отраслях. Сущность изобретения: каждый из трех патрубков насоса снабжен электродом. При подключении электродов к трехфазному источнику напряжения металлический расплав всасывается через патрубок, расположенный вдоль оси магнитопровода, и нагнетается через два других патрубка. При установке магнитопровода между двумя любыми патрубками меняется расположение наиболее напряженной области канала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. КОНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС, содержащий канал с тремя патрубками, электроды и магнитопровод, отличающийся тем, что каждый из трех патрубков снабжен электродом, а канал и магнитопровод выполнены с возможностью установки магнитопровода между двумя любыми патрубками канала. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что электроды подключены к трехфазному источнику электропитания.