Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La presente invention concerna une pompe electro-
magnetique à conduction pour métaux fondus présentant des
impuretes.
On sait qu'il existe depuis quelques annees des
pompes electromagnetiques dans lesquelles le metal fondu
entrant dans le conduit de pompage par pression metallo-
statique est mis en mouvement par une force resultant de
l'action conjuguee d'une induction magnetique cree dans une
tranche du metal fondu et d'un courant electrique circulant
à travers ladite tranche de metal fondu perpendiculairement
à l'induction magnetique. Les pompes electromagnetiques de
ce type comprennent un premier circuit magnetique muni d'un
entrefer traverse par le conduit de pompage et un deuxième
circuit magnetique induisant le courant dans un circuit
electrique traversant ladite tranche de metal fondu.
Il est apparu particulièrement interessant d'induire
ledit courant électrique dans une spire conductrice enlacee
par le deuxième circuit magnetique. On sait qu'une telle
spire conductrice a pu être avantageusement constituée par
un anneau creux se remplissant de metal fondu par pression
metallostatique lors de l'immersion de la pompe dans une
poche contenant le metal fondu à pomper. Enfin, on rend la
pompe immergeable en noyant les parties actives de celle-ci
dans un bloc de ceramique appropriee resistant tant à l'action
corrosive du metal fondu qu'aux chocs thermiques repetes
aux~uels la pompe est soumise à chaque mise en service et à
chaque arret.
La spire est en general horizontale et fermee.
Elle est reliee au conduit de pompage au niveau de l'entrefer
du premier circuit magnetique par deux embouts ou par deux
électrodes. De sorte que le metal fondu ne circule que dans
le conduit de pompage. Par contre le metal fondu demeure
. ,
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sensiblement immobile dans la spire lorsque la pompe immergee
est en fonctionnement.
L'expérience a montre que lorsque le metal fondu
contient des impuretes ou des crasses dispersees, celles-ci
se deposent au bout d'un certain temps de fonctionnement
dans la spire conductrice et finalement l'obstruent au moins
partiellement, ce qui reduit les performances de la pompe.
On sait egalement qu'il existe un autre type de
pompe immergeable comprenant essentiellement un circuit
magnetique à trois colonnes verticales. La colonne centrale
comprend un entrefer. Cette colonne centrale est traversee
par un conduit qui est horizontal dans l'entrefer et au
voisinage de celui-ci. Ce conduit debouche d'un côte dans
le metal fondu. L'autre extremite de ce conduit est raccordee
à un tuyau de pompage incline sur l'horizontal. Dans
l'entrefer, le metal fondu qui s'introduit par pression
metallostatique dans le conduit lorsque la pompe est. immergee,
est soumis à l'action du champ magnetique vertical forme dans
l'entrefer de la colonne centrale du circuit magnetique.
Par ailleurs, ce conduit est enlace par le circuit
magnetique comprenant les deux autres colonnes verticales.
Il se cree donc dans ce conduit un courant d'induction qui se
ferme dans la-masse du metal fondu. Sous l'action combinee
du courant d'induction horizontal et du champ magnetique
vertical, il apparaît une force perpendiculaire au courant
d'induction et au champ magnetique vertical. Cette force
qui agit sux la tranche de metal fondu contenu dans l'entrefer
est donc horizontale. Le metal fondu est mis sous pression
par cette force et c'est sous l'action indirecte de cette
pression que le metal fondu monte dans le conduit de pompage
incline.
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De sorte que le rendement d'une pompe de ce second
type est assez faible. En outre, le point o~ le tuyau de
pompage commence a s'incliner constitue un coude et les
impuretes auront tendance a s'y accumuler sans qu'il soit
aise de les retirer.
De sorte que pour assurer le pompage des metaux
présentant des impuretés, il a paru avantageux d'utiliser
une structure des circuits magnétiques assez voisine des
pompes a conduction du premier type, combinée a un circuit
de conduction ouvert a ses deux extrémités dans le metal
fondu, se fermant électriquement dans la masse du métal fondu.
Accessible par ses deux extrémités, ce conduit sera tres
facile a dégager en cas d'accumulation des impuretés. En
outre, il sera possible de faire agir sur la tranche de
métal fondu une force verticale résultant de la combinaison
d'un courant de conduction horizontal et d'un champ magnétique
hori~ontal dans l'entrefer du premier circuit magnetique.
