Токосъемное устройство для коаксиально расположенных вращающихся валов Советский патент 1984 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к устройствам для передачи электрических сигналов между деталями, находящимися во взаимном вращении, и может быть использовано для исследования вращающихся деталей многоканальных газотурбинных двигателей. Наиболее близким к предлагаемом является межвальное токосъемное ус ройство для коаксильно расположенных, вращающихся валов, содержащее внутренний и внешний вал,контактны кольца, закрепленные на внутренней поверхности наружного вала и на наружной поверхности внутреннего в ла, щетки, установленные на кольцах внутреннего вала, масляную систему охлаждения щеток, состоящую из маслоподводящего, маслоотводящего и сливного каналов, гидравлического затвора с полостью, расположенного на внутренней поверхност наружного вала l3. Однако при испытании газотурбин Взлет ного двигателя в режиме (15000 об/мин) имели место случаи обрыва щеток и пожаров на двигателях ДЗб. Причиной является то, что при испытании газотурбинных дв гателей в режиме Взлет температура в зоне контакта щеток и вибрация двигателя резко увеличиваются, что приводит к случаям обрыва щеток и дросселированию сечения маслоотводящего канала. Это, в свою очередь, вызывает переполнение полости гидрозатвора и попад ние масла в горячую зону двигателя, т.е. к возникновению пожара. Увеличение температуры и вибрац обусловленное резким увеличением частоты вращения исследуемых валов (до 15000 об/мин) при работе двига теля в режиме Взлет вызывает интенсивное изнашивание контактиру щих материалов, что также снижает надежность работы известного устро ства, так как при увеличении износа щеток контактирующая поверхность изменяется и не обеспечиззает заданной точности съема сигналов из-за пульсации величин контактнопаразитныхго сопротивления и ЭДС, возникающих в зоне контакта, Кроме того, недостатком известного устройства является малая величина (0,3-0,5 мм) технологического зазора между гидрозатвором и внутренним валом. При испытаниях газотурбинных двигателей на режиме Взлет в условиях повышенной вибрации испытываемых валов и их резонансаесть случаи касания гидрозатвора с поверхностью вала. Стружка, образовавшаяся от трения указанных деталей, попадает в зону контакта щеток, что снижает на-: дежность работы токосъемного устройства. Увеличение этого зазора влечет за собой попадание масла в . горячую зону двиг ателя, а уменьшение - повышение вероятности возникновения касаний между внутренним валом и гидрозатвором. И то, и другое приводит к снижению надежности работы межвального щеточного токосъемного устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе. Указанная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве для коаксиально расположенных вращающихся валов, содержащем внутренний и внешний валы, контактные кольца, закрепленные на внутренней поверхности наружного вала и на наружной поверхности внутреннего вала, щетки, установленные на кольцах внутреннего вала, масляную систему охлаждения щеток, состоящую из маслоподводящего, маслоотводящего и сливного каналов, гидравлического затвора с полостью, расположенного на внутренней поверхности наружного вала, установлен второй гидравлический затвор с полостью, которая соединена со сливным каналом масляной системы дополнительно введенными дренажными каналами, :выполненными: в токоведущих кольцах, расположенных на внутренней поверхности наружного вала, при этом полость первого гидравлического затвора соединена каналом для перетока масла с полостью второго гидравлическогг затвора. На фиг.1 приведено щеточное токосъемное устройство для коаксиально расположенных вращающихся валов в продольном разрезе, смонтированное в двухвальном газотурбинном двигателе; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Устройство содержит два коаксиально расположенных вала 1 и 2, на которых в межвальном пространстве закреплены внутренние и наружные токоведущие кольца 3 и 4. Щетки 5 закреплены на внутренних токоведущих кольцах 3. Первый гидравлический затвор 6 установлен на наружном валу 2, Второй гидравлический затвор 7 соединен со сливным каналом 9 маслосистемы с помсядью дренажных каналов 9, выполненных в наружных токоведущих кольцах 4. В первом гйдооэ а воре б выполнен канал 10, соединяющий оба гидрозатвора 6 и 7. Устройство работает следующим образом. С момента запуска двигателя масло поступает в контактную зону щеточного токосъемника, охлаждает щеточный узел, перетекая по дренажным каналам. Основная масса масла про- . текает через сливной канал 8, а часть масла перетекает через канал 10

первого гидрозатвора во второй гидрозатвор 7, откуда по дренажным каналам 9 сливается в сливной канал 8. Такой дополнительный переток масла увеличивает теплосъем с токоведущих колец 4, а в аварийной ситуации предотвращается попадание масла в |горячую зону двигателя.

По сравнению с известными использование предлагаемого щеточного токосъемного устройства для коаксиально расположенных вращающихся валов позволяет обеспечить повьпяение надежности работы за счет предотвращения попадания масла в горячую зону двигателя в режиме Взлет, улучшения условий работы щеточного токосъемника за счет дополнительного отбора тепла из зоны контакта щеток, а также исключения касаний вала и гидрозатвора в режиме повышенной вибрации.

ТОКОСЪВМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ, КОАКСИАЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫХ вРАЩМО ХСЯ ВАЛОВ, содержащее внутренний и внешний валы, контактные кольца, закрепленные на внутренней поверхности наружного вала и на наружной поверхности внутреннего вала, щетки, установленные на кольцах внутреннего вала, масляную систему охлаждения щеток, состоящую из маслоподводящего, маслоОтводящего и сливного каналов, гидравлического згтвора с полостью, расположенного на внутренней поверхности наружного вала, отл-и чающе е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе, в нем установлен второй гидравлический затвор с полостью, которая соединена со сливным каналом масляной системы, дополнительно введенными дренажными каналами, выполненными в токоведущих кольцах, расположенных на внутренней поверхности наружного вала, при этом полость первого гидрав.шческого затвора соединена каналом для перетока § масла с полостью второго гидравлического затвора. СО со 4i