一种带稳流段的多级ALIP电磁泵的利记博彩app

本发明属于电磁泵技术领域，具体是设计一种带稳流段的多级圆柱式线性感应电磁泵的新型结构。

背景技术：

圆柱式线性感应电磁泵(annularlinearinductionpump,alip)是第四代液态金属冷却快中子反应堆主冷却回路和二级回路驱动泵理想的选用泵型，其利用外接三相交变电流感应的行波磁场和导电流体中的感应电流相互作用，产生沿泵体轴向的洛伦兹力，从而推动流体沿轴向流动。alip电磁泵实现了液体金属在完全封闭情况下的定向传输，这种驱动方式结构简单，没有机械运动，可长期稳定运行，避免金属氧化与设备维护的问题。然而目前设计和测试的该型泵的流量不能满足冷却商业型反应堆的需求，实验结果表明，alip电磁泵在大流量设计工况下会出现流动不稳定现象，出口压力脉动增大引起流量的震荡和泵体的振动，内部流场紊乱并出现大尺度涡流和逆向流；泵高效区域狭窄，当流量稍微偏离设计点时，泵的效率下降明显。这些现象主要是因为电磁泵结构上的不对称产生的流道内电磁场周向分布的不均以及电流在金属液中的趋肤效应导致的流道内产生非轴向洛伦兹力，从而使入口流速的微小扰动在流道内流动时不断发展变大，从而形成大尺度的涡流和回流，严重影响泵出口流量和压力的稳定性。因此设计一种能提高流动稳定性的新型结构是alip电磁泵大型化的关键技术。国内实用新型专利cn02254740.1“自激电磁泵”将输送装置与动力源合为一体构成输送管道的自激电磁泵，它从本质上改变了普通泵的工作原理，简化了结构；实用新型cn200920217356.5“液态金属传输用内外加芯交流感应泵”，通过在流道内外均加铁芯来减少漏磁量，从而提高效率；实用新型cn201620628336.7“一种轻质铁芯电磁泵”通过内部填充石墨的中空铁芯替换原有笨重的实心内部铁芯，实现了电磁泵的轻量化；发明专利cn201610937565.1“一种空间核环境用液态金属电磁泵”通过一系列改进创新，使电磁泵变得紧凑、坚固，能承受振动与冲击，能在空间核电源系统中长期稳定运行。以上均对电磁泵提出了一些改进和创新的措施，但所述电磁泵均应用在较小的工作流量下，且并未提及解决泵体内流动不稳定性的方法。本发明专利针对大型alip设计，提出多级泵段和增加稳流段的设计思想来提高泵内流动稳定性和扩大泵的高效区，为大流量alip电磁泵的设计制造提供可能。

技术实现要素：

为了解决大型alip电磁泵内流不稳定和高效区狭窄的问题，本发明专利提供一种带稳流段的多级alip电磁泵的新型结构设计。

本发明的技术方案为：一种带稳流段的多级alip电磁泵，整个泵体分多级泵段，每级泵段由一级电磁段和一级稳流段组成，电磁段负责向金属液做功增压，而稳流段负责对金属液的不稳定流动进行稳流；

所述电磁段包括外部铁芯定子、通电线圈、流道外管、流道内管、液态金属流道、内部铁芯定子、内部承压管和支撑盘，外部铁芯定子和内部铁芯定子由多层硅钢片压叠合而成，定子在周向等分并沿泵体轴向分散布置，流道外管内部为流道内管，且流道外管和流道内管之间为液态金属流道，外部铁芯定子位于流道外管外部，内部铁芯定子位于流道内管内部，通电线圈绕组沿流道外管周向缠绕，并放置在外部铁芯定子的各线圈槽中，外部定子由两端固连在流道外管上的支撑盘固定，线圈采用y形式接线且每相电流接两个线圈绕组，流道外管道外表面可铺设一层绝热材料；通电线圈和外部铁芯定子之间的缝隙间分散填充无机绝缘材料；

