Токосъемное устройство для термометрирования вращающихся объектов Советский патент 1987 года по МПК H01R39/40 

1 1320856 зобретение относится к злектрои к ны спи вну В п 10 но с ш а в уст фик кор вер тал кон про дин отв 3 и 18 что ное пар

ройствам для термометрирования вращающихся объектов, и может быть использовано при исследовании темп ера- турного состояния роторов газотурбинных установок.

Целью изобретения является повьшге- ние надежности работы и расширение области применения по типу термомет- рируеммх объектов.

На фиг. 1 представлено токосъем- ное устройство, продольный разрез; на фиг,, 2 - то же, поперечный разрез; .на фиг о 3 -,узел I на фиг. 1 (кон-, тактная пара).

Токосъемное устройство для термометрирования вращающихся объектов монтируется в расточке ротора 1 вращающегося объекта, куда устанавливается и жестко скрепляется с вращающимся объектом съемный корпус 2, в который помещен корпус 3 токосъемно- го устройства. Между корпусами 2 и

3образован кольцевой воздушный канал А.

В корпусе 3 на подшипниках 4 и 5 смонтирован полый вал 6. Подшипник

4фиксируется в корпуса 3 с помощью крышки 7. Подшипник 5 установлен в упорную втулку 8, сжимающую пакет контактных колец 9 с изоляционными

.кольцами 10 в изоляционном цилиндре 115 установленном во внутренней рас- :точке корпуса токосъемника 3. Упор- i ная втулка .8 с подшипником 5 фикси- руется в корпусе токосъемника 3 крьш1- кой 12., с наружной стороны которой выполнены кольцевые проточки, з которые входят с зазором, образуя лабк- .ринтовые уплотнения, ответные кольцевые выступы втулки 1 3 5, установленной на валу 6, причем в крьшше 12 и

JO

и корпусом 3 токосъемника образованы каналы Е, через которые система спиральных каналов Г соединена с внутренней полостью токосъемника Ж. В пакете контактных 9 и изоляционных 10 колец выполнено шесть диаметрально расположенных пазов 3, соосных с шестью отверстиями И в корпусе 3, а в диаметрально расположенных пазах установки - центрирующие шпонки 16, фиксирующиеся в двух отверстиях И корггуса 3 токосъемника и в двух отверстиях упорной втулки 8, а в остальных четырех пазах проложены то- конесущие провода 17, распаянные в проточках колец токосъемника и соединяющие их через систему соосных отверстий И в корпусе токосъемника 3 и крышке 7 с разъемом 18. Разъем 18 выполнен с двухпозиционным ключом, что позволяет переключать токосъем- ное устройство на две группы термопар, распаянных на ответных частях

20

25

30

разъема 18, путем поворота корпуса токосъемника на 180 . В полом валу 6 выполнены радиальные отверстия, в которые помещены изоляторы 19 с направляющими 20, В на)травляющие помещены с возможностью перемещения втул35

ки 21, в которых жестко закреплены (впаяны) меднографитовые щетки 22, причем между каждой направляющей 20 и втулкой 21 имеете. кольцевой канал, сообщающийся с в.нутренней полостью вала для дросселирования воздуха,. Кроме того, в промежутках между щетками вдоль вала в валу б выполнены сквозные цирку,г1яциоиные отверстия М., В полости Л ва,па 6 проложены токоне- сущие провода 23s припаянные к щеткам 22 и соединяющие их со штепсельным разъемом 24, причем полостью Л через воздушньй коллектор 25 соедипней с пневмосистемой.в вале 6 и заупорной втулке 8 выполнены кольцевые г«

щитком кожухе 26, установленном на

rmf rr f r-r-lf-TST FT,,TM-TC1 f- Я ГЮ о rtn l-n ТГ Г ГГ TTft ТГ ГПГ, ТЛ 5 J- V- А c.i V/ij, А А1 tl SJ1 i

7, выведена термопара 27 для измерения температуры холодного спая в месте подк,лючения разъема 18 к термопарам. 50

проточки, которые образуют коллектор ную полость Б и отверстия В соединяющие коллекторную полость Б с наружной средой и с системой спиральных каналов Г на наружной поверхности изоляционного цилиндра 11. Причем отверстия В в крьшке 12 и упорной втулке 8 смещены относительно друг друга по окружности. В торце цилиндра 11 со стороны корпуса 3 токосъемника сделаны прорези Д, а в крайнем контактном кольце 14 выполнены отверстия, в которые запрессованы изоляционные пробки 15, между которыми

