【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁泵，具体涉及一种电磁泵及一种应用于电磁泵的优化方法。
技术介绍
1、电磁泵在输送液态金属的应用上，有着非常大的优势，但是，由于电磁泵输送液态金属的效率极低，导致大量的电能被浪费，使设备的运行成本增大。因此，提高电磁泵的效率对降低设备的运行成本有着显著的作用。
2、现有技术中，为了解决电磁泵效率极低的问题，一种电磁泵铁芯专利(cn202311588280.8)提出了采用有取向硅钢片的内铁芯结构，提高了铁芯的磁导率，降低了铁损，从而提高电磁泵的效率，但该方式由于有取向硅钢片的工作温度限制(有取向硅钢片的温度需控制中100℃以下)和内定子铁芯1的位置结构，仅能应用于常规液体的输送，不适用于高温液态金属的输送，尤其是超高温液态金属液体的输送。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中，电磁泵输送高温液态金属效率极低的技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：
2、一种电磁泵，包括自内向外依次同轴设置的内定子铁芯、第一隔热层、第一不锈钢管、第二不锈钢和第二隔热层，其中，所述第一不锈钢管和第二不锈钢管之间间隔设置且所述第一不锈钢管和第二不锈钢管之间形成容纳流体通过的泵沟；所述第二隔热层外侧设有绕组、冷却管路和数个外定子铁芯，所述外定子铁芯沿电磁泵径向方向均匀设置，所述绕组绕设在所述第二隔热层外周；每个所述外定子铁芯沿轴向呈锯齿状设置，任意相邻的两个锯齿之间形成容纳槽，所述绕组恰好置于所述外定子铁芯对应的容纳槽内；所述冷却管路设置在所述绕组与
3、优选的，所述内定子铁芯呈圆柱形设置。
4、所述外定子铁芯由有取向硅钢片拼叠而成。
5、所述有取向硅钢片的轧制方向为电磁泵的径向方向。
6、优选的，所述的外定子铁芯数量为六个。
7、所述冷却管路为铜管，所述冷却管路接入冷却循环系统。
8、进一步的，所述冷却管路缠绕在所述第二隔热层的外壁上，且当所述冷却管路的缠绕途径所述外定子铁芯时，所述冷却管路从所述容纳槽穿过；所述冷却管路置于所述容纳槽内，且所述冷却管路的外壁设置在所述绕组与所述第二隔热层之间。
9、进一步的，所述冷却管路包括数条并联设置的冷却支路，每条所述的冷却支路接入总管路，所述总管路上设有循环泵，以形成冷却循环回路；所述冷却支路与所述外定子铁芯的数量一致，每一冷却支路围绕一外定子铁芯设置，用于给外定子铁芯降温。
10、进一步的，每一所述冷却支路逐一穿过所对应的外定子铁芯的所有容纳槽，且所述冷却支路位于所述绕组与所述第二隔热层之间。
11、在每条所述冷却支路的入口端设有流量控制阀，每一所述外定子铁芯附近设有热电偶，所述热电偶靠近所述冷却支路的进口端。
12、所述冷却管路的设计参数通过遗传算法结合有限元模型进行优化选择。
13、所述冷却管路的设计参数包括冷却管路的管路长度、管径宽度、管壁厚度以及冷却管路内冷却液体的流速。
14、所述冷却管路的设计参数通过遗传算法结合有限元模型进行优化选择包括以下步骤：
15、s1：以外定子铁芯的温度作为优化选择的基本约束条件，所述基本约束条件作为遗传算法迭代终止的依据；
16、s2：对遗传算法的模块进行设置；
17、s3：根据电磁泵设计方案的设计尺寸参数，选取所述冷却管路的设计参数作为遗传算法的优化变量参数，设置所述冷却管路设计参数的初始值，建立电磁泵的有限元模型；
18、s4：通过步骤s3建立的有限元模型，计算得到外定子铁芯温度；
19、s5：判断将步骤s4计算得到的外定子铁芯的温度是否满足步骤s1设定的基本约束条件；
20、若外定子铁芯的温度满足步骤s1设定的基本约束条件，结束计算，输出此时对应冷却管路的设计参数作为优化选择后最终的优化变量参数；
21、若外定子铁芯的温度不满足步骤s1设定的基本约束条件，更新遗传算法的优化变量参数，通过有限元模型重新计算外定子铁芯温度，直至有限元模型输出的外定子铁芯温度满足基本约束条件，计算结束，输出此时对应冷却管路的设计参数作为优化选择后最终的优化变量参数。
22、所述遗传算法的模块包括最大迭代次数、初始种群数。
23、本专利技术具有以下优点：
24、(1)本专利技术外部铁芯定子由有取向硅钢片拼叠而成，提高了外定子铁芯的磁导率，并降低了铁损，提高了环形线性感应电磁泵的效率，配备的液冷系统，进一步地扩大了有取向硅钢片外定子铁芯的应用范围，使其能够应用于高温液态金属的输送。
