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電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵。

按液態(tài)金屬中電流饋給的方式可分為傳導(dǎo)式(電導(dǎo)式)電磁泵和感應(yīng)式電磁泵。電導(dǎo)式電磁泵用直流(圖1)或交流電(圖2)。它有一根非磁性難熔金屬制的管(見圖),管周圍是磁鐵,磁力線與管垂直。當(dāng)通入與管和磁力線均垂直的電流時,根據(jù)左手定則,產(chǎn)生機(jī)械力把導(dǎo)電流體壓送出管。電導(dǎo)式一般為小型泵,用于低壓和小流量。傳導(dǎo)式電磁泵中,電流由外部電源經(jīng)泵溝兩側(cè)的電極直接傳導(dǎo)給液態(tài)金屬。感應(yīng)泵中,感應(yīng)式使用多相交流電。電流則由交變磁場感應(yīng)產(chǎn)生。最新式的感應(yīng)式電磁泵是直線感應(yīng)泵,裝有布置成扁平的、直線狀的定子繞組,感應(yīng)力呈軸向,尺寸較大,大流量泵均屬這種類型。

按結(jié)構(gòu)不同可分為平面、螺旋泵和圓柱泵等。在感應(yīng)泵中,液態(tài)金屬的電流由交變磁場(單相或三相)感應(yīng)產(chǎn)生。圖3是感應(yīng)式平面泵的示意圖,圖6是其原理圖。三相感應(yīng)式電磁泵的工作原理和普通感應(yīng)電機(jī)相似。位于平面或圓柱形鐵芯中的三相繞組(其中的電流見圖6曲線1)產(chǎn)生行波磁場(圖6曲線2是行波磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線)或旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場在液態(tài)金屬中感應(yīng)出電流(圖6曲線3)。感應(yīng)電流與磁場相互作用產(chǎn)生磁場力,從而在泵的進(jìn)出口處產(chǎn)生推動液態(tài)金屬運(yùn)動的壓力差。對直流電磁泵,上述壓差△p可寫成:

式中σ為被輸送的液態(tài)金屬的電導(dǎo)率;Q為體積流量:a為通道半高度;b為通道半寬度;L為通道有效長度;B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。對感應(yīng)電磁泵,壓差可寫成:

式中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值;va為行波磁場速度;va =2tf,t為磁極極距,f為電源頻率;u為流速;S=稱為滑差。

上述壓差公式是就最簡單模型導(dǎo)出的,如計及其他實(shí)際因素的影響(通常使壓差變小),要引進(jìn)相應(yīng)的修正系數(shù)。這些實(shí)際因素對直流泵主要是電樞反應(yīng)(通過液態(tài)金屬的電流所感生的磁場引起的合成磁場分布不均勻),電流漫流(電流在磁場作用區(qū)兩側(cè)分流引起的電流分布不均勻),磁極邊緣的氣隙漏磁等;對感應(yīng)泵則主要是橫向端部效應(yīng)(液態(tài)金屬中感生電流在有限寬度通道內(nèi)部分或全部地構(gòu)成回路所引起)和縱向端部效應(yīng)(鐵芯有限長度導(dǎo)致磁路開路所引起)等。

利用磁場和導(dǎo)電流體中電流的相互作用,使流體受電磁力作用而產(chǎn)生壓力梯度,從而推動流體運(yùn)動的一種裝置。實(shí)用中大多用于泵送液態(tài)金屬,所以又稱液態(tài)金屬電磁泵。電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵;按液態(tài)金屬中電流饋給的方式可分為傳導(dǎo)式電磁泵和感應(yīng)式電磁泵;按結(jié)構(gòu)不同可分為平面泵和圓柱泵等。傳導(dǎo)式泵中,電流由外部電源經(jīng)泵溝兩側(cè)的電極直接傳導(dǎo)給液態(tài)金屬;感應(yīng)泵中,電流則由交變磁場感應(yīng)產(chǎn)生。電磁泵沒有轉(zhuǎn)動部件,結(jié)構(gòu)簡單,密封性好,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,因此在化工、印刷行業(yè)中用于輸送一些有毒的重金屬,如汞、鉛等;在原子能動力工業(yè)中用于輸送化學(xué)性質(zhì)特別活潑的金屬,如鈉、鉀、鈉鉀合金;在鑄造企業(yè)中可以用來做鋁、鎂等活潑金屬的定量泵,但現(xiàn)在主要為軍工等大型企業(yè)使用。電磁泵的缺點(diǎn)是效率較低,

電磁泵的缺點(diǎn)是效率較低,在冶煉、鑄造工業(yè)中尚未普遍采用。

電磁泵類似普通電磁閥,它以交流電為工作動力,電流通過電磁繞組形成交變固定磁場,與可運(yùn)動的泵體形成交互作用,帶動泵體振動,推動液體輸出。

傳導(dǎo)式電磁泵原理是:在磁場中的導(dǎo)體,通過電流,則導(dǎo)體將受到磁場的推力,三者方向相互垂直,推力的大小為F=I×B×L。

傳導(dǎo)電磁泵沒有任何轉(zhuǎn)動部件,解決了機(jī)械泵磨損問題,形成免維護(hù)焊機(jī)。但由于與液態(tài)金屬接觸的大電流電極向液態(tài)金屬傳導(dǎo)電流的過程中,因氧化渣在電極上的附著和遮蔽,造成波峰不穩(wěn),甚至大起大落,不能穩(wěn)定的生產(chǎn),國內(nèi)進(jìn)口瑞士這種機(jī)型近50臺基本都已停用。

感應(yīng)電磁泵原理

它采用的原理是利用單相C型開口電磁鐵,由于內(nèi)外環(huán)的磁程差而產(chǎn)生內(nèi)外環(huán)磁場的相位差,進(jìn)而形成前進(jìn)磁場分量,即由超前相位指向滯后相位的前進(jìn)磁場分量。在前進(jìn)磁場分量中的液態(tài)金屬釬料切割磁力線,因此受到一個向前的感應(yīng)力,達(dá)到泵送液態(tài)金屬釬料的目的。

由于利用的是磁程差產(chǎn)生相位差,形成前進(jìn)磁場分量,其前進(jìn)磁場分量非常有限,大部分為不產(chǎn)生前進(jìn)推力的脈動磁場,要制造出如圖的寬波峰(300mm~400mm波峰寬度)和超高波峰(40mm高度)非常困難。

三相異步感應(yīng)泵原理

這是我國在波峰焊機(jī)上獲得的又一專利技術(shù),它不僅解決了傳導(dǎo)式電磁泵的傳導(dǎo)式電磁泵的傳導(dǎo)電流電極由于氧化渣遮蔽造成的波峰不穩(wěn)問題,無任何轉(zhuǎn)動部件,無電流變換器,免維護(hù)、無磨損,而且效率高,可獲得高而有力的波峰及寬波峰。

三相異步感應(yīng)式電泵的原理是利用三相電源相互差120°相位差,在空間分布,構(gòu)成各自磁場,其合成磁場,是一個前進(jìn)磁場中切割磁力線,感應(yīng)電流,形成前進(jìn)的電磁力。

小流量電磁泵有很大差別。隨著受控?zé)岷朔磻?yīng)研究工作的進(jìn)展,還需要對電磁泵開展相應(yīng)的研究工作。