Магнитогидродинамическое реле Советский патент 1979 года по МПК H01H53/08 

(54) МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к области электрооборудования, в частности к элек роаппаратостроению и может быть исполь зовано для измерения температуры элект роагрегатов (электродвигателей, трансформаторов и, др.) и для защиты их от перегрева. Известно магнитогидродинамическое (МГД) реле, содержащее МГД-насос и со суды с ртутью, в одном из которых размещены выходные электроды 1. . Недостатком известного реле являетс невозможность использования его в качестве реле теплового контроля электроагрегата. Известно реле, содержащее систему каналов с электроподводной жидкостью и МГД-насос, электрический выход которого является входом реле. Гидравлический выход насоса соединен с приемной камерой, в которой размещевш электроды Приемная камера установлена над поверх ностью жидкости в расходном сосуде, соединенном с гидравлическим входом на coca, и снабжена отверстием, соединяющим камеру, с сосудом 2. Известно магнитогидродинамическое реле, содержащее секционированный МГД- , насос, гидравлический выход каждой сек-:ции которого соединен с приемной камерой, установленной над поверхностью электропроводной жидкости в расходном сосуде, который соединен с гидравлическим входом секций насоса, и снабженной электродами и отверстием, соединяющим камеру с сосудам . Недостатком известного реле является невозможность его использования в качестве устройства контроля температуры электроагрегата, имеющего линейную связь между превышением температуры контролируемого агрегата и уровнем жидкости в приемной камере МГД-реле. Цель настоящего изобретения - расщирение функциональных возможностей реле. Поставленная цель достигается тем, что приемная камера выполнена с уменьшающимся кверху сечением, площадь, которого отшеделяетсг( из соотношения SZ K Г+оСЛг-де С - теплоемкость тела, Дж/град; cL - температурный коэффициент эле рического сопротивления, 1/гра 2 - уровегаь жидкости в приемной камере, м; - тарировочный коэффициент, град N - коэффициент перехода, отверстие, соединяющее приемную камер с расходным сосудом, выполнено в виде вертикальной щели с увеличивающейся к основанию шириной, определяемой из соотношения -/е- SM (Н2ЛЛг сс/ЗЛУ-; ( где S - поверхность теплопередачи, k - коэффициент теплопередачи прп начальной температуре, Вт/м, град;. JLf - гидравлический коэффициент рас - посточнный коэффициент, 1/град - ускорение свободного падения, , м/секЯ а секции канала МГД-насоса выполнены различного сечения W их выходы в приемную камеру расположены oдиt на дру гом в порядке увеличения сечения, причем сечение каждой секций канала определяется из соотношения п Л., s, где . - сечение канала, работающего при токе 3. - сечение --j -го канала, работйю щего при токе , м rj - гидростатическое давление в к нале 1, PJ - гидростатическое давление в 1-ом канале, Н/м ; Л - параметр системы, Н/А J - П -ое значение тока в канале МГД-насоса, А; Сущность изобретения поясняется че тежом, на котором изображена принципи альная схема описываемого реле. МГД-рёле состоит из МГД-насоса 1 выполненного в виде совокупности кана лов 2, 3, 4 с общей магнитной систем и общим током Э 1 подводимым к каналам 2, 3, 4; высота а всех каналов одинакова, ширина в различна. Входы

691956 каналов соединены с расходным сосудом 5, а выходы - с приёмной камерой 6, снабженной электродами 7 и отверстием 8. Секционированный МГД-насос 1 перекачивает рабочую жидкость из сосуда 5 в приемную камеру 6, причем электроматнитное давление, развиваемое насосом, в такой системе пропорционально току. При малом токе жидкость перекачивается лишь по каналу 2, гидравлический выход которого в приемную камеру расположен на минимальной высоте. С возрастанием тока жидкость перекачивается также по каналу 3, а затем и по каналу 4, Выбор ширины каналов (секций) МГД-насоса обеспечивает суммарную производительность насоса, пропорциональную квадрату тока и, следовательно, количеству тепла, выделенного в электроагрегате. Таким образом, количество жидкости, поступающей в приемную камеру, соответствует количеству тепла, выделяемого в электроагрегате. Переменная величина щели 8 обеспечивает соответствие между количеством жидкости, вытекающей из приемной камеры, и количеством тепла, отдаваемого электроагрегатом в окружающую среду. Форма приемной камеры и форма щели обеспечивают линейную зависимость между уровнем жидкости в приемной камере и превышением температуры ко €тролируемого электроагрегата по отношению к окружающей среде. Размещенные в приемной камере на заданной высоте электроды 7 обеспечивают срабатывание реле в случае перегрева электроагрегата. Трехсекционное МГД-реле было изготовлено и испытано в лабораторных усовиях. Испытания показали, что МГДреле имеет линейную характеристику между уровнем жидкости и превыщением температуры электроагрегата. При достижении заданной максимальной температуры электроагрегата обеспечивается четкое срабатывание реле. Изобретение позволяет получить линейную зависимость между температурой элёктроагрегата и уровнем жидкости в приемной камере и производить измер ение температуры по входным электрическим параметрам электроагрегата, исключая непосредственное введение измерительных элементов (например, термопар) внутрь электроагрегата.

Ф

о p м у л n изобретения

Магнитогидродинамическое реле, содержащее секционированный магнитогидроди шмический насос, гидравлический выход каждой секции которого соединен с приемной камерой, установленной над поверхностью электропроводной жидкости в расходном сосуде, который соединен с гидравлическим входом секций насоса, и снабженной электродами и отверстием, соединяющим камеру с сосудом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, приемная камера выполнена с уменьшающимся кверху сечением, площадь которого определяется из соотношения

м2;

5 - поверхность теплоотдачи,

где 1с - коэффициент теплоотдачи при начальной температуре, - Вт/м -рад;

и - гидравлический коэффициент расхода;

/ - постоянный коэффициент, 1/град; rf - ускорение свободного падения,

м/сек ;

а секции канала магнитогидродинамического насоса выполнены различного сечения и их выходы в приемную камеру расположены один на другом в порядке увеличения сечения, причем сечейие каждой секции канала определяются из соотношения

Г5/-И-П ,3

СД.

1 -foCA-z.

где С - теплоемкдсть тела, Дж/град; .Л - тарировочный коэффициент, град/м CjL - температур 1ый коэффициент электрического сопротивления, 1/град; Z. - уровень жидкости в приемной камере, отсчитываемый от дна камеры, м;

К - коэффициент перехода, м /Дж) отверстие, соединяющее приемную камеру с сосудом, выполнено в виде вертикальной щели с увеличивающейся к основанию шириной, определяемой из соотношения

;.SkA Й+2Л г-1-осМУЛ

у()- flfz(ffylo.2L) J

в

сечение i-ой секций

канала, м ,

де

УЛ

П -ое значение тока в канале магнитогидродинамического насоса, А;

Р - гидростатическое давление в i -ой секции канала насоса Н/ ; А - конструктивный параметр, Н/м А

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2 Авторское свидетельство СССР 341106, кл. Н 01 Н 29/10, 197О.

3. Патент США № 2715190, кл. 310-11, 1955.