專利名稱：一種高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，用于核能、冶金等行業(yè)，屬于高溫流體驅(qū)動領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的機(jī)械泵驅(qū)動高溫液態(tài)金屬存在泄漏、磨損大以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，因此很多液態(tài)金屬(特別是密封要求較高或腐蝕性強(qiáng)的液態(tài)金屬)的傳輸均采用電磁感應(yīng)泵驅(qū)動，應(yīng)用較多的電磁感應(yīng)泵為三相感應(yīng)式電磁泵(包括三相平面型感應(yīng)泵、三相圓柱型感應(yīng)泵以及三相螺旋型感應(yīng)泵)，然而三相感應(yīng)式電磁泵無功損耗大效率低，長期運(yùn)行電能需求量極大。隨著永磁體技術(shù)的發(fā)展，通過永磁體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生行波磁場，行波磁場在液態(tài)金屬中感應(yīng)出感應(yīng)電流，行波磁場與感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生洛倫磁力(即液態(tài)金屬的驅(qū)動力)的永磁式高溫液態(tài)金屬驅(qū)動泵，由于其相對于上述三相感應(yīng)泵結(jié)構(gòu)更簡單、效率更高等優(yōu)勢， 在高溫液態(tài)金屬驅(qū)動領(lǐng)域，特別是核能領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是永磁式電磁泵由于其永磁體強(qiáng)度無法任意改變，并有高溫退磁現(xiàn)象，因此其使用可靠性和壽命都受到了溫度的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種效率較高、壽命長、輸出參數(shù)易調(diào)節(jié)且無任何泄漏問題的高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和泵體， 所述泵體包括繞線轉(zhuǎn)子、泵溝流道6、泵體進(jìn)口段5、泵體出口段7、進(jìn)口過渡段10、出口過渡段10’、進(jìn)口流道11和出口流道12 ;繞線轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸I相連，繞線轉(zhuǎn)子上設(shè)有8個磁極3，磁極3磁性由纏繞在上面通有直流電流的銅帶激勵，相鄰磁極3上銅帶中電流方向相反，從而產(chǎn)生相鄰磁極3極性相異，N、S極相間的效果；所述泵溝流道6外側(cè)，貼有導(dǎo)磁鐵芯4，用以提高裝置效率；高溫液態(tài)金屬通過進(jìn)口段5進(jìn)入分叉成多個進(jìn)口流道11，多個進(jìn)口流道11由各自的過渡段10進(jìn)入多個平行的泵溝流道6，多個平行的泵溝流道6圍繞繞線轉(zhuǎn)子螺旋旋轉(zhuǎn)多圈后通過出口過渡段10’和出口流道12流出磁作用區(qū)域；所述8個N，S 極相間的磁極3組成的繞線轉(zhuǎn)子在電機(jī)旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生行波磁場，行波磁場在泵溝流道6中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而由洛倫磁力驅(qū)動液體流動。述導(dǎo)磁鐵芯4為鐵鈷合金與云母片相間疊壓而成。所述導(dǎo)磁鐵芯4與泵溝流道6之間以及泵溝流道6內(nèi)側(cè)貼有一層保溫絕緣物質(zhì)， 以降低導(dǎo)磁鐵芯4和繞線轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境溫度。所述平行的泵溝流道6圍繞繞線轉(zhuǎn)子螺旋盤繞圈數(shù)及流道數(shù)可根據(jù)用戶對于壓頭和流量的需求可增加或調(diào)整。本發(fā)明的原理本發(fā)明的高效率的高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接的繞線轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，繞線轉(zhuǎn)子上的磁極由直流電激勵，相鄰磁極直流電方向相反，從而形成8個N，S極相間的效果，繞線轉(zhuǎn)子上的8個磁極在轉(zhuǎn)動下將在盤繞在它外部的平行泵溝流道中產(chǎn)生行波磁場，行波磁場的速度必大于液態(tài)金屬的流速，因此在其多個平行流道內(nèi)會產(chǎn)生與流體運(yùn)動方向及泵溝流道中磁場方向都垂直的感應(yīng)電流，行波磁場與感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生驅(qū)動多個平行泵溝流道內(nèi)的液態(tài)金屬流動的洛倫磁力。