Электромагнитный насос для токопроводящих жидкостей, например, ртути Советский патент 1940 года по МПК F04B15/00 F04B9/00 

Для некоторых случаев коммутации требуется, чтобы ртутный контакт коммутационного аппарата перемещался с некоторой поступательной скоростью, которая создается тем или иным насосам. В виду окисления :ртути В открытой атмосфере для этой цели не все насосы пригодны, так как необходимо, чтобы насос обладал полной герметичностью. Это требование в основном заставило искать пути решения задачи в направлении конструкций насосов, не имеющих вращающихся частей и построенных, главным образом, на электромагнитном принципе.

В предлагаемом электромагнитном насосе для токопроводящих жидкостей, например, ртути, с расположенными в постоянном магнитном поле электродами, последние присоединены к источнику многофазной или однофазной системы электрического тока, который, при прохождении через жидкость, взаимодействуя с постоянным магнитным потоком, сообщает поступаггельную скорость жидкости и выбрасывает ее вверх, при чем, для получения струи спиральной формы, электроды расположены радиально, например, по образующим конуса.

Такой электромагнитный насос может быть применен для ртутно-струйного выпрямителя.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вертикальный-разрез предлагаемого электромагнитного насоса для токопроводящих жидкостей, например, ртути; фиг. 2- вид его сверху; фиг. 3 - схему магнитопровода в боковом виде с разрезом; фиг. 4 - вид его сверху с разрезом; фит. 5 - схему насосной части ртутно-струйного вьшрямителя; фиг. 6-8 - схемы конструкции активного зазора; фиг. 9 - схематический вид сбоку струи ртути; фиг. 10 - кинематику ртутной с одним из электродов.

С конструктивной стороны насос пре|дставляет собой электромагнитную систему с электродами 1, .расположенными радиально, например, по образующим конуса и питаемыми от источника многофазного или однофазного тока (низковольтного трансформатора). Перпендикулярно к конической поверхности электроды пронизываются постоянным магнитным потоком, возбуждаемым или постоянным магнитом ИЛИ постоянным током. Схема магнитощровода показана на фиг. 3 л 4.

Рабочий процесс заключается в том, что ртуть под небольшим давлением поступает к электро 1.а1м через центральное отшерстие 4 .внутреннего резервуара 3 (фиг. 1-4). Между элект1рода1ми протекают многофазные- токи, которые, взаимодейСТвуя гс постоянным магнитным потоком, создают механическую силу, вращающуюся с частотой подводимого к электродам напряжения. Сечение отверстия 4 и параметры: электромагнитной системы таковы;, что поступающая к электродам ртуть вытягивается -в струю, разрезается .электродамк на отрезки и выбрасывается под некоторым углом вверх в виде спирали. После использования кинетической энергии ртуть возвращается обратно во внещний резервуар 2, и цикл повторяет ся |вновь.

Форма, размеры, коли1чество электродов и число фаз определяются в лро цессе эКспериментэл{)Ного исследования.

Описанное устройство насоса может быть применено для ртутно-струйного выпрямителя с выбрасываемой вверх под некото1рым углом: и вращающейся ртутной струей, которой придается форма трубки (фиг. 5-10).

По схеме насосной части выпрямителя (фиг. 5) вторичная обмотка / вспомогательного трансформатора приклю:чена к системе электродов 3, которые подводят ток к трубчатой ртутной струе 5. Поперек струи, по концентрическим направлениям, протекает симметричный замкнутый ток, взаимодействующий с постоянным полем, направленным перпендикулярно плоскости чегртежа, и заставляет вследствие этого струю отклоняться в такт частоте приложенного к электродам напряжения (жидкий вибратор).

Схе:мы конструкции активного зазора показаны на фиг. 7 и 8. В полый нижний полюс 5 магнитопровода со вкладышем 6 (фиг. 6) под .небольщим, напором: втекает снизу ртуть и получает вследствие этого форму жидкой трубки. При- соприкосновении с электродами 5 по ртутной трубке будет протекать ток, который, взаимодействуя с постоянным потоком верхнего полюса 4 будет создавать силу F, направленную перпендикулярно магнитному полю. Поскольку силовые линии магнитного поля у выходного отверстия полю1са 5 искривлены (фиг. 7), направление силы- F будет не перпендикулярно оси зазора, & будет иметь аксиальную составляющую (фиг. 8). .Направление аксиальной составляющей на диаметрально-противоположных сторонах отверстия будет противоположно; в связи с этнм отверстие выбирае-рся такой формы, чтобы аксиальная составляющая действовала в нужном напрайлении.

Кинематика ртутной струи- данного (выпря-мителя во многом напоминает ки-нелГатику вибрационного ртутноструйиого выпрямителя, от которой она отличается, главным образом, тем, I что -подъем спирали (вертикальная со: ставляющая скорости) при желании может быть изменяем. На фиг. 9 и i 10 показана ки-н-ематика |ртутной струи I 2 с одним из электродов S выпрямителя. Форма струи 2 представляет обычную спираль, лежащую на поверхности конуса.

I Сочетание в одном приборе аппара1 та, направляющего струю, и насоса I для циркуляции ртути дает правильное рещение задачи ртутно-струйного выпрям-ителя, и можно надеяться, что подобная ко-мбинация себя оправдает. Конструкция электрода 5 выпрямителя имеет клиновидную форму и поверхность его смачивается ртутью ; (фиг. 10). Для получения четкости отрыва струи от электро-да служит : отсекающий нож 7, который отрезает I струи и тем самым улучшает равномерность ком-мутации. Нож усиленно охлаждается омьгвающей его ртутью. Возникающая при отрыве струи от I электро:да дуга опирается на затылочную часть электрода, которая для у-ве-. ; личения термостойкости омывается I ртутью, поступающей из отверстий 9. Приток ртути к отверстиям может быть или непосредственно от струи (пульсирующий приток), или при помощи какого-либо уловителя отработанной ртути (постоянный приток).