Электромагнитный насос

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использовано в металлургии для перекачивания жидких металлов и сплавов.
Известен электромагнитный насос, содержащий канал, П-образные ферромагнитные сердечники и источник тока, причем канал выполнен плоским и зигзагообразно изогнут по стороне меньшего размера, между точками изгиба в обхват канала сердечники установлены с двух сторон поочередно, а источник тока подсоединен с возможностью создания в канале продольного электрического тока (патент РФ №2325023, МКИ: Н02К 44/02, F04F 11/00, 2008)
Недостатком насоса является сложность изготовления канала данного насоса, связанная со значительным объемом слесарных и сварочных работ.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является электромагнитный насос, содержащий плоский канал, разделенный на центральносимметричные зоны перегородками, расположенными в канале перпендикулярно продольной оси канала в шахматном порядке и перекрывающими канал до половины его ширины, ферромагнитные сердечники, расположенные вдоль канала в шахматном порядке и охватывающие центрально симметричные зоны, и источник тока, создающий в канале продольный электрический ток (Г.А. Демин, Н.П. Сабадырь. МГД - устройства металлургического назначения с центрально симметричными активными зонами. - Семинар по прикладной магнитной гидродинамике. Тезисы докладов, г. Пермь, 1978, с. 85-89).
Такой насос был внедрен на нескольких предприятиях Союзвторцветмета для разливки олова и свинца.
Недостатками этого насоса являются образование в канале воздушных пузырей при заполнении его жидким металлом и быстрый выход насоса из строя вследствие зарастания канала окислами из-за значительных остатков жидкого металла в конце разливки.
Предлагаемой полезной моделью решаются задачи заполнения канала жидким металлом без образования воздушных пузырей и удаления жидкого металла в конце разливки без сколько-нибудь значительных его остатков в канале, что позволяет увеличить срок службы канала.
Для достижения указанных технических результатов в электромагнитном насосе, содержащем источник тока, ферромагнитные сердечники, расположенные вдоль канала в шахматном порядке, и плоский канал с размещенными в нем перегородками, перегородки расположены под углом меньше 90° к продольной оси канала и смещены к одной из сторон канала так, что между их концами и узкими стенками канала имеются отверстия.
Отличительными признаками предлагаемого насоса от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, являются расположение перегородок в канале под углом меньше 90° к продольной оси канала и смещение их к одной из узких сторон канала так, что между их концами и узкими стенками канала имеются отверстия.
Предлагаемый электромагнитный насос иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид насоса в разрезе, а на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.
Электромагнитный насос для жидких металлов содержит источник тока 1, ферромагнитные сердечники 2, и плоский канал 3, в котором расположены перегородки 4 под углом меньше 90° к продольной оси канала, смещенные к одной из узких сторон канала, при этом между концами перегородок и узкими стенками канала оставлены большие и малые проходные отверстия. Сердечники 2 расположены вдоль канала 3, поочередно охватывая его с двух сторон.
При заполнении канала 3 жидким металлом и включении источника тока 1 в канале 3 потечет электрический ток. При взаимодействии тока с собственным магнитным полем в жидком металле в канале 3 между полюсами сердечников 2 возникает электромагнитная сила, приводящая к возникновению перепада давления между выходным и входным отверстием канала 3 и сквозному течению жидкого металла.
3
Для проверки работоспособности насоса была изготовлена модель насоса, канал которой был выполнен из нержавеющей стали 1Х18Н10Т толщиной 1 мм. Наружные размеры канала составляют: ширина - 93 мм, высота - 14 мм. В канале были размещены 5 перегородок под углом 30 градусов к продольной оси канала. Снаружи канал охватывали с двух сторон поочередно 5 сердечников, немагнитный зазор которых 16 мм. Модель испытана на галлиевом сплаве (Ga 87,5%, Sn 10,5%, Zn 2%). При токе в канале I=3000 А в стопорном режиме модель создала давление Р=40 кПа, а в расходном режиме при давлении Р=30 кПа расход галлиевого сплава Q составил 200 см/сек.
Наличие малого отверстия между перегородками и узкой стенкой канала позволяет избавиться от образования воздушных пузырей при заполнении канала перекачиваемым металлом, а при сливе металла из канала после каждого цикла разливки максимально уменьшить количество его остатков, постепенно превращающихся в окислы, выводящие из строя канал.