Установка для исследования теплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежных сил

(5) 6 01 М 25/ ННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСКОМ И ЕТ вки, она снабже верхпроводящего дом, проходящим ти рабочеи емко патрубок в жидолнительной емэлектрически с М установленным зможностейустано выполненным из с териала токоподво жидкостной полос через радиальный стную полость доп сти и соединенным и к к щ крльцо контакт на рото2. У ч ающ по п.1, о т л и - тем, что электрие токоподвода и кон выполнено в виде токопровода по пп. 1 и 2, о т - с я тем, что.съем- провода снабжен дре. сообщающимся с гаополнительной емретановка а я с я оединен кольцаво СССР1981 еско актн съемного участк А-3. Установка личающая ный участок ток нажньк каналом,. вовой полостью д кости.(71) Физико-технический институтнизких температур АН Украинской ССР(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИОГЕННЫХ ХЛАДАГЕНТОВ В ПОЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ по авт.св. В 1029059, о т -личающаяся тем, что, сцелью расширения функциональных56 1 11659Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании теплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежных сил, атакже процессов теплообмена, происходящих, в частности, в роторах электрических машин с криогенным охлаждением.По основному авт.св. В 1029059 Оизвестна установка для исследованиятеплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежныхсип, содержащая установленные в вакуумированной полости ротора симметрично относительно оси вращения дверабочие емкости, дополнительную емкость, установленную на оси вращенияротора и трубопровод подачи жидкогохладагента, сообщанщийся с дополнительной емкостью. Дополнительная ем-,кость снабжена радиальными патрубкамы, на которых закреплены рабочиеемкости. Входные отверстия радиальных патрубков, сообщены с жидкостной 25полостью дополнительной емкости, авыходные - с жидкостной полостью рабочих емкостей 11.,Недостатком этой установки является отсутствие воэможности иоделировання работы под токовой нагрузкой раэличньис потребителейэнергии, охлаждаемых криогеннымхладагентом в поле центробежныхсил. Возможность такого моделирования особенно важна при исследова 35виях как явлений деградации и тренировки, характерных ддя сверхпроводниковых обмоток возбуждения турбогенераторов так и различных меУ40тодов стабилизации этих обмоток,направленных на снижение вероятности возникновения нормапьной эоныи предотвращение распространенияэтой зоны в обмотке в случае ееобразования.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей установки эа счет создания условий для проведения исследований макетов различ 50ных обмоток под токовой нагрузкой. Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена выполненньм из сверхпроводящего матерна" ла токоиодводом, проходящим иэ жид костной полости рабочей емкости через радиальный патрубок в жидкостную полость дополнительной емкости и соединенным электрически с контактным кольцом, установленным на роторе, а электрическое соединение токоподвода и контактного кольца выполнено в виде съемного участка токопровода. При,этом съемный участоктокопровода снабжен дренажным каналом, сообщающимся с газовой полостью дополнительной емкости.На чертеже приведена установка,общий внд, в разрезе,Она содержит установленный в подшипниковых опорах 1 и 2 ротор, ссктоящий из корпуса 3 с левыми 4 и пра"вымя 5 полувалами. Во внутреннейвакуумированной полости 6 ротораразмещена рабочая емкость, выполненная в виде стакана 7 и фланца 8.Связь стакана 7 и фланца 8 осуществляется с помощью разборного силового герметичного соединения. Фланец8 закреплен на радиальном патрубке9 подачи хладагента в рабочую полость. Радиальный патрубок 9 жесткосвязан с дополнительной емкостью 10,расположенной на оси ротора. Дополнительная емкость крепится к полувалам 4 и 5 с помощью тонкостенныхтрубчаных тепловых мостов 11 и 12соответственно. Во внутренней полости левого полувала 4 и тепловогомоста 11 размещена теплоизолирующаязаглушка 13, выполненная из материала с малой теплопроводностью,например стеклотестолита, На наружной поверхности заглушки 13 выполне.ны аксиальные пазы, образующие свнутренней поверхностью тепловогомоста 11 каналы 14. охлаждения,сообщающиеся с газовой .полостью 5дополнительной емкости 10. По осивнутренней полости правого полувала 5 и теплового моста 12 размещенвращающийся тенлоиэолированныйтрубопровод 16 подачи хладагентав дополнительную емкость. Внутренняя поверхность теплового моста 12и наружная поверхность трубопровода. 