Ротор для униполярного генератора Советский патент 1980 года по МПК H02K31/04 H01R39/30 

t - . .. Изобретение относится к Области электрических машин и может; быть использовано в униполярных гёнерато pax. - , - - ; : : Известны униполярные генераторы, содержащие ротор, которьай привбдитсй во вращение электроприводом, наприме электрическим двигателем Ij . Для увеличения скорости вращения pdtopa между двигателем и ротором размещают редуктор. Увеличение мощности генератора искорости вращения ротора связано с увеличением мощности, габаритов и надежности редуктора, создание которого связано со значительными TE)yjctHbcTHMH. Кроме того, ротор соединяют с приводом с помощью муфты, что также усложняет конструкцию генератора.. Эти недостатки особенно проявляют ей в униполярных генераторах импульсного действия 23, нормальным режимом работы которых является внезапно замыкание якорной цепи с одновременным разъединением вала от привода. Известен также ротор униполярного генератора, содержащий выходной вал, который соединен с внешним прй вОдом, а также внутреннюю полость с выходными радиальными отаерстиями, заполненную жидким металлом fsj. Данное Уст р6йствО наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Основными недостатками такого ротора являются: необходимость вб внешйем приводе и, следовательно, соединения с ним с помощью муфты или редуктора; необходимость в герметизации выходного вала, особенно при работе со щелочными металлами; выходные отверстия внутренней полости выполнены радиальными , что не позволяет использовать реактивную силу вытекающей жидкости. Перечисленнйе недостатки снижают надежность ротора и машийы в целом. Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, повь1111ение надежности и расщирение эксплуатационных возможностей. Это достигается за счет того,что в жидкости во внутренней полости ротора установлены разрядные электроды, используемые для соединения через Вращающиеся токосъемные устройства с импульснымисточником энергии, а выходное сопло внутренней подости выполнено реактивным.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 5 представлен продольный и поперечный разрез машины.

Ротор 1 расположен в корпусе 2. В роторе 1 размещается внутренняя полость 3 с выходным реактивным соплом 4, ксзторая заполнена жидкостью. Во йнугренней полости 3 расположены разрядные электроды 5 и 6, которые соединены с вращающимися контактами 7 токосъемного устройства разрядных электродов. Неподвижные контакты 8 устройства соединены с источником импульсной энергии, напри мер конденсаторной батареей 9 с. разрядником 10. в роторе 1 выполнены радиальные каналы 11, которые соо бщаются с остевым отверстием полого вала 12. Вал 12 соединен с напорным устройством 13, которое сообщается со сливной полостью 14, расположенной в корпусе 2, 15 - крышка.

.л/ . Устройство работает следующим образом.

В исходном положении внутренняя полость ротора заполненажидкостью, например с помощью напорного устройства 13. При срабатывании разрядника 10 конденсаторная батарея через контакты.7 и 8 токосъемного устройства подключается к разрядным электр дам 5 и 6, между которыми в жидкости происходит разряд. Под действием энергии разряда жидкость выбрасывается из внутренней полости через выходное сопло 4. Под действием реакции вытекающей струи ротору сообщается импульс момента и он начинает вращаться. Жидкость вытекает из сопла, стекает в сливную полость, а затем подается к напорному устройству. Напорное устройство подает жидкость по внутреннему отверстию вала к радиальным каналам, а затем во внутреннюю полость ротора 3. При следующем разряде конденсатора ротору снова сообщается импульс момента и т.д.

Скорость вргодения ротора определяется соотношением между сопротивлением вращения ротора и ча.стотой и амплитудой энергии разряда, изменяя которае можно регулировать скорость вращения ротора.

Используя в качестве жийкйс й ЖИД кий .Металл и размещая полость С реак тивйымй соплами на периферии ротора, рдноврёменнд производят и съем тока с периферии ротора, т.е. в этом случае отпадёёт необходимость в специальном периферийном тЪкосъемном устройстве созданиекоторого для высокскоростных машин, как известнЬ,Представляет значительные трудности.

В случае технического решения с использованием жидкого металла в качестве реактивной гидродинамической струи и токосъемнойжидкости, эластичная диафрагма, например из резины

разделяет внутреннюю полость 3 на дв части. Разрядные электроды расположены в одно,й замкнутой части полости, а жидкий металл - в другой, в кторую он поступает по радиальным каналам. При электровзрыве энергия взрыва через эластичную диафрагму передается жидкому металлу. Далее работа происходит, по вьцие описанной схеме.

Технический эффект предложенного решения заключается в отсутстйии редуктора и муфты расцепления, что позволяет более надежно осуществлят разгон ротора до определенных скоростей и работу униполярного генератора в ударных режимах, т.е. режимах, связанных, как правило, с отключением внешнего привода и требующих большой жесткости соединительного вала, а также в более доступной герметичности всего роторного узла.

Технический эффект заключается также в возможности многоцелевого Использования жидкого металла.

Экономический эффект устройства заключается в снижении затрат за счет отсутствия специальных отдельных приводных устройств, мощных редукторов и муфт, что особенно выявляется в комплектности исполнения многодисковых роторных узлов.

Наиболее техническое преимущество предложенного устройства выявляется в многороторных униполярных генераторах, предназначенных для повышения напряжения или получения серии импульсов, кйгда число роторов более двух.

При большом числе роторов они прводятся во вращение, как правило, в двигательном режиме работы униполярного генератора. Недостатком таких конструкций, особенно при последова тельном соединении роторов является невозможность регулирования скорости вращения отдельных роторзов, изменяющейся в результате различных моментов их сопротивления, обусловленных погре.щндстями изготовления роторов, подшипников, токосъемных устройств и т.д. Кроме того, такой режим может быть неосуществим. при разгоне роторов до скоростей, пре.выиающих длительную надежную работу перифе рийных токосъемных устройств, например жидкометаллических

Предложенное устройство позволяе осуществить многороторный униполярный генератор при любом количестве роторов с индивидуальным- ра-згоиом любого из них до необходимой скорости. Раз гон- произйодится без применения ,периферийных токосъемных устройств, кбторые. используются толко в момент съема тока, т.е. при подключении к генератору нагрузки. Такой многороторный генератор может

иметь, например, один неподвижный вал-коллектор, на котором располо.жены предлйжанные роторы и с помощью

которого производится разводка рабочей жидкости к каждому ротору от напорного устройства. Каждый ротор

.имеет самостоятельный, импульсный источник питания (конденсатор),что

;и позволяет регулировать скорость его вращения.. Токосъемное устройство для подсоединения импульсного источника питания к разрядным электродам может быть выполнено в виде газового (или вакуумного) разряд;1ика,

.содержащего вращающиеся и неподвижные KOHTaKTHbie кольца, пробой зазора мегхду которыми И коммутация их происходит при заданной величине напряжения .

Таким образом, предложенное устройство упрощает конструкцию многороторных узлов, повышает надёжность работы в ударных режимах ипри использовании жидкометаллических т6косъемных устройств.

Формула изобретения .

Ротор для униполярного генератора с внутренней полостью, заполненНОЙ жидким металлом, в которой установлено выходное сопло, содержащий . вращающиеся токосъемные устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, во внутренней полости ротора установлены разрядные электроды, исполь0зуемые для соединения через вращающиеся токосъемнЫе устройства с импульсным источникон энергии, а выходное сопло выполнено реактивным.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Бертинсэв А, И. и др. Униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом. М., Энергия, .1966. 0 2. Патент Англии № 1143649, кл. Н 02 К 31/01, опублик. 1969.

3. Патент Англии № 1326731, кл. Н 01 R 39/30, опублик..1973 (прототип) .

f

11