NO793596L - Stroemledningspumpe for flytende metall. - Google Patents

Description

"Strømledningspumpe for flytende metall".

Oppfinnelsen angår en strømledningspumpe for flytende metall, dvs. en pumpe hvor det flytende metall bringes i sirkulasjon under virkningen av et magnetisk felt og en elektrisk strøm som er rettet perpendikulært på hverandre og går gjennom metallstrømmen.

Slike strømledningspumper, som egner seg til transport av flytendé metall, f.eks. aluminium, innbefatter, i alminnelighet en magnetkrets til å frembringe magnetfeltet gjennom metallstrømmen og en vinding av ildfast materiale, i hvis indre der- befinner seg flytende metall i elektrisk kontakt med den metallstreng som skal bringes i sirkulasjon, på stedet for den sone som passeres av magnetfeltet.

I strengen av flytende metall blir der indusert en elektrisk strøm ved hjelp av en annen magnetkrets som har en gren omgitt av vindingen, som utgjøres av en ildfast blokk fylt med flytende metall.

For å frembringe magnetfeltet og indusere strømmen i vindingen er hver av magnetkretsene utrustet med en vikling som kan mates med vekselstrøm.

Matning av de to viklinger med strømmer som stort sett er

i fase, gjør det mulig i området for den flytende metallstreng å frembringe et magnetfelt og en elektrisk strøm som går gjennom strengen stort sett loddrett på hverandre og i fase. Den elektriske kontakt mellom det flytende metall.i vindingen, i hvis indre den elektriske strøm flyter, og den flytende, metallstreng som begrenses av en strømningskanal som går gjennom luftspalten.

i den magnetiske krets som skal danne feltet, kan tilveiebringes med blokker av ildfast materiale som er gjort ledende ved impreg-nering med metall.

Det er også mulig å skaffe en direkte kontakt mellom det flytende metall i vindingen og det flytende metall som skal trans porteres i kanalen, ved hjelp av perforerte skoninger son gjør det mulig å forbinde vindingen og ledningen. . I alle tilfeller omfatter strømledningspumpen et parti av varmefast materiale som neddykkes i det flytende metall som skal transporteres, og danner en.strømningskanal for metallet gjennom luftspalten i magnetkretsen som frembringer magnetfeltet.

En del av roagnetkretsen er, skjønt den er godt isolert fra det flytende metall, ved hjelp av det varmefaste materiale, allikevel plassert i nærheten av det flytende metall, så den magnetiske krets blir bragt til å arbeide ved høy temperatur.

For utførelsen av den magnetiske krets som benyttes i strøm-ledningspumper, blir det dermed nødvendig å bruke magnetiske produkter som er bestemt for høy temperatur og dermed meget kostbare, idet de benytter kobolt og behøver en beskyttende behandling for.hvert av eiikeltblikkene som inngår i kretsen.

Strømledningspumper av kjent utførelse med tø magnetiske kretser blir derfor forholdsvis kostbare i anskaffelse, noe som begrenser mulighetene for å anvende dem.

På den annen side medfører nødvendigheten, av å ha en vinding av varmefast mateViale fylt med flytende metall for tilveie-bringelse av den elektriske strøm gjennom strengen av strømmende, flytende metall, ulemper som beror på at vindingen har en viss, ikke ubetydelig elektrisk motstand og blir tilsmusset under bruk så vindingen må rengjøres, noe som krever demontering av strømledningspumpen.

Pumpens virkningsgrad i forhold til tilført elektrisk effekt og fordelen.av lettvint vedlikehold blir dermed litt senket, til tross for at disse strømledningspumper forøvrig er megét tilfreds-stillende.