稳流段包括稳流板、流道外管、流道内管和内部承压管，所述稳流板在液态金属流道内周向等分并沿泵体轴向布置；内部承压管位于内部铁芯定子内层。

进一步，通电线圈采用单侧或内外双侧布线方式，电磁段的线圈采用双侧布线时，内、外侧线圈面积比不小于0.5。

进一步，每级泵段内的电磁段的通电线圈极对数不少于3对，不超过5对。

进一步，为了增加线圈散热空间和减轻泵体重量，可将外部铁芯定子等分成若干个独立矩形块，并在周向均匀分布，外部铁芯定子数量一般不少于6个且不大于12个。

进一步，每级泵段的稳流段长度l2约为电磁段长度l1的1/3，稳流板从每级电磁段流道长度的2/3处开始，也可适当移动，一直延伸至当前泵段的整个稳流段。

进一步，稳流板与流道内外管壁之间均垂直，在360°周向等分并沿泵体轴向布置，稳流板的数量4-8片；稳流板的形状为平板状，高度即为整个电磁泵流道的高度。

进一步，所述的流道外管、流道内管、稳流板、内部承压管和支撑盘均采用消磁不锈钢材料。

本发明借鉴传统多级水泵的设计思路，在目前常见alip电磁泵结构基础上，提出了一种带稳流段的多级alip电磁泵的新结构，整个泵体分多级泵段，每级由一级电磁段和一级稳流段组成，电磁段负责向金属液做功增压，而稳流段负责对金属液的不稳定流动进行稳流。所述电磁段包括外部铁芯定子、通电线圈、流道外管、流道内管、液态金属流道、内部铁芯定子、内部承压管和支撑盘，稳流段包括稳流板、流道外管、流道内管和内部承压管。根据设计的级数，将原来连续的电磁段分为长度相等的多个部分，线圈可采用单侧或内外双侧布线方式；电磁段的线圈采用双侧布线时，内、外侧线圈面积比不小于0.5；每级泵段内的电磁段的线圈极对数不小于3对，不超过5对。每级泵段的稳流段长度约为电磁段长度的1/3，稳流板从每级电磁段流道长度的2/3处开始，也可适当移动，一直延伸至当前泵段的整个稳流段；稳流板与流道内外管壁之间均垂直，在360°周向等分并沿泵体轴向布置，稳流板的数量可以4-8片，视设计要求和具体情况而定；稳流板的形状为平板状，高度即为整个电磁泵流道的高度，厚度根据制作工艺情况确定。

本发明的主要有益效果如下：第一，多级泵体的设计使得每一级电磁段长度相对于一般alip电磁泵要短，从而可以减少非径向洛伦兹力等因素对流体非径向作用扰动的积累，使流体在未产生明显周向运动和大尺度涡流前就进入稳流段。第二，增加的稳流段设计，通过周向布置的导板将原本的环形空腔分割成若干个扇形通道，上一泵段累计形成的乱流流过稳流段时，导板的阻挡将减少不稳定流动在周向和径向上分速度，这样能有效地阻碍和破坏流道内涡流的形成和发展，从而使流体更加稳定的进入下一级泵段，继续增压。

附图说明

图1为一种带稳流段的两级alip电磁泵的形式示意图；其中，图1a是一种带稳流段的两级alip电磁泵的单侧布线形式示意图；图1b是一种带稳流段的两级alip电磁泵的内外双侧布线形式示意图。

图2为种带稳流段的两级alip电磁泵的形式示意剖视图；图2a是图1a的a-a向视图；图2b是图1b的b-b向视图。

图中：1.外部铁芯定子，2.通电线圈，3.流道外管，4.流道内管，5.液态金属流道，6.稳流板，7.内部铁芯定子，8.内部承压管，9.支撑盘。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明专利涉及的两级alip电磁泵结构设计进行详细的说明，并且提供单侧和双侧两种线圈布线方式。

