Жидкометаллическое токосъемное устройство для униполярной электрической машины

 

М. А. Гольдштик, Ю, П, Глазков, В, Н. Москвичева, Q. А. Парм и Г. Н. Перельштейн (72) Авторы изобретения

Инстнтут теплофизики Сибирского отделения

AH СССР (7l) Заявитель (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ TOKOCЪЕМ НОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УНИПОЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится i электротехнике, в частности к токосъемным устройствам для уннполярных машин постоянного тока, которые применяются в качестве источников питания и тех случаях, когда требуются болыпне постоянные токи при откосительно низком напряжении, а так- же в качестве электропрнвода на судовых установках, для прокатных станов, больших насосов, вентиляторов н т,д.

Известны жидкометаллические токосъемные устройства кольцевого типа, предназначенные для передачи тока с вращающейся части на неподвижную и уннпо15 лярных генераторах. В этих устройствах имеются коаксиально расположенные наружное и внутреннее контактные кольна, кольцевой зазор между которымн заполнен жидким металлом и представляет собод токопередающув камеру, соединенную с внешней циркуляционной системой. Миркуляцня жидкого металла осуществляется через систему подводящих и отводящих каналов, расположенных в неподвижном контвктном кольае (13 .

В подобных устройствах равномерное распределение жидкого металла и удержанне его в токопередающей камере обеспечивается за счет силы трения и центробежных снл, возникающих при вращении подвижного контактного кольца.

Известно также токосъемное устройство для униполярного генератора, являющееся наиболее близким к описываемому (2) . В атом устройстве вращающийся электрод представляет собой кольцо прямоугольной формы, выступающее над цилиндрической поверхностью ротора. Его охватывает неподвижный . электрод, расположенный на статоре. Неподвижный электрод имеет кольцевые отбойники, направленные в сторону торцовых поверхностей вращающегося алектрода, кольцевые камеры и дренажные каналы для сбора и дренажа жидкого металла, вытекающего

as токопередающей камеры, систему подводящих жидкий металл каналов, состоя244 1

70 щих на осевыХ и радиальных участков, и систему отводящих жидкий металл каналов, расположенных на торцовык поверхностях неподвижного электрода. Подача жидкого металла в токопередающую камеру иэ активной циркуляпнонной системы проиэводится прн вращающемся роторе. Под действием силы трения и центробежных сил в токопередающей камере обраэуется жндкометаллическое вращающееся кольпо. Вытеснению жидко го металла от центробежных н электродннамических снл ив токопередающей каме ры и осевом направления вдоль поверхности неподвяжного электрода препятствуют кольпевые отбойникн, благодаря чему в камере поддерживается определенное давленне жидкого металла, обеспечивающее хороший электрический контакт между не:подвижныМ а вращающимся электродами.

Небольшая утечка металла черев эавор между отбойннками а торцовой поверхностью вращаЮщегося электрода улавливается в колЬйевых камерах и дренажиру- . ется йо каналам и сливной бак.

Радиальное расположение каналов, черев которые" пря оптнмальном расходе жядкий металл поступает в токопередающую камеру, позволяет сформировать, жидкометаллическое вращающееся кольцо, обесдечнвающее прохожденяе тока между электродами, только прй номинальной частоте вращения ротора. Это не дает воэможности нспольэовать данную конструкцию токосъема при приемлемой для нормальной работы расходе жндкоГ<;. металла в двигательном режиме работы машяны, когда необходнмо обеспечить электрнческий контакт при неподвнжном роторе, а также в режимах работы машины с широкой регулировкой частоты вращения, Целью нэобретения является сокращение расхода жидкого металла при формировании жидкостного вращающегося коль° па, обеспечивающего электрический контакт между неподвяжным и вращакнпимся электродаии уннполярной машины не толь " ко в режиме работы генератора, но и в режиме работы двнгателя, т.е. при не . подввкиом роторе машины.

Поставленная aeiu достигается sa счет того, что входные каналы, соединяющне токопередающую камеру с кольцевым коллектором, выполнены в виде шелн и направлены по касательной к цилиндрической поверхностн подвижного электрода в сторону его вращения. 4

На фнг. 1 представлена конструктивная схема токосъемного устройства; на фиг.

2 — раэреа А-A фиг. 1.

Неподвижный электрод 1 охватывает вращающяйся электрод 2, представляющий собой прямоугольное кольцо, выступающее над цилиндрической поверхностью ротора. Кольцевой зазор между электродамн, ограниченный кольпевыми отбойниками 3, р эаполняется жидкнм металлом и tlpeAGTas ляет собой токопередающую камеру 4. На ,неподвижном электроде 1 расположены камера 5 сбора и дренажа протечек жидкого металла, кольцевые коллекторы 6 и s 7, система подводящих 8 (см. фиг. 2) и отводящих 9 (см. фиг. 1) жидкий металл каналов и каналы 10, свяэывающие токосъемное устройство с внешней циркуляпнонной системой.

Токосъемное устройство работает следующим образом.

Жидкий металл поступает as внешней цнркуляпионной системы в кольцевой коллектор 6 через каналы 10. Подача его в токопередающую камеру осуществляется под давлением as коллектора 6 череэ щеле вые наклонные каналы 8. 3а счет кяпетиче ской энергии струй жидкого металла, вытекающего из этих каналов, в токопередавщей

30 камере 4 образуется вращающееся жидко металлическое кольцо, Выплескивайию металла ив камеры препятствуют кольцевые отбойники 3, в ревультате чего в камере поддерживается определенное давление, обеспечнвающее хороший электрическяй, контакт между электродамн. Жидкий ме. талл во внешнюю пиркуляпионную снсте; му воэвращается через каналы 9 й.коль цевые коллекторы 7.

Формула ивобретення

Жндкометаллнческое токосъемное yew

45 ройство для уннполярной электрической машины, .содержащее наружный неподвижный электрод, охватывающий внутренннй подвижвий цилиндрический электрод, а то50 копередающую камеру в виде кольцевого ваэора между электродами, ограниченного с боков кольпевымя полостями каплевидной формы, торцовыми лабнрннтными уплотнителями и ааполненного жидким ме55 таллом, при етом камера соединена с кольцевым коллектором и внешней активной циркуляционной системой череэ вход -ные каналы, расположенные равномерно по окружности цилиндрической поверхнос5 70 ти неподвижного электрода, о т л и ч а ющ е е с я тел, что, с целью сокращения расхода жидкого металла прн формирова» нии жидкостногî вращающегосч кольца для електрического контакта меищу влектродами при непоцвижном роторе машийы,", входные каналы, соединяющие токопередающую камеру с кольцевым коллектором, выполнены в вице щели I направлены па,„

2441

6 касательной к цилиндрической поверхносч подвижного електрода в сторону его spa- щения, Источники информаци», s принятые во внимание при експертиее

1. Авторское свидетельство СССР

М 416796, кл. Н 01 Я 39/30, 1971.

2. Патент США М 3311936, кл. 310-178, 196SСоставитеж М. Куенецова

Редактор B..Фельдман Техред, Э Чужик; К4рректор g), М акаренко

Эакав 7601/49 Тираж Е23 Подписное

ИНИИПИ Государственного кемнтета СССР по делам иеобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д.,4/8

Филиал ППП Патент, г. Уиа"ород, ул. Проектная, 4