Der er likeledes kjent en pumpe for flytende metaller hvor der benyttes en enkelt magnetisk krets til å frembringe feltet gjennom metallstrengen og den induserte strøm i vindingen.. Imidlertid benytter denne pumpe en luftspalte hvor feltet er vertikalt, og hvor den strøm vindingen fører, går horisontalt gjennom strengen av flytende metall, så metallet blir pumpet horisontalt i et trykkammer som selv står i forbindelse med en skrånende ledning til å avgi det flytende metall oppover.

Det flytende metall får en komplisert strømningsvei med retningsendring, hvorved pumpens virkningsgrad blir senket.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å gi anvisning på en strømledningspumpe for flytende metall, omfattende et parti som består av ildfast materiale og er neddykket i det flytende metall og som danner en kanal for strømning av dette metall under virkningen av et magnetisk felt og en elektrisk strøm som forløper i på.hinannen loddrette retninger på det sted hvor de krysser den av ledningen begrensede metallstreng, idet magnetfeltet frembringes i luftspalten i en magnetisk krets og den elektriske strøm føres til det flytende metall ved hjelp av en vinding som omgir det flytende metall og kommuniserer direkte med strøm-ningskanalen i området for luftspaltesonen, og som er anordnet perpendikulært på feltet i denne luftspalte samt i det minste delvis omgir den elektriske krets, slik at den elektriske strøm blir frembragt i vindingen ved hjelp av kretsen, samtidig som strømledningspumpen skal være relativt billig i anskaffelse og ha enkel konstruksjon og også ha en god virkningsgrad og være meget lettvint å vedlikeholde.

I dette øyemed er det magnetiske felt i luftspalten hori-sontal og vindingen er vertikal og utgjøres i det minste delvis av selve strømningskanalen, som forløper vertikalt i området for luftspalten.

For å gjøre det mulig å forstå oppfinnelsen bedre vil der nå som ikke-begrensende eksempel bli beskrevet en strømlednings-pumpe ifølge oppfinnelsen såvel som en utførelsesvariant av den. Fig. 1 er et oppriss av pumpen, delvis vertikalt gjennomskåret.

Fig. 2 viser den samme pumpe sett i retning A på fig.l

og partielt gjennomskåret i rett vinkel til snittet på fig. 1. Fig. 3 er et perspektivriss av en av pumpens varmefaste ' deler i en utførelsesvariant. Fig. 4 og 5 er oppriss svarende til fig. 1 og 2, av pumpen i en variant hvor vindingens returkretser er adskilt fra avgangs-ledningen for metallet.

På fig. 1 og 2 ses pumpens magnetiske krets 1 med spoler 2 som kan mates med vekselstrøm for å indusere en magnetfluks i den hovedsakelig C-formede magnetiske krets og dermed skaffe et horisontalt megnetfelt i luftspalten 3 mellom magnetkretsens to grener.

Magnetkretsen er lamellert og setter seg sammen av blikk av magnetisk legering på koboltbasis for høy temperatur.

Magnetkretsens nedre del med luftspalten 3 strekker seg gjennom stykker 4, 5 og 6 av varmefast materiale som når pumpen settes' i drift, befinner seg nedenfor overflaten 12 av det flytende metall som skal transporteres ved hjelp av pumpen.'

Det nederste 4 av de varmefaste stykker har en sugeåpning

7 som er åpen mot det flytende metall og kommuniserer med en

flat kanal 8, som strekker seg vertikalt i luftspalten 3 i det indre av det heste varmefaste stykke 5.

Den flate vertikale kanal 8 står oventil i forbindelse med en øvre kanal 9 for det flytende metall, uttatt i stykket 6. Denne øvre kanal 9 munner i sin tur ut i et vertikalt rør 10 av varméfast materiale sont utgjør utløpsledningen for det flytende metall. '

Uttagningene 7, 8 og 9 i stykkene henholdsvis 4, 5 og 6 danner sammen med røret 10 av varméfast materiale strømnings-kanalen for det flytende metall under pumping.

