Магнитогидродинамический насос

МГД-насос, электромагнитный насос, машина для подачи жидкости, являющейся проводником электричества (например, жидких металлов). М. н. подразделяются на индукционные насосы (См. Индукционный насос) и кондукционные насосы (См. Кондукционный насос).

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Магнитогидродинамический насос" в других словарях:

- (МГД насос электромагнитный насос), предназначен для перемещения электропроводящих жидкостей (напр., жидких металлов) под воздействием магнитного поля. Различают индукционные и кондукционные магнитогидродинамические насосы … Большой Энциклопедический словарь

- (МГД насос, электромагнитный насос), предназначен для перемещения электропроводящих жидкостей (например, жидких металлов) под воздействием магнитного поля. Различают индукционные и кондукционные магнитогидродинамические насосы. * * *… … Энциклопедический словарь

I Насос устройство (гидравлическая машина, аппарат или прибор) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) главным образом капельной жидкости в результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической). Устройства для …

- (МГД генератор), установка для непосредств. преобразования тепловой энергии в электрическую. Основан на явлении эл. магн. индукции, т. е. возникновении тока в проводнике, пересекающем магн. силовые линии; в кач ве движущегося в магн. поле… … Физическая энциклопедия

МГД генератор, энергетическая установка, в которой энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию. Название «М. г.» связано с… … Большая советская энциклопедия

Магнитогидродинамический насос (МГД насос), подающий электропроводящую жидкость с помощью электромагнитной силы, которая возникает от взаимодействия магнитного поля индуктора с полем электрического тока, индуктируемого в проходящей через… … Большая советская энциклопедия

1) поршневой или диафрагменный насос, рабочий орган которого приводится в действие стальным сердечником, совершающим поступательно возвратное движение в соленоиде. 2) То же, что магнитогидродинамический насос. * * * ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС… … Энциклопедический словарь

То же, что магнитогидродинамический насос. * * * МГД НАСОС МГД НАСОС, то же, что магнитогидродинамический насос (см. МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НАСОС) … Энциклопедический словарь

Магнитогидродинамический насос для перемещения электропроводящих жидкостей (обычно расплавленных металлов) с помощью электромагнитной силы, которая возникает в результате взаимодействия магнитного поля индуктора с полем электрического тока,… … Энциклопедический словарь

Магнитогидродинамический насос для перемещения электропроводящих жидкостей (обычно каких либо расплавленных металлов) в результате взаимодействия магнитного поля, создаваемого магнитной системой насоса, с током, пропускаемым через жидкость. * * * … Энциклопедический словарь

Download PDF

Info

Publication number RU2106053C1 RU2106053C1 RU95113251A RU95113251A RU2106053C1 RU 2106053 C1 RU2106053 C1 RU 2106053C1 RU 95113251 A RU95113251 A RU 95113251A RU 95113251 A RU95113251 A RU 95113251A RU 2106053 C1 RU2106053 C1 RU 2106053C1 Authority RU Russia Prior art keywords pump blocks melt mhd formed Prior art date 1995-07-26 Application number RU95113251A Other languages English (en ) Other versions RU95113251A (ru Inventor Игорь Викторович Абраменко Эммануил Зиновьевич Аснович Людмила Михайловна Дронник Валентина Константиновна Рябинкова Владимир Егорович Стрижак Александр Александрович Степанов Сергей Витальевич Козырев Вадим Иванович Торгов Александр Давидович Гринберг Александр Иванович Трайно Original Assignee Акционерное общество открытого типа "Северсталь" Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.) 1995-07-26 Filing date 1995-07-26 Publication date 1998-02-27 1995-07-26 Application filed by Акционерное общество открытого типа "Северсталь" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Северсталь" 1995-07-26 Priority to RU95113251A priority Critical patent/RU2106053C1/ru 1997-08-20 Publication of RU95113251A publication Critical patent/RU95113251A/ru 1998-02-27 Application granted granted Critical 1998-02-27 Publication of RU2106053C1 publication Critical patent/RU2106053C1/ru

Links

• Espacenet
• Global Dossier
• Discuss

• 239000000155 melts Substances 0 abstract 2
• 229910052725 zinc Inorganic materials 0 abstract 2
• 239000011701 zinc Substances 0 abstract 2
• 230000001413 cellular Effects 0 abstract 1
• 230000000694 effects Effects 0 abstract 1
• 239000000126 substances Substances 0 abstract 1

Images

Abstract

Магнитогидродинамический насос для перекачивания алюмоцинкового расплава содержит корпус с рабочим каналом. Корпус разъемный в виде двух симметричных герметизированных блоков 2, 3 коробчатой формы. Блоки имеют смежные стенки 4, 5. Вдоль каждой стенки размещен индуктор 6, 7. Блоки скреплены герметично. Рабочий канал образован двумя продольными пазами 8, 9 прямоугольного сечения. Глубина каждого паза составляет 58 - 63% толщины смежной стенки блока 4, 5. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к напорному оборудованию для перекачивания расплавов металлов и может быть использовано для удаления алюмоцинкового расплава из ванны агрегата покрытия стальной полосы.

