Жидкометаллическое токосъемное устройство

(5.4) (57) Ж СЪЕМНОЕ УСТ щающийся и электроды, между ними, :таллом, уплщения выход В 7 ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВ 3306933/24-07 25.06.81 07.08.83. Бюл. В 29 В.В. Харитонов и Г.А 621313.047.69(088.8 1. Бертинов А.И. и дые электрические маширгияе, 1966.. Авторское свидетель9704, кл. Н 01 К 39/3 ДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ТОКОИСТВО, содержащее враподвижный кольцевые диальный рабочий зазор аполненный жндким.менение для предотвра; 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 повьааения его 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- Янию.Изобретение относится к коммутации вращающихся электрических контактов и может быть использованов униполярных машинах и турбогенераторах с контактными кольцами нароторе.5Известны жидкометаллическиетокосъемные устройства(ЖТУ) кольцевого .типа, предназначенные для передачи тока с вращающейся части нанеподвижную в униполярных машинах 110Для повышения линейной скоростивращения в скользящем контакте ЖТУприменяют разного рода отбойники,ловушки и уплотнения, предотвращающие выход жидкого металла из рабочего зазора.Наиболее близким к предлагаемому является ЖТУ кольцевого типа суплотнением, имеющим расположенныепод углом к радиальному направлениюканавки, выполненные на боковой поверхности подвижного электрода и .прилегающей к нему с зазором цо".верхности уплотняющего элемента ввиде крышки кожуха, герметично соединенного с неподвижным электродом 2.Эффективность такого уплотнениязависит от величины зазора междуканавками подвижного электрода иуплотняющего элемента. Оптимальныйзазор определяется скоростью вращения подвижного электрода, его диаметром и геометрией канавок, Напрактике этот расчетный зазор мо"жет измеряться величиной, намного З 5меньше допустимой по условиям сборки и изготовления конструктивныхэлементов. Кроме того, при работемашины за счет свободного хода валов в подшипниках он может изменяться. Это снижает эффективность уплотнения и надежность токосъемногоустройства,Цель изобретения - повышение надежности и эффективности токосъемного устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что унлотняющий элемент выпол-.нен в виде кольца, закрепленного наплоской газовой опоре, установленной на эластичном в осевом направле" .нии основании, прижимающем опоруее несущей плоскостью к боковой по.верхности вращающегося электрода.На чертеже показана приципиальная схема жидкометаллического токосъемного устройства.Устройство содержит вращающийся1 и неподвижный 2 кольцевые электроды. Рабочий зазор 3 между нимизаполняется жидким металлом, удерживаемым в нем центробежными силамипри вращении электрода 1. С обеихсторон электрода 1 находятся уплотнения 4, имеющие расположенные подуглом к радиальному направлению 65 канавки 5, выполненные на боковых поверхностях вращающегося электродаи прилегающих к ним поверхностямкуплотняющих колец б, закрепленныхна плоских газовых опорах 7, установленных на эластичных основаниях 8(напромер, на резине), прижимающихопору ее несущей плоскостью к боковой поверхности вращающегося электрода,Собственно газовая опора представляет собой пустотелое кольцо прямоугольного сечения, во внутреннююполость которого камеру наддува)извне от напорного устройства (входные каналы в камеру наддува не показаны) подается газЭтот газ выходит из.опоры через сопла (отверстия малого диаметра, выполненные наобращенной к подвижному электродуповерхности опоры несущей плоскости) и образует между прилегающимиповерхностями подвижного электродаи опоры тонкий смазочный слой определенной толщины. Отработанныйгаз выводится из внутренней полости токосъемного устройства черезкакие-либо каналы в его корпусе(каналы не показаны).При сборке жидкометаллическоготокосъемного устройства крышки 9прижимают к неподвижному электродутак, что газовые опоры вплотнуюупираются в электрод 1, При этоммежду ним и уплотняющим кольцом б,:.в зоне расположения вышеупомянутых.канавок образуется зазор необходимой величины, определяемой условиями,надежной работы уплотнения.Устройство работает следующимобразом.При неподвижном электроде 1 вовнутреннюю полость опооы от внешнего напорного устоойства подается гаэпод опоеделенным избыточным давлением, Пои этом опора "вснлываетф нагазовой смазке т.е, ее несущаяплоскость отходит от прилегающейповерхности злектоода 1; Отжатиеопоры от электрода 1 с помощью газовой смазки возможно благодаря тому,что основание 8 (резина) выполненоупругим в осевом направлении. Затемэлектрод 1 приводится вр вращение,в зазор 3 подается жидкий металЛ,и жидкометаллическое токосъемноеустройство начинают эксплуатироватьпод нагрузкой,Толщина смазочного газового слояв опоре весьма мала (десятки микрон),поэтому образованный при сборке зазор между электродом 1 и кольцом бв зоне расположения уплотняющих канавок практически сохраняет свою величину и при вращейии электрода. Более того, при возможных осевых смещениях электрода 1 при его щаенииопора автоматически выдерживает эа1034104 Редактор Е. Лушникова Техредй, КастелевичКорректор А.Повх Заказ 5 б 36/55 Тираж 590 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 данный в уплотнении зазор благодаа осевому усилию нажатия на нее упругого основания 8. Таким образом, поскольку опора жестко связана с уплотняющим кольцом б, зазор в уплотненииостается практически неизмен 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 сложно- установить малые зазоры между подвижными и неподвижными канавками уплотнения другими способами.