Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской Академии наук, обладая современной технической базой и высоким научным потенциалом имеет ряд разработок, имеющих прикладное значение. Нами были изготовлены и испытаны в производственных условиях насосы по перекачке жидких металлов, таких как олово, магний, свинец, натрий и др. Наши насосы не имееют подвижных частей и электрических обмоток, работают, используя принцип взаимодействия тока с собственным магнитным полем. Производительность по магнию порядка 4 тонн\час, уровень подъема жидкого металла до 12 метров. Насосы могут работать при температуре до 850 *С. Насосы изготавливаются исходя непосредственно из условий Заказчика.
МГД-насос бегущего поля
МГД-насос бегущего поля, предназначенный для перекачивания жидких металлов (таких как жидкий магний и его сплавы, натрий, калий и подобные им металлы). Насос создает напор до 0.5 атмосферы и развивает максимальный расход до 7 тонн жидкого магния в час. Насос питается от трехфазной сети промышленной частоты. Канал насоса, который при работе с жидким магнием разрушается и нуждается в периодической замене, чрезвычайно прост и дешев в изготовлении, а замена его осуществляется просто и быстро одним рабочим. Насос прост в управлении; на его конструкцию имеется патент Российской федерации. В настоящий момент мы готовы изготавливать в производственных мастерских института эти насосы, адаптированные к производственным условиям заказчика.
МГД-насос Пуш-Пул
Магнитогидродинамический насос перекачивает металл при помощи специально создаваемых в жидком металле электромагнитных сил, поэтому не имеет подвижных частей, не вызывает перемешивания всего объема тигля и может перекачивать более чистый металл.
Применение МГД насоса для подачи металла на конвейер разливки магниевых слитков позволяет перекачивать магний по трубам, тем самым снижая его окисление, и забирать металл более чистым из-под поверхности расплава. МГД насос не имеет движущихся частей, поэтому металл не загрязняется донными осадками. МГД насос позволяет удобно управлять процессом разлива слитков, максимально изолировать металл от внешней атмосферы и не допускать попадание в нее вредных газов, резко снижая риск профессиональных заболеваний.
Этот простой в обслуживании насос может использоваться для оперативных целей, когда насос приходится переносить из тигля в тигель, и он имеет длительные перерывы в работе. В отличие от насосов других конструкций, насос Пуш-Пул не нуждается в предварительном прогреве в соляном расплаве. Заборный патрубок этого насоса можно сразу опускать в жидкий магний.
На Соликамском магниевом заводе были проведены испытания насоса Пуш-Пул при литье крупногабаритных слитков и при литье слитков на литейном конвейере. Насос развивал расход до 8 тонн жидкого магния в час при перепаде давления порядка метра магниевого столба. Расход насоса можно было плавно регулировать от нуля до максимального. Насос прост в управлении и обслуживании, каких либо дополнительных сложностей в работе обнаружено не было. Имеется российский патент и промышленный образец.
Насос Пуш-Пул располагается выше уровня перекачиваемого металла и для его пуска требуется предварительный подсос жидкого металла в его канал. Электрический ток наводится трансформатором в канале насоса, поэтому работа его не зависит от окисных пленок внутри канала (как, например, у других кондукционных насосов), и большие перерывы в использовании не влияют на его работу.
В настоящее время насос используется на Соликамском магниевом заводе для разливки магния на литейном конвейере.
Мы готовы изготавливать в производственных мастерских института такие насосы, адаптированные к производственным условиям заказчика.
Погружной МГД-насос для перекачивания жидкого магния
Разработан электровихревой МГД-насос погружного типа, который служит для перекачивания жидких металлов (таких, как жидкий магний и его сплавы, натрий, калий и подобные им металлы). Насос создает напор до 2 атмосфер и развивает максимальный расход до 7 тонн жидкого магния в час.
МГД-насос не имеет электрических обмоток, создающих магнитное поле, а электрический ток к каналу подводится по металлопроводу.
Насос во время работы может быть полностью погружен в расплав жидкого металла и поэтому не требует специальных дополнительных операций для запуска. При работе с жидким магнием канал насоса, выполненный из нержавеющей стали, разрушается и с течением времени требует замены. Насосы проходили испытания на ОАО "АВИСМА" и Соликамском магниевом заводе.