Известны конструкции магнитогидродинамических (МГД) насосов для перекачивания расплавов металлов в контурах теплоносителей ядерных реакторов, содержащие размещенные в корпусе индукторы бегущего поля, расположенные вдоль рабочих каналов
Недостатком известных устройств является низкая ремонтопригодность и большое энергопотребление, обусловленное низким КПД.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является МГД насос, используемый в устройстве для очистки ванн горячего цинкования. МГД насос содержит корпус с рабочим каналом. Перекачивание расплава МГД насосом осуществляется за счет создания с помощью индукторов, размещенных в корпусе, бегущего электромагнитного поля
Недостатки известной конструкции МГД насоса состоят в следующем. Корпус насоса не позволяет эксплуатировать насос при попадании перекачиваемого расплава внутрь, этот насос неремонтопригоден. КПД насоса низок (не превышает 50%).

Целью изобретения является повышение надежности и ремонтопригодности насоса. Помимо этого повышается КПД насоса.

Поставленная цель достигается тем, что в конструкции МГД насоса, содержащей корпус с рабочим каналом и индукторами бегущего поля, корпус выполнен разъемным в виде двух симметричных герметизированных блоков коробчатой формы, со смежными стенками, вдоль каждой из которых размещен индуктор бегущего поля, при этом блоки скреплены герметично, а рабочий канал образован из двух продольных пазов прямоугольного сечения, каждый из которых выполнен на наружной стороне смежной стенки блока. Возможен вариант выполнения устройства, по которому глубина каждого паза составляет 58-63% толщины смежной стенки блока.

Сущность предложенного технического решения состоит в следующем. Выполнение корпуса МГД насоса из двух герметизированных независимых блоков позволяет повысить надежность насоса, т.к. при попадании расплава металла в один блок другой полностью сохраняет работоспособность, что позволяет завершить процесс перекачивания алюмоцинкового расплава из ванны агрегата покрытия. Поврежденный МГД насос может быть быстро отремонтирован путем замены разгерметизированного и залитого расплавом блока.

Рабочий канал с высотой поперечного сечения, оптимизированной относительно толщины стенки, позволяет повысить КПД насоса с 3-5% до 17-20%
По сравнению с известными конструкциями предложенная конструкция МГД насоса более жесткая и теплоустойчивая, что позволило исключить необходимость дополнительного охлаждения обмоток индукторов, повысить работоспособность при температуре перекачиваемого расплава 600-650 o C.

На фиг. 1 изображен МГД насос, вид спереди; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 зависимость КПД насоса от относительной глубины паза (P/B) 100%
МГД насос содержит разъемный корпус 1, состоящий из двух симметричных герметизированных блоков 2 и 3 коробчатой формы, внутри которых вдоль смежных стенок 4 и 5 в направлении вертикальной оси OO I размещены трехфазные обмотки индукторов 6 и 7 бегущего поля. Герметизированные блоки 2 и 3 изготовлены из коррозионностойкой стали аустенитного класса 12Х18Н10Т, не обладающей магнитными свойствами и не взаимодействующей с расплавом алюмоцинка. Рабочий канал насоса образован из двух продольных пазов 8 и 9 прямоугольного сечения, выполненных на наружной стороне смежных стенок 5 и 4 соответственно. Глубина H каждого паза составляет 58-63% от толщины B смежной стенки 4 или 5. В нижней части корпуса 1 установлена фильтрующая сетка 10, закрывающая вход в рабочий канал. Выход рабочего канала связан с отводящим патрубком 11. Герметизированные блоки 2 и 3 взаимно плотно сжаты и скреплены с помощью сварных швов и накладок 12. За счет этого достигается герметичное скрепление блоков.

Экспериментально установлено, что если глубина H пазов 8 и 9 будет составлять менее 58% или более 63% от толщины B смежных стенок 4 и 5, то КПД насоса снизится с 17-20% до 3-5% (фиг. 3).

