液态金属磁力驱动无叶轮离心泵

摘要

液态金属磁力驱动无叶轮离心泵，其特点是：安装在外转子旋转盘支架上的钕铁棚磁极在电动机和减速机驱动下产生旋转磁场，旋转磁场穿过保温隔热层和高温耐磨材料的蜗壳泵体作用于液态金属，从而带动液态金属高速旋转产生离心力，在离心力的作用下液态金属从进口吸入，从出口高速流出泵体。本装置由于采用强磁稀土材料钕铁棚为磁极，故成本低、高率节能，可广泛用于冶金行业的高温熔融金属的传输、搅拌以及有色金属的回收等行业。

权利要求

1.一种液态金属磁力驱动无叶轮离心泵，包括蜗壳泵体(5)、外转子(2)、减速机(9)和电动机(8)，其特征是：蜗壳泵体(5)，在蜗壳泵体(5)外设置的外转子(2)，在蜗壳泵体(5)内的液态金属相当于内转子，当钕铁硼磁极(1)通过电动机(8)驱动旋转时产生旋转磁场，旋转磁场穿透蜗壳泵体(5)内的液态金属熔液，液态金属熔液产生感应电流而受力旋转，旋转的液态金属构成离心泵的转子，旋转的液态金属产生离心力，在离心力的作用下液态金属从液态金属进口(10)吸入，从液态金属出口(11)流出泵体。

2.根据权利要求1所述的液态金属磁力驱动无叶轮离心泵，其特征是：蜗壳泵体(5)，是由高温耐磨材料(4)制成的泵室、保温隔热层(6)、泵壳外层加固不锈钢(7)、液态金属进口(10)和液态金属出口(11)构成的。

3.根据权利要求1所述的液态金属磁力驱动无叶轮离心泵，其特征是：外转子(2)，包括钕铁硼磁极(1)和外转子旋转盘支架(3)。

说明书

液态金属磁力驱动无叶轮离心泵

技术领域

[0001] 本发明是泵类的，是以磁力驱动的液态金属无叶轮感应式离心泵。

[0002] 技术背景

[0003] 目前，对于液态金属的传输多采用电磁泵，电磁泵可分为传导式电磁泵和感应式电磁泵，其中传导式电磁泵又分为直流电磁泵和单相交流传导泵；感应式电磁泵分为平面感应式和圆筒型电磁泵。以上电磁泵的工作原理是建立在直线电机基础上的，而本发明的原理是建立在离心泵基础上的，其磁力场的来源有两种，第一种方法是采用电磁来产生旋转磁场，采用电磁的优点是结构简单、控制灵活，但是能耗高，第二种方法是用我国蕴藏丰富的强磁稀土永磁材料钕铁棚，其磁场是自身固有的，只需要功率较小的驱动装置使其旋转，进而产生旋转磁场，故其高效节能，在能源日益短缺的今天推广稀土永磁材料钕铁棚应用是有益的。

发明内容

[0004] 本发明的液态金属磁力驱动无叶轮离心泵克服了现有高温金属传输泵的不足，它是以永磁体驱动的液态金属传输离心泵。稀土永磁材料在我国蕴藏丰富，以其为能源则成本低、效率高、节能。

[0005] 本发明的主体部分包括蜗壳泵体、外转子、减速机、电动机。

[0006] 蜗壳泵体外型为蜗壳状，内层为高温耐磨材料的泵室，中间层为隔热保温材料，外层用奥氏体不锈钢加固的液态金属进口和液态金属出口构成。

[0007] 外转子包括钕铁棚磁极和外转子旋转盘支架。

[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：减速机通过电动机来驱动外转子旋转，外转子带动安装在外转子旋转盘支架上的钕铁棚磁极旋转从而产生旋转磁场，旋转磁场穿过保温隔热层和高温耐磨材料的蜗壳泵体作用于液态金属，液态金属切割磁力线产生感应电流，此感应电流于该磁场中而受到力的作用，产生力矩致使液态金属产生和磁场同方向之旋转从而带动液态金属旋转，这时旋转的液态金属相当于离心泵的叶轮，旋转的液态金属产生离心力，在离心力的作用下液态金属从液态金属进口吸入，从液态金属出口高速流出泵体。

附图说明

[0009] 图1是液态金属磁力驱动无叶轮离心泵结构示意图。

[0010] 图2是液态金属磁力驱动无叶轮离心泵(B-B)剖面，外转子示意图。

[0011] 图3是液态金属磁力驱动无叶轮离心泵(A-A)剖面，蜗壳泵体示意图。

[0012] 图中主要部分标记说明：

[0013] 1-钕铁棚磁极2-外转子

[0014] 3-外转子旋转盘支架4-高温耐磨材料

[0015] 5-蜗壳泵体6-保温隔热层

[0016] 7-泵壳外层加固不锈钢8-电动机

[0017] 9-减速机10-液态金属进口

[0018] 11-液态金属出口

具体实施方式

[0019] 下面结合附图对本发明作进一步描述。

[0020] 液态金属磁力驱动无叶轮离心泵主要是以离心泵的原理和电磁流体力学理论为基础，依据导体在磁场作用下受力并产生运动的原理，通过对泵体内磁场分布及流体内感应电流的大小进行理论分析计算，并在实验分析的基础上成功研制出来的。

[0021] 液态金属磁力驱动无叶轮离心泵的磁极材料至关重要，本发明首选钕铁棚材料为钕铁棚磁极(1)。采用多极均布，N极和S极交错排列，安装在外转子旋转盘支架(3)上，多极是根据泵的功率及转速进行理论设计具体数值的(本装置只应用了四个钕铁棚磁极)。通过电动机(8)和减速机(9)驱动外转子(2)旋转，从而产生旋转磁场，旋转磁场穿过保温隔热层(6)和高温耐磨材料(4)作用于液态金属，从而带动液态金属高速旋转产生离心力，在离心力的作用下液态金属从液态金属进口(10)吸入，从液态金属出口(11)高速流出泵体。

[0022] 在外转子(2)的下面安装有蜗壳泵体(5)，蜗壳泵体(5)是以高温耐磨材料(4)为内层，中间层为保温隔热层(6)，外层为泵壳外层加固不锈钢(7)加固支撑保护。