Электромагнитный расходомер жидких металлов

Полезная модель относится к приборостроению, в частности к электромагнитным расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидких металлов.

Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, и индуктора, состоящий из магнитопровода С-образной формы с полюсными наконечниками и индукционной катушки. Для крепления индуктора к трубе у полюсов, вдоль их оси имеются отверстия, причем оси отверстий совпадают с осями полюсных наконечников. К внешней поверхности трубы по линии, перпендикулярной линии, соединяющей центры полюсов, приварены два электрода. Труба имеет оплетку, выполненную из термостойкой и теплоизолирующей базальтовой или асбестовой ткани. Катушка помещена в корпус, который отделяет ее от трубы с электродами.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. К индукционной катушке подводится электрический ток, в результате которого в канале трубы создается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через линию, соединяющую электроды и ось трубы. При движении жидкого металла по каналу, в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, напряженность которого пропорциональна расходу жидкого металла, протекающего по трубе. В результате протекания токов в стенке трубы между электродами возникает разность потенциалов, которая служит мерой объемного расхода жидкого металла.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, состоит в повышении верхнего предела температуры измеряемой среды до 500°C и более.

Полезная модель относится к приборостроению, в частности к электромагнитным расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидких металлов.

Известны электромагнитные расходомеры электропроводных жидкостей, принцип действия которых основан на законе электромагнитной индукции. Например, широко известен электромагнитный расходомер общепромышленного назначения [1]. Расходомер имеет трубу из нержавеющей стали с изоляционным покрытием внутренней поверхности, два электрода, индуктор, создающий магнитное поле в рабочей зоне канала трубы и корпус. Индуктор состоит из двух катушек возбуждения, расположенных на трубе диаметрально противоположно друг другу и магнитопровода, который охватывает трубу с катушками возбуждения. Труба с электродами и индуктор размещены в корпусе расходомера. Расходомер может измерять любые электропроводные жидкости, даже жидкие металлы, если температура измеряемой среды не превышает 150-180°C.

Электромагнитный расходомер [1] широко применяется, в частности, для измерения теплоносителей. Ограничение по температуре измеряемой среды является существенным недостатком расходомера, т.к. рабочая температура большинства жидких металлов, которые в атомной промышленности используются в качестве теплоносителей (натрий, свинец, висмут, литий), имеют температуру выше 150-180°C.

Целью полезной модели является расширение верхнего предела допускаемой температуры измеряемой среды до 500°C и более.

Эта цель достигается с помощью предлагаемой полезной модели. В отличие от электромагнитного расходомера [1] в предлагаемой полезной модели отсутствует изоляционное покрытие канала. Магнитопровод имеет Сообразную форму с полюсными наконечниками, причем на средней части магнитопровода расположена катушка возбуждения, намотанная проводом с теплостойкой изоляцией. Корпус вмещает в себя только катушку возбуждения, а труба с электродами находится за пределами корпуса. Труба с электродами обмотана теплоизолирующей и термостойкой базальтовой лентой.

Жидкие металлы обладают высокой электропроводностью, благодаря чему можно отказаться от необходимости применения изоляционного покрытия канала трубы, которое существенно ограничивает верхний предел температуры измеряемой среды. Применение С-образного магнитопровода позволяет удалить катушку возбуждения от трубы, которая является основным источником радиации тепла на катушку возбуждения, т.к. труба практически нагрета до температуры измеряемой среды. Труба с электродами имеет оплетку из теплоизолирующего и термостойкого материала, например, обмотана базальтовой лентой. Эта оплетка из базальтовой ленты и стенка корпуса, отделяют катушку возбуждения от трубы, и создают дополнительный барьер, препятствующий проникновению к катушке возбуждения тепловой радиации от трубы. Катушки возбуждения выполнены проводом с теплостойкой изоляцией типа ПОЖ, что повышает их теплостойкость. Таким образом, в рассматриваемой конструкции полезной модели достигается поставленная цель, т.е. обеспечивается верхний предел допустимой температуры измеряемой среды до 500°C и более.

На фиг.1. приведена схема конструкции предлагаемого электромагнитного расходомера жидкого металла.

Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы 1, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, и индуктора, состоящий из магнитопровода 2 С-образной формы с полюсными наконечниками 3 и индукционной катушки 4. Для крепления индуктора к трубе у полюсов, вдоль их оси имеются отверстия, причем оси отверстий совпадают с осями полюсных наконечников 5. Индуктор закреплен к трубе с помощью стоек 6, вставленных в выше упомянутые отверстия полюсов. Стойки приварены к трубе 1 в местах пересечения образующей трубы с осью полюсов 5. С противоположной стороны стойки завинчены гайками 7. К внешней поверхности трубы по линии, перпендикулярной линии, соединяющей центры полюсов, приварены два электрода 8. Труба имеет оплетку 9, выполненную из термостойкой и теплоизолирующей базальтовой или асбестовой ткани. Катушка помещена в корпус 10, который отделяет ее от трубы с электродами.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. К индукционной катушке подводится электрический ток, в результате которого в канале трубы создается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через линию, соединяющую электроды и ось трубы. При движении жидкого металла по каналу, в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, напряженность которого пропорциональна расходу жидкого металла, протекающего по трубе. В результате протекания токов в стенке трубы между электродами возникает разность потенциалов, которая служит мерой объемного расхода жидкого металла.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, состоит в повышении верхнего предела температуры измеряемой среды до 500°C и более.

ИСТОЧНИК ИФОРМАЦИИ

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества, справочник, Л. Машиностроение, 1989, 701 с.

Электромагнитный расходомер, состоящий из трубы с электродами, магнитопровода, катушки возбуждения магнитного поля и корпуса, отличающийся тем, что магнитопровод имеет С-образную форму с плоскими полюсными наконечниками, на центральной части магнитопровода расположена индукционная катушка, труба с электродами находится вне корпуса и имеет оплетку из теплоизолирующего материала.