Жидкометаллическое токосъемное устройство

 

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее вра щающийся и неподвижный кольцевые электроды, радиальный рабочий зазо между иими, заполненный жидким,ме;таллом , уплотнение для предотвращения выхода жидкого металла из ра . бочего зазора, имеющее канавки, выполненные на боковой поверхности Вращающегося электрода и расположенные под углом к радиальному направлению и paisHOMepHo распределенные по окружности, от лишающеес я тем, что, с целью повышения его надежности и эффективности, оно снабжено плоской газовой опорой, установленной на эластичном в осевом направлении основании прижимающем опору ее несущей плоскостью к боковой поверхности вращаквдегося электрода, плоская газовая опора снабжена уплотняющим кольцом, содержа&шм канавки и установленнБМ с осевым зазо1; ом по отнсяоению к уплотнению .

, (191 (П)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 8 01 R 39/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К

8 (21). 3306933/24-07 ,(22) 25.06.81 (46) 07.08.83. Бюл. В 29 (72) В.В. Харитонов и Г.A. Баранов (53) 621.313 ° 047 69(088.8 ) (56) 1. Бертинов. A.È. и др. Униполярные электрические машины. м.-3I., *"Энергия", 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 729704, кл. Н 01 R 39/30, 1980. (5.4) (57) ЖИДКОИЕТАЛЛИЧЕСКОЕ T0K0- .

СЪЕМНОЕ CTPORCTBO, содержащее âðà щающийся и неподвижный кольцевые электроды, радиальный рабочий зазор между ними, заполненный жидким ме-, :таллом, уплотнение для предотвра; щения выхода жидкого металла из ра.бочего зазора, имеющее канавки, выполненные на боковой поверхности вращающегося электрода и расположенные под углом к радиальному направлению и равномерно распределенные по окружности, о т. л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьааення

eio надежности и эффективности, оно снабжено плоской газовой опорой, установленной на эластичном в осеВом направлении основании, прижимающем опору ее несущей плоскостью к боковой поверхности вращающегося электрода, плоская газовая опора снабжена уплотняющим кольцом, содержащим канавки и установленным с осе;вым зазором но отношению к уплотне- Я нию.

1034104

Изобретение относится к коммута ции вращающихся электрических контактов и может быть использовано в униполярных машинах и турбогенераторах с контактными кольцами на роторе.

Известны жидкометаллические токосъемные устройства (ЖТУ) кольцевого .типа, предназначенные для передачи тока с вращающейся части на неподвижную в униполярных машинах (1(10

Для повышения линейной скорости вращения в скользящем контакте ЖТУ применяют разного рода отбойники, ловушки и уплотнения, предотвращающие выход жидкого металла из рабочего зазора.

Наиболее близким к предлагаемому является ЖТУ кольцевого типа с уплотнением, имеющим расположенные под углом к радиальному направлению канавки, выполненные на боковой поверхности подвижного электрода и . прилегающей к нему с зазором цо«. верхности уплотняющего элемента в виде крышки кожуха, герметично соединенного с неподвижным электродом f2).

Эффективность такого уплотнения зависит от величины зазора между канавками подвижного электрода и уплотняющего элемента. Оптимальный зазор определяется скоростью вращения подвижного электрода, его диаметром и геометрией канавок. На практике этот расчетный зазор мо" жет измеряться величиной, намного меньше допустимой по условиям сборки и изготовления конструктивных элементов. Кроме того, при работе машины за счет свободного хода валов в подшипниках он может изменять- 40 ся. Это снижает эффективность уплотнения и надежность токосъемного устройства.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности токосъем- 4 ного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что у элемент выпол-. нен в виде кольца, закрепленного на плоской газовой опоре, установленной на эластичном в осевом направле" . нии основании, прижимающем опору ее несущей плоскостью к боковой по.верхности вращающегося электрода.

На чертеже показана приципиальная схема жидкометаллического токосъемного устройства.

Устройство содержит вращающийся

l и неподвижный 2 кольцевые электроды. Рабочий зазор 3 между ними заполняется жидким металлом, удержи- аО ваемым в нем центробежными силами при вращении электрода 1. С обеих сторон электрода 1 нахопятся уплотнения 4, имеющие расположенные под углом к радиальному направлению 65 канавки 5, выполненные на боковых поверхностях вращающегося электрода и прилегающих к ним поверхностям уплотняющих колец б, закрепленных на плоских газовых опорах 7, установленных на эластичных основаниях 8 (напромер, на резине), прижимающих опору ее несущей плоскостью к боковой поверхности вращающегося электрода.

Собственно газовая опора представляет собой пустотелое кольцо прямоугольного сечения, во внутреннюю полость которого (камеру наддува) извне от напорного устройства (входные каналы в камеру наддува не показаны) подается газ ° Этот газ выходит из.опоры через сопла (отверстия малого диаметра, выполненные на обращенной к подвижному электроду поверхности опоры несущей плоскости) и образует между прилегающими поверхностями подвижного электрода и опоры тонкий смазочный слой определенной толщины. Отработанный газ выводится из внутренней полости токосъемного устройства через какие-либо каналы в его корпусе (каналы не показаны).

При сборке жидкометаллического токосъемного устройства крышки 9 прижимают к неподвижному электроду так, что газовые опоры вплотную упираются в электрод 1. При этом между ним и уплотняющим кольцом 6, :.в зоне расположения вышеупомянутых канавок образуется зазор необходи мой величины, определяемой условиями ,надежной работы уплотнения.

Устройство работает следующим образом.

При неподвижном электроде 1 во внутреннюю полость опоры от внешнего напорного устоойства подается гаэ под опоеделенным избыточным давлением. При этом опооа "всплывает" на газовой смазке т.е. ее несущая плоскость отходит от прилегающей поверхности злектоода 1. Отжатие опоры от электрода 1 с помощью газовой смазки возможно благодаря тому, что основание 8 (резина) выполнено упругим в осевом направлении. Затем электрод 1 приводится ао вращение, в зазор 3 подается жидкий металЛ, и жидкометаллическое токосъемное устройство начинают эксплуатироватв под нагрузкой.

Толщина смазочного газового слоя в опоре весьма мала (десятки микрон), поэтому образованный при сборке зазор между электродом 1 и кольцом 6 в зоне расположения уплотняющих канавок практически сохраняет свою величину и при вращейии электрода. Более того, при возможных осевых смещениях электрода 1 при его вращении опора автоматически выдерживает эа-„

1034104

Редактор Е. Лушникова Техреду. Кастелевич Корректор А.Повх

Заказ 5б36/55 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 данный в уплотнении зазор благода а осевому усилию нажатия на нее упругого основания 8. Таким образом, поскольку опора жестко связана с уплотняющим кольцом б, зазор в уплотнении остается практически неизмен- 5 ным и заданной величины в любых условиях работы вращающегося электрода.

Автоматическое регулирование .зазора в уплотнениях с помощью газовой опоры.при вращении подвижного 10 .электрода и возможном его осевом смещении при работе повышает эффективность уплотнения благодаря сохранению оптимального зазора между канавками при любом зазоре между электродами. Следствием этого является повышение надежности жидкометаллического токосъемного устройства.

Кроме:того, упрощается конструкция благодаря менее жестким требованиям к величине осевых зазоров между электродами. В результате упрощаются сборка машины и ее эксплуатация, расширяется область применения жидкометаллического токосъемного устройства рассматриваемого типа.

Применение предлагаемого устройства перспективно в крупных машинах, в которых технически сложноустановить малые зазоры между подвижными и неподвижными канавками уплотнения другими способами.