Videre ses på fig. 2 at den innvendige struktur av hulningene 8 og 9 i stykkene 5 og 6 tilveiebringer en vinding 14 som.er fylt med flytende metall og strekker seg rundt magnetkretsen 1 i området for luftspalten 3 samt forløper loddrett på feltet i luftspalten.

Når spolene 2 for magnetkretsen 1 mates med vekselstrøm, blir der dermed i vindingen 14 indusert en strøm, samtidig som et magnetfelt loddrett på strømmen i området for kanalen 8 og . stort sett i fase med primærstrømmen, blir indusert ved hjelx:> av den samme magnetkrets.

Det flytende metall som trer inn gjennom åpningen 7, blir dermed i området for kanalen 8 utsatt for en oppadrettet kraft som bevirker en pumping av det flytende metall gjennom lednings-løpet 7,8, 9 og 10.

På fig. 2 eir" strømningen av flytende metall avmerket med piler 14, 15, mens retningen av magnetfeltet i luftspalten 3 er avmerket ved en pil 16 på fig. 1....

Pumpens øvre del 18 utgjøres av en isolerende, kapsel som omgir spolene 2 og isolerer dem mot de varme og korroderende metalldamper som kan stige opp fra overflaten 12 av metallsmelten.

Den magnetiske krets med spolene er fastgjort i det indre;

av kapselen 18 med bmaketter 20 som tillater lettvint demontering • av.pumpen...

På fig. 3 ses en utførelsesvariant av stykket 5, i hvis indre den nedre dél av vindingen 19 er uttatt i en,demonterbar varméfast blokk 21, son i sitt midtparti danner strømningskanalen 8, som kommuniserer med nedre del av vindingen 19 ved sine sidekanter, for å bringe det flytende metall i vindingen i kontakt med det flytende metall i kanalen 8, slik at kanalen 8 gjennom-flytes av den elektriske strøm som frembringes i vindingen,

i området for luftspalten 3 mellom endene av grenene av magnetkretsen 1, som opptas i hulninger 22 og 23 i stykket 5.

På denne måte blir det ytterst lettvint å demontere vindingen når stykkene 4, 5 og 6 er tatt fra hverandre i forbindelse med vedlikehold av pumpen, for å rengjøre vindingen, som blir tilsmusset i kontakt med det flytende metall. På den annen side blir også utskiftning av det enhetlige stykke 21 mindre tyngende enn utskiftning av hele stykket 5.

På figurene 4 og 5, hvor henvisningstallene tilsvarer dem på fig. 1 og 2, ses en utførelsesvariant av pumpen hvor stykkene og 6 er utformet slik at strømsløyfen for den elektriske strøm slutter seg i kretsløp adskilt fra strømningskanalen for det flytende metall.

Stykket 6 inngrenser to kanaler 25 og 26, som er adskilt fra den sentrale kanal 9 som det flytende metall strømmer igjennom. . Stykket 5 har.en innvendig struktur 28 som inngrenser en sentral kanal 8 i forlengelsen av kanalen 9, ssrvel som de deler av vindingen, som forløper mellom kanalen 8 og kanalene 25 og 26.

Den gren av vindingen som ligger motsatt kanalen 8 hvori den elektriske strøm påtrykkes det flytende metall, som strømmer som vist ved pilen 15, dannes således av kanaler som er helt isolert fra strømningskanalen 9 for det flytende metall, i mot-setning til utførelsesformen på fig. 1 og 2, hvor den elektriske strømsløyfe 14 sluttet seg i det indre av selve kanalen 9.

