27.09.2014
216.012.f8c4

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАСОС

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, к МГД-технике, в частности к электромагнитным индукционным насосам для перекачивания жидких металлов на атомных электростанциях, в химической и металлургической отраслям промышленности. Технический результат состоит в повышении к.п.д. и ресурса работы, Электромагнитный индукционный насос содержит размещенный между индуктором и каналом тепловой экран. Насос имеет средний диаметр D, продольную ось канала, индуктор с активной длиной, числом пар полюсов p, полюсными делениями τ. Тепловой экран выполнен в виде k-заходной(ых) спирали(ей), линия разреза которой(ых) образует угол наклона α к продольной оси канала, где k - положительное целое число. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к МГД-технике, в частности к электромагнитным индукционным насосам для перекачивания жидких металлов на атомных электростанциях, в химической и металлургической отраслям промышленности.

Известен ряд конструкций цилиндрических линейных (ЦЛИН) и винтовых (ВИН) индукционных электромагнитных насосов (ЭМН), основными узлами которых являются индуктор с обмоткой и канал, образованный коаксиальными обечайками с внутренним магнитопроводом [Глухих В.А., Тананаев А.В., Кириллов И.Р. Магнитная гидродинамика в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат. - 1987. - с.196, рис.6.4 (а, б, г)]. Обмотка индуктора создает бегущее магнитное поле, при взаимодействии которого с индуктированными в жидком металле токами возникают электромагнитные усилия, обеспечивающие перемещение жидкого металла.

Однако такие конструкции индукционных ЭМН имеют недостатки. В них тепловой поток от канала подогревает индуктор, включая обмотку индукционного ЭМН, что приводит к повышению температуры обмотки и, следовательно, повышению ее активного сопротивления. В итоге повышение температуры (сопротивления) обмотки ведет к повышению потерь на создание магнитного поля, что в конечном счете приводит к снижению коэффициента полезного действия (КПД) и ресурса работы индукционного ЭМН.

Известен электромагнитный индукционный насос [Анисимов А.М. и др. Атомная энергия. - 2012. - Т.112. - Вып.6. - С.362,], в котором для уменьшения нагрева обмотки установлен тепловой экран. Недостатком такого насоса является то, что в таком экране также будут индуктироваться и токи, аналогичные токам в рабочей среде (перекачиваемом жидком металле), что также приводит к снижению коэффициента полезного действия и ресурса работы.

Известен принимаемый за прототип электромагнитный индукционный насос с электромагнитным экраном [Применение МГД-устройств в металлургии / Под ред. В.Н. Тимофеева, Е.А. Головенко, Е.В. Кузнецова. - Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2007. - С.253], представляющим собой сектор полого кругового цилиндра с углом раскрытия Р. Достоинством данной конструкции является надежность работы индукционного ЭМН и простота регулирования скорости вращения экрана.

Недостатком такого насоса является то, что в таком экране также будут индуктироваться и замыкаться вихревые токи, вызванные разностью электрических потенциалов под разноименными полюсами, что также приводит к снижению коэффициента полезного действия и ресурса работы.

Заявляемое техническое решение направлено на устранение вышеуказанных недостатков, присущих аналогу и прототипу.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение коэффициента полезного действия и ресурса работы индукционных электромагнитных насосов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в электромагнитном индукционном насосе, содержащем размещенный между индуктором и каналом тепловой экран, характеризующихся средним диаметром D, продольной осью канала, сторонами и активной длиной индуктора, числом пар полюсов p, полюсными делениями τ, с целью повышения коэффициента полезного действия и ресурса работы электромагнитного насоса тепловой экран выполнен в виде k-заходной(ых) спирали(ей), линия разреза которой(ых) образует угол наклона к продольной оси канала α, где k - положительное целое число.

