Насос-трансформатор

Насос-трансформатор, що містить магнітну систему, первинну та вторинну обмотки, який відрізняється тим, що вторинну обмотку сформовано з одного короткозамкнутого витка із струмопровідної рідини, яку поміщено в закриту порожнину тороподібного кокілю з тугоплавкого діелектрика, надітого фіксовано на стрижень магнітопроводу поряд з первинною обмоткою, при цьому магнітопровід виконано без розгалуження та зазору, а порожнина кокілю з боку первинної обмотки у верхній його частині сполучена з вхідним каналом, а в нижній - з вихідним. (19) (21) a200810480 (22) 18.08.2008 (24) 12.07.2010 (46) 12.07.2010, Бюл.№ 13, 2010 р. (72) ЗАЛЕПА МИКОЛА АНАНІЙОВИЧ, ЗАЛЕПА АНАТОЛІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ЗАЛЕПА ГЛІБ МИКОЛАЙОВИЧ (73) ЗАЛЕПА МИКОЛА АНАНІЙОВИЧ (56) UA, 50 844, C2, 15.11.2002 UA, 78 135, C2, 15.02.2007 RU, 2 035 827, C1, 20.05.1995 Заявка RU, 2005 120 856, A, 10.01.2007 US, 4 278 4040, A, 14.07.1981 US, 6 200 102, B1, 13.03.2001 JP, 2-151260, A, 11.06.1990 JP, 2000-224834, A, 11.08.2000 3 контакту між струмопідводними шинами і потоком рідкого металу викликає їх швидке спрацьовування, що знижує довговічність насосу. В основу винаходу покладена задача - зменшення ваги і габаритів, підвищення ККД насосу, його довговічності та надійності внаслідок іншого способу викликання струму в рідкому металі та іншого способу взаємодії магнітного поля цього струму та магнітної системи насосу. Для досягнення цього результату вторинну обмотку сформовано із одного короткозамкнутого витка із струмопровідної рідини, яку поміщено в закриту порожнину тороподібного кокіля, виготовленого з тугоплавкого діелектрика, надітого фіксовано на стрижень магнітопровода поруч із первинною обмоткою, при цьому магнітопровід виконано без разгалуження і зазору, а порожнина кокіля з боку первинної обмотки у верхній її частині сполучена з вхідним каналом, а в нижній - з вихідним. Між відмінними ознаками та досягненим результатом існує причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки тому, що кільцеподібний виток з електропровідної рідини розміщений в порожнині тороподібного кокіля, надітого на стрижень магнітопровода без разгалуження і зазору, стало можливим, подібно до роботи трансформатора; індукувати великий струм в рідкому короткозамкненому витку за меншої намагнічуючої сили первинної обмотки (при меншій кількості витків та меншому їх перетині), тобто за меншої ваги первинної обмотки та магнітопроводу. Це зменшує втрати в міді і сталі насоса-трансформатора, підвищуючи його ККД. Витиснення рідини з кокіля відбувається під дією електромагнітних сил, що виникають від взаємодії магнітних потоків розсіювання первинної і вторинної обмоток. Ці магнітні потоки завжди знаходяться в протифазі. Окрім цього, завдяки іншої взаємодії магнітних полів відпадає необхідність мати струмопідвідні шини, що підвищує довговічність та надійність насосу, а з'єднання вхідного каналу рідини з порожниною кокілю у верхній його частині і вихідного - в нижній частині забезпечують безперервність потоку рідини в кільцеподібному витку. Виконання вторинної обмотки трансформатора у вигляді пустотілого витка з охолоджуючою рідиною - відоме (трансформатори для контактно 91258 4 го зварювання). Виконання вторинного витка у вигляді рідкого металу - невідоме. Запропоноване конструктивне рішення МГДнасоса виконане нетрадиційним шляхом. Розроблена методика розрахунку насосів для перекачування струмопровідних рідин. Будова насосу. На фіг.1 - зображення загального вигляду пропонованого насоса. На фіг.2 - вид збоку в розрізі площиною А -А на фіг. 1. Насос-трансформатор (див. фіг. 1 і 2) включає: - магнітопровід індуктора (магнітопровід трансформатора) - 1; - первинну обмотку - 2; - рідинний вторинний виток - 3 ; - тороподібний кокіль - 4; - вхідний канал-5; - вихідний канал - 6; - теплоізоляційний екран - 7; - електромагнітні сили обмоток Feм. Пропонований насос-трансформатор працює в такий спосіб. При включенні первинної обмотки 2 під навантаження в рідкому струмопровідному вторинному витку 3 за законом електромагнітної індукції виникатиме струм, як в трансформаторі. Згідно з законом Ленца, струми в обмотках 2 і 3 знаходитимуться завжди в протифазі, тобто електромагнітні сили FeM (сили Ампера) відштовхуватимуть обмотки 2 і 3 один від одного. Оскільки рідкий короткозамкнений виток 3 знаходиться в зафіксованому кокілю 4, то під дією сил Feм рідина кільця 3 виштовхуватиметься через вихідний канал 6 до споживача; подача рідини в порожнину кокіля, наприклад, рідкого металу з розливного ковша, здійснюється через вхідний канал 5 з боку обмотки 1. Термоізоляція кокіля 4 від магнітопровода 1 та первинної обмотки здійснюється теплоізоляційним екраном 7. Сили Ампера, як відомо, пропорційні квадрату величини струму в обмотках, тобто чим більша потужність насоса - тим вищий його ККД. За потужності близької до 20 кВт ККД насоса, як показують розрахунки, досягає величини =0,65-0,7 (ККД трансформаторів для контактного зварюваня). 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 91258 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601