×
27.09.2014
216.012.f6c1

Результат интеллектуальной деятельности: МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, к магнитной гидродинамике, к электромагнитным насосам и может быть использовано в металлургии, в ядерной и нетрадиционной энергетике, машиностроении, химической промышленности, а также в космической технике. Технический результат состоит в введении возможности пропускания через рабочий канал как жидкой (электролиты, расплавы металлов), так газообразной (ионизированный газ) проводящих сред. Магнитогидродинамическое (МГД) устройство включает канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему. Магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, торцы которого соединены электрическими проводами с рабочими электродами, подключенными к источнику питания. В патрубки вмонтированы рабочие электроды. В первом варианте МГД устройства внутренняя стенка канала является цилиндрической, а внешняя - конической с углом наклона α в диапазоне от 0° до 90°. В патрубки вмонтированы рабочие электроды. Во втором варианте МГД устройства внешняя и внутренняя стенки канала являются цилиндрическими, причем функцию одной пары электродов выполняют стенки канала. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области магнитной гидродинамики, а именно к электромагнитным насосам, и может быть использовано в металлургии, в ядерной и нетрадиционной энергетике, машиностроении, химической промышленности, а также в космической технике.

Известен магнитогидродинамический (МГД) насос (патент РФ №2363088 С2, кл. H02K 44/02, опубл. 27.07.2009), 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, 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.

Известен магнитогидродинамический насос (патент РФ №2106053 C1, кл. H02K 44/02, опубл. 27.02.1998) для перекачивания алюмоцинкового расплава, содержащий корпус с рабочим каналом и индукторами бегущего поля, причем 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.

Известен электромагнитный насос (патент РФ №2159001 C2, кл. H02K 44/02, опубл. 10.11.2000) для перекачивания расплавленных металлов и сплавов, выбранный в качестве прототипа, включающий в себя магнитопровод, канал, входной патрубок, снабженный вторым магнитопроводом и одним выходным патрубком, патрубки гидравлически соединены между собой под углом и к ним подведен ток, в месте соединения патрубки выполнены плоскими, их плоские участки лежат в одной плоскости и по обе стороны от места соединения, размещены между полюсами магнитопроводов, охватывающих канал с противоположных сторон.

Общими недостатками вышеперечисленных устройств является то, что эти устройства предназначены для только одной области техники, имеют обмоточную систему для создания магнитного поля. В связи с этим у них сложная конструкция и значительные габариты.

Задачей изобретения является повышение эффективности, надежности, ремонтопригодности, упрощение конструкции, снижение массогабаритных показателей насоса и расширение области его применения путем введения безобмоточной магнитной системы, а техническим результатом - введение возможности пропускания через рабочий канал как жидкой проводящей среды, например электролиты, расплавы металлов, так и газообразной проводящей среды, например ионизированный газ.

Поставленная задача решается, а технический результат по первому варианту достигается тем, что в магнитогидродинамическом устройстве, включающем в себя канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему, в отличие от прототипа внутренняя стенка канала является цилиндрической, а внешняя стенка канала выполнена конической, в патрубки вмонтированы рабочие электроды, и магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, установленного внутри внутренней стенки канала и торцы которого соединены при помощи электрических проводов с рабочими электродами, подключенными к источнику питания.

Поставленная задача решается, а технический результат по второму варианту достигается тем, что в магнитогидродинамическом устройстве, включающем в себя канал, входные и выходные патрубки, магнитную систему, в отличие от прототипа внешняя и внутренняя стенки канала являются цилиндрическими, в патрубки вмонтированы рабочие электроды, причем функцию одной пары электродов выполняют стенки канала, а магнитная система выполнена в виде сплошного цилиндра из проводящего материала, установленного внутри внутренней стенки канала и торцы которого соединены при помощи электрических проводов с рабочими электродами, подключенными к источнику питания.

Существо изобретения по первому варианту поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена конструкция магнитогидродинамического устройства, общий вид; на фиг.2 - конструкция магнитогидродинамического устройства, разрез А-А; на фиг.3 - распределение векторов электромагнитных сил в коническом участке канала магнитогидродинамического устройства.

Существо изобретения по второму варианту поясняется чертежами.