Устройство работает следующим образом. Перед ремонтом агрегата горячего алюмоцинкования стальной полосы МГД насос после предварительного подогрева погружают в расплав. При этом алюмоцинковый расплав сквозь фильтрующую сетку 10 заполняет рабочий канал насоса, образованный продольными пазами 8 и 9. Поскольку блоки 2 и 3 коробчатой формы герметизированы, расплав алюмоцинка внутрь их не попадает. Затем обмотки индукторов 6 и 7 подключают к источнику трехфазного электрического тока, в результате чего вдоль смежных стенок 4 и 5 в направлении оси OO I корпуса 1 МГД насоса начинает действовать бегущее электромагнитное поле. Взаимодействие бегущего электромагнитного поля со столбом алюмоцинка в канале, образованном пазами 8 и 9, приводит к появлению подъемной силы, выталкивающей расплав в верхнюю часть корпуса 1, откуда он сливается через отводящий патрубок 11. Сварные швы и накладки 12 прочно удерживают герметизированные блоки 2 и 3 во взаимно прижатом положении через смежные стенки 4 и 5, что препятствует вытеканию расплава блока 2 в блок 3.

По мере слива расплава из отводящего патрубка 11 новые его порции поступают через фильтрующую сетку 10 в нижнюю часть корпуса 1. После окончания перекачивания расплава МГД насос удаляют из ванны агрегата горячего алюмоцинкования.

В случае аварийной разгерметизации одного из блоков, например блока 3, внутрь него попадает расплав алюмоцинка, который замыкает витки обмотки индуктора 6 и выводит его из строя. При этом индуктор 6 отключают от источника тока, а перекачивание завершают с использованием только индуктора 7. Хотя производительность МГД насоса при этом падает, процесс удаления расплава алюмоцинка из ванны удается завершить. Этим достигается повышение надежности МГД насоса.

Для ремонта МГД насоса с помощью газокислородного резака удаляют с корпусом 1 сварные швы и накладки 12, соединяющие блоки 2 и 3. Поврежденный блок 3 заменяют унифицированным исправным и осуществляют крепление взаимно прижатых через смежные стенки 4 и 5 блоков 2 и 3. Крепление и герметизацию места разъема производят посредством сварных швов и накладок 12. За счет такого конструктивного решения достигается повышение ремонтопригодности МГД насоса.

Выполнение каждого паза 8 и 9 на глубину H (0,58 0,63)B обеспечивает повышение КПД данной конструкции насоса до 17-20% ч
Технико-экономические преимущества предложенного МГД насоса заключаются в том, что он обладает более высокой надежностью и ремонтопригодностью по сравнению с известными конструкциями.

Помимо этого при оптимальной глубине пазов увеличивается КПД насоса.

Источники, использованные при составлении описания изобретения
1. RU, авторское свидетельство N 748749, H 02 K 4/20, 1980.

2. А.М.Андреев и др. Электромагнитные насосы для основных контуров реакторов на быстрых нейтронах. Препринт А-0340, Ленинград, НИИЭФА, 1977.

Claims (2 )

1. Магнитогидродинамический насос для перекачивания алюмоцинкового расплава, содержащий корпус с рабочим каналом и индукторами бегущего поля, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным в виде двух симметричных герметизированных блоков коробчатой формы со смежными стенками, вдоль каждой из которых размещен индуктор, при этом блоки скреплены герметично, а рабочий канал образован из двух продольных пазов прямоугольного сечения, каждый из которых выполнен на наружной стороне смежной стенки блока.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что глубина каждого паза составляет 58 63% толщины смежной стенки блока.

RU95113251A 1995-07-26 1995-07-26 Магнитогидродинамический насос RU2106053C1 (ru )

Priority Applications (1)

Application Number	Priority Date	Filing Date	Title
RU95113251A RU2106053C1 (ru )	1995-07-26	1995-07-26	Магнитогидродинамический насос

Applications Claiming Priority (1)

Application Number	Priority Date	Filing Date	Title
RU95113251A RU2106053C1 (ru )	1995-07-26	1995-07-26	Магнитогидродинамический насос

Publications (2)

Publication Number	Publication Date
RU95113251A RU95113251A (ru )	1997-08-20
RU2106053C1 true RU2106053C1 (ru )	1998-02-27

Family

ID=20170645

Family Applications (1)

Application Number	Title	Priority Date	Filing Date
RU95113251A RU2106053C1 (ru )	1995-07-26	1995-07-26	Магнитогидродинамический насос

Country Status (1)

• 1995
  • 1995-07-26 RU RU95113251A patent/RU2106053C1/ru not_active IP Right Cessation

Cited By (1)