55

При .термометрирозании устройства (фиг. 1) закрепляется с помощью флан ца в съемном корпусе 2, установленном в расточке ротора 1 объекта термометрирования, при зтом разъем 18 подкхдачается к ответной части 28, установленной в роторе 1, коммутируя в зависимости от положения ключа

и корпусом 3 токосъемника образованы каналы Е, через которые система спиральных каналов Г соединена с внутренней полостью токосъемника Ж. В пакете контактных 9 и изоляционных 10 колец выполнено шесть диаметрально расположенных пазов 3, соосных с шестью отверстиями И в корпусе 3, а в диаметрально расположенных пазах установки - центрирующие шпонки 16, фиксирующиеся в двух отверстиях И корггуса 3 токосъемника и в двух отверстиях упорной втулки 8, а в остальных четырех пазах проложены то- конесущие провода 17, распаянные в проточках колец токосъемника и соединяющие их через систему соосных отверстий И в корпусе токосъемника 3 и крышке 7 с разъемом 18. Разъем 18 выполнен с двухпозиционным ключом, что позволяет переключать токосъем- ное устройство на две группы термопар, распаянных на ответных частях

0

разъема 18, путем поворота корпуса токосъемника на 180 . В полом валу 6 выполнены радиальные отверстия, в которые помещены изоляторы 19 с направляющими 20, В на)травляющие помещены с возможностью перемещения втул

ки 21, в которых жестко закреплены (впаяны) меднографитовые щетки 22, причем между каждой направляющей 20 и втулкой 21 имеете. кольцевой канал, сообщающийся с в.нутренней полостью вала для дросселирования воздуха,. Кроме того, в промежутках между щетками вдоль вала в валу б выполнены сквозные цирку,г1яциоиные отверстия М., В полости Л ва,па 6 проложены токоне- сущие провода 23s припаянные к щетам 22 и соединяющие их со штепсельым разъемом 24, причем полостью Л ерез воздушньй коллектор 25 соеди55

При .термометрирозании устройства (фиг. 1) закрепляется с помощью флан ца в съемном корпусе 2, установленном в расточке ротора 1 объекта термометрирования, при зтом разъем 18 подкхдачается к ответной части 28, установленной в роторе 1, коммутируя в зависимости от положения ключа

первую или вторую группу распаянных на ней термопар.

При вращении ротора 1 объекта контактные кольца 9 вращаются совместно с ним, а полый вал 6 удерж1ша ется от проворачивания воздушньм коллектором 25. Воздух из пневмосисте- мы через воздушньй коллектор 25 поступает в полость Л вала 6, откуда часть воздуха через cиcтe y кольцевых каналов К между направляющими

20и втулками 21, свободно перемеша- гощимнся в них, дросселируется в полость Ж токосъемного устройства, обдувая жестко закрепленные во втулках

21щетки 22, что стабилизирует температуру их контактной поверхности от которой в значительной мере зависит надежкость передачи термоэлектрического сигнала и стабильность пе- реходного сопротивления. Другая част воздуха из полости Л вала 6 поступает в полость Ж через циркуляционные дополнительные отверстия М, выполненные в промежутка;-: между щетками.,

и обдувает контактные пары, охлаждая и унося продукты износа, что увеличивает срок их службы.

Кроме того, в валу 6 выполнены специальные отверстия Н, через которые воздух из пневмосистемы подается в лабиринтовые уплотнения, образованные кр.ышкой 12 с втулкой 13, и запирает их, закрывая доступ внешней среды во внутреннюю полость токосъемного устройства. Это значительно повышает его надежность и расширяет область применения, например, в сред.ах со взвесями жидкостей, масел и механическими примесями. Из полости Ж токосъемного устройства циркуляционньш и сдросселированный воздух, охладив контактные пары и поверхности токосъема с продуктами их износа, через каналы Е между пробками 15 и корпусом 3 токосъемника и торцовые проразн Д в изоляционном цилиндре 11 поступает в систему спиральных каналов Г, выполненных на его поверхности, охлаждая при этом как с-ЯаМ изолн гдионный цилиндр с набором кокгактньгА колец, так и корпус 3 токосъемного устройства. Пройдя через спиральные каналы Г, воздух из пневмосистемы через отверстия В з упорной втулке 8 поступает в коллекторную полость Б, образованную кольцевыми проточками в упорной втулке

