一种液态金属升压装置的制作方法

1.本实用新型涉及液态金属驱动设备领域，特别涉及一种液态金属升压装置。


背景技术：

2.液态金属是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属为一种不定型、可流动液体的金属。
3.液态金属通常温度在400到1500
°
之间，传统的直接接触液体的泵已经无法应用。电磁泵是一种电磁驱动技术，其原理是利用交变磁场在液态金属内部产生的洛伦兹力，从而实现定向输送导电流体的目的。由于其具有与金属无接触，结构简单和维修方便等优点，被广泛应用在铸造、冶金、原子动能等工业领域。电磁泵按照电流在金属中的供给方式分为传导式和感应式。在传导式电磁泵中，电流由外置电源通过金属通道进出口电极导入金属液体，方向与管道和磁场方向垂直，根据左手定则产生电磁力驱动液态金属流动，但该方式对于电阻率大的导电流体，其传输效率将大大降低。感应式电磁泵主要以永磁泵为主，永磁泵虽提高了液态金属的传输效率，但由于永磁体在旋转过程中产生焦耳热以及在锌、镁等金属铸造下温度较高，使得永磁体在高温下容易发生退磁；同时，电磁泵在运行过程中，永磁体处于高速离心运动，因此其安全性得不到很好地保证。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种液态金属升压装置，旨在解决现有技术中传输高温液态金属效率低，无法将液态金属升到设定高度及安全性能低的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供一种液态金属升压装置，包括液态金属管道、电磁线圈部和控制部，所述液态金属管道包括液态金属管道入口及液态金属管道出口，所述电磁线圈部由电磁线圈呈圆筒型排列规则的缠绕而成设在所述液态金属管道的径向外侧，所述电磁线圈内壁与所述液态金属管道之间的间隙小于或等于1毫米，所述电磁线圈与三相交流电源电连接，所述控制部与三相交流电源电连接用于控制电磁线圈电流大小，当液态金属从液态金属管道入口流入时，所述液态金属管道内的液体金属包围在交流行波磁场中，液体金属产生涡流，涡流磁场与交流行波磁场相互作用，导致液体金属沿着交流行波磁场运动，推动液体金属达到设定高度后从所述液态金属管道出口流出。
6.进一步的，所述液态金属管道为陶瓷管道。
7.进一步的，所述控制部设有场效应管用于控制电流大小。
8.进一步的，所述电磁线圈部外侧沿径向设置有壳体，所述电磁线圈部置于所述壳体内。
9.进一步的，所述控制部上还设有接地接口，所述接地按钮将电磁线圈与接地线连接。
10.进一步的，所述壳体上还设有用于电磁线圈散热的通风口。
11.进一步的，所述液态金属为钠、锂、铅铋合金、钠钾合金。
12.本实用新型的有益效果在于：提供一种液态金属升压装置，可以在不接触高温液体金属的情况下给液体金属提供动力，使其在液体金属管道内流动。当需要液体金属向上流动时，通过在电磁线圈中施加三相交流电，液体金属管道内的液体金属包围在交流行波磁场中，液体金属会产生涡流，涡流磁场与交流行波磁场相互作用，将液态金属当作直线电机次级，外设的电磁线圈为初级，固定初级，次级随行波磁场运动，使得液体金属沿着交流行波磁场运动，从而推动金属液体流动，通过控制部控制电磁线圈电流大小可以将液态金属升到设定高度的地方。三相交流电驱动非接触式液态金属泵，能有效增强液态金属的传输效率，其结构简单，且泵体没有运动机械部件，安全系数高。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型一种液态金属升压装置示意图。
15.标号说明：
16.10、液态金属管道；
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101、液态金属管道入口；
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102、液态金属管道出口；
17.20、电磁线圈部；
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30、控制部；