25、(2)同时，本专利技术通过巧妙地设置冷却循环系统的位置及形态，使冷却管路实现同时与绕组、外定子铁芯、第二隔热层接触，冷却管路不仅可实现给外定子铁芯降温，使外定子铁芯的温度控制在100℃以下，达到最大的磁导率，同时，该冷却管路也与绕组接触，可避免因绕组在长时间工作后温度上升，导致的电磁泵效率降低；更进一步的，冷却管路与第二隔热层接触，可降低第二隔热层的设计厚度，第二隔热层厚度降低，进一步提高了环形线性感应电磁泵的效率，以上三种有益效果相结合，使该电磁泵的效率极大地提高，不仅进一步地扩大了有取向硅钢片外定子铁芯的应用范围，还使其能够应用于高温液态金属的输送。
26、(3)本专利技术提供的电磁泵技术方案，通过增设第一隔热层和第二隔热层，有效地隔绝了输送的高温液体的温度对外定子铁芯和内定子铁芯影响，使该电磁泵可用于输送高温金属液体，填补了在电磁泵输送高温液体金属领域应用的空白。
27、(4)本专利技术通过遗传算法和有限元模型相结合的方法计算冷却管路的相关参数，遗传算法通过种群搜索和遗传操作，可以有效地避免局部最优解，具有较强的全局搜索能力，无需具体的数学模型，求解复杂的优化和组合问题。
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1.一种电磁泵，其特征在于，包括自内向外依次同轴设置的内定子铁芯、第一隔热层、第一不锈钢管、第二不锈钢管和第二隔热层，其中，所述第一不锈钢管和第二不锈钢管之间间隔设置且所述第一不锈钢管和第二不锈钢管之间形成容纳流体通过的泵沟；所述第二隔热层外侧设有绕组、冷却管路和数个外定子铁芯，所述外定子铁芯沿电磁泵径向方向均匀设置，所述绕组绕设在所述第二隔热层外周；每个所述外定子铁芯沿轴向呈锯齿状设置，任意相邻的两个锯齿之间形成容纳槽，所述绕组恰好置于所述外定子铁芯对应的容纳槽内；所述冷却管路设置在所述绕组与所述第二隔热层之间并与所述外定子铁芯的接触，所述铜管用于给外定子铁芯、绕组以及第二隔热层降温。
2.根据权利要求1所述的一种电磁泵，其特征在于，所述外定子铁芯由有取向硅钢片拼叠而成。
3.根据权利要求2所述的一种电磁泵，其特征在于，所述有取向硅钢片的轧制方向为电磁泵的径向方向。
4.根据权利要求1所述的一种电磁泵，其特征在于，所述冷却管路为铜管，所述冷却管路接入冷却循环系统。
5.根据权利要求1所述的一种电磁泵，其特征在于，所述冷却管路缠绕在
6.根据权利要求1所述的一种电磁泵，其特征在于，所述的外定子铁芯数量为六个。
7.一种应用于权利要求1-6任一所述的电磁泵的优化方法，其特征在于，所述冷却管路的设计参数通过遗传算法结合有限元模型进行优化选择。
8.如权利要求7所述的优化方法，其特征在于，所述冷却管路的设计参数包括冷却管路的管路长度、管径宽度、管壁厚度以及冷却管路内冷却液体的流速。
9.如权利要求7所述的优化方法，其特征在于，所述冷却管路的设计参数通过遗传算法结合有限元模型进行优化选择包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的优化方法，其特征在于，所述遗传算法的模块包括最大迭代次数、初始种群数。
...【技术特征摘要】
1.一种电磁泵，其特征在于，包括自内向外依次同轴设置的内定子铁芯、第一隔热层、第一不锈钢管、第二不锈钢管和第二隔热层，其中，所述第一不锈钢管和第二不锈钢管之间间隔设置且所述第一不锈钢管和第二不锈钢管之间形成容纳流体通过的泵沟；所述第二隔热层外侧设有绕组、冷却管路和数个外定子铁芯，所述外定子铁芯沿电磁泵径向方向均匀设置，所述绕组绕设在所述第二隔热层外周；每个所述外定子铁芯沿轴向呈锯齿状设置，任意相邻的两个锯齿之间形成容纳槽，所述绕组恰好置于所述外定子铁芯对应的容纳槽内；所述冷却管路设置在所述绕组与所述第二隔热层之间并与所述外定子铁芯的接触，所述铜管用于给外定子铁芯、绕组以及第二隔热层降温。
2.根据权利要求1所述的一种电磁泵，其特征在于，所述外定子铁芯由有取向硅钢片拼叠而成。
3.根据权利要求2所述的一种电磁泵，其特征在于，所述有取向硅钢片的轧制方向为电磁泵的径向方向。
4.根据权利要求1所述的一种电磁泵，其特征在于，所述冷却管路为铜管，所述冷却管路接入冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：国科中子能青岛研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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