В конструкциях индукционных ЭМН с тепловым экраном, выполненным в виде k-заходной(ых) спирали(ей) (далее в виде спирали), линия разреза которой(ых) образует угол наклона к продольной оси канала, имеют место следующие явления. Величина вихревого тока в тепловом экране такого насосов определяется, при прочих равных условиях, разностью соседних потенциалов и сопротивлением для контуров вихревых токов. В индукционных ЭМН типа ЦЛИН при выполнении экрана в виде спирали происходит, во-первых, дробление (уменьшение) разности соседних потенциалов вдоль продольной оси насоса, а во-вторых, увеличение длины (вытягивание) контуров вихревых токов. Каждое из этих явлений ведет в конечном итоге к уменьшению величины вихревых токов, а следовательно, к уменьшению потерь, снижению температуры экрана, то есть обмотки и в конечном счете повышению КПД и ресурса работы индукционных ЭМН типа ЦЛИН.

В индукционном ЭМН типа ВИН при выполнении экрана в виде спирали происходит увеличение длины (вытягивание) и сужение контуров вихревых токов. Таким образом, увеличивается электрическое сопротивление для них, что в конечном счете ведет к уменьшению величины вихревых токов, а следовательно, к уменьшению потерь, снижению температуры экрана, то есть обмотки и в конечном счете повышению КПД и ресурса индукционных ЭМН типа ВИН.

Угол наклона к продольной оси канала α определяется по формуле:

,

где n - число полных оборотов разреза вокруг продольной оси канала.

Ширина каждой элементарной спирали tс определяется по формуле:

,

где l - длина канала в направлении его продольной оси, k - число элементарных спиралей.

На фиг.1 показан продольный разрез цилиндрического линейного индукционного насоса, а на фиг.2 - продольный разрез винтового индукционного насоса. Насосы содержат магнитопровод (1), обмотку (2), канал в виде кольцевого зазора (3) (в ЭМН типа ВИН с перегородками, выполненными в виде винтовой линии), сердечник (4), тепловой экран (5), замыкатели (6) (только у ЭМН типа ВИН). На этих же чертежах стрелками обозначены векторы: индукция магнитного поля - B; скорости - u; плотности тока в жидком металле - j.

На фиг.3, в качестве примера, изображен экран, выполненный в виде однозаходной спирали.

Электромагнитный индукционный насос работает следующим образом.

При заполненном жидким металлом канале (3) и подаче напряжения на обмотку (2) по ней течет ток, под действием которого в кольцевом зазоре канала (3) возбуждается радиально направленное магнитное поле, индуктирующее в жидком металле ток. В результате взаимодействия индуктированного тока с магнитным полем возникает электромагнитная сила, движущая жидкий металл. Аналогичные явления происходят и в тепловом экране (5). При этом в ЭМН типа ЦЛИН при выполнении экрана в виде спирали согласно заявляемому техническому решению происходит уменьшение разности соседних потенциалов вдоль продольной оси насоса и увеличение длины контуров вихревых токов, что в итоге приводит к уменьшению величины вихревых токов, а следовательно, к уменьшению потерь, снижению температуры экрана, то есть обмотки, и в конечном счете к достижению заявляемого технического результата, а именно повышению КПД и ресурса работы индукционных ЭМН типа ЦЛИН.

При этом в ЭМН типа ВИН при выполнении экрана в виде спирали согласно заявляемому техническому решению происходит увеличение длины и сужение контуров вихревых токов. В результате увеличивается электрическое сопротивление для них, что в конечном счете ведет к уменьшению величины вихревых токов, а следовательно, к уменьшению потерь, снижению температуры экрана, то есть обмотки, и в конечном счете повышению КПД и ресурса работы индукционных ЭМН типа ВИН.


ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАСОС
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАСОС
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАСОС
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
20.08.2013
№216.012.5f71

Способ изготовления текстильного катализатора (варианты)

Изобретение относится к способам изготовления катализаторов на подложке из стекловолокон и базальтовых волокон, может быть использовано для изготовления катализаторов очистки газовых выбросов различных производств, содержащих углеводороды, оксид углерода, оксиды азота. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490065
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.11.2014
№216.013.0677

Цилиндрический линейный индукционный насос

Изобретение относится, в частности, к цилиндрическим линейным индукционным насосам для перекачивания жидкометаллических теплоносителей на атомных электростанциях, в химической и металлургической отраслях промышленности. Техническим результатом заявляемого решения является повышение надежности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533056
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.04.2015
№216.013.4085

