Устройство жидкометаллического токосъема турбогенератора

 

Использование: электромашиностроение . Сущность изобретения: вращающиеся контакты установлены на конце вала турбогенератора и взаимодействуют с невращающимися контактными кольцами, закрепленными в герметизированном корпусе. Корпус имеет возможность перемещения вдоль вала, отслеживая температурные удлинения вала. Внутренняя полость корпуса заполнена инертной средой и уплотнена по валу магнитожидкосгным уплотнением. В качестве узла компенсации осевых перемещений вала использована осевая нажимная пружина и магнитная система магнитной подушки в виде двух кольцевых соосных встречно намагниченных магнитов, один из которых связан с валом, другой - с корпусом . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 01 R 39/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 (л) ! Ь

lQl Ц »

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713728/07 (22) 03.07.89 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения

Харьковского завода "Электротяжмаш" им, В,И,Ленина (72) B.B.Êóçüìèí, А.В Маркевич, П.Г.Урасов и Ю.А.Поддубный (53) 621.3.047 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 729706,, кл,,Н 01 R 39/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 389589; кл. Н 01 R 39/30, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 498677, кл. Н 01 R 39/30, 1974, Изобретение относится к электромашиностроению и касается создания вращающихся токосъемников с жидкостными контактами для турбогенераторов, Известно жидкометаллическое токосъемное устройство, в котором вращающееся кольцо с контактными выступами охватывается невращающимся кольцом, в котором образованы камеры сбора протечек с торцевыми уплотнения, в которые входят уплотнительные выступы на вращающемся кольце, Недостатком конструкции является ее неработоспособность при осевых перемещениях ротора. Вследствие этого устройство не может быть использовано в турбогенераторах, поскольку в процессе работы общий валопровод турбина — генера„„. Ж „„1734155 А1 (54) УСТРОЙСТВО ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТОКОСЪЕМА ТУРБОГЕНЕРАТОРА (57) Использование: электромашиностроение. Сущность изобретения; вращающиеся контакты установлены на конце вала турбогенератора и взаимодействуют с невращающимися контактными кольцами, закрепленными в герметизированном корпусе, Корпус имеет возможность перемещения вдоль вала, отслеживая температурные удлинения вала. Внутренняя полость корпуса заполнена инертной средой и уплотнена по валу магнитожидкостным уплотнением. B качестве узла компенсации осевых перемещений вала использована осевая нажимная пружина и магнитная система магнитной подушки в виде двух кольцевых соосных встречно намагниченных магнитов, один из которых связан с валом, другой — с корпусом. 1 ил. тор из-за нагрева испытывает осевое смещение в районе токосъемника порядка десятков миллиметров.

Известно жидкометаллическое контактное устройство, в котором вращающееся кольцо располагается внутри невращающегося, внутренняя полость которого соединяется с помощью подводящих и отводящих каналов с газонапорным устройством, и на внутренней поверхности невращающегося кольца выполнены аксиальные подводящие каналы, над каждым из которых установлены на ребро направляющие лопатки, изогнутые по ходу вращения и помещенные в

Г-образный кожух. Недостатком такой конструкции является ее сложность, обусловленная наличием газонапорного элемента, 1734155 а также низкая надежность, определяемая магниты 12, обращенные друг к другу однонедолговечностью механического уплотне- именными. полюсами,. которые располагания вала при больших окружных скоростях ются на торцевых поверхностях магнитов. на его поверхности. По оси вала между корпусом 3 и кожухом 10

Наиболее близким по технической сущ- 5 установлена пружина 13, ности является устройство жидкометалли- Устройство работает следующим обраческого токосъема турбогенератора, в кото- зом. ром невращающи ющиеся кольца, охватываю- После выхода ротора турбогенератора щие вращающиеся, размещены в корпусе, на номинальную частоту вращения в колькоторый снабжен торцевым масляным уп- 10 цевые полости невращающихся контактных лотнением вала и имеет возможность отсле- колец 4 подается жидкий металл. Гидродиживать осевые перемещения вала. намические уплотнения 5 препятствуют