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40、接地接口。
具体实施方式
18.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
19.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
21.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.如图1所示，本实用新型实施例提供一种液态金属升压装置，包括液态金属管道10、电磁线圈部20和控制部30，所述液态金属管道10包括液态金属管道入口101及液态金属管道出口102，所述电磁线圈部20由电磁线圈呈圆筒型排列规则的缠绕而成设在所述液态金属管道10的径向外侧，所述电磁线圈内壁与所述液态金属管道10之间的间隙小于或等于1毫米，所述电磁线圈与三相交流电源电连接，所述控制部30与三相交流电源电连接用于控制电磁线圈电流大小，当液态金属从液态金属管道入口101流入时，所述液态金属管道10内的液体金属包围在交流行波磁场中，液体金属产生涡流，涡流磁场与交流行波磁场相互作用，导致液体金属沿着交流行波磁场运动，推动液体金属达到设定高度后从所述液态金属管道出口102流出。
23.本实用新型最关键的构思在于:液态金属管道入口101和液态金属管道出口102可以连接到相应的管道接头中，电磁线圈部设置在液态金属管道管道部的径向外侧，电磁线圈内壁与所述液态金属管道之间的间隙小于或等于1毫米，当电磁线圈部通三相交流电时，在液态金属管道内产生交流行波磁场，液体金属管道内的液体金属包围在交流行波磁场中，液体金属会产生涡流，涡流磁场与交流行波磁场相互作用，将液态金属当作直线电机次级，外设的电磁线圈为初级，固定初级，次级随行波磁场运动，使得液体金属沿着交流行波磁场运动，从而推动金属液体流动，通过控制部控制电磁线圈电流大小可以将液态金属升到设定高度的地方。
24.进一步的，所述液态金属管道10为陶瓷管道。采用陶瓷管道耐高温、耐腐蚀性能好且液体金属在陶瓷管道内运行阻力小。
25.进一步的，所述控制部30设有场效应管用于控制电流大小。采用场效应管用作可变电阻，根据液态金属需要升到的设定高度，调节场效应管从而控制电流大小，电磁线圈内的电流越大，产生的交流行波磁场越大，液体金属产生涡流会越大，液体金属沿着交流行波磁场运动的幅度越大，从而达到设定的高度。
26.进一步的，所述电磁线圈部20外侧沿径向设置有壳体，所述电磁线圈部置于所述壳体内。壳体可以是一体化结构，也可以是由多个壳体拼接形成，保护壳体内部器件。
27.进一步的，所述控制部30上还设有接地接口40，所述接地接口将电磁线圈与接地线连接。通过接地接口将电磁线圈与接地线连接，以免人触到发生触电事故，提高安全系数。
28.进一步的，所述壳体上还设有用于电磁线圈散热的通风口。设有通风口用于空气的流动，以通过自然空气来对电磁线圈进行一定程度的冷却。
29.进一步的，所述液态金属为钠、锂、铅铋合金、钠钾合金。对于常温为液态的金属，可以直接应用，对于常温为固态的金属，可能需要在液态金属管道的入口处设置加热装置，以保证进入液态金属管道内的金属为液态金属，而在液态金属进入液态金属管道内部后可被涡感效应所加热，从而不会凝固。
30.综上所述，本实用新型提供的一种液态金属升压装置，可以在不接触高温液体金属的情况下给液体金属提供动力，使其在液体金属管道内流动。当需要液体金属向上流动时，通过在电磁线圈中施加三相交流电，液体金属管道内的液体金属包围在交流行波磁场中，液体金属会产生涡流，涡流磁场与交流行波磁场相互作用，将液态金属当作直线电机次级，外设的电磁线圈为初级，固定初级，次级随行波磁场运动，使得液体金属沿着交流行波
磁场运动，从而推动金属液体流动，通过控制部控制电磁线圈电流大小可以将液态金属升到设定高度的地方。三相交流电驱动非接触式液态金属泵，能有效增强液态金属的传输效率，其结构简单，且泵体没有运动机械部件，安全系数高。
31.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。