Жидкометаллическое токосъемное устройство Советский патент 1983 года по МПК H01R39/30 

ел

4i ел

со Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к подвижным жидкометаллическим электрическим токосъемным устройствам, и м жет найти применение в униполярных электрических машинах. Известно жидкометаллическое токо съемное устройство, содержащее внеш ний вращающийся электрод и размещен ную в нем неподвижную траверсу а укрепленным на ней дисковым электродом. Траверса установлена в корпусе с опорной плоскостью. На траверсе по окружности установлены нагнетательные и отводящиетрубки. Отводящие трубки обеспечивают отвод из жидкометаллического тркосъемного устройства жидкого металла, подавае мого- в него через нагнетательные трубки. При этом через устройство можно Организовать непрерывную прокачку жидкого металла. который одно временно используется для электрического соединения и охлаждения вра щающегося и неподвижного электродов Отводящие трубки обеспечивают также заданный объем жидкого металла, сфор мированного в виде кольца у периферии вращающегося электрода 1J. ; Недостатки даннохо жидкометаляич кого токосъемного-устройства заключаются в том, что при отводе жидког металла 1огруженные в жидкометаллическое кольцо отводящие трубки вызывают разбрызгивание жидкого метал ла и увеличивают гидродинамические потери трения. Жидкий металл, попадающий на. траверсу, проникает в заз ры между ней и вращающимся электродом. В результате чего нарушается работа уплотнительных узлов. Попада ние жидкого металла в зазоры, когда данное устройртво используется вун полярных машинах в. особенности со сверх- или гиперпроводниковой систе мами возбуждения, обуславливает протекание в униполярных машинах больших кроткозамкнутых токов. Эти токи вызывак)т дополнительный нагрев машины и снижают ее КПД. Указанные недостатки обуславливают невысокую надежность устройства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является жидкометаллическое токоСъемное устройство, которое содержит внутренний вращающийся электрод. наружный неподвижный электрод, укрепленный н корпусе с опорной плоскостью, кольцевой зазоо между электродами, по обеим боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости. неподвижный электрод имеет канаипы для подачи жидкого металла в зазоре и канальа для слива жидкого металла иэ кольцевых полостей., расположенные в нижней части неподвижного электрода. В такой кон струкции жидкий металл, при. определенном его расходе через зазор, может полностью отводиться от кольцевых полостей через сливные каналы,, расположенные в нижней части неподвижного электрода. Поэтому это устройство имеет более высокую надежность Г2 J. 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 JJ. Этот размер определяется необходимостью расположения сливных каналов в нижней 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 энергети еских показателей указанных машин. Уменьшение же относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода ведет к уменьшению сечения 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, ко.льцевой зазор между эЛектродс1Ми, по обеим боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцовые 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 А-.А на фиг. 1, вариант выполнения карманов ; на фиг.З - то же, другой В риант выполнения карманов; на

фиг,4 - сечение на фиг. на фиг.5 - разрез В-В на фиг,3/ на 1ФИГ.6 - вид Г на фиг.2, на фиг, 7 вид Д на фиг.З.

Жидкометаллическое токосъёмное устройство состоит из внутреннего вращающегося 1 и наружного неподвижного 2 электродов, образующих у периферии вращающегося электрода кольцевой зазор 3. Неподвкжньой электрод укреплен на корпусе с опорной плоскостью 4 и электрически изолирован от него. По обеим боковым сторонам зазора 3 в неподвижном электроде имеются кольцевые полости 5. Б неподвижном электроде выполнены каналы 6 для подачи жидкого металла в зазор и сливные каналы 7 для слива жидкого металла из кольцевых полостей 5, расположенных в нижней части неподвижного электрода 2. В неподвижном электроде на поверхностях, образующих кольцевые полости 5, расположены карманы 6, каждый из которых имеет сливные каналы 9, вы- полненные в неподвижном электроде. Карманы могут выполняться, как в теле неподвижного электрода (фиг,3), |так и с помощью лопаток 10 (фиг.2К

укрепленных на поверхностях кольцегвых полостей частью.своего перимет-, ра. Каналы 9 для слива жидкого метад ла расположены ближе, к опорной плое кости 4, чем входные кромки соответствующего кармана.

Устройство работает следующим ов-, разом. Через канал 6 жидкий металл непрерывно подается в зазор 3, заполняет его, и электрически среданяет вращающийся 1 н неподвижный 2 электроды. Вытекая из зазора в коль цевые полости 5 в виде кольцеобразной струи, он попадает в карманы 8, заполняет их и по каналам 9 отводится от них. Некоторая- часть жидкого металла, не попазшая в каЕжаны, стекает по поверхностям кольцевых ПОлостей к каналу 7 и по нему отводится от кольцевых полостей. Прокачка жидкого металла через зазор осуществляется за счет подсоединения устройства к жидкометаллическо11ог щфкуляционному контуру.

в предлагаемом устройстве масса и габариты уменьшены на 10-20% по сравнению с прототипсм, при величина сечения сливных каналов дюстаточна для надежной работы устройства

-f

Фее. 3

Фуг.

.

Фуг.бФуе.7