由于流道的螺旋結(jié)構(gòu)，洛倫磁力作用區(qū)域大且長，因此在相同電機(jī)轉(zhuǎn)動功率下泵體功率遠(yuǎn)大于普通U 字形流道；且行波磁場的產(chǎn)生機(jī)制有效解決了永磁體高溫退磁，磁場強(qiáng)度難以調(diào)解的缺點(diǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本發(fā)明泵進(jìn)口分叉為多個結(jié)構(gòu)相同且平行的泵溝流道，相對于傳統(tǒng)的單個流道進(jìn)入磁場作用區(qū)域，有效的增大泵所能到達(dá)的最大流量；并且與將多個傳統(tǒng)的單個流道的并聯(lián)的措施對比，節(jié)省了成本及空間。其兩個結(jié)構(gòu)相同且平行的流道螺旋盤繞在磁極所構(gòu)成的圓筒外，相對于傳統(tǒng)的U字形盤繞，可以大大增加泵的磁作用段長度，也就增大了泵所能達(dá)到的最大壓頭，并且與將多個傳統(tǒng)的U字形盤繞的驅(qū)動泵對比，節(jié)省了材料成本及空間。通過這種泵溝流道的布置，在相同的電機(jī)輸入電功率下大大增加驅(qū)動的流量和壓頭， 從而提高了泵體效率。(2)本發(fā)明中行波磁場由電機(jī)旋轉(zhuǎn)8個N、S極相間排列的磁極而產(chǎn)生，8個磁極固定在圓柱型轉(zhuǎn)子圓筒上，磁極上饒有紫銅導(dǎo)體，磁極磁性由導(dǎo)體中通以直流電激勵，相鄰磁極上直流電流方向相反，從而產(chǎn)生相鄰磁極異性的效果。其優(yōu)點(diǎn)在于無類似于交流電勵磁的無功損耗；且無永磁體高溫退磁、以及無法調(diào)節(jié)磁性大小的缺點(diǎn)；因此該裝置效率高，驅(qū)動力大小易調(diào)節(jié)，且適用于高溫液態(tài)金屬的驅(qū)動，且壽命長。(3)本發(fā)明中的平行的泵溝流道在繞線轉(zhuǎn)子外地盤繞圈數(shù)，以及平行流道的個數(shù)， 可根據(jù)用戶對于壓頭和流量的需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)，圈數(shù)越多相當(dāng)于增加了泵溝的磁作用段長度，泵的最大壓頭就會增大，增大了結(jié)構(gòu)的靈活性。(4)本發(fā)明中包裹在泵溝流道外側(cè)的導(dǎo)磁鐵芯能夠引導(dǎo)磁通路徑，提高驅(qū)動泵的工作效率。


圖I為本發(fā)明的高溫液態(tài)金屬驅(qū)動裝置泵體原理結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的高溫液態(tài)金屬驅(qū)動裝置泵體原理結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3為本發(fā)明的高溫液態(tài)金屬驅(qū)動裝置泵體原理結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3所示，本發(fā)明實(shí)施例包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和泵體，泵體包括繞線轉(zhuǎn)子3、泵溝流道6(采用扁平狀)、泵體進(jìn)口段5、泵體出口段7、進(jìn)口過渡段10、出口過渡段10’、進(jìn)口流道11和出口流道12。通有主流電流的繞線轉(zhuǎn)子安裝在與鼠籠式旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸I相連的稱筒2上，繞線轉(zhuǎn)子上安裝有8個磁極3，磁極上饒有紫銅導(dǎo)體，磁極3磁性由通以直流電的導(dǎo)體激勵，相鄰磁極3直流電流方向相反，從而相鄰磁極3極性相反，形成N、S極相間排列的效果；輸送高溫(> 300°C )液態(tài)金屬通過泵體進(jìn)口段5進(jìn)入時分叉成兩個進(jìn)口流道11， 兩個進(jìn)口流道11分別通過兩個過渡段10變成兩個平行的泵溝流道6進(jìn)入磁作用區(qū)，兩個平行的泵溝流道6內(nèi)側(cè)包裹一層保溫層9，兩個平行的泵溝流道6外層同樣涂有一層保溫