Недостатком такой конструкции явля- просачиванию его во внутерннюю полость ются сложность и низкая надежность, обус- токосъемника по зазорам между невращаюловленные наличием системы подачи и 15 щимися 4 и вращающимися контактными слива масла, а также неизбежным замасли- кольцами 2, Пружиной 13 корпус токосъемванием внутренней полости токосъемника ника 3 поджимается к валу 1 до уравновешииз-за проникновения паров и аэрозолей вания силы пружины и отталкивающей силы масла во все внутренние полости токосъем- между одноименными полюсами магнитов ника, в том числе и непосредственно в зону 20 12. Внутренняя полость токосъемника герконтакта. метизируется магнитожидкостным уплотнеЦелью изобретения является повыше- нием 6 и заполняется инертной средой, ние надежности узла жидкометаллического После выхода энергоустановки турбина — гетокосъема турбогенератора, нератор на рабочий режим происходит проУказанная цель достигается за счет то- 25 грев и удлинение ее общего валопровода, в го, что уплотнение вала выполняется магни- результате чего его консольная часть, на тожидкостным, внутренняя полость корпуса которой расположено токосъемное устройзаполняется инертной средой, а узел ком- ство, перемещается в осевом направлении пенсации осевых перемещений вала вклю- (по стрелке, см, чертеж), Под действием сил чает систему магнитной подушки, усилие 30 магнитной подушки корпус токосъемника 3 которой в статическом режиме уравновеши- также пeðåìåùàåòñÿ вслед за волом по навается нажимной пружиной, установленной правляющим роликам 9. сжимая пру>кину по оси вала между корпусом и кожухом. 13.

Магнитная система магнитной подушки . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я имеет вид двух кольцевых магнитов, обра- 35 Устройство жидкометаллического токощенных друг к другу одноименными полю- съема турбогенератора, содержащее Вра сами, которые расположены на торцевых щающиеся контактные кольца, установповерхностях магнитов, при этом из кольце- ленные на валу со стороны одного из его вых магнитов закреплен на диске вала, вто- торцов, и охватывающие их невращающиерой — на диске корпуса. 40 ся контактные кольца с уплотнением межНа чертеже представлено предлагае- контактного зазора с жидким металлом, мое устройство. закрепленные в герметизированном корпуНа валу 1 со стороны одного из его тор- се, снабженном уплотнением вала и устацов установлены контактные кольца 2, В новленном на элементах качения в корпусе токосъемника 3 расположены не- 45 неподвижном кожухе с возможностью перевращающиеся контактные кольца4,охваты- мещения вдоль оси вала с помощью узла вающие вращающиеся контактные кольца 2 компенсации осевых перемещений вала, кос гидродинамическими уплотнениями меж- торый содержит два соосно установленных контактного зазора 5, Внутренняя полость диска, один из которых соединен с валом, а токосъемника герметизирована магнито- 50 второй — с корпусом и расположен ближе к жидкостным уплотнением 6. Между невра- упомянутому торцу вала, о т л и ч а ю щ ещающимися контактными кольцами 4 и е с я тем, что, с целью повышения надежмагнитожидкостным уплотнением 6 уста- ности работы, указанное уплотнение вала новлен дистанционный элемент 7, при по- выполнено магнитожидкостным, внутренмощи которого образована полость 8, 55 няя полость корпуса заполнена инертной которая заполняется инертной средой. Кор- средой, а узел компенсации осевых перемепус токосъемника 3 установлен на элемен- щений вала дополнительно содержит натах качения 9 в неподви>кном кожухе 10 с жимную пружину и магнитную систему возможностью перемещения вдоль оси ва- магнитной подушки ь виде двух кольцевых ла. На дисках 11 установлены кольцевые магнитов, обращенных друг к другу одно1734155 именными полюсами, которые расположены на торцевых поверхнос ях магнитов, при этом один из кольцевых магнитов закреплен на диске вала, второй — на диске корпуса, а пружина установлена по оси вала между корпусом и кожухом с усилием, уравновешивающим отталкивающую силу между одноименными полюсами магнитов.