本發(fā)明涉及電磁泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵。

背景技術(shù)：

電磁泵可分為傳導(dǎo)式電磁泵和感應(yīng)式電磁泵，其中傳導(dǎo)式電磁泵又分為直流傳導(dǎo)泵和單相交流傳導(dǎo)泵；感應(yīng)式電磁泵分為單相感應(yīng)式和三相感應(yīng)式電磁泵，其中三相感應(yīng)式電磁泵又包括平面感應(yīng)式、圓柱感應(yīng)式和螺旋感應(yīng)式電磁泵。目前國內(nèi)的小型電磁泵發(fā)展迅速，主要應(yīng)用在印刷、化工行業(yè)輸送汞、鉛等有毒金屬，以及在鋁、鎂等活潑金屬的定量澆鑄過程中實(shí)現(xiàn)精確連續(xù)地控制等，而大型電磁泵發(fā)展比較緩慢，主要運(yùn)用于核工業(yè)傳輸液態(tài)金屬冷卻劑。

圓柱式線性感應(yīng)電磁泵(annularlinearinductionpump,alip)是大型化電磁泵的理想形式，其原理是利用外接三相交變電流激勵(lì)的行波磁場(chǎng)和導(dǎo)電流體中的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生沿泵體軸向的洛倫茲力，從而推動(dòng)流體沿軸向流動(dòng)。alip電磁泵實(shí)現(xiàn)了液體金屬在完全封閉情況下的定向傳輸，這種驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可長期穩(wěn)定運(yùn)行，避免金屬氧化與設(shè)備維護(hù)的問題。但當(dāng)泵內(nèi)流量稍微偏離額定流量點(diǎn)時(shí)，流速與泵內(nèi)磁場(chǎng)移動(dòng)速度的相對(duì)速度就會(huì)發(fā)生變化，速度的變化影響了感應(yīng)電流和感生磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生徑向和軸向的洛倫茲力。當(dāng)入口流速發(fā)生微小擾動(dòng)，就會(huì)在流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)不斷發(fā)展變大，從而形成大尺度的渦流和回流，嚴(yán)重影響泵出口流量和壓力的穩(wěn)定性。因此，控制不同流量下流動(dòng)穩(wěn)定性對(duì)提高alip電磁泵性能有至關(guān)重要的影響。中國專利公開號(hào)cn200920217356.5，名稱為“液態(tài)金屬傳輸用內(nèi)外加芯交流感應(yīng)泵”，提出一種漏磁小效率高節(jié)能效果明顯的液態(tài)金屬傳輸中內(nèi)外加芯交流感應(yīng)泵；中國專利公開號(hào)cn201620628336.7，名稱為“一種輕質(zhì)鐵芯電磁泵”，通過內(nèi)部填充石墨的中空鐵芯替換原有笨重的實(shí)心內(nèi)部鐵芯，實(shí)現(xiàn)了電磁泵的輕量化；中國專利公開號(hào)cn201610937565.1，名稱為“一種空間核環(huán)境用液態(tài)金屬電磁泵”，通過一系列改進(jìn)創(chuàng)新，使電磁泵變得緊湊、堅(jiān)固，能承受振動(dòng)與沖擊，能在空間核電源系統(tǒng)中長期穩(wěn)定運(yùn)行，但是上述幾篇專利均沒有提及解決流動(dòng)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)或方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵，解決圓柱式線性感應(yīng)電磁泵內(nèi)不穩(wěn)定流動(dòng)問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵，包括外部鐵芯定子、通電線圈、外部管道、內(nèi)部鐵芯定子和內(nèi)部管道，外部鐵芯定子和通電線圈位于外部管道的外側(cè)，內(nèi)部管道位于外部管道內(nèi)，并與外部管道同軸，內(nèi)部鐵芯定子位于內(nèi)部管道內(nèi)的中心軸線上，外部管道和內(nèi)部管道之間形成的環(huán)形空間構(gòu)成液態(tài)金屬流道；

在液態(tài)金屬流道內(nèi)沿周向均勻設(shè)有一組穩(wěn)流導(dǎo)板，所述穩(wěn)流導(dǎo)板均垂直于液態(tài)金屬流道內(nèi)外管壁并沿泵體軸向布置，穩(wěn)流導(dǎo)板將原本的圓柱環(huán)形液態(tài)金屬流道分割成若干個(gè)扇形通道，穩(wěn)流導(dǎo)板的寬度等于液態(tài)金屬流道的徑向?qū)挾萮，穩(wěn)流導(dǎo)板從泵體電磁段長度的2/3處延伸至泵體電磁段出口外。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)流導(dǎo)板的數(shù)量為4-8片。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)流導(dǎo)板為平板狀。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)流導(dǎo)板為消磁奧氏體不銹鋼材料制成。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)流導(dǎo)板的長度為泵體電磁段長度的1/2。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)流導(dǎo)板伸入泵體電磁段內(nèi)的長度為泵體電磁段長度的1/3。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過在液態(tài)金屬流道內(nèi)設(shè)置穩(wěn)流導(dǎo)板，能夠?qū)崿F(xiàn)從渦流產(chǎn)生的地方破壞其成長與發(fā)展，阻斷液態(tài)金屬流道內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而起到穩(wěn)流作用，以達(dá)到減弱不穩(wěn)定流動(dòng)的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述穩(wěn)流導(dǎo)板的安裝示意圖。