4絕緣層8，保溫絕緣層8外表面安裝有鐵鈷合金片與云母片相間疊壓而成的導(dǎo)磁鐵芯4 ;泵溝流道6在通直流電的繞線轉(zhuǎn)子周圍旋轉(zhuǎn)兩圈后通過出口過渡段10’過渡，由泵體出口段 7流出泵體。工作時繞線轉(zhuǎn)子上的磁極3通以直流電后形生8個N，S極相間排列的效果， 然后繞線轉(zhuǎn)子隨旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，由于8個磁極3的旋轉(zhuǎn)在螺旋盤繞的流道中產(chǎn)生行波磁場， 行波磁場在泵溝流道6中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而由洛倫磁力驅(qū)動液體流動。在泵體底部安裝風(fēng)扇，對繞線轉(zhuǎn)子及導(dǎo)磁鐵芯4進(jìn)行風(fēng)冷降低工作溫度，提高裝置壽命。本發(fā)明實(shí)施例的平行的泵溝流道6的流道數(shù)為兩個，圍繞繞線轉(zhuǎn)子螺旋盤繞圈數(shù)也為兩圈。實(shí)際使用時，平行的泵溝流道6圍繞繞線轉(zhuǎn)子螺旋盤繞圈數(shù)及流道數(shù)可根據(jù)用戶對于壓頭和流量的需求可增加。
權(quán)利要求
1.一種高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，其特征在于包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和泵體，所述泵體包括繞線轉(zhuǎn)子、泵溝流道(6)、泵體進(jìn)口段(5)、泵體出口段(7)、進(jìn)口過渡段(10)、出口過渡段 (10’)、進(jìn)口流道(11)和出口流道(12);繞線轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸(I)相連，繞線轉(zhuǎn)子上設(shè)有8個磁極(3)，磁極(3)磁性由纏繞在上面通有直流電流的銅帶激勵，相鄰磁極(3)上銅帶中電流方向相反，從而產(chǎn)生相鄰磁極(13)極性相異，N、S極相間的效果；所述泵溝流道 (6)外側(cè)，貼有導(dǎo)磁鐵芯(4)，用以提高裝置效率；高溫液態(tài)金屬通過進(jìn)口段(5)進(jìn)入分叉成多個進(jìn)口流道(11)，多個進(jìn)口流道(11)由各自的過渡段(10)進(jìn)入多個平行的泵溝流道(6)，多個平行的泵溝流道￠)圍繞繞線轉(zhuǎn)子(3)螺旋旋轉(zhuǎn)多圈后通過出口過渡段(10’)和出口流道(12)流出磁作用區(qū)域；所述8個N，S極相間的磁極(3)組成的繞線轉(zhuǎn)子在電機(jī)旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生行波磁場，行波磁場在泵溝流道￠)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而由洛倫磁力驅(qū)動液體流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，其特征在于所述導(dǎo)磁鐵芯(4) 為鐵鈷合金與云母片相間疊壓而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，其特征在于所述導(dǎo)磁鐵芯 ⑷與泵溝流道(6)之間以及泵溝流道(6)內(nèi)側(cè)涂有一層的保溫絕緣物質(zhì)，以降低導(dǎo)磁鐵芯(4)和繞線轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，其特征在于所述平行的泵溝流道(6)圍繞繞線轉(zhuǎn)子螺旋盤繞圈數(shù)及流道數(shù)可根據(jù)用戶對于壓頭和流量的需求可增加。
全文摘要
一種高溫液態(tài)金屬磁力驅(qū)動泵，包括電機(jī)、泵溝流道、繞線轉(zhuǎn)子等；高溫液態(tài)金屬進(jìn)入泵體磁作用區(qū)，分叉成多個平行的扁平狀流道，平行的扁平狀流道圍繞繞線轉(zhuǎn)子螺旋盤繞多圈后流出驅(qū)動系統(tǒng)；線轉(zhuǎn)子由8個磁極組成，磁極上的磁性由纏繞在磁極上通以直流電的銅帶激勵，相鄰磁極上接通的電流相反，從而產(chǎn)生N，S極相間排列的效果。該裝置的有益效果為由于流道的特殊結(jié)構(gòu)，增加了磁作用段長度和面積，因此在相同的電機(jī)功率下大大增加了該裝置的驅(qū)動效率；且行波磁場是由直流電勵磁的磁極旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，因此行波磁場大小可調(diào)，控制精確；是一種適用于高溫液態(tài)金屬的高效率的磁力驅(qū)動裝置，且無泄漏問題。
文檔編號H02K44/06GK102611276SQ20121008922
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者呂科鋒, 朱志強(qiáng), 高勝, 黃群英 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院