Жидкометаллическое токосъемное устройство

, Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1729704 13(51)М. Кл. Н 01 В 39/30 Н 02 К 31/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение касается коммутации вращающихся электрических контактов и может быть использовано в униполярных машинах и турбогенераторах. 5Известны жидкометаллические токо- съемные устройства кольцевого типа, предназначенные для передачи тока с нращающейся части на неподвижную в униполярных генераторах 1). 10Кольцевые жидкометаллические токо- съемные устройства без специальных циркуляционных контурон 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-дящих и подводящих каналов. Для предотвращения вытекания жидкого металла в неконтактный зазор в известном устройстве использованы газовые потоки, направленные навстречу его дви-Зо жению с помощью лопаток, изогнутых по ходу вращения.Основным недостатком укаэанного 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 по 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 распо"ложены под углом к радиальному направлению и наклонены в сторону вращения на неподвижном электроде и спротивоположным наклоном на подвижном электроде, а рабочая поверхностьэлектродов покрыта электроизоляцией.На чертеже показана принципиальная схема жидкометаллического токосъемного устройства,Токосъемное устройство содержитвращающийся электрод 1, неподвижныйэлектрод 2 и замыкающий их жидкийметалл. Отводящие каналы 3 соединеныс подводящими каналами 4 внешним контуром, содержащим, например, теплообменник 5 и вентили б. На боковыхстенках вращающегося электрода 1 и 5внутренних боковых станках 7 неподвижного электрода 2 в зоне между отводящими 3 и подводящими 4 каналамивыполнены одинаковые пазы 8 под углом к радиальному направлению, причем на неподвижном электроде 2 с наклоном в сторону вращения (показаныштрих - пунктирными линиями), а наподвижном; электроде 1 - в противоположную сторону. Для уменьшения элект- ррических потерь от коротко-замкнутыхтоков область поверхностей электродов, образованная пазами 8 и выступами 9, покрыта электроизоляцией.Токосъемное устройство работаетследующим образом.Известно, что при вращении жидкости между вращающимися и неподвижнымиповерхностями образуются два пограничных слоя. В пограничном слое около вращающейся поверхности происходитускорение жидкости с появлением радиальных потоков, направленных отцентра к периферии, а в пограничномслое у неподвижной стенки - торможение с радиальными потоками от периферии к центру. При определенных скоростях вращения это приводит к нарушению жидкометаллического контакта,Наличие пазов и выступов на подвижчом и неподвижном элементах устройства способствует турбулизации потока, усилению вихревого взаимодействия между двумя пограничными слоями.Направление же выступов на неподвижном элементе выбрано таким образом,что срывающиеся с подвижных выступоввихри жидкости приобретают около неподвижной стенки радиальную составляющую скорости, .направленную от центрак 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 самоциркуляции жидкого 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 иотводящие каналы выполнены на внутреннем элементе.Формул а и з о бр ет ени яЖидкометаллическ ое ток осъемноеустройство, содержащее вращающийсяэлектрод и неподвижный электрод, связанный с внешним жидкостным контуромчерез систему отводящих и подводящихканалов, отличающеесятем, что, с целью повышения надежности за счет предотвращения утечек иобеспечения самоциркуляции жидкогометалла по замкнутому контуру, навнутренних боковых поверхностяхэлектродов в зоне между подводящимии отводящими каналами выполнены пазы, которые расположены под углом крадиальному направлению и наклоненыв сторону вращения на неподвижномэлектроде и в противоположную сторону на подвижном электроде, а рабочаяповерхность электродов покрыта электроизоляцией.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 371644 клф Ы 01 % 39/30 с 19712. Авторское свидетельство СССРМ 389589, кл. Н 01 В 39/30, 1971,729704 Составитель М. КузнецоваТехред О.Андрейко Корректс Редактор Л. Ляшков Эаказ 1295/ Тираж 844 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.