ВИНТОВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС Российский патент 1998 года по МПК H02K44/04 

Изобретение относится к МГД-технике и может быть использовано в установках по перекачиванию жидкости для различных технологических целей. Кроме того, его можно использовать в обогревательных системах в качестве электронагревателя жидкости.

Известен магнитогидродинамический дроссель, имеющий сходные конструктивные признаки с заявляемым техническим решением. Дроссель содержит явнополюсный индуктор, включающий обмотку возбуждения, полюса магнитной системы и элемент магнитопровода. Полюса магнитной системы выполнены коаксиально с образованием цилиндрического кольцевого зазора, в котором расположены винтовые каналы с жидкой рабочей средой [1].

Основным недостатком этого устройства можно считать ограниченность его применения, так как с его помощью можно лишь регулировать поток жидкого металла.

Известен винтовой электромагнитный насос, содержащий многофазный индуктор, включающий внутренний магнитопровод, выбранный на трубу из листов электротехнической стали, и сквозной винтовой канал с коаксиально расположенными наружной и внутренней стенками [2].

Однако это устройство предназначено только для перекачивания жидкого металла, к тому же оно имеет сложную многофазную электромагнитную систему, состоящую из наружного и внутреннего магнитопроводов.

Задачей изобретения является создание универсальной конструкции, имеющей однофазную магнитную систему и позволяющей перекачивать различные по температуре и электрофизическим свойствам жидкости, а также расширение функциональных возможностей за счет выполнения насосом дополнительной функции - нагревателя жидкости.

Поставленная задача решается предложенным винтовым электромагнитным насосом. Как и известное устройство (прототип), он содержит магнитную систему, внутри которой расположен сквозной винтовой канал для прохождения рабочей среды. Канал образован коаксиально расположенными наружной и внутренней стенками, между которыми размещена винтовая перегородка. Отличие от прототипа заключается в выполнении наружной и внутренней стенок канала в виде электродов, а винтовой перегородки - в виде изолятора (т.е. электроизоляционной). В частном случае для уменьшения шунтирования магнитного поля, создаваемого магнитной системой, наружная и внутренняя стенки выполнены из немагнитного материала.

При таком исполнении, с одной стороны, отпадает необходимость в многофазной магнитной системе и внутреннем магнитопроводе ) магнитная система может быть выполнена, например, в виде соленоида с внешним ферромагнитным экраном или без него), а с другой стороны, это устройство можно применять для нагрева и перемещения жидкостей в широком диапазоне по электрофизическим свойствам (вода, растворы, электролиты, расплавы и т.д.).

На чертеже схематично изображен заявляемый винтовой электромагнитный насос.

Насос содержит явнополюсную магнитную систему в виде соленоида 1 с ферромагнитным экраном 2 и сквозной канал 3, имеющий наружную стенку 4, коаксиально ей расположенную внутреннюю стенку 5 и промежуточную винтовую перегородку 6, образующие винтовой канал 7, по которому проходит рабочая среда. Наружная 4 и внутренняя 5 стенки выполнены в виде электродов, т.е. к ним приложено напряжение, а винтовая перегородка выполнена электроизоляционной и является изолятором между стенками 4 и 5.

Насос работает следующим образом.

При подаче напряжения на наружную стенку 4 относительно внутренней 5, в рабочей жидкости, протекающей по винтовому каналу 7 возникает ток, направление которого перпендикулярно силовым линиям магнитного потока Ф, создаваемого соленоидом 1. В результате взаимодействия тока с магнитным полем возникающая электромагнитная сила согласно правилу левой руки перемещает жидкость по винтовому каналу 7. Так как результирующая сил, действующих на жидкость, достаточно близко совпадает с направлением винтового канала, то эти силы будут суммироваться, создавая напор в канале. Одновременно протекающий в стенках канала ток нагревает проходящую по винтовому каналу жидкость.

Необходимо отметить, что заявленное устройство может работать как на постоянном токе, так и на переменном при условии совпадения фаз тока в обмотке соленоида и в жидкости. При этом магнитная система при работе на постоянном токе может быть выполнена с применением постоянных магнитов. Для исключения шунтирования магнитного потока наружная и внутренняя стенки канала могут быть выполнены немагнитными.

Таким образом, видно, что заявляемый винтовой электромагнитный насос имеет простую конструкцию, не требующую многофазной электромагнитной системы. Выполнение стенок канала в виде электродов, а винтовой перегородки между ними - в виде изолятора позволяет использовать насос для перекачивания различных жидкостей, а также для нагрева жидкостей в обогреваемых системах с принудительным движением жидкого теплоносителя.

Винтовой электромагнитный насос содержит сквозной канал 3 и магнитную систему 1. Канал включает коаксиальные стенки: наружную 4 и внутренню 5. Между стенками 4,5 размещена винтовая перегородка 6. Перегородка из электроизоляционного материла. Внутренняя и наружная стенки канала подключены к источнику электроэнергии. Магнитная система выполнена в виде соленоида 1. Соленоид 1 содержит внешний ферромагнитный экран 2. Стенки канала выполнены из немагнитного материала. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Винтовой электромагнитный насос, содержащий магнитную осистему и расположенный внутри нее сквозной канал для прохождения рабочей среды с коаксиально расположенными наружной и внутренней стенками, между которыми размещена винтовая перегородка, отличающийся тем, что наружная и внутренняя стенки канала выполнены в виде электродов, а винтовая перегородка выполнена электроизоляционной. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде соленоида. 3. Насос по п.2, отличающийся тем, что соленоид содержит внешний ферромагнитный экран. 4. Насос по пп.1 - 3, отличающийся тем, что наружная и внутренняя стенки канала выполнены из немагнитного материала.