8 и 12 (-.тк-.-да, охладив послед- :яе и oncpcf:. под|п: г;ник 5, через смещенные на 45 отверстия В в крьт1ке 12 выбрасывается совместно с продуктами износа контактных пар в атмосферу, обдувая 15 охлаждая штепсельньй разъем 24 и коллектор 25. Прижим ще-- тбк 21 к контг ;:тным кольцам 9 происходит Бследствие перепада давления между полостью Л вала 6 и полостью Ж токосъемного устройства, который создается ввиду того, что полость Ж токо- ьемно: о устройства через систему охлажд ю 1;их каналов Е, Д, Г и Б соединена q областью более низкого давления (; тмосферой) , а полость Л вала 6 через кол7октор 2 соединена с пневмосистсмоГ; J давление .в которой выше. Таким образом, на втулки 21 с вг;.-ляннь ми з них гцетками 22 со стороны расточк:--; вяла 6 действует сила прижимающая щетку 22 к контактному кольцу 9, пропорциональная Г1ереп аду давления ме--;(ду полостями Л и Ж и гт- ношени о плопк ;ей контактной поверх-- о - т и ще т к и А

сечения втулки 2

0

5

С

5

0

5

,|р:1ме1 ение же съемного корпуса 2, Ь-сторый Б созокупкости с корпусом . токосъем1 ого устройст ва 3 образует кольцевые зам туп- е полости А, заполненные воздухе-/ , позволяет дополнительно теглокзс;лирс .ать вь утренний корпус 3 ТОКС-; ьемиого устройства от внешней среды, а также путем смены съемного коргуса применять токосъем-псе устройство для установки в роторах различных о6г,ектов, размеры рас- течек у которых могут колебаться в больших пределах, что расширяет об-- ласть npHNiSHeHMH предложенного устройства. I

Формула изобрете-ния Токосъемное устройство для термо- метрирования вращающихся объектов, содержащее расположенные в корпусе вал, установленньй в корпусе на под- шигшиках, пакет контактных и изоляционных колец, к контактнь кольцам прижаты щетки с помощью пневмосистемы, снабжанной системой каналов, сообщенных с истогл иком избыточного давления, о т л и ч а м щ е е с я -тем, что, с цв-пью повышения надежности работы и расширения области применения по типу термометрируемых объектов, контакт; Ь е кольца жестко связаны с KopiTycoM; который помещез в дополнительный съемнЕ)й корпус 5, пред51

назначенный для жесткой связи с вращающимся объектом термометрирования, между корпусами образован кольцевой воздушный канал,- при этом вал выполнен полым, сообщен полостью с источником избыточного давления и снабжен радиальными отверстиями, в которых помещены дополнительно введенные направляющие с установленными в них с возможностью перемещения втулками, в которых жестко закреплены щетки.

208566

между каждой втулкой и направляющей имеется кольцевой канал, сообщающийся с внутренней полостью вала для дросселирования воздуха пневмосисте- 5 мы, в промежутках между щетками вдоль вала вьтрлнены сквозные циркуляционные отверстия, которые через систему охлаждающих каналов, выполненных в контактных и изоляционных кольцах, to связаны с пневмосистемой и наружной средой.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при исследовании температурного состояния роторов газотурбинных установок. Целью является повышение надежности работы и расширение области Т7 f 7 « f / . X II J и применения по типу термомеТрируемых объектов. Устройство содержит вал, установленньм в корпусе 3 на подшипниках, пакет контактных 9 и изоляционных 10 колец, к контактным кольцам прижаты шетки 22 с помощью пнев- мосистемы. Новым в устройстве является то, что контактные кольца жестко связаны с корпусом, который помещен в дополнительный съемный корпус. Вал выполнен полым, сообщен полостью с источником избыточного давления и снабжен радиальными отверстиями, в которых помещены направляющие с установленными в них втулками. В промежутках между щетками 22 вдоль вала выполнены сквозные отверстия, которые связаны с пневмосистемой и наружной средой. 3 Ш1. s г

2

т

23

М

Фие.2

3

17

Редактор М.Келемеш

Заказ 2664/54Тираж 625 , Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035j Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

фц.З

Составитель М.Кузнецова

Техред В.Кадар . Корректор В.Бутяга