Насос прост в управлении; на его конструкцию имеется патент Российской федерации.
Мы готовы изготавливать в производственных мастерских института такие насосы, адаптированные к производственным условиям заказчика.
Магнитогидродинамический пересешиватель для непрерывного литья цилиндрических слитков из алюминия и его сплавов.
Разработан МГД-перемешиватель, в котором вертикальные и горизонтальные течения в объеме возбуждаются соответственно бегущим и вращающимся магнитными полями с возможностью их раздельного регулирования (Имеется Российский патент и промышленный образец).
В отличие от традиционного непрерывное литье с МГД-перемешиванием:
- улучшает кристаллическую структуру;
- равномерно распределяет примеси и легирующие добавки;
- повышает качество поверхности слитка.
Разработанный нами МГД-перемешиватель по своим характеристикам превосходит существующие аналоги:
- осуществляет перемешивание металла в горизонтальной и вертикальной плоскостях с возможностью раздельного регулирования интенсивности этих движений, что позволяет управлять формой фронта кристаллизации и размером кристаллической структуры;
- перемешиватель влагозащищен и выдерживает попадание на корпус жидкого алюминия в аварийной ситуации.
МГД-перемешиватели нашей конструкции были изготовлены для опытного производства Всероссийского алюминиево-магниевого института (ВАМИ, Санкт-Петербург, Россия), где они успешно работают с 1994 года; для Каменск-Уральского металлургического завода (КУМЗ, Россия); для Отдела магнитной гидродинамики Исследовательского центра (Россендорф, Германия); для фирмы Сидаут (Вальядолит, Испания). МГД-перемешиватели могут использоваться при непрерывном литье на алюминиевых заводах РУСАЛа
Перемешиватель прост в управлении, на его конструкцию имеется патент Российской федерации.
Мы готовы в производственных мастерских института изготавливать такие перемешиватели, адаптированные к производственным условиям заказчика.
МГД - насос высокого давления
В Институте механики сплошных сред в конце 1980-х разрабатывался МГД-насос высокого давления для создания напора в жидких металлах 1000-2000 атмосфер. Насос, обладающий малой инерцией, предназначался к использованию в устройствах, где необходимо было создавать регулируемое во времени высокое давление. Такими устройствами могли бы являться гидроцилиндры для управляемого поджатия валков прокатного стана, производящего тонкие листы из стали, алюминия и других металлов. Насос мог бы применяться для создания давления в гидростатах при производстве деталей давлением из композитов или порошков.
В начале 1990-х такие работы велись совместно с Пермским заводом ПЗХО, но в период перестройки они были остановлены.
В Институте были изготовлены лабораторные модели этих насосов, которые развивали на галлиевом сплаве давления от сотен до 1100 атмосфер.
На их конструкцию имеется патент Российской федерации.
В настоящий момент мы готовы при наличии заказчика и соответствующего финансирования произвести работы по доработке насоса и на основе производственных мастерских Института изготовить опытные рабочие образцы, провести лабораторные и производственные испытания на предприятии заказчика с целью адаптации насоса к существующей технологии.
Команда конструкторов
- Хрипченко Станислав Юрьевич, рук. Проекта, вед.н.с., д.т.н.
- Денисов Сергей Анатольевич, разработка электронного и электросилового оборудования, ст.н.с., к.т.н.
- Колесниченко Илья Владимирович, расчеты рабочих параметров МГД-устройств, н.с., к.ф.-м.н.
- Халилов Руслан Ильдусович, проведение физических экспериментов, расчетные работы, м.н.с., к.т.н.
- Роготнев Михаил Юрьевич, конструкторская проработка и конструкторская документация, вед. Конструктор.
- Долгих Вениамин Михайлович, проведение экспериментов с разрабатываемыми устройствами, ст.н.с., к.т.н
Контактная информация
Фрик Петр Готлобович (зав. лабораторией);
Электронная почта:
Тел. +7 (342) 237-83-22
Хрипченко Станислав Юрьевич (ведущий научный сотрудник);
Электронная почта:
Тел. +7 (342) 237-83-06