Le circuit de conduction etant ouvert a ses deux
extremites, le courant de conduction induit se ferme a travers
le bain de metal fondu. ~n conçoit aisement que la section
de la spire equivalente est augmentes, de sorte que la
resistance de celle-ci diminuera en raison de la bonne
conductivite electrique du bain de metal fondu.
De plus que la spire ainsi formee demeurant en
contact permanent avec le métal fondu, pendant que la pompe
est immergée, il est possible d'alimenter la pompe par
l'intermediaire de ce conduit horizontal.
L'objet de l'invention est donc une pompe electro-
magnetique à conduction pour metaux fondus presentant des
impuretés, immergeable dans lesdits metaux fondus, enrobee
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dans un bloc de matière réfractaire inerte à l'egard desdits
métaux fondus et comportant au moins deux circuits magnétiques
distincts et deux conduits communiquant entre eux:
- un premier circuit magnétique comportant un bras horizontal,
doté d'un entrefer,
- au moins un deuxième circuit magnétique fermé, doté d'une
bobine d'alimentation,
- un premier conduit ascendant, traversant l'entrefer du
premier circuit magnétique, vertical dans l'entrefer et au
voisinage de celui-ci,
- un deuxième conduit horizontal débouchant d'un côté du bloc
réfractaire dans la partie immergeable de celui-ci et coupant
le premire conduit dans l'entrefer du premier circuit
magnétique, enlacé par le deuxième circuit magnétique,
parcouru par un courant électrique qui est induit par ledit
d~uxième circuit magnétique et qui se ferme dans le métal
fondu,
caractérisée en ce que le deuxième conduit horizontal débouche
à ses deux extrémités opposées dans la partie immergeable du
bloc de matière r`efractaire et en ce que ledit deuxième
conduit est perpendiculaire au bras horizontat du premier
circuit magnétique.
La partie ascendante du conduit de pompage peut égale-
ment commencer à la hauteur du deuxième conduit horizontal,
la partie inférieure du conduit de pompage étant supprimée.
L'alimentation de la pompe s'effectue alors entièrement par
la spire de conduction.
L'intérêt de la p~ésente invention apparaltra mieux
dans la description qui va suivre de trois exemples décrits
à titre non limitatif, en référence à
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La figure 1 representant en perspective un premier
dispositif conforme à l'invention.
La figure 2 representant en coupe le meme dispositif.
La figure 3 representant èn perspective un deuxieme
dispositif conforme à l'invention.
La figure 4 representant en perspective un troisième
dispositif conforme à l'invention, assurant un pompage tres
energique.
La figure 1 represents une vue en perspective de la
pompe conforme à l'invention à travers le bloc de ma~ière
refractaire 10.
Cette pompe comprend deux circuits magnetiques. Un
premier circuit magnetique 3, dote d'un bras horizontal 12
est muni d'un entrefer 2. Un deuxième circuit magnetique 5
entièrement distinct du precedent comporte un bras horizontal
13 depourvu d'entrefer. Ainsi que l'indique la figure 1, ce
deuxième circuit magnetique 5 est vertical et situe dans un
plan parallèle au bras horizontal 12. Une bobine 6 cree dans
ce deuxième circuit 5 un champ magnetique. Le conduit de
pompage 1 traverse l'entrefer 2 du premier circuit magnétique
3 et se trouve dispose verticalement dans l'entrefer 2 et au
voisinage de celui-ci. Enfin un conduit horizontal 7 perpen-
diculaire au hras 12 traverse celui-ci dans l'entrefer 2, de
sorte que ce conduit horizontal 7 comporte une partie commune
avec le conduit de pompage 1 et communique avec celui-ci. Le
conduit horizontal 7 est entoure par le circuit magnetique 5
et lui est perpendiculaire. Le conduit horizontal 7 debouche
à ses deux extremites dans la partie immergeable du bloc 10.
