一种稀土磁腔泵

一种稀土磁腔泵，属于液体输送装置，可用于具有导电性液体的输 送，如石油开采中的注水和含水油井的抽油等，还可以应用到无机化工厂 中酸、碱、盐溶液的输送。

现在的各种液体输送，多使用机械泵进行加压，如普通地蜗轮泵、叶 片泵、柱塞泵、齿轮泵等。在这些泵中，都是使用机械能加压的方法进行 液体的输送的。在这些泵中，都有关键的运动部件，而且这些运动部件的 运动速度都较高，在工作时会有磨损。特别是运动部件的密封也是一个不 好解决的问题。如美国专利US3614264所描述的一种离子吸附泵，是使 用电磁场作用的离子溅射泵，它用于要求很高真空度的密封空间的最后所 剩少量气体的去除，它之中的电极产生强电场用于电离气体分子，使用磁 场引导，使其向吸附极运动，最后被吸附极吸收。严格说离子溅射泵不是 用于输送介质的泵，一方面它没有输送介质的输出口，另一方面它通过电 离气体分子后，正负两种离子被分开吸附在不同的吸附极上，改变了介质 的化学性质。它实际只是一种除气装置。

本发明的目的是发明一种可输送可导电液体的磁腔泵。它通过电磁作 用的形式直接给被输送液体施力，没有任何运动部件，结构简单，工作可 靠。

为完成上述目的，本发明所采用的稀土磁腔泵有泵体1，在泵体1外 有稀土永磁材料制造的磁体2，磁体2在泵体1通道两则形成两磁极，其 特征在于：在泵体1通道与磁极相垂直的两端为电极3。

附图1为本发明所采用的稀土磁腔泵的径向剖面示意图。

附图2为本发明所采用的稀土磁腔泵的轴向剖面示意图。

附图3为本发明所采用的稀土磁腔泵采用多个泵并联实施例的径向 剖面示意图。

附图4为本发明所采用的稀土磁腔泵采用多个泵并联实施例的轴向 剖面示意图。

如附图1和2所示，本发明所采用的稀土磁腔泵有泵体1，在泵体1 外有稀土永磁材料制造的磁体2，它在泵体1通道两则形成两磁极，在泵 体1通道与磁极相垂直的两端为电极3。

本发明所采用的稀土磁腔泵的工作原理如下：

由于稀土永磁磁体在两磁极间生产一个固定磁场，磁场强度为B。在 泵体1通道中的被输送液体为导电液体。在两电极3间施加一电压后，正 离子或(和)负离子就向负极或(和)正极运动，形成电流。根据安培定 律，液体将受一个与磁场和电流都垂直的力，这个力的方向沿泵体1通道 的方向，大小为F，

F＝B×I×L

式中，

F——为流体所受的力，

B——为磁场强度，

I——为电流强度，

L——为磁极宽度。

这样，本发明所采用的稀土磁腔泵的理论扬程H为：

H＝F/(9.8×r×f)

代入F后，有：

H＝B×I×L/(9.8×r×f)

式中，

H——为理论扬程，

B——为磁场强度，

I——为电流强度，

L——为磁极宽度。

r——为被输送液体的密度，

f——为泵体通道面积。

本发明所采用的稀土磁腔泵只有泵体、稀土永磁磁体和电极三个部 件，而且都是固定不动的，结构简单，工作可靠。它通过被输送液体导电 而用电磁作用的形式输送液体，有较高的输送效率。

本发明所采用的稀土磁腔泵的泵体通道可以做成矩形的，长边为L， 短边为ω，这样，通道面积f为：

f＝L×ω

设该泵的磁极高度为h0，设两电极的高度也为h0，并且在两电极间 的电流密度q是均匀的，那么有：

I＝q×ω×h0

这时，理论扬程H为：

H＝B×q×h0/9.8×r

式中，

B——为通道中的磁场强度，

q——为电极表面的电流密度，

h0——为电极或磁场的高度，

r——为被输送液体的密度。

使用稀土永磁材料做永磁体，可以得到较高强度的剩余磁场，如采用 钕铁硼材料，通道间的磁场强度B可以达到0.8～1特斯拉。这样可提高 抽送效率，并且制造、充磁容易。

本发明所采用的稀土磁腔泵中的电极3应采用耐电解电极，如石墨电 极等。工作时应控制电密度不要过大。可以通过加长电极3和磁场沿通道 方向的长度来提高电流强度，从而提高扬程。为防止金属离子在电极上析 出，可以在本发明作用一段时间后，上下颠倒，同时电极的正负极也反向， 使原附着在电极上的金属又电离去掉。

本发明所采用的稀土磁腔泵为增大泵送流量，可以采用多个泵并联。 多个泵可以如附图3和4所示，整个一组泵共同一个泵体外壳4。外壳4 为圆柱形，在圆周方向分别由数块稀土永磁磁体2形成相间的液体通道。 外壳4内表面形成一个电极，在圆柱形内有一芯轴5形成另一电极。本发 明的这种结构，结构紧凑，可以放入油井或注水井中，替代其中的一段管 道即可。

本发明所采用的稀土磁腔泵中的泵体1和电极3的基体应使用非铁磁 性材料制造，如铜、铝、玻璃钢、不锈钢等，以使稀土永磁磁体产生的磁 场集中在两磁极之间。电极3应使用耐腐蚀涂层，如石墨、金属铂等，根 据应用环境不同加以选用。