Жидкометаллическое токосъемное устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ. Союз Советских

Социалистических

Республик Ы»»» »3 » — — ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030577 (21) 2481093/24-07 с присоедикеиием заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 250480.Бюллетень Ì9 15

Дата опубликования описания 280480 (я)М. КЛ.2

Н 01 R 39/30

Н 02 К 31/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 3 . .047 ° (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г,A. Баранов и В.М. Ильин

\ (11) Заявитель (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение касается коммутации вращающихся электрических контактов и может быть использовано в униполярных машинах и турбогенераторах. 5

Известны жидкометаллические токосъемные устройства кольцевого типа, предназначенные для передачи тока с нращающейся части на неподвижную в униполярных генераторах (1). t0

Кольцевые жидкометаллические токосъемные устройства без специальных цирк уля ционных к онт урон удовлетворительно работают при сравнительно небольших линейных скоростях вращающе" гося электрода, порядка 50 м/сек.

Известно также жидкометаллическое токосъемное устройство, являющееся наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату (2).

Такое устройство содержит вращающийся электрод и неподвижный электрод, связанный с внешним жид" костным контуром через систему отво- gg дящих и подводящих каналов. Для предотвращения вытекания жидкого металла в неконтактный зазор в известном устройстве использованы газовые потоки, направленные навстречу его дви-30 жению с помощью лопаток, изогнутых по ходу вращения.

Основ ным недостатк ом указ анн ого устройства является наличие газонапорной системы, которая в какой-то мере удерживает жидкий металл на внутренней понерхности неподвижного электрода, но и способствует захвату и выносу его из зоны контакта между вращающимся электродом и кольцевым кожухом Г-образного сечения. Следовательно, в гаэонапорной системе должны быть предусмотрены специальные устройства для очистки газа от жидкого металла, а также постоянная или периодическая подпитка металлом то" косъемного устройства.

Цель изобретения — повышение надежности устройства эа счет предот. вращения утечек жидкого металла и обеспечение самоциркуляции его no замкнутому контуру.

Это достигается тем, что на внутренних боковых поверхностях неподвижного электрода в зоне между отводящими и подводящими каналами, соединенными с внешним контуром и на боковых понерхно» тях нращающегося электрода, выполнены пазы, которые распо729704 ложены под углом к радиальному направлению и наклонены в сторону вращения на неподвижном электроде и с противоположным наклоном на подвижном электроде, а рабочая поверхность электродов покрыта электрон з оляцией .

На чертеже показана принципиальная схема жидкометаллического токосъемного устройства.

Токосъемное устройство содержит вращающийся электрод 1, неподвижный электрод 2 и замыкающий их жидкий металл. Отводящие каналы 3 соединены с подводящими каналами 4 внешним контуром, содержащим, например, теплообменник 5 и вентили б. На боковых стенках вращающегося электрода 1 и внутренних боковых станках 7 неподвижного электрода 2 в зоне между отводящими 3 и подводящими 4 каналами выполнены одинаковые пазы 8 под углом к радиальному направлению, при- 20 чем на неподвижном электроде 2 с наклоном в сторону вращения (показаны штрих — пунктирными линиями), а на подвижном; электроде 1 — в противоположную сторону. Для уменьшения элект- р рических потерь от коротко-замкнутых токов область поверхностей электродов, образованная пазами 8 и выступами 9, покрыта электроизоляцией.

Токосъемное устройство работает сл едующим обр аз ом.

Известно, что при вращении жидкости между вращающимися и неподвижными поверхностями образуются два пограничных слоя . В пограничном слое около вращающейся поверхности происходит ускорение жидкости с появлением радиальных потоков, направленных от центра к периферии, а в пограничном слое у неподвижной стенки — торможение с радиальными потоками от пери- 40 ферии к центру. При определенных скоростях вращения это приводит к нарушению жидкометаллического контакта.

Наличие пазов и выступов на подвижчом и неподвижном элементах устрой- 4 ства способствует турбулизации потока, усилению вихревого взаимодействия между двумя пограничными слоями.

Направление же выступов на неподвижном элементе выбрано таким образом, что срывающиеся с подвижных выступов вихри жидкости приобретают около неподвижной стенки радиальную составляющую скорости, .направленную от центра к периферии, что приводит к выравниванию радиального градиента давления по зазору, и благодаря э=ому устраняется причина выхода жидкого металла из эоны контакта.

Эффективность работы устройства и величина развиваемого им давления зависят от величины зазора между вращающимся и неподвижным электродами, от скорости вращения, ширины, образованной пазами и выступами зоны, а также от количества, глубины и угла наклона пазов и выступов .

Развиваемый данным устройством напор достаточен для осуществления с амоци рк ул яции жидк ого металла по замкнутому контуру. Для охлаждения металла и регулирования расхода в цепи контура могут быть предусмотрены теплообменник и вентили.

Для работы устройства не имеет принципиального значения, какая из поверхностей вращается — внутренняя или наружная. Направление оси вращения также может быть любым. Следовательно, устройство может быть выполнено и с наружным элементом вращения и может отличаться от указанного на чертеже только тем, что подводящие и отводящие каналы выполнены на внутреннем элементе.

Формул а и з о бр ет ени я

Жидкометаллическ ое ток осъемное устройство, содержащее вращающийся электрод и неподвижный электрод, связанный с внешним жидкостным контуром через систему отводящих и подводящих каналов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет предотвращения утечек и обеспечения самоциркуляции жидкого металла по замкнутому контуру, на внутренних боковых поверхностях электродов в зоне между подводящими и отводящими каналами выполнены пазы, которые расположены под углом к радиальному направлению и наклонены в сторону вращения на неподвижном электроде и в противоположную сторону на подвижном электроде, а рабочая поверхность электродов покрыта электроизоляцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 371644ю кл. H 01 R 39/30с 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 389589, кл. H 01 R 39/30, 1971, 729704

Составитель М. Кузнецова

Техред О.Андрейко Корректор Н. Шароши

Редактор Л. Ляшкова

Эаказ 1295/47

Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ 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