МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НАСОС Российский патент 2006 года по МПК H02K44/02 

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

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является магнитогидродинамический насос, содержащий магнитопровод с зазором, обмотку возбуждения и металлопровод (А.с. СССР №854252, опубл. 27.11.1996).

Недостатками его являются большие потери давления на протекание жидкого металла по каналу насоса, низкая производительность.

Задачей изобретения является повышение давления и производительности насоса.

Для достижения указанного технического результата магнитогидродинамический насос содержит магнитопровод с зазором, обмотку возбуждения и металлопровод, причем металлопровод выполнен в виде полого плоского канала, две длинные боковые стороны которого параллельны, а две короткие выполнены по дуге окружности с радиусом, равным половине ширины канала, при этом в центрах закругления сторон расположены входные патрубки металлопровода, а посередине длинной стороны канала к нему подсоединен выходной патрубок металлопровода, при этом канал расположен в зазоре магнитопровода так, что магнитопровод охватывает участок канала в средней части с противоположной от выходного патрубка стороны, кроме того, в центральной части канала напротив выходного патрубка установлена разделительная пластина, а в месте соединения выходного патрубка к каналу с двух сторон под углом менее 90 градусов к оси выходного патрубка расположены два П-образных магнитопровода, охватывающие канал.

Отличительными признаками предлагаемого магнитогидродинамического насоса от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, являются следующие: металлопровод выполнен в виде полого плоского канала, две длинные боковые стороны которого параллельны, а две короткие выполнены по дуге окружности с радиусом, равным половине ширины канала, при этом в центрах закругления сторон расположены входные патрубки металлопровода, а посередине длинной стороны канала к нему подсоединен выходной патрубок металлопровода, при этом канал расположен в зазоре магнитопровода так, что магнитопровод охватывает участок канала в средней части с противоположной от выходного патрубка стороны, кроме того, в центральной части канала напротив выходного патрубка установлена разделительная пластина, а в месте соединения выходного патрубка к каналу с двух сторон под углом менее 90 градусов к оси выходного патрубка расположены два П-образных магнитопровода, охватывающие канал.

Благодаря наличию этих признаков снижаются потери давления, связанные с протеканием металла в канале, находящемся в зазоре магнитопровода, повышается давление, предотвращаются застывание металла и засорение канала различными отложениями.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид магнитогидродинамического насоса, вид сбоку, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1

Магнитогидродинамический насос содержит магнитопровод 1 с зазором, обмотку возбуждения 2 и металлопровод, который выполнен в виде полого плоского канала 3, две длинные боковые стороны 4,5 которого параллельны, а две короткие 6, 7 выполнены по дуге окружности с радиусом R, равным половине ширины канала L. В центрах закругления сторон расположены входные патрубки 8, 9 металлопровода, а посередине длинной стороны канала к нему подсоединен выходной патрубок 10 металлопровода, при этом канал расположен в зазоре магнитопровода 1 так, что магнитопровод 1 охватывает участок канала в средней части с противоположной от выходного патрубка 10 стороны. В центральной части канала напротив выходного патрубка 10 установлена разделительная пластина 11. В месте соединения выходного патрубка 10 к каналу 3 с двух сторон под углом α менее 90 градусов к оси выходного патрубка расположены два П-образных магнитопровода 12, 13, охватывающие часть канала 3.

Работа магнитогидродинамического насоса осуществляется следующим образом.

При подаче переменного напряжения на обмотку возбуждения 2 в магнитопроводе 1 наводится переменный магнитный поток, который направляется в область канала, охватываемую полюсами сердечника, где он индуцирует ЭДС в перекачиваемом металле, заполняющем канал 3 через подводящие входные патрубки 8, 9. В результате этого в жидком металле течет электрический ток.

