BE663365A - - Google Patents

Description

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  "POme électromagnétique à induit hélicoîdal". 



   La présente invention concerne une pompe   électromagné-   tique perfectionnée pour le pompage de métaux conducteurs d'é- lectricité tels que du sodium. 



   Les pompes disponibles pour le pompage de liquides con-   ducteurs   d'électricité comprennent des pompes centrifuges, des pompes à diaphragmes et des pompes à induction et conduction électromagnétiques. Les pompes de type centrifuge (n) et à dia-   phragmes   présentent l'inconvénient de nécessiter le blindage des arbres ainsi que l'emploi de matériaux résistants à la corrosion Dans une pompe à conduction électromagnétique,ou type Faraday, 

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 un   oourant   d'une source extérieure est forcé de circuler dans le métal liquide, qui est contenu à l'intérieur d'un champ   magné   tique, Des pompes de ce type utilisant un courant alternatif ou   unoourant   continu ont été construites.

   Vu des inconvénients des pompes à conduction électromagnétique est la difficulté d'établir un joint brasé ou soudé entre les barres omnibus en cuivre, qui sont une partie essentielle de ce type de pompe et l'acier inoxydable du corps de la pompe .En outre, les barres omnibus peuvent   être     sujettes à   des chutes par suite de la dif- fusion du cuivre dans l'acier inoxydable aux très hautes tempé- rateures auxaquelles ces pompes   travaillent ,   telles que, par exem- ple, 1000 F. et davantage. Par ailleurs, si les barres omnibus sont exécutées en matériaux présentant de meilleurs caractéristi   ques   métallurgiques, le rendement sera souvent inférieur à un pour-cent pour des capacités dépassant 10 gallons par minute. 



  Les pompes à inductions et à conduction présentent   l'inoonvé-   nient commun aux deux types que les enroulements doivent être à proximité immédiate du corps de pompe contenant le métal en fusion. L'isolation des enroulements et les conducteurs de pom- pes de ce type sont attaqués tous les deux par les températures élevées, et, dans le cas de réacteurs nucléaires réfrigérés au sodium, par la radioactivité dù métal en fusion. En outre, les pompes électromagnétiques à induction linéaire, dans lesquelles l'action de pompage est commandée par un déplacement du champ magnétique le long de la partie linéaire de la pompe, exige un système d'entraînement électrique polyphasé très compliqué. si le rendement de ces pompes est   satisfaisant,   elles sont éga- lement ,très onéreuses . 



   Un but de la présente invention est, par conséquent, de procurer une pompe   électromagnétique   perfectionnée pour le pompage de liquides conducteurs d'électricité. 



   Un autre but de la présente invention est de procurer 

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 une pompe électromagnétique qui élimine les enroulements d'in- duit polyphasés et onéreux de pompes à induction linéaires anté- rieures, 
Un autre but est la fourniture d'une pompe électroma- gnétique du type à induction simplifiée d'un haut rendement, 
Un autre but est la fourniture d'une pompe électro- magnétique à induction linéaire possédant un bâti de champ sim- plifié qui peut être mis sous tension par un courant continu. 



   Un autre but encore est de procurer une telle pompe qui effectue le pompage par variation du flux magnétique dans la pompe par mouvement de rotation mécanique. 



   D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous à considé- rer conjointement avec les   d@sins   annexés et les revendications   ci-après.   



   Les dessins représentent : 
Figure 1 une vue en perspective de la pompe, 
Figure 2 une coupe longitudinale, en partie   schématique,   
Figure 3 une partie agrandie de la figure   1,   
Figure 4 une coupe de la figure 3. 



   Si on considère les figures 1 et 2 (conjointement),on voit un arbre ou induit 1 exécuté en bom matériau. magnétique (pas à permanence magnétique), tel que de l'acier ou silicium. 



  Cet arbre est entraîné par un appareil moteur extérieur, non représenté sur l'arbre est monté un lobe 2, qui est taillé en forme d'une demi-révolution d'hélice, comme indiqué aux figures 3 et 4. L'hélice est de section transversale rectangulaire, com- me indiqué à la figure 2. Des filets taillés selon d'autres pas et angles d'attaque peuvent être également utilisés et la seule   conception   illustrée n'est pas exclusive,   c'est   ainsi, par exem-, ple.

   qu'une révolution complète d'une hélice peut être utilisée ! ou les filets peuvent être taillés dans l'arbre même, 

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 Toutefois, le pas du filet et la largeur du filet dans une di- rection parallèle à l'axe de rotation devrait permettre de pré- férence une séparation entre les arêtes adjacentes du filet du même c8té de l'arbre dans un plan coïncidant avec l'axe de l'ar- bre . Le but de cet induit fileté ou hélicoïdal est de varier le flux magnétique et de fournir ainsi l'action de pompage .La longueur du filet est telle qu'il avance en une rotation d'envi- pon la longueur du corps de la pompe .

