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      一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法

      文檔序號(hào):7292476閱讀:449來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,采用類(lèi)似變壓器結(jié)構(gòu),用于核能、冶金等行業(yè),屬于流體驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      在液態(tài)Na、Na-K合金、鉛合金等介質(zhì)的輸送過(guò)程中,由于其化學(xué)性質(zhì)活潑、滲透能力強(qiáng),采用活塞式或葉輪式的機(jī)械泵將遇到嚴(yán)重的密封及泄漏問(wèn)題。機(jī)械泵無(wú)論是活塞式還是葉輪旋轉(zhuǎn)式都存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,因此無(wú)法使介質(zhì)完全與外界隔絕,因此一般需要特殊的機(jī)械密封方式或采用保護(hù)氣體的方法,這就無(wú)形中大大增加了泵的體積及制造難度,而且泵的壽命將機(jī)械密封件來(lái)決定,限制了泵的壽命。目前國(guó)際上對(duì)于該類(lèi)介質(zhì)的輸運(yùn)普遍產(chǎn)用三相感應(yīng)式電磁泵,三相感應(yīng)式電磁泵按照其流道結(jié)構(gòu)的不同可分為三相平面型感應(yīng)泵、三相圓柱型感應(yīng)泵以及三相螺旋型感應(yīng)泵,但是三相感應(yīng)式電磁泵存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大且線(xiàn)圈的工作溫度決定了電磁泵的壽命,因此在輸送高溫流體時(shí)壽命短。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、壽命長(zhǎng)且無(wú)任何密封泄漏問(wèn)題的液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,其鐵芯結(jié)構(gòu)類(lèi)似于變壓器鐵芯。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,包括液態(tài)金屬流道和勵(lì)磁裝置,所述勵(lì)磁裝置包括磁軛、主線(xiàn)圈、副線(xiàn)圈和磁鐵間氣隙;液態(tài)金屬流道包括流道、導(dǎo)電電極、流道進(jìn)口、流道出口 ;所述流道在磁軛的兩端磁鐵間氣隙中穿過(guò);當(dāng)主線(xiàn)圈通工頻交流電,由于磁軛的存在將在磁鐵間氣隙中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),交變磁場(chǎng)垂直作用與處于流道內(nèi)的液態(tài)金屬上;同時(shí)主線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)感應(yīng)與主線(xiàn)圈同軸的副線(xiàn)圈,從而副線(xiàn)圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線(xiàn)圈的進(jìn)出導(dǎo)線(xiàn)與流道兩端的導(dǎo)電電極通過(guò)導(dǎo)電電纜相連,從而形成電流回路,在副線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下,流道中液態(tài)金屬中產(chǎn)生與磁場(chǎng)方向垂直的交變電流,該交變電流與交變磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生洛倫磁力推動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng)。所述流道4在磁作用區(qū)域內(nèi)兩邊安裝有導(dǎo)電電極。導(dǎo)電電極的材料選取要根據(jù)所輸運(yùn)的流體介質(zhì)而定,防止導(dǎo)電電極的氧化。在輸送流體溫度較高(大于350°C)時(shí),所述磁軛由鐵鈷合金與云母片疊壓而成。本發(fā)明的原理:本發(fā)明的一種類(lèi)似變壓器結(jié)構(gòu)的液態(tài)金屬磁力裝置,在主線(xiàn)圈中通入工頻交流電,交流電產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)在磁軛的引導(dǎo)下進(jìn)入磁軛兩端的氣隙中,而液態(tài)金屬將在氣隙中流過(guò),交變磁場(chǎng)作用在從氣隙中流過(guò)的液態(tài)金屬上;同時(shí)主線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)將感應(yīng)與主線(xiàn)圈同軸的副線(xiàn)圈,從而副線(xiàn)圈上感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線(xiàn)圈的進(jìn)出兩端與泵溝兩端電極相連,副線(xiàn)圈、電極、液態(tài)金屬三者形成一閉合回路,由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的存在將在閉合回路中形成交變電流,交變電流也將流經(jīng)液態(tài)金屬中,因此該交變電流與作用在液態(tài)金屬上的交變磁場(chǎng)相互作用將產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng)的洛倫磁力,即該裝置的驅(qū)動(dòng)力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本發(fā)明的裝置相對(duì)于感應(yīng)式電磁泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,同時(shí)避免了機(jī)械泵機(jī)械密封問(wèn)題;相對(duì)于傳導(dǎo)式電磁泵,本發(fā)明中的勵(lì)磁電源為交流電,無(wú)需單獨(dú)配置大電流直流電源;因此在裝置的實(shí)現(xiàn)方面較為簡(jiǎn)單,特別適用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。(2)本發(fā)明的裝置中的線(xiàn)圈與輸送流體(高溫)相隔一段距離,采用適當(dāng)風(fēng)冷即可實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)圈的冷卻,而傳統(tǒng)電磁泵由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題線(xiàn)圈與輸送流體僅靠線(xiàn)圈溫度很難降低,傳統(tǒng)電磁泵的壽命受線(xiàn)圈工作溫度決定,因此本發(fā)明裝置一次運(yùn)行壽命較長(zhǎng)。