Similar Documents

Publication	Publication Date	Title
US4745314A (en )	1988-05-17	Liquid-cooled motor
KR100697454B1 (ko )	2007-03-20	편심 하부 출탕식 전기로용 일체식 단일 측벽 및 탕구 커버
US6848497B2 (en )	2005-02-01	Casting apparatus
US3547622A (en )	1970-12-15	D.c. powered plasma arc method and apparatus for refining molten metal
KR890003663B1 (ko )	1989-09-29	용융 알루미늄 합금에서의 마그네슘 제거를 위한 염소 처리용 래들

МГД НАСОСЫ индукционные переменного тока, нагревостойкие,
без водяного и газового охлаждения, как погружного, так и открытого типа.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МГД:

• Системы аварийного и технологического слива расплав-ленных металлов из емкостей, дозированная подача.
• Системы транспортировки расплавленных металлов и сплавов при разливе в изложницы и получении отливок.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МГД:

• рабочее тело - щелочные металлы, цинк, олово, свинец и их сплавы, сплавы на основе алюминия.
• температура расплава – до 700°С.
• производительность одного МГД насоса - до 300 м3/час
• давление на выходе МГД насоса – до 20×105 н/м2.
• питание МГД насоса от стандартного источника регулиру-емого напряжения промышленной частоты или от тиристорного преобразоваталя.

ПРЕИМУЩЕСТВА МГД насосов:

• отсутствуют вращающиеся и трущиеся детали.
• отсутствует внешнее охлаждение.
• возможна плавная регулировка производительности в широком диапазоне расхода.
• простота эксплуатации и обслуживания.
• надежность и безопасность в работе.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МГД:

Принцип действия индукционных МГД насосов основан на бесконтактном воз-действии «бегущего» магнитного поля, создаваемого плоско-линейными индукторами, на жидкий металл в канале насоса.

В качестве примера приводим характеристики ряда насосов, работающих на заводах СНГ.

На рисунке показан АМН-11АЦ (базовая модель) после двух лет эксплуатации.

Основные параметры	АМН-7	АМН-11АЦ	АМН-13Ц	АМН-14С	АМН-15А
Рабочее тело	цинк	Алюмоцинк	Цинк	свинец	алюминий
Температура	460°С	710°С	460°С	550°С	740°С
Расход	410 т/час	380 т/час	160 т/час	200 т/час	1 кг/сек
Высота подъема расплава или давление	3,8м	3,8м	2,7м	4,5 м	до 20´105н/м2
Ток фазы	420 А	220 А	220 А	380 А	50 А
Кол-во фаз	3	3	3	3	3
Частота	50 Гц	50 Гц	50 Гц	50 Гц	50 Гц
Напряжение	220В	300 В	220В	350В	50-120В
Масса	2,5т	1,8т	1,2т	2,5 т	90 кг
Габариты без выходного патрубка	1,5 x 0,345 x 0,525 м	1,0 x 0,345 x 0,525 м	0,8 x 0,345 x 0,525 м	1,5 x 0,345 x 0,525 м	Ф 0,27 x 0,583 м

Лаборатория изготавливает МГД насосы с параметрами, необходимыми конкретному заказчику. По желанию Заказчика насос может быть доукомплектован источником регулируемого напряжения. При необходимости может быть выполнена разработка лоткового оборудования.

Предлагаем Вам сотрудничество в области поставки МГД систем для всех интересующих Вас объектов применения.

Основные направления деятельности МГД технологии

Основное направление деятельности МГД техники в течение многих лет это расчет проектирование и создание высокотемпературных индукционных насосов для перекачки расплавов цветных металлов. Особенностью насосов разрабатываемых нашим предприятием является их способность стационарно работать без внешнего охлаждения в высокотемпературной и агрессивной среде.

Первоначально эта технология была первоначально разработана для прокачки жидкого натрия в контурах охлаждения ядерных реакторов на быстрых нейтронах. В частности, был спроектирован и построен насос АМН 3500 для работы в основных контурах реактора БН 600. Производительность этого насоса составляет 1 м3./сек при температуре натрия 600 оС.

Использование высокотемпературных насосов для нужд ядерной энергетики является наиболее естественной областью применения этой технологий.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках атомной энергетики, металлургии и других областях техники. Магнитогидродинамический насос (МГД-насос) состоит из корпуса в виде двух участков труб - внутренней и наружной, охватывающего двенадцать каналов, сужающихся от наружной трубы к внутренней. Через каналы проходит жидкий металл и пропускается ток. Между каналами расположены постоянные магниты, создающие в каналах магнитный поток. В результате взаимодействия протекающего через каналы тока с потоком в каналах на жидкий металл действует электромагнитная сила, перемещающая жидкий металл в радиальном направлении. Технический результат заключается в упрощении системы подвода тока, что позволяет упростить конструкцию насоса и снизить его стоимость за счет последовательного подключения участков каналов к внешнему источнику тока. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2363088

Сферы применения: атомная энергетика в реакторах на быстрых нейтронах, в металлургии и других областях, где требуется перекачка жидкого металла.