16 образуют кольцевой дренажный канал17, сообщающийся с газовой полостью15 дополнительной емкости. Рабочаяемкость снабжена дренажным трубопроводом 18, расположенным в вакуумированной полости 6 ротора.1165956 4 щимися в шахматном порядке. На внешней части опор 19 и 20 с помощьюфланцевого соединения 21 закрепленмедный радиационный экран 22, охватывакщий рабочую емкость. К фланценому соединению 21 прнпаян дренажный трубопровод 23, сообщающийсяс газовой полостью 15 дополнительной емкости. Опоры 19 и 20 по торцам снабжены радиационными экранами 10, Для проведения исследований явле и 25, предотвращающими радиацион- ния деградации, а также методов станый теплоприток к дополнительной ем- билизации обмоток в рабочей емкости кости 1 О. на фланце 27 закрепляют макет катушВо внутренней полости 6 ротора ки и соединяют ее сверхпроводящую установлены симметрично относительно 15. обмотку со сверхпроводящим участоси вращения аналогичные описаннымрабочая емкость с дренажным трубопроводом, закрепленная на радиальном няется жидким хладагентом, а затем патрубке, медный радиационный экран к обмотке через контактные кольца рабочей емкости, закрепленный наопорах 19, 20 и дренажный трубопроводдополнительной емкости. Для выравнивания уровней жидкости в рабочихсосудах их жидкостные полости соединены с помощью кольцеобразного трубопровода 26тового соединения контактной шайбы33 с шиной .35 в газовой полости 15дополнительной емкости. Лепесток34 трубки 32 связан при помощи болтового соединения с контактнымкольцом 37. Внутренний диаметр трубки 32 выбран достаточным для доступаинструмента к болтовому соединению .контактной шайбы 33 с шиной 35. ком 30 токоподвода, Рабочая емкостьчерез радиальный патрубок 9 запол 20 нодводнтся ток и проводятся необхо-,димые исследования. В течение всегоцикла исследований производитсядополнительная подача хладагента вдополнительную емкость 10 для компенсации потерь жидкости от теплопритока по силонья элементам и джоулевых потерь в трубке 32, шине 35 и месте их контакта.При необходимости проведения исследований теплофизических парамет 30 ров хладагента или других исследований, не связанных с запиткой обмоткитоком, трубку 32 снимают,разбирая .болтовые соединения контактной шайбы 33 с шиной 35 и лепестка 34 с контактным кольцом, а на место трубкивставляют теплоизолирующую заглушку. 45 55 В каждой из рабочих емкостей на конце радиального патрубка установлен съемный фланец 27, предназна- . ченный для крепления стоек с датчиками температуры катушек со сверхпроводниковымн обмотками.и макетов других конструктивных узлов. Внутрипатрубка 9 размещен электроиэоляционный пенал 28 с установленной на его конце колодкой 29 электроразъема. В каналах пенала 28 размещены сверхпроводящие участки 30 силовых токоподводов и проводники 31 измерительных цепей, припаянные к штырям колодки 29. В центральной части заглушки 13 размещены охлаждаемые парами гелия токонесущие участки, каждый из которых выполненв виде медной трубки 32 с гибким концом, предназначенным для компенсации теп,ловьас деформаций. К гибкому концу трубки 32 припаяна контактная шайба .33., а к другому концу - лепесток 34. Сверхпроводящий участок 30 и медная трубка 32 электрически. соединены между собой в дополнитедьной емкости 10 с помощьютокопроводящей шины 35. Конец сверхпроводящего участка 30 припаян к шине 35 в жидкостной полости 36 дополнительной емкости, а контакт трубки 32 с ши:ной 35 осуществляется с помощью бол : В установке при сохранении тепло- притока к рабочей емкости на прежнеМ уровне стало возможнык дополнительное проведение исследований в рабочих емкостях макетов различных сверхпроводниковьас обмоток и других эйергопотребителей под токовой нагрузкой за счет введения в установку токо- подвода, выполненного из сверхпроводящего материала и проходящего иэ жидкостной полости дополнительной емкости через радиальный патрубок в жидкостную полость рабочей емкости. Следовательно, засчет того, что токоподвод находится при температуре жидкого хладагента в сверхпроводящем состоянии исключается теплоприток к рабочей емкости как за счет теп" лопроводности, так и за счет джоулезьас потерь. Таким образом, значитель" но расширены функциональные возмож1165956 для проведения исследований, связанных с запиткой током различных потребителей энергии. Составитель В. ФилатоваРедактор С.Патрушева Техред М,Гергель Корректор Б, Бутяга 302/36 Тираж 897 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РауЗак ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности предлагаемой установки, а следовательно, отпадает необходимостьв создании аналогичной установки Подписнокомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5