圖4為圖2的軸向視圖。

其中：

1.外部鐵芯定子；2.通電線圈；3.外部管道；4.內(nèi)部鐵芯定子；5.液態(tài)金屬流道；6.穩(wěn)流導(dǎo)板；7.內(nèi)部管道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵，包括alip電磁泵和一組穩(wěn)流導(dǎo)板6，所述alip電磁泵包括外部鐵芯定子1、通電線圈2、外部管道3、內(nèi)部鐵芯定子4和內(nèi)部管道7，外部鐵芯定子1和通電線圈2位于外部管道3的外側(cè)，內(nèi)部管道7位于外部管道3內(nèi)，并與外部管道3同軸，內(nèi)部鐵芯定子4位于內(nèi)部管道內(nèi)的中心軸線上，外部管道3和內(nèi)部管道7之間形成的環(huán)形空間構(gòu)成液態(tài)金屬流道5。如圖1和圖3所示，所述穩(wěn)流導(dǎo)板6設(shè)于液態(tài)金屬流道5內(nèi)，alip電磁泵的電磁段長度l1，穩(wěn)流導(dǎo)板6伸入電磁段長度為l2(l2＝1/3l1)，可適當(dāng)前移，導(dǎo)板伸出電磁段長度為l3,(l3＝1/3l1)，距離也可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

如圖4所示，穩(wěn)流導(dǎo)板6在360度周向上按照導(dǎo)板實(shí)際安裝數(shù)量等分布置，導(dǎo)板的數(shù)量可根據(jù)需要選擇4-8片，穩(wěn)流導(dǎo)板6將原本的圓柱環(huán)形液態(tài)金屬流道5分割成若干個(gè)扇形通道，以此來抑制靠近泵體出口段的液態(tài)金屬產(chǎn)生的不穩(wěn)定流動(dòng)，從而起到穩(wěn)流的作用。穩(wěn)流導(dǎo)板6的形狀為平板狀，穩(wěn)流導(dǎo)板6垂直于外部管道3和內(nèi)部管道7的管壁，其寬度等于液態(tài)金屬流道5的徑向?qū)挾萮，防止穩(wěn)流導(dǎo)板6頂部產(chǎn)生間隙流動(dòng)。穩(wěn)流導(dǎo)板6的厚度根據(jù)制作工藝情況確定，其制作材料與外部管道3和內(nèi)部管道7的材料一致，均為消磁奧氏體不銹鋼。

當(dāng)液態(tài)金屬剛進(jìn)入電磁泵流道內(nèi)時(shí)，其流動(dòng)是較為穩(wěn)定的，隨著洛倫茲力、磁場(chǎng)變化等影響，液態(tài)金屬會(huì)逐漸產(chǎn)生偏離于軸向主流的運(yùn)動(dòng)，即擾流或是渦流。根據(jù)試驗(yàn)和模擬得出：擾流或是渦流一般出現(xiàn)在泵后半部分，然后發(fā)展并延伸出泵出口端，從而造成流量和揚(yáng)程的劇烈波動(dòng)。本發(fā)明通過在液態(tài)金屬流道5中增加穩(wěn)流導(dǎo)板6，能夠?qū)崿F(xiàn)從渦流產(chǎn)生的地方破壞其成長與發(fā)展，在泵體后半段設(shè)置穩(wěn)流導(dǎo)板6，當(dāng)液態(tài)金屬流經(jīng)穩(wěn)流導(dǎo)板6時(shí)，穩(wěn)流導(dǎo)板6的阻擋將減少不穩(wěn)定流動(dòng)在周向和徑向上分速度，即在將要產(chǎn)生非軸向流動(dòng)時(shí)，及時(shí)阻斷非軸向流的發(fā)展趨勢(shì)，從而起到穩(wěn)流作用，以達(dá)到減弱不穩(wěn)定流動(dòng)的目的。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種增設(shè)穩(wěn)流導(dǎo)板的圓柱式線性感應(yīng)電磁泵，該電磁泵在泵體內(nèi)沿泵內(nèi)液態(tài)金屬流道周向增加一組穩(wěn)流導(dǎo)板，并一直延伸出泵體電磁段，將原本的環(huán)形空腔分割成若干個(gè)扇形通道，所述穩(wěn)流導(dǎo)板能夠有效地阻礙和破壞流道內(nèi)渦流的形成和發(fā)展，能夠使金屬液沿泵軸向運(yùn)動(dòng)，從而抑制靠近泵體出口段金屬液產(chǎn)生的不穩(wěn)定流動(dòng)，起到穩(wěn)流的作用，極大地提高了在不同流量下，泵內(nèi)金屬液流動(dòng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明在滿足使用壽命和可靠性的前提下，可有效地解決ALIP電磁泵流動(dòng)不穩(wěn)定的問題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定等特性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙睿杰;施衛(wèi)東;張德勝;黃俊;李慧文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇大學(xué)鎮(zhèn)江流體工程裝備技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.21
技術(shù)公布日：2017.07.18