На фиг.4 представлена конструкция магнитогидродинамического устройства, продольный разрез; на фиг.5 - конструкция магнитогидродинамического устройства, разрез Б-Б; на фиг.6 - распределение векторов электромагнитных сил на участке канала магнитогидродинамического устройства.

Магнитогидродинамическое устройство по первому варианту состоит из соединенных между собой канала 1 из немагнитного материала (например, сталь 12Х15Г9НД со структурой аустенита), входного и выходного патрубков 2, 3 из прочного тепло- и электроизоляционного материала, например из керамики. Во внутренней стенке канала 1 установлен медный цилиндрический проводник 4, который зафиксирован при помощи цилиндрических втулок 5 с прорезями для вентиляции из теплоустойчивого и электроизоляционного материала, например из керамики. Внутри патрубков 2, 3 вмонтированы рабочие электроды 6, 7. В свою очередь, рабочие электроды 6 соединены с медным цилиндрическим проводником 4 при помощи электрических проводов (на фиг.1, 2 не показаны).

Технологически монтирование электродов в патрубки может быть обеспечено на стадии изготовления при помощи прессования металла и керамики.

Внешняя стенка канала выполнена конической с углом наклона α в диапазоне от 0° до 90°.

Изнутри поверхности рабочего канала 1, а также поверхности внутренней стенки канала покрыты немагнитным, электроизоляционным и термо-, износоустойчивым материалом, например мелкодисперсной керамикой.

Магнитогидродинамическое устройство по второму варианту состоит из соединенных между собой канала 1 из немагнитного материала (например, сталь 12Х15Г9НД со структурой аустенита), входного и выходного патрубков 2 из прочного тепло- и электроизоляционного материала, например из керамики. Внутри внутренней стенки канала 1 установлен медный цилиндрический проводник 3, который зафиксирован при помощи цилиндрических втулок 4 с прорезями для вентиляции из теплоустойчивого и электроизоляционного материала, например из керамики. Внутри патрубков 2 вмонтированы рабочие электроды 5, 6, 7. Рабочие электроды 5 соединены с медным цилиндрическим проводником 4 при помощи электрических проводов (на фиг.4 не показаны). В свою очередь, рабочие электроды 6 и 7 своими торцами контактируют с торцами стенок канала 1, таким образом обеспечивая между ними электрический контакт.

Внешняя и внутренняя стенки канала 1 выполнены цилиндрическими. Внутренняя поверхность внутренней стенки канала 1 покрыта немагнитным, электроизоляционным и термо-, износоустойчивым материалом, например мелкодисперсной керамикой.

Магнитогидродинамическое устройство по первому варианту работает следующим образом. При заполнении рабочего канала 1 электропроводящей жидкостью и подведении напряжения к рабочим электродам 6, 7 образуются две цепи, по которым протекают токи. Первая цепь замыкается в цилиндрическом проводнике, а вторая - через рабочий канал 1, в котором находится электропроводящая жидкость. При протекании тока в первой цепи образуется постоянное магнитное поле, силовые линии которого представляют концентрические окружности вокруг оси цилиндра. Это внешнее магнитное поле взаимодействует с током, протекающим в канале. При этом образуется электромагнитная сила f в канале, направление которой определяется согласно «правилу левой руки». Эта сила действует на весь объем жидкости в канале. В конической части канала сила f имеет две составляющие: осевая fτ и радиальная fn. Осевая составляющая fτ действует на заряженные частицы, находящиеся в электропроводящей жидкости, в осевом направлении, таким образом создавая тягу в рабочем канале, в то время как радиальная составляющая fn действует на заряженные частицы, находящиеся в электропроводящей жидкости, в радиальном направлении, таким образом сжимая электропроводящую жидкость в рабочем канале.

Проведенные расчеты показывают, что наибольшие значения осевой тяговой силы fτ наблюдаются при значениях угла α в диапазоне от 10° до 40°.