De sorte que lorsque la pompe est en service, le conduit 7
se remplit entièrement de metal fondu. Un courant electrique
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induit dans le conduit 7 par le champ magnétique du circuit
5, va se fermer dans le metal fondu. Dans le cas de la
figure 1 une bobine 4 cree un champ magnetique dans le premier
circuit magnetique 3. Ce champ magnetique traverse l'entrefer
suivant une direction horizontale, perpendiculaire au conduit
7. Le courant de conduction que le deuxième circuit magnetique
5 a induit dans le conduit 7 sera donc perpendiculaire au
champ magnetique cree dans l'entrefer. Il va donc apparaitre
dans l'entrefer une force verticale tendant à faire monter le
metal fondu dans le conduit de pompage. Les phases des deux
bobines 4 et 5 sont ajustees par ailleurs de façon à obtenir
dans l'entrefer 2, la force de pompage maximale.
La figure 2 est une vue en coupe du bloc de matière
refractaire 10 au niveau de l'entrefer 2. Le conduit hori-
zontal 7 rectiligne est parcouru par le courant electrique
represente par les courbes flechees 14 et 15. Ce courant
est induit par le circuit magnetique 5.
Lorsque le conduit horizontal 7 presente une structure
sensiblement symetrique par rapport au bloc refractaire 10,
les lignes de courant electrique se repartissent de fac,on
sensiblement egale de part et d'autre du bloc re~ractaire
pour donner naissance dans le premier circuit magnetique 3 à
des champs magnetiques induits de sens contraire dans les
deux colonnes du circuit magnetique 3, qui se composent et
s'ajoutent dans l'entrefer 2.
La figure 3 represente le dispositif de pompage
precedent dans lequel la bobine d'alimentation 4 a éte supprimee.
En effet, les lignes de courant 14 et 15 fournissent par
induction un champ magnetique dans le premier circuit magne-
tique 3 et il peut être superflu de lui superposer le champ
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induit par une bobine telle que 4. La pompe n'est plusalimentee que par la bobine 6 qui cree par effet de
transformateur les courants électriques qui circulent
dans la spire 7 et dans le bain de métal autour de la pompe.
Par ailleurs, on peut désormais diminuer la reluctance du
premier circuit magnétique en réduisant sa longueur. Un tel
dispositif connait plusieurs utLlisations avantageuses.
L'une d'entre elles concerne le cas d'une pompe d'un métal
très chaud qui contribue à maintenir par sa chaleur tout le
circuit magnétique 3 au voisinage du point de Curie, mais
cependant, au-dessous de celui-ci. Il peut alorsjdevenir
avantageux d'éloigner les bobines encore d'avantage du bain
en vue de simplifier leur refroidissement et il est évident
qu'il vaut mieux n'avoir à allonger qu'un seul circuit
magnétique, celui qui est dépourvu d'entrefer, comme le
circuit 5 et dont la réluctance n'augmente que faiblement
avec sa longueur.
Dans ce cas comme dans le cas precedent, l'alimen-
tation en metal fondu du conduit de pompage est assure par
le conduit horizontal 7. Ce conduit horizontal affecte une
forme rectiligne facilitant son decrassage en cas de depôts.
On note qu'il peut être avantageux que le bloc de mati~re
refractaire soit symetrique, tout au moins dans sa partie
immergee par rapport à un plan vertical passant par son
centre et perpendiculaire au conduit 7.
La figure 4 correspond enfin au cas ou l'on desire
renfercer les performances debit - pression de la pompe -.
On renforce le courant de conduction en ajoutant un nouveau
circuit magnetique 16, dote de sa bobine 17, donnant naissance
egalement à un courant dans le conduit 7. Les deux bobines
6 et 17 agissant en phase donnent naissance dans le conduit
7 à des courants en phase qui s'ajoutent arithmetiquement.
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Dans les dispositifs decrits ci-dessus, le conduit
de pompage 1 est alimente en métal fondu par le conduit
horizontal 7 dans lequel ce metal fondu penètre par la pression
metallostatique resultant du fait que cette partie de la
pompe est immergee dans le bain de metal fondu. Dans
certains cas où l'epaisseur des crasses à la surface du metal
fondu est assez importante, il peut être au contraire
avantageux d'alimenter le conduit de pompage par le fond du
bloc refractaire, le conduit de pompage traverse alors de part
en part le conduit horizontal 7.
Bien que les dispositifs decrits ci-dessus paraissent
être les plus avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention,
on comprendra ~ue diverses modi~ications peuvent être
apportees sans sortir du cadre de l'invention, notamment
lorsque certains elements sont remplaces par d'autres elements
susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une
fonction technique equivalente.
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