Винтовой электромагнитный насос

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗЬБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. Н 02 К М/06 Гееударетвеккык квактвт СССР вв левам кзебретввкй к етхрытий5 Й) ВИНТОВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАС ую пере тромагнитдуктор свинтовой канал,Созд магнитн талл, и кающие замыкающ Взаи ков с ектрото эл Изобретение относится к МГД техни ке, в частности к у совершен ст вованию винтовых электромагнитных насосов, предназначенных для перекачивания жидкометаллических теплоносителей в контурах атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах, исследовательских жидкометаллических контурах химической промыш" ленности, металлургии, а также для других технологических целей,Известны винтовые эле ные насосы, содержащие и внутренним сердечником и ваемое индуктором бегущее е поле пронизывает жидкий медуктирует в нем токи, протеаксиальном направлении и иеся по боковым шинам. модействие индуктированныхмагнитным полем создает агнитную силу, обеспечиваюение жидкого металла 11 и 12.Однако указанные устройства характеризуются недостаточно эффективным использованием рабочего зазора индуктора, так как каналы выполняются толстостенными из-за того, что такие насосы развивают высокие давления.Наиболее близким к предлагаемому является также винтовой электромаг" нитный насос, содержащий индуктор, включающий внутренний магнитопровод, набранный на трубу из листов электротехнической стали, и канал, включающий внутреннюю стенку3.Недостатком известного насоса является низкий КПД,причина которого кроется, в частности в том, что для достижения необходимой прочности и устойчивости канала его приходится выполнять толстостенным. В результате этого имеют место значительные1001353 3потери мощности в стенках, и, какследствие, низкие значения КПД. Утончение стенок приводит к повышению КПЛ.но .при этом снижается как прочность,так и устойчивость канала. Кроме то -го, в известном насосе запас по устойчивости бывает значительно меньшезапаса по прочности. Это приводит ктому, что толщину внутренней стенкиканала выбирают заведомо большей (в 1 в2-5 раза), нежели она допустима с точки зрения обеспечения необходимойпрочности.Потеря устойчивости каналом приводит к образованию в азимутальном направлении волн деформации, что в своюочередь, ведет к изменению геометрии. канала и к ухудшению характеристикнасоса, а в ряде случаев, и к потереработосгособности насоса вообще,Внутреннюю стенку канала напрессовы"вают на сердечник. Однако при работе насоса вследствие различных значений коэффициентов линейного расширения материалов сердечника (электротехническая сталь) и стенки канала(нержавеющая сталь) между сердечни-.ком и внутренней стенкой канала образуется зазор, Наличие этого зазораи приводит к резкому снижению устой-,чивости канала, Величина же критичесЗОкого значения давления, при которомтеряется устойчивость, обоатно пропррциональна аксиальной длине канала.Цель изобретения - увеличение ус 3тойчивости канала и повышение КПД на-соса,Поставленная цель достигается тем,что в винтовом электромагнитном насо 40се, содержащем индуктор, включающийвнутренний магнитопровод;, набранныйна трубу из листов электротехнической стали, и канал, включающий внутреннюю стенку, между листами электро 45технической стали расположены контактирующие с внутренней стенкой и трубой кольцевые элементы, при этом коэффициенты линейных расширений материала стенки канала, кольцевых элементов и трубы равны,На чертеже изображен предлагаемыйнасос, продольный разрез.Насос содержит индуктор, включающий статор 1 и внутренний магнитопровод 2, набранный на трубу 3 из листов зфэлектротехнической стали, и контактирующих с трубой и внутренней стенкойканала 4 кольцевых элементов 5. При включении насоса за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого индуктором, с индуктированными в жидком металле токами возникаетэлектромагнитная сила, которая приводит в движение металл,В силу того, что внутренняя стен"ка контактирует с кольцевыми элементами, которые, в свою очередь, контак-.тируют с трубой, чем самым представляяцельную койструкцию, выполненную либо из одного материала, либо из материалов, имеющих равные коэффициентылинейного расширения, увеличиваетсяустойчивость канала.Канал в аксиальном направлении представляет как бы набор элементарных каналов. Значит при равной с прототипом толщине стенки канала устойчивостьстанет большей, так как ее величинаобратно пропорциональна аксиальнойдлине канала. Кроме того, при колебаниях температуры устойчивость каналаизменяется только в пределах изменений свойств материала, так как, исходя из условия равенства коэффициентовлинейных расширений, цельность конструкции не зависит от колебаний температуры,Вместе с этим в предлагаемой конструкции значительно повышается КПДнасоса, 0 устройстве длина каждогоэлементарного канала выбирается изусловия получения необходимой устойчивости при допустимой минимальнойтолщине канала, полученной из условия обеспечения необходимой прочности . Для обеспечения необходимойустойчивости в прототипе толщинустенки канала. выбирают большей, чемэто необходимо по условию прочности, Итак, повышение устойчивостиканала позволяет уменьшить толщинустенки канала, а, значит, и величину немагнитного зазора. За счет снижения потерь в стенках канала и уменьшения потерь на .создание магнитного поля удается повысить КПД насоса. Таким образом, применение предлагаемого устройства увеличивает устойчивость канала, повышает значение КПД и, кроме того, за счет снижения толщины стенки канала уменьшает массу как самого канала, так и массу статора, вследствие уменьшения массы. обмотки. Все это приводит к снижению затрат как при изготовлении, так и при эксплуатации насоса.р Е.Р К Ред з 1438/69Тираж 68 р ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаПодписноеомитета СССРоткрытийская наб., д лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн 5формула изобретенияВинтовой электромагнитный насос,содержащий индуктор, включающий внутренний магнитопровод, набранный натрубу из листов электротехническойстали, и канал, включающий внутреннюю стенку, о т л и ч а ю щ и йс я, тем, что, с целью увеличенияустойчивости канала и повышения КПДнасоса, между листами электротехнической стали расположены контактирующие с внутренней стенкой и трубойкольцевые элементы, при этом коэффициенты линейных расширений материаластенки канала, кольцевых элементов 5и трубы равны.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 353 41. Баранов Г.А Глухих В А., Кириллов И.Р. Расчет и проектирование ин" дукционных МГД - машин с жидкометаллическим рабочим телом. М., Атомиздат, 1978, с. 248 2. Бушман А,К., Векленко И.А., Клявинь Я.Я., Лислпетер Я.Я. Опыт конструкторской. разработки электромагнитных индукционных насосов.в Ин" ституте физики АН Латвийской ССР. В кн.: Вопросы магнитной гидродинамики, Рига, 1963 Щ с. 136-152. 3. Авторское свидетельство СгСРН 173610, кл, Г 04 Г 1 У 00, 196 Ь