Магнитогидродинамическое устройство по второму варианту работает следующим образом. При подаче напряжений на электроды происходит замыкание двух цепей. В первой по цилиндрическому проводнику протекает ток i1, а вторая цепь замыкается по воздушному промежутку между стенками канала, образуя множественные искровые разряды (ток i2). При этом воздух в промежутке становится ионизированным и представляет собой плазму. Образуется магнитное поле с индукцией B, силовые линии которого представляют собой концентрические окружности вокруг центрального проводника. Это магнитное поле взаимодействует с образованной плазмой. При этом возникают электромагнитная сила F, направление которой определяется по «правилу левой руки». В данном случае, направление электромагнитной силы совпадает с направлением тока i1. В итоге происходит движение частиц плазмы под действием этой силы.

Магнитная ускоряющая система в обоих вариантах МГД-устройства выполнена безобмоточной, и в ней отсутствует магнитопровод, что позволяет снизить требования по термо- и электроизоляции.

Простая конструкция магнитной системы в виде цилиндрического проводника позволяет легко осуществлять ремонт магнитогидродинамического устройства.

Простая конструкция и минимальное количество составных частей магнитогидродинамического устройства позволяют повысить его надежность.

Выполнение магнитогидродинамического устройства первого варианта в смешанном виде (кондукционном и индукционном) позволяет повысить его КПД.

Возможность пропускания через рабочий канал как жидкой проводящей среды, например электролиты, расплавы металлов, так и газообразной проводящей среды, например ионизированный газ, расширяет области применения магнитогидродинамического устройства.


МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 140.
20.01.2018
№218.016.153d

Устройство защиты от короткого замыкания высокотемпературного стартер-генератора обращённой конструкции

Использование: в области электротехники. Технический результат: защита от короткого замыкания стартер-генератора обращенной конструкции в составе газотурбинного двигателя в температурном режиме до 450°С за счет механического расцепления статора с неподвижным стержнем, сопровождающегося...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634836
Дата охранного документа: 07.11.2017
20.01.2018
№218.016.1b7e

Гибридный магнитный подшипник с использованием сил лоренца (варианты)

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для обеспечения бесконтактного вращения ротора электрических машин. Отличие по первому варианту гибридного магнитного подшипника с использованием сил Лоренца состоит в том, что введены две управляющие m-фазные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636629
Дата охранного документа: 24.11.2017
04.04.2018
№218.016.2f3d

Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение надежности системы управления, системы защиты и пожаробезопасности магнитоэлектрического генератора. Согласно способу после обнаружения короткого замыкания на фазной обмотке генератора, данную обмотку последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644586
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.2f5d

Гибридный магнитопровод статора электромеханических преобразователей энергии

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии автономных объектов. Техническим результатом является повышение надежности, механической прочности, энергоэффективности и минимизация тепловыделений электромеханических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644577
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.330e

Устройство и способ автоматизированной очистки солнечной панели

Изобретение относится к системам автоматической очистки солнечных панелей. Устройство очистки солнечной панели, содержащее источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, отличающееся тем, что провода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645444
Дата охранного документа: 21.02.2018
18.05.2018
№218.016.50dd

Амортизатор безрезонансный

Изобретение относится к области машиностроения. Амортизатор содержит расположенные в корпусе амортизатора на его оси эластомерные элементы. Эластомерные элементы выполнены в виде сборной комбинации из двух элементов, расположенных по одной с каждой стороны оси амортизатора. Внешняя поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653321
Дата охранного документа: 07.05.2018
19.04.2019
№219.017.3211

Способ получения ультрамелкозернистой структуры в заготовках из металлов и сплавов

Изобретение относится к деформационной обработке металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроении, авиа-двигателестроении, автомобильной промышленности. Способ включает многократное повторение операций осадка-протяжка с приложением деформирующего усилия поочередно по трем осям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456111
Дата охранного документа: 20.07.2012
19.06.2019
№219.017.89c9

Способ линейной сварки трением деталей из титановых сплавов

Изобретение может быть использовано при соединении трением деталей в виде пера лопатки и диска турбомашины, в частности при производстве или ремонте моноблоков турбомашин из титановых сплавов. На стадии нагрева заготовки прижимают друг к другу по контактным поверхностям с усилием,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456141
Дата охранного документа: 20.07.2012
19.06.2019
№219.017.89cf

Способ линейной сварки трением заготовок из титановых сплавов для моноблоков турбомашин