   Ainsi, le simple induit hélicoïdal, par la variation du flux magnétique dans le corps de la pompe aura le même effet que les enroulements polyphasés à ,infiniment plus compliqués et onéreux d'une pompe/induction linéaire antérieure. 



   Le corps de la pompe 3 comporte deux cylindres creux 4 et 5 concentriques, et possède à une extrémité une chambre, un orifice ou une volute 6 d'admission pour le métal en fusions, et à l'autre extrémité une chambre ou un orifice 7 de sortie dans le sens opposé. Du sodium coule à travers un anneau creux 
8, libre de cloisonnement et délimité par les parois des   cylin-   dres 4 et 5. L'induit hélicoïdal est maintenu en   place &     l'inté-   rieur du canal central 9 dans le cylindre intérieur creux 5. De cette manière l'induit hélicoïdal n'est pas directement en con- tact avec le métal en fusion et il n'y a pas lieu de prévoir un blindage de l'arbre ou autres moyens d'étanchéité à l'entrée dans le cylindre intérieur 5.

   L'induit peut être porté par des paliers, non représentés extérieurs à la pompe, par exemple des paliers obliques, ainsi que par des paliers solidaires de (fai- sant corps avec) la pompe. Un bâti de champ 10, utilisé pour le retour du champ   magnétique,   enveloppe complètement la pompe et lui sert de carter. Le bâti de champ 10 est munide pièces d'une pièce extrêmes 11 qui, peuvent être également exécutées/avec le corps du bâti de champ. Le bâti de champ est coudé ensemble autour du   corps   de la   @ompe   3.

   Le bâti de champ 10 est fabriqué en une 

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 bonne   qualité   de matériau magnétique (pas   à   permanence magnéti- que), tel que de l'acier silicium tandis que le corps de la pompe 3 se compose d'un métal résistant à la corrosion, afin d'éviter un   shuntage   excessif du flux magnétique , Des exemples de matériaux donnant satisfaction pour la fabrication de la pom- pe (du corps de pompe) sont l'Inconel, le titane et l'acier in- oxydable, ce dernier étant préféré, notamment la série 300, pour l'opération au sodium. 



   Un noyau d'électro-aimant 12, consistant de bobines de fil, fixes par rapport au bâti de champ, est installé. Ces bo- bines peuvent aussi être montées sur l'arbre si cela est exigé par la nécessité de pouvoir les enlever et les remplacer pour réparations, dans un milieu ambiant ne permettant pas   d'ettectu-   er des travaux d'entretien sur la pompe. Alternativement, les peuvent être remplacées bobines/par des aimants permanents de méme géométrie, aimantés de telle manière que la face adjacente à l'arbre 1 est d'une po- larité magnétique et que la face adjacente au bâti de champ est de polarité opposée. La direction d'aimantation dans l'anneau est partout perpendiculaire à l'axe de l'arbre. 



   Avec la pompe en service, un courant continu est four- ni aux bobines depuis une source extérieure (non représentée). 



  Dans chaque bobine coule un courant qui produit des flux magné- tiques selon les directions indiquées à la figure 2 par les flèches . Le flux magnétique en résultant traverse l'arbre 1, le métal en fusion dans la section de pompage annulaire 6 et re- tourne à l'arbre. Quand l'arbre est mis en rotation par l'appa- reil moteur extérieur, le champ magnétique dans le corps de la pompe et les courants induits dans le liquide par le changement de flux magnétiques sont changés de manière semblable. Le filet 13 de l'hélice montré en pointillé à la figure 2 indique la po- sition du filet après qu'une révolution ait été accompli.

   Lors de l'avance du champ magnétique dans le corps de la pompe'de 
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 Ajouté ?!t)0t8, Approuvés 

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 l'orifice d'entrée 6 4 l'orifice de sortie ? il induit des cou- rants de Foucault dans le métal en fusion contenu dans l'anneau 8. L'action réciproque entre le champ magnétique et le courant induit dans le liquide par le changement de flux magnétique, qui résulte de la rotation de l'induit hélicoïdal, effectue le mouvement d'entrée du métal liquide dans la pompe et celui de sa sortie de celle-ci. 



   Une pompe selon la présente invention développera une pression de 40 livres par pouce carré avec un débit de sodium A de 2000 gallons par minute, quand l'arbre est   entratné à     500   T.P.M. sous une puissance en courant continu aux bobines de 20 ampères au total à   120   volts. L'arbre peut être entraîné par un moteur à induction triphasé clasique, Un   entratnement à   vi- tesse variable n'est pas nécessaire, étant donné que la pres- sion est contrôlée par un rhéostat monté en série avec l'alimen-   tation   en courant continu des bobines. 