Det ses at hovedfordelene ved pumpen ifølge oppfinnelsen ligger i at den bare krever anvendelsen av en enkelt magnetisk krets med derav følgende besparelse av kostbare magnetiske materialer, at magnetfeltet og den;elektriske strøm i ledningen i området for luftspalten automatisk blir i fase, at lengden av vindingen, som i det minste for en dels vedkommende inngår i transportledningen for metallet, blir sterkt redusert, og dermed også vindingens elektriske motstand. Pumpen får god virkningsgrad og blir enkel å utføre siden strømningen av flytende metall skjer i vertikal retning i området for luftspalten. Av den grunn undergår strømningen det flytende metall ingen betydelig retningsendring under pumpingen, som skjer i et strøruløp av enkel form. Sluttelig lettes vedlikehold av pumpen ved at tilsmussingen av strømningskanalen blir redusert og demonteringen av denne blir særlig lettvint.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de beskrevne utførelses-former, idet den tvert imot dekker alle varianter og det er mulig å modifisere detaljer uten å overskride oppfinnelsens ramme. Således kan de stykker av varméfast materiale som befinner seg nedenfor overflaten av det flytende metall og danner pumpens nedre del, utformes helt annerledes enn beskrevet, og spesielt kan vindingen av det elektriske strømløp skaffes ikke bare av disse stykkers interne strukteur eller ved at der i det indre av disse stykker anbringes et element som danner en del av vindingen, men også på en hvilken som helst annen måte som gjør det mulig å tilveiebringe en vinding fylt med flytende metall rundt en del av magnetkretsen. Den del av vindingen som ligger motsatt det område hvor den elektriske strøm påtrykkes det strømmende metall, kan utgjøres av en eller flere kanaler .isolert fra sirkulasjonskanalen, eller tvert imot av en del av denne selv.

Sirkulasjonskanalen for det flytende metall kan få vilkårlig form og gå gjennom et vilkårlig antall varmefaste stykker som utgjør pumpens nedre del.

Claims (5)

1. Strømledningspumpe for flytende metall, omfattende et parti av varméfast materiale som er neddykket i det flytende metall og danner en kanal for strømning av dette metall under virkningen av et magnetisk felt og en elektrisk strøm, som forløper loddrett på hverandre i det område hvor de går gjennom den av kanalen begrensede metallstreng, og hvorav magnetfeltet frembringes i luftspalten hos en magnetisk krets, og den elektriske strøm tilføres den flytende metallstreng ved hjelp av en vinding som er fylt med det flytende metall og kommuniserer direkte med strømningskanalen i området for luftspalten, og som forløper loddrett på feltet i denne luftspalte og i det minste delvis x omgir den magnetiske krets, slik at den elektriske strøm blir indusert i vindingen ved hjelp av denne krets, karakterisert ved at magnetfeltet (16) i luftspalten (3) er horisontalt, og at den vertikale vinding (14) i det minste delvis inngår i selve strømningskanalen (8, 9), som forløper vertikalt i området for luftspalten (3) .

2. Strømledningspumpe som angitt i krav 1, karakterisert ved at den neddykkede del av.pumpen utgjøres av en stabel av stykker (4, 5, 6) av varméfast materiale, utformet med hulninger (7, 8, 9) som danner strømningskanalen for det flytende metall, og med en innvendig struktur som danner en vinding (14) for det flytende metall rundt sonen for luftspalten i den magnetiske krets (1) .

3. Strømledningspumpe som angitt i krav 1, karakterisert ved at vindingen (14) delvis dannes av et demonter-bart stykke (21) av varméfast materiale, anbragt i det indre av den neddykkede del av pumpen og uthulet i sitt midtparti for å danne en del (14) av strømningskanalen for det flytende metall.

4. Strømledningspumpe som angitt i krav 1, 2 eller 3, kra r a k-terisert ved at vindingen (14) i den del som ligger motsatt den hvor den elektriske strøm påtrykkes det flytende metall, utgjøres av en del (9) av strømningskanalen som inne-slutter strømsløyfen for den elektriske strøm.

5. Strømledningspumpe som angitt i et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at vindingen i den del som ligger motsatt den hvor den elektriske strøm påtrykkes metallstrengen, dannes av en eller flere kanaler (25, 26) adskilt fra strømningskanalen'(9) for det flytende metall.