Плазменный источник проникающего излучения

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к электроразрядным устройствам типа “плазменный фокус”, и может быть использовано в качестве генератора разовых импульсов рентгеновского и нейтронного излучений для исследовательских и прикладных задач. Устройство содержит газоразрядную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548005
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.03.2016
№216.014.c794

Электромагнитный индукционный насос

Изобретение относится к электротехнике, к МГД-технике, в частности к электромагнитным индукционным насосам для перекачивания жидких металлов в атомной энергетике, в химической и металлургической промышленностях. Технический результат состоит в повышении надежности. Электромагнитный индукционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578128
Дата охранного документа: 20.03.2016
13.01.2017
№217.015.6baa

Устройство для исследования электрической прочности диэлектриков

Использование: для исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для исследования электрической прочности диэлектриков содержит многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592728
Дата охранного документа: 27.07.2016
25.08.2017
№217.015.afa7

Провод обмоточный терможаростойкий

Изобретение относится к конструкции терможаростойких обмоточных проводов, предназначенных для использования в составе пропитанных или компаундированных обмоток электрических машин, аппаратуры управления и других электротехнических изделий, используемых для эксплуатации при воздействии высоких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611054
Дата охранного документа: 21.02.2017
29.12.2017
№217.015.fed8

Устройство для исследования термогидравлических характеристик жидкометаллического бланкета тяр

Изобретение относится к устройству для исследования термогидравлических характеристик жидкометаллического бланкета термоядерного реактора. Устройство для исследования термогидравлических характеристик свинец-литиевого бланкета содержит вертикальные подъемный и опускной каналы прямоугольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634307
Дата охранного документа: 25.10.2017
Показаны записи 1-7 из 7.
20.08.2013
№216.012.5f71

Способ изготовления текстильного катализатора (варианты)

Изобретение относится к способам изготовления катализаторов на подложке из стекловолокон и базальтовых волокон, может быть использовано для изготовления катализаторов очистки газовых выбросов различных производств, содержащих углеводороды, оксид углерода, оксиды азота. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490065
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.11.2014
№216.013.0677

Цилиндрический линейный индукционный насос

Изобретение относится, в частности, к цилиндрическим линейным индукционным насосам для перекачивания жидкометаллических теплоносителей на атомных электростанциях, в химической и металлургической отраслях промышленности. Техническим результатом заявляемого решения является повышение надежности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533056
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.04.2015
№216.013.4085

Плазменный источник проникающего излучения

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к электроразрядным устройствам типа “плазменный фокус”, и может быть использовано в качестве генератора разовых импульсов рентгеновского и нейтронного излучений для исследовательских и прикладных задач. Устройство содержит газоразрядную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548005
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.03.2016
№216.014.c794

Электромагнитный индукционный насос

Изобретение относится к электротехнике, к МГД-технике, в частности к электромагнитным индукционным насосам для перекачивания жидких металлов в атомной энергетике, в химической и металлургической промышленностях. Технический результат состоит в повышении надежности. Электромагнитный индукционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578128
Дата охранного документа: 20.03.2016
13.01.2017
№217.015.6baa

Устройство для исследования электрической прочности диэлектриков

Использование: для исследования электрической прочности газообразных, твердых, жидких диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для исследования электрической прочности диэлектриков содержит многоэлектродную обойму с расположенными вертикально верхними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592728
Дата охранного документа: 27.07.2016
25.08.2017
№217.015.afa7

Провод обмоточный терможаростойкий

Изобретение относится к конструкции терможаростойких обмоточных проводов, предназначенных для использования в составе пропитанных или компаундированных обмоток электрических машин, аппаратуры управления и других электротехнических изделий, используемых для эксплуатации при воздействии высоких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611054
Дата охранного документа: 21.02.2017
29.12.2017
№217.015.fed8

Устройство для исследования термогидравлических характеристик жидкометаллического бланкета тяр

Изобретение относится к устройству для исследования термогидравлических характеристик жидкометаллического бланкета термоядерного реактора. Устройство для исследования термогидравлических характеристик свинец-литиевого бланкета содержит вертикальные подъемный и опускной каналы прямоугольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634307
Дата охранного документа: 25.10.2017

Похожие РИД в системе