   Bien que la description ci-dessus ne présente qu'une seule exécution de la présente invention, il est évident que le principe de l'invention, celui d'un arbre à induit hélicoïdal pour développer une onde mobile dans une pompe à induction électromagnétique linéaire peut être appliqué dans des pompes de conceptions différentes. Par exemple, en lien et place de met tre des enroulements de bobines sous tension, on peut utiliser des aimants permanents, l'arbre peut être muni d'un lobe taillé selon des pas variés; les orifices et le corps de la pompe peu- vent être de configuration physique différente;et d'autres élé- ments constructifs tels que les paliers d'induit peuvent aussi être différents. 



   Par conséquent, la présente invention pourra seulement être limitée comme il ressort des revendications ci-après.      



   REVENDICATIONS.      

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1. Une pompe électromagnétique perfectionnée pour des <Desc/Clms Page number 7> liquides conducteurs d'électricité qui comporte une paire de pa rois espacées déterminant un corps de pompe annulaire, un orifi- ce d'admission, et un orifice de sortie reliés audit corps de pompe, un induit muni d'un filet de vis extérieur adapté pour tourner à l'intérieur des parois intérieures susdites situées à proximité dudit corps de pompe annulaire, situés des moyens magnétiques/à proximité desdites parois adaptés pour produire un champ magnétique au travers dudit corps de pom- pe annulaire, la rotation dudit induit changeant le flux magné- tique au travers dudit corps de pompe annulaire,

   ce qui donne lieu à une action réciproque entre le courant induit dans le liquide conducteur et le champ magnétique de façon à effectuer une action de pompage.

   2. Une pompe électromagnétique perfectionnée pour des liquides conducteurs d'électricité qui comporte une paire de cy- lindres oraux concentriques, déterminant un corps de pompe annu- laire, un orifice d'admission relié à une extrémité dudit corps de pompe annulaire, un orifice de sortie relié à l'autre extré- mité dudit corps de pompe annulaire, un induit muni d'un filet de vis extérieur logé à l'intérieur desdits cylindres ledit filet étant situé à proximité dudit corps de pompe annulaire, e des moyens magnétiques annulaires situés adjacents auxdis pa- rois, adaptés pour produire un champ magnétique au travers dudit corps de pompe annulaire, la rotation dudit induit changeant le flux magnétique au travers dudit corps de pompe annulaire,

   ce qui donne lieu à une action réciproque entre le courant induit dans le liquide conducteur et le champ magnétique de façon à effectuer une action de pompage.

   3. Une pompe électromagnétique perfectionnée pour des liquides conducteurs d'électricité qui comporte une paire de parois espacées déterminant un corps de pompannulaire, libre de tout cloisonnement , un orifice d'admission et un orifice de <Desc/Clms Page number 8> sortie reliés audit corps de pompe annulaire, un induit pourvu d'un filet de vis extérieur logé dans ladite paroi intérieure, ledit filet étant situé en face dudit corps de pompe annulaire, un noyau magnétique annulaire situé à proximité dudit corpe de pompe, et un bâti magnétique enveloppant ledit corps de pompe e ledit noyau magnétique, la rotation dudit induit changeant le flux magnétique au travers dudit corps de pompe annulaire,

   ce qui produit une onde magnétique mobile entre lesdits orifices d'admission et de sortie et donne ainsi lieu à l'action de pom- page.

   4. La pompe suivant la revendication 3 dans laquelle laquelle ledit induit hélicoïdal comporte un arbre sur lequel est monté un lobe hélicoïdal.

   5. Une pompe électromagnétique perfectionnée pour des liquides conducteurs d'électricité qui comporte une paire de oy- lindres concentriques déterminant un corps de pompe annulaire libre de tout cloisonnement, un orifice d'admission à une extré- mité dudit corps de pompe annulaire, et un orifice de sortie à l'autre extrémité, un induit étant situé au centre desdits cy- lindres intérieurs, ledit induit portant un lobe avec un filet de vis taillé dans ce dernier ledit lobe étant situé en face dudit corps de pompe annulair ,des noyaux électromagnétiques annulaires étant disposes autour des extrémités axiales dudit corps de pompe et un carter de bâti de champ de pompe envelop-, pant ledit corps de pompe et lesdits noyaux,

   la rotation dudit induit changeant le flux magnétique au travers dudit corps de pompe annulaire, ce qui produit une onde magnétique mobile en- tre lesdits orifices d'admission et de sortie et donne ainsi lieu à l'action de pompage.

   6. La pompe suivant la revendication 5 dans laquelle ledit lobe sur ledit induit est taillé à une demi-révolution d'un filet hélicoïdal. <Desc/Clms Page number 9>

   7. Une pompe électromagnéti q ue perfectionnée pour des liquides conducteurs d'électricité, telle que décrite ci-dessus ou représentée aux dessins annexés.