Импульсное токосъемное устройство с подвижным жидкометаллическим контактом

 

<»752576

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокзэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву .Ле 520655 (22) Заявлено 14.07.78 (21) 2644074/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —Опубликовано 30.07.80. Бюллетень,% 28

Дата опубликования описания 05.08.80 (51} М K. з

Н 01 R 39 30

H 02 К 31, 00

Гасударстеенный комитет (53) УДК 621.3. .047:621.313.291 (088.8) по делам изобретений и открытнй (72) Автор изобретения

Б. А. Ьазарнов

Московский ордена Ленина. авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОПСТВО

С ПОДВИЖНЫМ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНТАКТОМ

Изобретение относится к импульсным токосъемным устройствам с подвижным жидкометаллическим контактом, используемым, в основном, в униполярных генераторах большого тока.

Известно импульсное токосъемное устройство, содержащее подвижный и неподвижный электроды, образующие кольцевую полость для жидкого металла, в которую установлен подвижный в осевом направлении кольцевой желоб с отверстиями в днище, а в неподвижном электроде выполнены направляющие поверхности для перемешения желоба (1) .

Недостаток устройства состоит в том, что при движении желоба ко дну полости для жидкого металла длина свободной струи жидкого металла увеличивается, что уменьшает ее устойчивость и увеличивает электросопротивление. Кроме того, максимальная частота замыканий контакта невелика, так как отверстия в днище имеют большое гидравлическое сопротивление и жидкость медленно протекает через них под желоб. Для повышения устойчивости струи необходим большой объем жидкого металла, размеры углубления при этом соответственно увели-чиваются.

По основному авт. св. ¹ 520655 известно импульсное токосьемное устройство с подвижным жидкометаллическим контактом, в котором подвижный в осевом направлении кольцевой желоб в радиальном сечении выполнен в форме угольника, а отверстия в днише желоба снабжены подвижными заслонками (2).

Недостатком известного устройства является то, что при перемещении желоба ко дну полости длина свободной жидкометаллической струи увеличивается и достигает размеров, превышаюших высоту стенок полости.

Для обеспечения устойчивости длинной струи при заданных значениях тока и длительности импульса необходимо, чтобы ее скорость и поперечное сечение были большими. А это возможно обеспечить только за счет увеличения габаритов устройства.

20 объема жидкого металла в нем и скорости движения желоба. Кроме того, электрическое сопротивление контакта изменяется с ростом длины струи и достигает максимума при ее максимальной длине.

752576

Цель изобретения — уменьшение габаритов устройства и объема жидкого металла в нем, а также уменьшение электрического сопротивления контакта.

Поставленная цель достигается тем, что в полости для жидкого металла установлена дополнительная перегородка, которая разделяет полость на две части, одна из которых предназначена для перемещения желоба, а другая выполняет функцию сопла для жидкого металла, при этом указанная перегородка имеет сквозные отверстия, которые расположены у дна полости и соединяют обе ее части.

На чертеже представлено импульсное токосьемное устройство с подвижным жидкометаллическим контактом, разрез.

Устройство содержит два электрода подвижный 1 с вертикально расположенной осью вращения, и неподвижный 2, а также полость для жидкого металла 3. В полости установлен подвижный в осевом направлении кольцевой желоб 4 с отверстиями 5 и заслонками 6. Заслонки могут удерживаться на желобе при помощи, например, гибкого элемента 7, позволяющего заслонкам закрывать отверстия при движении желоба ко дну полости (вниз) . В неподвижном состоянии и при движении желоба вверх отверстия открыты. Желоб-поршень кинематически связан, например, при помощи стержней 8 (на чертеже показан один стержень) и плиты 9 с управляющим механизмом !0.