如图1-2所示，本发明借鉴传统多级水泵的设计思路，在目前常见alip电磁泵结构基础上，提出了一种带稳流段的多级alip电磁泵的新结构，单侧布线和双侧布线分别见图1a和图1b，整个泵体分多级泵段，每级泵段由一级电磁段l1和一级稳流段l2组成，电磁段l1负责向金属液做功增压，而稳流段l2负责对金属液的不稳定流动进行稳流。所述电磁段包括外部铁芯定子1、通电线圈2、流道外管3、流道内管4、液态金属流道5、内部铁芯定子7、内部承压管8和支撑盘9，稳流段包括稳流板6、流道外管3、流道内管4和内部承压管8；所述内外定子1和7由多层硅钢片压叠合而成，定子在周向等分并沿泵体轴向分散布置，外部定子1位于流道外管3外部，内部定子7位于流道内管4内部，流道内外管同轴布置构成液态金属流道5；通电线圈2采用y接线且每相电流接两个线圈，流道外管道3外表面可铺设一层绝热材料；通电线圈和定子之间的缝隙间分散填充无机绝缘材料。所述稳流板6在环形流道5内周向等分并沿泵体轴向布置。根据设计的级数，将原来连续的电磁段分为长度相等的多个部分，通电线圈2可采用单侧(图1a)或内外双侧(图1b)布线方式，,电磁段的线圈采用双侧布线时，内、外侧线圈面积比不小于0.5。通过等效电路法的设计方法计算流量压力曲线，可以确定电磁段线圈极对数为3-4极为最优布置，本具体实施方式的每级泵段的电磁段极对数采用3极布置。每级泵段的稳流段长度l2约为电磁段长度l1的1/3，稳流板6从每级电磁段流道长度的2/3处开始，也可适当移动，一直延伸至当前泵段的整个稳流段。稳流板6与流道内外管壁之间均垂直，在360°周向等分并沿泵体轴向布置，稳流板的数量可以4-8片，视设计要求和具体情况而定；稳流板6的形状为平板状，高度即为整个电磁泵流道的高度h，厚度根据制作工艺情况确定。所述的流道外管3、流道内管4、稳流板6、内部承压管8和支撑盘9均可采用消磁不锈钢材料。

综上，本发明的一种新结构的圆柱式线性感应电磁泵(annuallinearinductionpump，alip)，用以解决现有大型alip电磁泵内流不稳定和泵高效区狭窄的问题。该发明借鉴传统多级水泵的设计思路，在目前常见的alip电磁泵结构基础上，提出了一种带稳流段的多级alip电磁泵的新结构。如图1所示，整个泵体分多级泵段，每级泵段由一级电磁段和一级稳流段组成，电磁段负责向金属液做功增压，而稳流段负责对金属液的不稳定流动进行稳流。所述电磁段包括外部铁芯定子、通电线圈、流道外管、流道内管、液态金属流道、内部铁芯定子、内部承压管和支撑盘，稳流段包括稳流导板、流道外管、流道内管和内部承压管；所述稳流导板在环形流道内周向等分并沿泵体轴向布置。本发明的主要创新：一是多级泵体的设计使得每一级电磁段长度相对于一般alip电磁泵要短，从而可以减少非径向洛伦兹力等因素对流体非径向作用扰动的积累，使流体在未产生明显周向运动和大尺度涡流前就进入稳流段；二是增加的稳流段设计，通过周向布置的导板将原本的环形空腔分割成若干个扇形通道，当流体流过稳流段时，导板的阻挡将减少不稳定流动在周向和径向上分速度，这样能有效地阻碍和破坏流道内涡流的形成和发展，从而使流体更加稳定的进入下一级泵段，继续增压。本发明大大提高了在不同流量下泵内流动的稳定性，为大流量高效alip电磁泵的设计提供了可能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。