Недостатки существующих аналогов:

Принцип действия магнитогидродинамических насосов (далее - МГД-насосов) изложен в /1 и 2/, конструктивные особенности и недостатки приведены в /3/; примеры практического применения - в /4/.

Главный недостаток МГД-насосов постоянного тока заключается в том, что при значительной мощности насоса через короб с жидким металлом на расстоянии продольной оси насоса нужно пропускать токи, достигающие несколько сотен тысяч ампер при напряжении 1-2 вольта. Это создает большие трудности в создании источника питания тока при сложной конструкции подводящих ток шин.

Суть предлагаемого МГД-насоса состоит в том, что он выполнен с числом каналов больше двух, суживающихся от периферии к центру насоса, а система возбуждения выполнена в виде постоянных магнитов, расположенных между каналами и создающих в каналах магнитные потоки, векторы индукции которых направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси.

Принцип действия и принципиальные отличия предлагаемого устройства поясняются фиг.1 и 2. На фиг.1 дан эскиз поперечного разреза, на фиг.2 - продольного.

Насос состоит из корпуса 1 в виде участка трубы с наружным диаметром D н, участка внутренней трубы с диаметром D в; длина обоих участков - L a . В приведенном примере металл прокачивается через двенадцать каналов 2, сужающихся от наружной трубы к внутренней. Между каналами 2 расположены постоянные магниты 3, создающие магнитный поток Ф в каналах 2. Векторы индукции магнитного потока направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси А-А. Токи I, пропускаемые через металл, подводятся к металлу с помощью шин 4 и направлены вдоль каналов 2.

Благодаря взаимодействию магнитного потока Ф с током I в каналах 2 на металл действует электромагнитная сила - F, пропорциональная произведению Ф·I, перемещающая металл от периферии к центру, в зону трубы с диаметром D в. Направление перемещения металла в каналах 2 радиально к продольной оси А-А. Благодаря сужению канала 2 от периферии к центру металл наращивает скорость передвижения и кинетическую энергию на выходе из канала 2, этим создается напор во внутренней трубе насоса, обеспечивающий продвижение жидкости вне насоса по гидравлической системе, обслуживающей насосом.

Преимущества предлагаемого МГД- насоса:

а) увеличение числа каналов в данном примере в двенадцать раз по сравнению с аналогами, где используется один канал, позволяет сократить активную длину насоса L a в этой кратности;

б) увеличение радиальной высоты канала и уменьшение его ширины позволяет увеличить магнитный поток в каналах при заданной магнитодвижущей силе системы возбуждения;

в) предельное упрощение системы возбуждения насоса с использованием довольно совершенных сейчас постоянных магнитов с высокой намагничивающей силой, что в сочетании с преимуществом по п.б) обеспечит повышенную производительность насоса;

г) резкое упрощение системы подвода тока к каналам с металлом за счет последовательного включения участков каналов к внешнему источнику тока. Ток по каналам 2 в приведенном примере уменьшается в 12 раз. За счет этого резко упрощается проблема питания насоса. Вместо питающего напряжения 1-2 В нужен источник на 12-24 В при малых токах. В качестве источника можно использовать понижающий трансформатор и полупроводниковый выпрямитель.

Перечисленные преимущества МГД-насоса позволят при заданной производительности значительно упростить конструкцию насоса и системы его питания, уменьшить его размеры и снизить стоимость, повысить КПД и сократить затраты на изготовление и обслуживание.

Использованная литература

1. Вольдек А.И. «Электрические машины», 1974 г.

2. Патент DE 3443614A "Service National" FR 13.06.1985.

3. Бирзвал К.А. «Основы теории кондукционных магнитодинамических насосов постоянного тока», 1968 г.

4. У.Джексон, Э.Гарсон. Сборник «Инженерные вопросы магнитной гидродинамики». Под ред. Е.П.Велихова.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Магнитогидродинамический насос, создающий электромагнитные силы для продвижения жидкого металла от взаимодействия магнитного потока, вызванного системой возбуждения, с током, пропускаемым через канал с металлом, в насосе от внешнего источника напряжения, отличающийся тем, что он выполнен с числом каналов больше двух, суживающих от периферии к центру насоса, а система возбуждения выполнена в виде постоянных магнитов, расположенных между каналами и создающими в каналах магнитные потоки, векторы индукции которых направлены по концентрическим окружностям относительно продольной оси.