Изобретение может быть использовано при производстве или ремонте моноблоков турбомашин из титановых сплавов. На стадии нагрева заготовки прижимают друг к другу по контактным поверхностям с усилием, обеспечивающим давление процесса сварки стыка при заданной амплитуде и частоте относительного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456143
Дата охранного документа: 20.07.2012
27.06.2019
№219.017.98d9

Установка для очистки поверхностных сточных вод

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложена установка для очистки стоков. Установка содержит водосточный коллектор, отстойную камеру с секциями для удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ, насос для подачи стоков на коническое биоплато. Секция удаления нефтепродуктов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692590
Дата охранного документа: 25.06.2019
Показаны записи 151-160 из 190.
29.05.2018
№218.016.542e

Интеллектуальный стартер-генератор с возможностью самодиагностики

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения скорости вращения и положения ротора электрогенератора, входящего в состав стартер-генератора с возможностью самодиагностики. Технический результат заключается в повышении точности формирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654209
Дата охранного документа: 17.05.2018
29.05.2018
№218.016.55f2

Способ пуска синхронных двигателей с инкорпорированными магнитами (варианты)

Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения и может быть использовано при прямом асинхронном пуске синхронных двигателей с инкорпорированными магнитами. Техническим результатом является достижение максимально возможного пускового момента, повышение надежности и прямой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654631
Дата охранного документа: 21.05.2018
09.06.2018
№218.016.5d70

Способ гашения колебаний и электростатический демпфер для его осуществления

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройству для торможения и гашения крутильных колебаний. Технический результат: регулирование величины вращающего момента электростатического демпфера. На металлические электроды подают напряжение, создают тормозящее электрическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656232
Дата охранного документа: 04.06.2018
09.06.2018
№218.016.5ffc

Импульсный генератор для намагничивающей установки (варианты)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сильноточной импульсной технике в качестве источника импульсного питания для намагничивающих установок. Технический результат состоит в обеспечении стабильной работы и минимального нагрева его активных элементов, а также в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656883
Дата охранного документа: 07.06.2018
09.06.2018
№218.016.600d

Магнитопровод трансформатора (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, к магнитопроводам трансформаторов. Технический результат состоит в повышении кпд, достижении оптимального соотношения объемов магнитных материалов в магнитопроводе и их эффективное распределение в конструкции. По первому варианту магнитные материалы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656861
Дата охранного документа: 07.06.2018
09.06.2018
№218.016.6026

Способ управления положением ротора электрической машины на бесконтактных подшипниках (варианты) и электрическая машина для его реализации

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в электромеханических преобразователях энергии на бесконтактных подшипниках. Технический результат - повышение точности управления и надежности электрической машины с ротором на бесконтактных подшипниках, возможность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656871
Дата охранного документа: 07.06.2018
09.06.2018
№218.016.6033

Ротор для высокоскоростных электромеханических преобразователей энергии с высококоэрцитивными постоянными магнитами

Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокоскоростных электрических машинах. Технический результат: повышение надежности ротора, снижение добавочных потерь. Ротор электромеханического преобразователя энергии с постоянными магнитами содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656863
Дата охранного документа: 07.06.2018
09.06.2018
№218.016.6043

Сверхвысокооборотный микрогенератор с пониженным тепловыделением

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электроснабжения автономных объектов. Технический результат заключается в снижении тепловыделения сверхвысокооборотных микрогенераторов. Сверхвысокооборотный микрогенератор с пониженным тепловыделением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656868
Дата охранного документа: 07.06.2018
09.06.2018
№218.016.604d

Сверхвысокооборотный микрогенератор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения электроэнергией автономных объектов. Технический результат состоит в снижении физической заметности объектов, оснащенных данными сверхвысокооборотными микрогенераторами, благодаря снижению уровня шума, повышению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656869
Дата охранного документа: 07.06.2018
11.06.2018
№218.016.60af

Магнитная система ротора синхронного двигателя с инкорпорированными магнитами (варианты)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении при производстве электродвигателей. Техническим результатом является повышение мощности, механического момента, к.п.д. при снижении массогабаритных показателей. Магнитная система ротора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657003
Дата охранного документа: 08.06.2018
+ добавить свой РИД