ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК H01H29/02 H01R39/30 

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к токосъемным вращающимся устройствам, использующим в качестве промежуточного контакта жидкий металл, и может быть использовано для передачи электрических сигналов в широком диапазоне мощностей.

Известно токосъемное устройство, содержащее установленные соосно неподвижные твердометаллические электроды и перемещающийся на жидкометаллической смазке полый цилиндрический подвижный электрод, взаимодействующий с неподвижными твердометаллическими электродами (авт.св. N 1184019, Б.И. N 37, 1985 г.).

Недостатком устройства является недостаточная надежность и долговечность, обусловленная тем, что ресурс работы ограничен количеством жидкого металла, который со временем безвозвратно уменьшается из-за потерь. Возможна передача только одного сигнала.

Прототип - токосъемное устройство, содержащее неподвижный электрод, выполненный в виде кольца, охватывающего с зазором подвижный электрод, выполненный в виде закрепленного на валу диска, на цилиндрической поверхности которого выполнены углубления, и пористую прокладку, пропитанную жидким металлом, установленную в зазоре между электродами. Пористая прокладка выполнена в виде отдельных элементов, которые установлены в указанных углублениях на цилиндрической поверхности диска, в котором дополнительно радиально выполнены капиллярные каналы, переходящие в полости, заполненные жидким металлом (авт.св. N 1117723, Б.И. N 37, 1984 г.).

Однако устройство обладает недостатками, присущими предыдущему. Ресурс работы такого устройства ограничен количеством жидкого металла, который со временем уменьшается под действием центробежных сил, возникающих при вращении.

Целью изобретения является повышение надежности контакта и долговечности токосъемного устройства, а также расширение функциональных возможностей за счет одновременной передачи нескольких сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем узел, состоящий из подвижного электрода, вала и неподвижного электрода, выполненного в виде кольца и каналов с жидким металлом, согласно изобретению на валу установлена T-образная изоляционная втулка с размещенным на ней подвижным электродом и установленной концентрично подвижному электроду изоляционной втулкой, на внешней поверхности которой расположен неподвижный электрод, соединенный одним концом провода с контактным гнездом, а подвижный электрод соединен одним концом другого провода с контактным штырем, причем в изоляционной втулке выполнены каналы, оси которых расположены касательно к ее внутреннему диаметру, а в каналах дополнительно размещены жестко закрепленные в неподвижном электроде упругие элементы с точкой касания каждого из них с наружной поверхностью подвижного электрода, подвижный электрод выполнен в виде кольца, на одном валу последовательно друг за другом установлено n-узлов, которые жестко соединены между собой по изоляционным втулкам с неподвижными электродами и жестко соединены между собой по T-образным изоляционным втулкам с подвижными электродами и с валом.

Технический эффект достигается совместной установкой упругих элементов в неподвижных электродах и жидкого металла в каналах, так как при возможном вытекании жидкого металла в процессе работы его функции перейдут к упругим элементам. Использование установленных последовательно друг за другом n-узлов позволяет передавать токосъемным устройством нескольких независимых сигналов.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - вид А-А.

Токосъемное устройство состоит из корпуса 1, на валу 2 которого размещены последовательно друг за другом n-узлов, каждый из которых содержит T-образную изоляционную втулку 3 с установленным на ней подвижным электродом 4 в виде кольца и установленной концентрично подвижному электроду 4 изоляционной втулкой 5, на внешней поверхности которой размещен неподвижный электрод 6, соединенный одним концом провода 7 с контактным гнездом 8. Подвижный электрод 4 соединен одним концом другого провода 9 с контактным штырем 10. При этом узлы токосъемного устройства жестко соединены между собой и с корпусом 1 по изоляционным втулкам 5 соединительными шпильками 11 и между собой по Т-образным изоляционным втулкам 3 с подвижными электродами 4 с помощью шайбы 12 и с валом 2 с помощью штифтов 13. В неподвижных изоляционных втулках 5 выполнены каналы 14, заполненные жидким металлом 15, оси которых размещены касательно их внутреннему диаметру, в каналах 14 размещены жестко закрепленные в неподвижных электродах 6 упругие элементы 16 с точкой касания каждого из них по оси симметрии с наружной поверхностью подвижных электродов 4.

Устройство работает следующим образом.

При вращении полого вала 2 закрепленный на нем через Т-образную изоляционную втулку 3 подвижный электрод 4 вращается относительно неподвижного электрода 6, размещенного в изоляционной втулке 5. При этом электрический сигнал от подвижного электрода 4 к неподвижному электроду 6 передается через жидкий металл 15, заполняющий канал 14, и через упругий элемент 16, который одновременно фиксирует подвижный электрод 4 от радиального перемещения. В случае вытекания жидкого металла 15 контакт сохраняется по упругим элементам 16.

Изобретение найдет применение в энергетических сетях, электроаппаратостроении и приборостроении.

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к токосъемным вращающимся устройствам, использующим в качестве промежуточного контакта жидкий металл, и может быть использовано для передачи электрических сигналов в широком диапазоне мощностей. В токосъемном устройстве, содержащем узел, состоящий из подвижного электрода, вала и неподвижного электрода, выполненного в виде кольца и каналов с жидким металлом, согласно изобретению на валу установлена Т-образная изоляционная втулка с размещенным на ней подвижным электродом и установленной концентрично подвижному электроду изоляционной втулкой, на внешней поверхности которой расположен неподвижный электрод, соединенный одним концом провода с контактным гнездом, а подвижный электрод соединен одним концом другого провода с контактным штырем, причем в изоляционной втулке выполнены каналы, оси которых расположены касательно к ее внутреннему диаметру, а в каналах дополнительно размещены жестко закрепленные в неподвижном электроде упругие элементы с точкой касания каждого из них с наружной поверхностью подвижного электрода; подвижный электрод выполнен в виде кольца, на одном валу последовательно друг за другом установлено n-узлов, которые жестко соединены между собой по изоляционным втулкам с неподвижными электродами и жестко соединены между собой по Т-образным изоляционным втулкам с подвижными электродами и с валом. Техническим результатом является повышение надежности контакта и долговечности токосъемного устройства, а также расширение функциональных возможностей. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Токосъемное устройство, содержащее узел, состоящий из подвижного электрода, вала, неподвижного электрода, выполненного в виде кольца и каналов с жидким металлом отличающееся тем, что на валу установлена Т-образная изоляционная втулка с размещенным на ней подвижным электродом и установленной концентрично подвижному электроду изоляционной втулкой, на внешней поверхности которой расположен неподвижный электрод, соединенный одним концом провода с контактным гнездом, а подвижный электрод соединен одним концом другого провода с контактным штырем, причем в изоляционной втулке выполнены каналы, оси которых расположены касательно к ее внутреннему диаметру, а в каналах дополнительно размещены жестко закрепленные в неподвижном электроде упругие элементы с точкой касания каждого из них с наружной поверхностью подвижного электрода. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный электрод выполнен в виде кольца. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на одном валу последовательно друг за другом установлено n-узлов. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что узлы токосъемного устройства жестко соединены между собой по изоляционным втулкам с неподвижными электродами. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что узлы токосъемного устройства жестко соединены между собой по Т-образным изоляционным втулкам с подвижными электродами и с валом.