Жидкометаллическое токосъемное устройство

(59 Н 01 й 39 3 НИ РЕ ТЕЛЬСТВУ ТОР СКОМУ ениОрдж а авиац оникидз ТОКОСЬВнутренружныйенный н ГОСУДАРСТВЕННЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛдц ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАН И(56) 1. Авторское свидетельство ССР 505062, кл. Н 01 К 39/30, 1973.2. Глухих В.А., Карасев В.КХаритонов В,В., Скрипунов В.Н. Разработка ударного униполярного генератора для питания сильноточногоэлектронного ускорителя. Препринт(54)(57) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕНОВ УСТРОЙСТВО, содержащее вний вращающийся электрод, нанеподвижный электрод, укрепл.901015459,корпусе с опорной плоскостью, коль- цевой зазор между электродами, по обеим боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости, неподвижный электрод имеет кайалы для подачи жидкого метал ла в зазор и сливные каналы для слива жидкого металла из кольцевых плос- тей, расположенные в нижней части неподвижного электрода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, а также увеличения надежности, в неподвижном электроде на поверхностях, образующих кольцевые полости, распо.ложены карманы, каждый из которыхимеет канал для слива жидкого металла. причем канал расположен ближе к опорной плоскости, чем входные кромки соответствующего ему кармана.Изобретение относится к элЕКтри- ческим машииам, в частности к подвижным жидкометаллическим электрическим токосъемным устройствам, и может найти применение в униполярных электрических машинах. 5Известно жидкометаллическое токо- съемное устройство, содержащее внешний вращающийся электрод и размещенную в нем неподвижную траверсу с укрепленным на ней дисковым элект родом. Траверса установлена в кор- - пусе с огорной плоскостью. На траверсе по окружности установлены нагнетательные и отводящие трубкй. Отводящие трубки обеспечивают отвод из жидкометаллического токосъемного устройства жидкого металла, подаваемого в негочерез нагнетательные .трубки, При этом через устройство можно организовать непрерывную прокачку жидкого металла, который одновременно используется для электрического соединения и охлаждения вращающегося и неподвижйого электродов. Отводящие трубки обеспечивают также заданный объем жидкого металла, сФормированного в виде кольца у периФерии вращающегося электреда 1 ).Недостатки данного жидкометалличес кого токосъемного устройства заключаются в том, что при отводе жидкого ЗО металла погруженные в жидкометалли-ческое кольцо отводящие трубки вы- зывают разбрызгивание жидкого металла и увеличивают гидродинамические потери трения. Жидкий металл. попадающий на.траверсу, проникает в зазоры между ней и вращающимся электродом. В результате чего нарушается работа уплотнительных узлов. Попадание жидкого металла в зазоры, когда 4 О данное устройство .используется в"униполярнь 1 х машинах в особенности со сверх- или гиперпроводниковой системами возбуждения, обуславливает протекание в униполярных машинах больших кроткозамкнутых токов. Эти токи вызывают дополнительный нагрев машины и снижают ее КПД. Указанные недостатки обуславливают невысокую надежность устройства.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является жидкометаллическое токосъемное уст-. ройство, которое содеожит внутренний воащающийся электрод. наружный неподвижный электрод. укоепленный на коопусе с опорной плоскостью. кольцевой зазоо между электоодами, по обеим: боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости, неподвижный электРод 60 имеет каналы для подачи жидкого металла в зазоре и каналы для слива жидкого металла из кольцевых полостей,. РаспоЛоженные в нижней части неподвижного электрода. В такой кон струкции жидкий металл, при ойределенном его расходе через зазор, может голностью отводиться от кольце-вых полостей через сливные каналы,.расположенные в нижней части неподвижного электрода. Поэтому это уст ройство имеет более высокую надежность 2 1.Недостатком прототипа является его большие масса и габариты, обусловленные большой величиной относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода (отношения радиального размера внешнего неподвижного электрода к радиусу внутреннего вращающегося электрода). Этот размер определяется необходимостью расположения сливных каналов в ниженей части неподвижного электрода, Использование известного устройства в сверх- или гиперпроводниковых униполяторных машинах обуславливает в них большие потоки рассеяния обмотки возбуждения из-за большого относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода:, что ведет к снижению удельных энергетических показателей указанных маший. Уменьшение же относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода ведет к уменьшению сече" ния сливных каналов, в результате чего снижается надежность жидкометаллического контактного устройства изза ухудшения отвода жидкого металла из кольцевых полостей.Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов устройства. а также увеличение его надежности.Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом токосъемном устройстве. содержащем внутренний вращающийся электрод, наружный неподвижный электрод, укрепленный на. корпусе с Опорной пло",костью, кольцевой зазор между эЛектродами, по обеим боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости, неподвижный электрод имеет каналы для подачи жидкого металла в зазор и сливные каналы для слива жидКого металла из кольцевых полостей, расположенные в нижней части неподвижного электрода, в неподвижном электроде на поверхностях, образующих кольцевые полости, расположены карманы, каждый из которых имеет канал для слива жидкого металла, причем канал расположен ближе к опорной плоскости, чем входные кромки соответствующего ему кармана.На Фиг.1 представлено жидкометаллическое токосъемное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез Л-А на фиг.1,:вариант выполнения карманов ; на Фиг.З - то же, другой вариант выполнения карманов; на.устройство состоит из внутреннеговращающегося 1 и наружного неподвижного 2 электродов, образующих у периферии вращающегося электрода кольцевой зазор 3. Неподвижный электродукреплен на корпусе с опорной плоскостью 4 и электрически изолированот него. По обеим боковым сторонамзазора 3 в неподвижном электродеимеются кольцевые полости 5. В неподвижном электроде выполнены каналы б для подачи жидкого металлав зазор и слквные каналы 7 для слива жидкого металла из кольцевых полостей 5, расположенных в нижнейчасти.неподвкжного электрода 2. В неподвижном электроде ва поверхностях., образующих кольцевые полости 5,расположены карманы 8, каждый из которых имеет сливные каналы 9, вы-полненные в неподвижном электроде,Карманы могут выполняться, как в .теле неподвижногоэлектрода (фиг.З,,так и спомощью лопаток 10 1 фиг.23,укрепленных на поверхностях кольце вых полостей частью,.своего периметра. Каналы 9 для слива жкдкого.метаМ.- ла расположены ближ к опорной плоскости 4, чем входные -кромки соответствующего кармана.Устройство работает следущщНМ Образом. Через канал б жидкий металл( непрерывно подается в зазор 3, заполняет его,и электрически соединя-:. ет вращающийся 1 и неподвижный 2 электроды. Вытекая.из зазора в коль цевые полости 5 в виде кольцеобразной струи. он попадает в карманы 6, заполняет их и по каналам 9 отзодкт" ся от них. Некоторая часть жидкого металла, не попазшая в карманы Стекает по поверхностям кольцевых во лостей к каналу 7 и по нему отводит- . ся от кольцевых полостей. Прокачка жидкого металла через зазор осуществляется за счет подсоединения устройства к жидкометаллическому циркуляционному контуРу.В предлагаемом устройстве масса и габариты уменьшены на 10-20 по срав нению с прототипом, при этом величи" на сечения сливных каналов достаточна для надежной работы устройства.1015459 г Фиг. 4 юг Составитель И.Куэнецоваелинская Техред О.Неце Корректор Е, Рошк Редакто ПодписноеСССР аказ 322 б/5 д. 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 ВНИИПИпо делам113035 Тираж 590 сударственного изобретений и о осква, Ж, Ра митетарцтийская на