430456

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл. Н 01 г 39/39 аявки с присоединени осударственный номит Совета Министров ССС оо делам изаоретенийи атнрь 1 тий(32) ПриоритетОпубликовано 30.05,74, Бюллетень20 Дата опубликования описания 23,10.74 621.313.047.69) Заявитель ТАЛЛИЧЕСКОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВ 4) ЖИД ое- аИзобретение относится к токосъемным устройствам с автоматическим заполнением межэлектродного зазора жидким металлом при вращении ротора, применяющимся предпочтительно в униполярных электрических машинах большого тока,Известно токосъемное устройство, содержащее эксцентрично расположенные кольцевые электроды, зазор между которыми соединен снизу с неподвижным резервуаром, заполненным жидким металлом, При вращении ротора электродом устройство действует как насос, который втягивает жидкий металл в межэлектродный зазор. При остановке ротора жидкий металл стекает вниз и по каналу в неподвижном электроде попадает в резервуар.Недостатком известного устройства является то, что во время работы контакта на ротор действует односторонняя боковая сила, возникающая в эксцентричном зазоре. Сила может достигать большой величины и снижать рабооспособность конструкции. Эвакуация жидкого металла из межэлектродного зазора при остановке ротора происходит под действием силы тяжести. Если устройство изменит положение в пространстве, то жидкий металл не сможет попасть в резервуар и останется в межэлектродном зазоре.Целью изобретения является устранение указанных недостатков, Это достигается благодаря тому, что резервуары выполнены в торе и соединены с внутренним кольцевым лублением каналами, расположенными на риферии кольцевого углубления и резер 5 ров,На чертеже представлен вариант жидкометаллического токосъемного устройства,Токосъемное устройство состоит из неподвижного кольцевого электрода 1 и вращающе 10 гося электрода-ротора 2. На роторе выполненкольцевой выступ 3, содержащий внутреннеекольцевое углубление 4 для жидкого металла.В роторе имеется несколько резервуаров 5,заполненных через отверстие 6 жидким ме 15 таллом, Отверстия могут располагаться с бокуротора. Они закрыты шариками 7, прижатымипружинами 8. Вместо шариков для запиранияотверстий могут быть использованы заглушкис резьбой и сферической или конической поса 20 дочной поверхностью. В этом случае резьбовое поджатие заглушек к уплотняемой поверхности может сочетаться с поджатием пружинами. Свободная поверхность жидкости находится в каналах 9, соединяющих резервуары25 с кольцевым углублением. Канал имеет несмачиваемую жидким металлом поверхность(например, из фторопласта). В роторе выполнено только по одному каналу от каждогорезервуара. Это исключает неустойчивость30 жидкости, которая могла бы возникнуть в не3скольких каналах, сообщающихся между собой через резервуар. Резервуары расположены ближе к оси ротора, чем уровень свободной поверхности жидкости во внутреннем кольцевом углублении при номинальной скооости вращения ротора, а их суммарный ооьем равен примерно объему углубления.В предлагаемом токосъемном устройстве жидкий металл удерживается в резервуарах давлением, действующим на свободную поверхность металла со стороны внешней среды. Жидкость заполняет резервуары так, чтобы ее свободная поверхность находилась в каналах, соединяющих их с кольцевым углублением в роторе, Диаметр каналов невелик, поэтому поверхностные силы обеспечивают необходимую устойчивость свободной поверхности жидкости. Так как каналы имеют несмачиваемую поверхность, то поверхностные силы дополнительно способствуют удержанию жидкого металла в резервуарах и не дают растекаться жидкости по стенам каналов. В устройстве нет эксцентрично расположенных кольцевых электродов, поэтому в нем нет условий для возникновения односторонней боковой силы, действующей на ротор.В неподвижном роторе 2 свободная поверхность жидкого металла находится в канале 9 на уровне А - А. При вращении ротора на жидкий металл действует центробежная сила, которая выдавливает жидкость из резервуаров 5 в кольцевое углубление 4. Свободнач поверхность жидкости в кольцевом углублении устанавливается на уровне Б - Б, и жидкий металл замыкает электричсскую цепь между вращающимися ротором 2 и неподвижным электродом 1. В резервуарах 5 свободная поверхность жидкого металла устанавливается на уровне В - В, а освободившаяся от жидкости часть резервуаров заполнена парами жидкого металла. Так как давление паров 430456жидкого металла в резервуарах при умеренных температурах (менее 300 С) намногоменьше некоторого избы гочного (по отношению к атмосферному) давления газообразной5 среды, окружающсй устройство, то междууровнями Б - Б и В - В имеется перепад давления, который стремится внутрь вернуть жидкость в резервуары, При вращении ротораэтот перепад давлений уравновешивается раз 10 ностью уровней Б - Б и В - В (уровень Б - Бнаходится на небольшом радиусе). При замедлении вращения ротора центробежные силыуменьшаются, а разность уровней Б - Б иВ - В увеличивается. При определенной ско 15 рости вращения контакт размыкается. Дальнейшее уменьшение скорости вращения ротораприводит к тому, что жидкость вновь заполняет резервуары.Устройство может быть применено не толь 20 ко в униполярных генераторах, в том числеимпульсных, но и в двигателях. В последнемслучае необходима первоначальная раскруткаротора, например, с помощью твердых щеток,которые в дальнейшем могут быть отведены25 от ротора,Предмет изобретения30 Жидкометаллическое токос ьемное устройство с автоматическим заполнением и эвакуацией жидкого металла, содержащее неподвижный электрод и вращающийся с внутренними каналами и кольцевым углублением для жид кого металла, соединенными с резервуаром,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы, резервуары выполнены во вращающемся электроде и соединены с кольцевым углублением каналами, рас положенными на периферии углублений и резервуаров.