      圖1為本發(fā)明的液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置原理圖;圖2為本發(fā)明的液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖;圖3為本發(fā)明的液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)左視圖。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。如圖1、2所示,本發(fā)明裝置包括:勵(lì)磁裝置和液態(tài)金屬流道;勵(lì)磁裝置包括鐵芯磁軛1、主線(xiàn)圈2、副線(xiàn)圈3以及磁鐵間氣隙8,液態(tài)金屬流道包括流道4、導(dǎo)電電極5、流道進(jìn)口 6和流道出口 7 ;扁平狀的液態(tài)金屬流道4穿過(guò)鐵芯磁軛I的兩端磁鐵間氣隙8,在氣隙8內(nèi)部的流道4兩邊有導(dǎo)電電極5,導(dǎo)電電極5用于連接液態(tài)金屬與副線(xiàn)圈3,電極的材質(zhì)視輸送流體介質(zhì)未定,一般要求材質(zhì)不易氧化,導(dǎo)電電極5、副線(xiàn)圈3以及液態(tài)金屬將形成一個(gè)閉合回路;副線(xiàn)圈3與主線(xiàn)圈2位置同軸,當(dāng)主線(xiàn)圈2通工頻交流電后,將產(chǎn)生交變磁場(chǎng),將在副線(xiàn)圈3中感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而在液態(tài)金屬中產(chǎn)生電流;其中,交變磁場(chǎng)垂直作用與處于流道4內(nèi)的液態(tài)金屬上;流道4中液態(tài)金屬中產(chǎn)生與磁場(chǎng)方向垂直的交變電流,該交變電流與交變磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生洛倫磁力推動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng);由于鐵芯磁軛I的存在主線(xiàn)圈2產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)傳導(dǎo)到氣隙8中,作用在液態(tài)金屬上,因此該交變磁場(chǎng)與液態(tài)金屬中的交變電流相互作用產(chǎn)生推動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng)的洛倫磁力;鐵芯磁軛I由軟磁片狀材料與絕緣材料相隔疊壓而成,如果輸送流體為高溫(>350°C),軟磁材料選用鐵鈷合金,絕緣材料采用人工云母片。在輸送高溫介質(zhì)是需對(duì)鐵芯磁軛1、主線(xiàn)圈2及副線(xiàn)圈3進(jìn)行風(fēng)冷,以增加裝置的使用壽命。本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。盡管上面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明性的具體實(shí)施方式
      進(jìn)行了描述,以便于本技術(shù)領(lǐng)的技術(shù)人員理解本發(fā)明,但應(yīng)該清楚,本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式
      的范圍,對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講,只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),這些變化是顯而易見(jiàn)的,一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
      權(quán)利要求
      1.一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,包括:液態(tài)金屬流道和勵(lì)磁裝置,所述勵(lì)磁裝置包括磁軛(I)、主線(xiàn)圈(2)、副線(xiàn)圈(3)和磁鐵間氣隙(8);所述液態(tài)金屬流道包括流道(4)、導(dǎo)電電極(5)、流道進(jìn)口(6)和流道出口(7);所述流道(4)在磁軛(I)的兩端磁鐵間氣隙(8)中穿過(guò);當(dāng)主線(xiàn)圈(2)通工頻交流電,由于磁軛(I)的存在將在磁鐵間氣隙(8)中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),交變磁場(chǎng)垂直作用與處于流道(4)內(nèi)的液態(tài)金屬上;同時(shí)主線(xiàn)圈(2)產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)感應(yīng)與主線(xiàn)圈(2)同軸的副線(xiàn)圈(3),從而副線(xiàn)圈(3)上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線(xiàn)圈(3)的進(jìn)出導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)電電纜(9)與流道兩端的導(dǎo)電電極相連,從而形成電流回路,在副線(xiàn)圈(3)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下,流道(4)中液態(tài)金屬中產(chǎn)生與磁場(chǎng)方向垂直的交變電流,該交變電流與交變磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生洛倫磁力推動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng);所述流道(4)在磁作用區(qū)域內(nèi)兩邊安裝有導(dǎo)電電極。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述的導(dǎo)電電極的材料選取要根據(jù)所輸運(yùn)的流體介質(zhì)而定,以防止導(dǎo)電電極的氧化。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,在輸送流體溫度大于250°C時(shí),所述磁軛(I)由鐵鈷合金與云母片疊壓而成。
      全文摘要
      本發(fā)明提供一種液態(tài)金屬磁力驅(qū)動(dòng)裝置,包括磁軛、主線(xiàn)圈、副線(xiàn)圈、扁平狀泵溝、泵溝保溫涂層及導(dǎo)電電極等。當(dāng)主線(xiàn)圈中通工頻交流電時(shí)在磁軛鐵芯的兩端氣隙中分別產(chǎn)生一交變磁場(chǎng),而流道在氣隙中通過(guò),該交變磁場(chǎng)作用在泵溝中的液態(tài)金屬上;同時(shí)主線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)感應(yīng)副線(xiàn)圈,從而副線(xiàn)圈上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),與泵溝兩端電極形成電流回路,液態(tài)金屬中產(chǎn)生與磁場(chǎng)方向垂直的電流,該電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生洛倫磁力驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬流動(dòng)。該裝置的有益效果為主、副線(xiàn)圈不靠近高溫的液態(tài)金屬,裝置壽命長(zhǎng);液態(tài)金屬全封閉與空氣隔絕,無(wú)泄漏及密封問(wèn)題;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便,特別適用于實(shí)驗(yàn)室使用。
      文檔編號(hào)H02K44/06GK103166420SQ201310039809
      公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
      發(fā)明者呂科鋒, 黃群英, 朱志強(qiáng), 高勝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
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