Устройство жидкометаллического токосъема турбогенератора

(5) ТЕН П ает осевое ка порядкаеас (Я(у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроенияХарьковского завода "Электротяжмаш" им,В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРМ 729706, кл, Н 01 В 39/30, 1977.Авторское свидетельство СССРМ. 389589; кл, Н 01 К 39/30, 1971.Авторское свидетельство СССРМ 498677, кл, Н 01 В 39/30, 1974,Изобретение относится к электромашиностроению и касается создания вращающихся токосъемников с жидкостными контактами для турбогенераторов,Известно жидкометаллическое токосьемное 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(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. 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 изкоторых связан с валом, другой - с корпусом. 1 ил. тор из-за нагрева испытыв смещение в районе токосьемни а 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,а также низкая надежность, определяемая магниты 12, обращенные друг к другу одно- недолговечностью 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 10Наиболее близким по технической сущ установлена пружина 13,ности является устройство жидкометалли- Устройство работает следующим обраческого токосъема турбогенератора, в кото- зом,ром невращающиющиеся кольца, охватываю- После выхода ротора турбогенератора щие вращающиеся, размещены в корпусе, на номинальную частоту вращения в коль- который снабжен торцевым масляным уп цевые полости невращающихся контактных лотнением вала и имеет возможность отсле- колец 4 подается жидкий металл. Гидродиживать осевые перемещения вала. намические уплотнения 5 препятствуютНедостатком 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 б 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 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 устрой- заполняется 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 перемещается вслед за волом по навается нажимной пружиной, установленной правляющим роликам 9, сжимая прукину 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 Устройство жидкометаллического токощенных друг к другу одноименными полю- съема турбогенератора, содержащее врасами, 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 неподвижном кожухе с возможностью пере- вращающиеся контактные кольца 4,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 второй - с корпусом и расположен ближе к жидкостным уплотнением б. Между неера- 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, внутрен- мощи 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 неподвижном 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 одноименными полюсами, которые расположены на торцевых поверхностях магнитов, при этом один из кольцевых магнитовзакреплен на диске вала, второй - на диске корпуса, а пружина установлена по оси вала между корпусом и кожухом с усилием, уравновешивающим отталкивающую силу междуодноименными полюсами магнитов.