Жидкометаллическое токосъемное устройство Советский патент 1977 года по МПК H02K31/04 H01R39/30 

Сложность оптимального дозирования жидкого металла в импульсном режиме работы вследствие снижения быстродействия. Для повышения надежности и упрощения конструкции, а также уменьшения расхода жидкого металла и расширения области применения в неподвижном контакте предложенного токосъемиого устройства выполнена камера, разделенная резиновой диафрагмой на две полости, одна из которых заполнена порцией жидкого металла, который подается в зазор между контактами при помощи энергии электрического взрыва в диэлектрической жидкости, заполняющей другую полость камеры (под резиновой диафрагмой), и в которой размещены электроды. На чертеже представлен вертикальный разрез токосъемного устройства с кольцевым вращающимся контактом. Токосъемное устройство содерл ит вращающийся контакт (ротор) 1, неподвижный контакт (статор) 2 и камеру 3. Ротор 1 и статор 2 образуют токосъемный зазор 4 и сливную полость 5. Камера 3 разделена резиновой диафрагмой 6 на две полости. В верхнюю полость залит жидкий металл 7, между поверхностью которого и ротором 1 оставлен зазор. Верхняя полость соединена с помощью канала 8 со сливной полостью 5. В нижнюю полость залита диэлектрическая жидкость 9, в которую погружены электроды 10. Токосъемное устройство работает следующим образом. Ротор токосъемного устройства, например, униполярного генератора разгоняется до необходимой скорости. После достижения заданной скорости вращения в результате импульсного электрического разряда в диэлектрической жидкости под действием энергии электрогидравлического удара жидкий металл впрыскивается в токосъемный зазор 4, подхватывается вращающимся ротором и замы,кает контакты 1 и 2. При скорости вращения ротора, превышающей возможность длительного удержания жидкого металла в токосъемном зазоре, жидкий металл выбрасывается из него в сливную полость 5, по которой через канал 8 вновь попадает в верхнюю полость камеры 3. Следовательно, замкнутое состояние контактов определяется временем нахождения жидкого металла в токосъемном зазоре и зависит от его геометрических размеров, скорости вращения ротора, энергетических параметров импульсного электрического разряда и согласовывается с амплитудой и длительностью коммутируе.мого тока. Если, например, работа униполярного генератора происходит в режиме динамического торможения и скорость ротора снижается до нуля быстрее, чем произойдет выбрасывание жидкого металла в сливную полость, то жидкий металл сливается прямо в верхнюю полость камеры 3. После динамической остановки ротора на жидкий металл продолжает дейтвовать сила тяжести, под действием котоой он стекает по каналам и внутренней полости устройства вниз в полость камеры, после чего токосъемное устройство готово к слеующему процессу замыкания контактов. Повышение эффективности заполнения токосъемного зазора жидким металлом достигается направлением метаемой порции жидкого металла по касательной к окружности ротора и в направлении его вращения. Действительно, в этом случае скорость движения жидкого металла складывается с линейной скоростью поверхности ротора и результирующая средняя скорость жидкого металла повышается, следовательно, повышается и скорость заполнения им контактного зазора. Конструктивно это достигается направлением полости камеры с жидким металлом, оси ее симметрии, по направлению касательной к окружности ротора. В токосъемиом устройстве отсутствует внешняя жидко.металлическая система и энергия привода передается через эластичную диафрагму непосредственно жидкому металлу, оез промежуточных механических передач, что повышает быстродействие устройства и его надежность. В токосъемном устройстве используется оптимальная порция жидкого металла, необходимая для коммутации тока с заданными параметрами и совершающая циркуляцию внутри токосъемного устройства,- что сокращает расход жидкого металла. Жидкометаллическое токосъемное устройство коммутирует как движущиеся, так и не-подвижные контакты, которые могут иметь произвольную форму. Наличие эластичной диафрагмы позволяет не только передать энергию взрыва жидкому металлу, но я отделить контактную зону и жидкий металл от воздействия на них продуктов газовыделения электрического разряда в жидкость, что повышает надежность токосъемного устройства. Формула изобретения Жидкометаллическое токосъемное устройство с электрогидравлическим приводом, содержащее электроды, контакты, камеру с жидким металлом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения ее надежности, а также уменьшения расхода жидкого металла и расширения области применения, камера снабжена дополнительной полостью, изолированной от жидкого металла эластичной диафрагмой и заполненной диэлектрической жидкостью, а электроды расположеиы в этой полости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. А. И. Бертинов и др. «Униполярные электрические машины, М, «Энергия, 1966.

2. Авторское свидетельство № 188561, М. Кл.2 Н 02К 31/01, 1965.

3. Авторское свидетельство

№ 371644, М. Кл.2 Н 01R 39/30, 1973.