При взаимодействии этого тока и магнитного поля в жидком металле генерируются электромагнитные силы, выталкивающие жидкий металл из зазора, приводящие жидкий металл во вращение вокруг центров канала, совпадающих с местом подсоединения входных патрубков 8, 9. При этом металл под действием центробежных сил оттесняется от центров канала к боковым стенкам и перемещается к выходному патрубку 10 металлопровода. Гидродинамика потока металла обусловлена конфигурацией канала металлопровода и расположением входных и выходного патрубков. Максимальное значение тангенциальной скорости вращения вихревого потока смещается к боковым стенкам. Частицы металла смещаются центробежной силой к периферии, движутся с большей скоростью, что способствует повышению производительности насоса и его эффективности. Введение в конструкцию разделительной пластины 11 позволяет разделить потоки металла, предотвратить появление неустойчивости его вихревого движения и обеспечить более стабильную работу насоса.

Наличие двух П-образных магнитопроводов, расположенных под углом менее 90 градусов к оси выходного патрубка и охватывающих канал 3 в месте подсоединения выходного патрубка 10, приводит к усилению и изменению направления магнитного поля электрических токов в канале таким образом, что при взаимодействии этих токов с магнитным полем, усиленным этими сердечниками, в этом месте в жидком металле возникают дополнительные электромагнитные силы, втягивающие металл под сердечник и направляющие его в сторону выходного патрубка.

В таблице приведены сравнительные экспериментальные значения параметров насоса, полученные при перекачке галиевого сплава, при различных значениях электрического тока в обмотке возбуждения.

Сравнение полученных данных показывает, что наличие П-образных магнитопрводов существенно повышает давление и производительность, развиваемую насосом, улучшая его эффективность.

Таблица экспериментальных параметров работы насоса с дополнительным П-образным магнитопроводом  без дополнительного П-образного магнитопровода  ток, А (в обмотке возбуждения)Давление, кПарасход мл/сДавление в режиме стопора (без расхода) кПаДавление, кПарасход мл/сДавление в режиме стопора (без расхода) кПа Среднее значение Среднее значениеСреднее значение Среднее значение106,68015,535151512,51132867492019,5143398,5921525241614610,5104173027,51725012,5114193529,51805513,5117214032183571311418,5

Изобретение относится к прикладной магнитной гидродинамике и предназначено для перекачивания металлов и сплавов. Металлопровод насоса выполнен в виде полого плоского канала, две длинные боковые стороны которого параллельны, а две короткие выполнены по дуге окружности с радиусом, равным половине ширины канала. В центрах закругления сторон расположены входные патрубки металлопровода. Посередине длинной стороны канала к нему подсоединен выходной патрубок металлопровода. Канал расположен в зазоре магнитопровода так, что магнитопровод охватывает участок канала в средней части с противоположной от выходного патрубка стороны. В центральной части канала напротив выходного патрубка установлена разделительная пластина. В месте соединения выходного патрубка к каналу с двух сторон под углом менее 90 градусов к оси выходного патрубка расположены два П-образных магнитопровода, охватывающие канал. Технический результат заключается в повышении давления и производительности насоса. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Магнитогидродинамический насос, содержащий магнитопровод с зазором, обмотку возбуждения и металлопровод, отличающийся тем, что металлопровод выполнен в виде полого плоского канала, две длинные боковые стороны которого параллельны, а две короткие выполнены по дуге окружности с радиусом, равным половине ширины канала, при этом в центрах закругления сторон расположены входные патрубки металлопровода, а посередине длинной стороны канала к нему подсоединен выходной патрубок металлопровода, при этом канал расположен в зазоре магнитопровода так, что магнитопровод охватывает участок канала в средней части с противоположной от выходного патрубка стороны.2. Магнитогидродинамический насос по п.1, отличающийся тем, что в центральной части канала напротив выходного патрубка установлена разделительная пластина.3. Магнитогидродинамический насос по п.1, отличающийся тем, что в месте соединения выходного патрубка к каналу с двух сторон под углом менее 90° к оси выходного патрубка расположены два П-образных магнитопровода, охватывающих канал.