В частности, управляющий механизм 10 может содержать пружину !1 и кулачок 12, соединенный с приводом. В полости установлена перегородка 13, отделяющая одну его часть 14, содержащую желоб 4, от другой части 15, выполняющей функции сопла для жидкого металла. В перегородке 13 имеются сквозные отверстия 16, примыкающие ко дну полости (или расположенные вблизи дна) и соединяющие части !4 и 15 полости. Поверхности электродов 1 и 2, обращенные к контактному зазору, могут иметь в зависимости от применения устройства в конкретной машине, или выступы, препятствующие вытека нию жидкого металла из зазора, или скошенную поверхность, облегчающую выход металла из зазора. Неконтактные поверхности электродов могут быть электроизолированы.

Устройство работает следующим образом.

Электрод 1 вращается, желоб 4 расположен (как показано на чертеже) над поверхностью жидкого металла 3. При повороте кулачка 12 его выступ сходит с упора плиты 9 и та под действием пружины 11 перемещается вниз вместе со стержнями 8 и желобом 4. Заслонки 6 ударяются о поверхность жидкости 3 и закрывают отверстия 5.

Движущийся желоб 4 выталкивает основную часть жидкости от части 14 полости через отверстия 16 и сопла 15 в контактный зазор между электродами. Струя жидкости ударяется об электрод 1 и отбрасывается в часть полости 14 поверх желоба 4. При достижении желобом 4 дна части 14 полости струя жидкого металла обрывается и размыкает контакт. Дальнейший поворот кулачка 12 вызывает подъем желоба-поршня вверх и сжатие пружины 11. Заслонки 6 открывают отверстия 5. Жидкость перетекает через эти отверстия под желоб. При достижении желобом верхнего положения, устройство вновь готово для работы.

В устройстве при движении желоба 4 вниз ко дну полости длина свободной жидкометаллической сТруи остается неизменной и равной расстоянию между срезом сопла

15 и контактной поверхностью вращающегося электрода 1. Это позволяет уменьшить габариты устройства, объем жидкого металла в нем и электрического сопротивления контакта. Объясняется это тем, что короткая струя сохраняет устойчивость при скорости жидкости в ней во столько раз меньшей, чем скорость жидкости в длинной струе, как в известном устройстве, во сколько раз она короче длинной струи. Следовательно, в предлагаемом устройстве для получения импульса тока заданной величины и длительности требуется меньший объем жидкого металла, меньшая скорость движения желоба и, соответственно, меньшие габариты полости для жидкого металла. Электрическое сопротивление короткой струи жидкого металла тоже меньше, чем у длинной струк. Например, уменьшение длины свободной струи жидкого металла в четыре раза за счет применения предлагаемого устройства ведет к такому же уменьшению объема жидкого металла и электрического сопротиьления струи. При этом габариты полости уменьшаются в два раза. Следует отметить, что в этом устройстве, как и в известном, отсутствует внешний жидкометаллический контур, так как весь жидкий металл 3, необходимый для импульсного замыкания контакта содержится в полости для жидкого металла, которая служит одновременно сборником жидкости, выброшенной из контактного зазора. Это свойство контакта особенно важно при создании многодисковых униполярных генераторов.

Формула изобретения

Импульсное токосъемное устройство с подвижным жидкометаллическим контактом по авт. св. № 520655, отличающееся тем, что с целью уменьшения габаритов устройства и объема жидкого металла в нем, а также уменьшения электрического сопротивления контакта, в полости для жидкого металла установлена дополнителькая перегородка, которая разделяет полость на две части, одна из которых предназначена для перемещения желоба, а другая выполняет функцию сопла для жидкого металла, при этом указанная перегородка имеет сквоз752576 ные отверстия, которые расположены у дна полости и соединяют обе ее части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ь

I. Авторское свидетельство СССР

¹ 458915, кл. Н 01 R 39/30, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 520655, кл. Н 01 R 39/30, 197 4.

Составитель М. Кузнецова

Редактор Е. Дорошенко Техред К. Шуфри i Корректор М. Коста.Заказ 4756/13 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4