Центробежное жидкометаллическое токосъемное устройство Советский патент 1979 года по МПК H01R39/30 H01H29/22 

Изобретение относится к коммутаций неподвижных и вращающихся электродов и может быть использовано в электрич ских машинах и аппаратах.

Известны коммутационные устройства, в которых используется вращающийся жидкометаллический контакт для коммутации неподвижных электродов 1

Известное устройство содержит корпус с электродами, разделенные изолятором, снаружи которого расположена обмотка с вращающимся магнитным полем, а внутри размещен жидкий металл. В устройстве в качестве привода используется amatoщееся магнитное поле, которое воздействует на жидкий металл, он заполняет зазор между электродами и замыкает их. Быстродействие в надежность такого устройства зависят от электропроводности жидкого металла ,и не могут быть сущестч венно повьпиены тза-аа неэффективности привода.

Известно также устройство, которое предназначено для коммутапииврашающегося электрода с помощью жидкого металла 2 .

Известное устройство содержит вращающийся электродс вертикальной осью вращения, неподвижный электрод с камерой ДЛЯ жидкого металла, в которой расположен желоб с одной стороны От токо- съемной части электрода.

Недостатками известного устройства являются: стационарное размещение его в пространстве в определенном положении, т.е. при вертикальной оси вращения электрода; наличие в желобе отверстий и зазоров между ними и камерой, что не обе5ся1ечивает длительное удержание жидкого металла в токосъемной части электрода.

Это все ограничивает область применения устройства.

/ Целью изобретения являются повышение надежности токосъема и расширение его функциональных возможностей.

Для этого устройство снабжено дополнительным вкладьпцем, расположенным в попостн неподвижного электрод снмметрично относительно основного вкладыша, образуя камеру для жидкого металла, а : между вкладышами и неподвижным электродом установлень уплотнения. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит вращающийся электрод 1. с .токосьемной частью 2, а также неподвижный электрод 3. В неподвижном электроде 3 расположены с зазором вкладыши 4 я 5,которые оаиватывают токоеьемную часть 2, Полость, между вкладышами 4 и 5, неподвижным электродом 3 и токосъемной частью 2 заполнена жидким металлом 6, В зазоре между вкладышами и неподвижным электродом расположены уплотнения 7. Устройство работает следующим образом. В исходном положении вкладыши отодвинуты друг от друга и от токосъемной части на некоторое расстояние, а в полость между ними залит жидкий металл, который-под действием силы тяжести находится в нижней части устройства и меж ду свободной поверхностью которого в токосъемной частью имеется зазор. Вкла- дьпии имеют возможность возвратно-поступательного движения параллельно оси вращения электрода. Привод может быть любым и на чертеже не показан. Для замыкахшя устройства электрод 11ривод5гг во вращение, а вкладьпди сближают друг с другом. Они вытесняют из полости жидкий металл, уровень его повышается и он соприкасается с вращагсиши лШ контактом. С этого момента начинается процесс коммутации. Под действием центробежных сил жидкий металл равномерно распределяется по всему кон тактному зазору между токосъемной частью электрода и в Ешадышами. Вкладьпии .фиксируют в ;этом положении и Замкнутое положение электродов сохраняется. Для размыкания электродов вкладьпии раздвигают друг от друга и между ними образуется полость. Под действием цент- .робежных сил жидкий металл выбрасывается из контактного зазора в эту полост и электроды размыкаются. Под действием силы тяжести жидкий металл стекает вниз, в нижнюю часть полости, и устанав ливается в ней с зазором относительно вращающегося электрода. Для устранения утечек жидкого метал да под действием давления центробежных сил в зазоре между вкладышем и неподвижным электродом расположено уплотнение, например, скользящее. Для того, чтобы в рагзомкнутом состоянии жидкий металл не вытекал из полости устройства, например при изменении положе шя в пространстве при размещении на движущемся объекте, вкладьпии устанавливают в неподвижном элект роде ластолько, что в образующихся карманах жидкий металл имеет возможность перетекать из одного положения в другое, но не имеет возможности вытекать. Причем для обеспечения отключенного положения, а также дли включения в любой момент времени независимо от направления силы тяжести вкладьпии устанавливают попарно относительно плоскости вращения электрода. В этом случае щэи включении жидкий металл подается бкладышем из той части полости (кар- мана).в которой он находится в данный момент. Есл.и устройство установлено на движущемся объекте , то под действием результирующей силы, образующейся при наличии центробежйых сил и ускорения, действующей на жидкий металл, он перемещается в контактном зазоре. Для обеспечения надежности замкнутого состояния электродов в этом случае токо- съемная часть ротора и вкладышей выполнены сферическими, что обеспечивает равномерность распределения плотности тока тю контактной поверхности. При размрьткании электродов вследствие равномерности действия центробежных сил обеспечиваются более, эффективные условия дугогашения и эрозионной устойчивости электродов. В центробежном устройстве могут быть использованы жидкостные кортакты с электропроводностью. Быстродействие устройства определяется сопротивлением движению вкладьпйей и энергией привода, в качестве которого могут быть использованы различные высо оэнергетические типа привоДов, например, взрывной или электродинамический. При стационарном положении устройств на, т.е. щ)и неизменном направлении силы тяжести и отсутствии ускорения, можно исхюльзовать вкладьпп, распс 1ожен1яый только с одной из.сторон от плоскости вращения ротора (например, вкладыш 4 или 5). Таким образом, предложенньтй дентро- бежный коммутатор может быть применен для коммутации крупногабаритных контак-

тов, больших токов, с любыми токопроводяпшми жидкостями, с разпообрвэными типами проводов н можег быть установлен на сташгонарных и движупшхся объектах.

изобретения

о р м у л а

Центробежное жидкометаллкческое токосъемное устройство, содержащее вращаюшийся электрод, рааКййгённый в полости неподвижного электрода, и вкладыш, расположенный с одной стороны токосьёмной части подвижного электрода, о т л и ч а ю щ е е с тем,зто,1 с целью повышения надежности токосъема и расширения его функциональных возможностей, устройство снабжено дополнителыплм вкладышем, расположенным в полости неподвижного электрода симметрично относительно вьппеуказанного вкладыша, образуя камеру для жидкого металла, а между вкладьппами и неподвижным электродом установлены уплотнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Богуславский В. А, и др.. Исследование коммутации килоамперного постоянного тока жидким металлом во вращающемся поле, Магниггная гидродинамика, N9 4, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 520655, кл. Н 01 R 39/ЗО, 1974.