Жидкометаллическое токосъемное устройство

СОЮЗ СОРЕТСКИХ

В Л . РЕСПУБЛИК

3(59 Н 01 и 39 30

C0CVjgAPCTBEHHbN HOMNTKT СССР

По ДКЛИН ИЗОВЩтИНИЙ И Оти цтИй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .3348336/24-07 ,(22) 29 ° 10.81 (4ф) 30.04.83. Вюл. В 16 (72) Н.Н.Попов (71) Иосковский ордена Ленина авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (53) 621.3.047(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 505062, кл. Н 01 R 39/30, 1973.

2. Глухих В.А., Карасев В.К..

Харитонов В.В., Скрипунов В.Н. Разработка ударного униполярного генератора для питания сильноточного электронного ускорителя. Препринт

А-0294, Л., НИИЭФА. 1976 ° (54 ) (. 57 ) ЖИДКОМЕТАЛЛНЧЕСКОЕ TOKOCbHM"

- НОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее внутренний вращающийся электрод, наружный неподвижный электрод, укрепленный на

„„Su„„1015459 корпусе с опорной плоскостью, коль- цевой зазор между электродами, по обеим боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости, неподвижный электрод имеет кайалы для подачи жидкого металла в зазор и сливные каналы для слива жидкого металла из кольцевых плос- тей, расположенные в нижней части неподвижного электрода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. с целью уменьшения массы и габаритов. а также увеличения надежности. в неподвижном электроде на поверхностях, образующих кольцевые полости, расположены карманы, каждый из которых имеет канал для слива жидкого метал- ф ла. причем канал расположен ближе к опорной плоскости. чем входные кромки соответствующего ему кармана.

1015459

И.зобретение относится к элЕктрическим машииам, в частности к подвижным жидкометаллическим .электрическим токосъемным устройствам, и может найти применение в униполярных электрических машинах. 5

Известно жидкометаллическое токосъемное устройство. содержащее внешний вращающийся электрод и размещенную в нем неподвижную траверсу с укрепленным на ней дисковым элект- t0 родом. Траверса установлена в кор-— пусе с огорной плоскостью. На траверсе по окружности установлены нагнетательные и отводящие трубкй.

Отводящие трубки обеспечивают отвод из жидкометаллического токосъемного устройства жидкого металла, подаваемого. в него через нагнетательные .трубки. При этом через устройство можно организовать непрерывную прокачку жидкого металла. который одновременно используется для электрического соединения и охлаждения вращающегося и неподвижйого электродов.

Отводящие трубки обеспечивают- также заданный объем жидкого металла, сформированного в виде кольца у периферии вращающегося электреда(1 ).

Недостатки данного жидкометалличес кого токосъемного устройства заключаются в том, что при отводе жидкого 30 металла Погруженные в жидкометалли- < ческое кольцо отводящие трубки вы- зывают разбрызгивание жидкого металла и увеличивают гидродинамические потери трения. Жидкий металл. попадающий на.траверсу, проникает в зазоры между ней и вращающимся электродом. В результате чего нарушается работа уплотнительных узлов. Попадание жидкого металла в зазоры, когда 4О данное устройство .используется в"униполярных машинах в особенности со сверх- или гиперпроводниковой системами возбуждения, обуславливает протекание в униполярных машинах больших кроткозамкнутых токов. Эти токи вызывают дополнительный нагрев машины и снижают ее КПД. Указанные недостатки обуславливают невысокую надежность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является жидкометаллическое токосъемное устройство. которое содержит внутренний вращающийся электрод. наружный неподвижный электрод. Укрепленный на корпусе с опорной плоскостью. кольцевой зазор между электродами. по обеим: боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости. неподвижный электрод 60 имеет каналы для подачи жидкого металла в зазоре и каналы для слива жидкого металла из кольцевых полостей.. распоЛоженные в нижней части неподвижного электрода. В такой кон- 65 струкции жидкий металл . при ойределенном его расходе через зазор, может голностью отводиться от кольце- вых полостей через сливные каналы,. расположенные в нижней части неподвижного электрода. Поэтому это уст« ройство имеет более высокую надежность f2 g.

Недостатком прототипа является его большие масса и габариты, обусловленные большой величиной относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода (отношения радиального размера внешнего неподвижного электрода к радиусу внутреннего вращающегося электрода). Этот размер определяется необходимостью расположения сливных каналов в ниже ней части неподвижного электрода.

Использование известного устройства в сверх- или гиперпроводниковых уни »<»Å» õ машинах обуславливает в них большие потоки рассеяния обмотки возбуждения из-за большого относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода:. что ведет к снижению удельных энергетических показателей указанных маший.

Уменьшение же относительного радиального размера внешнего неподвижного электрода ведет к уменьшению сече" ния сливных каналов, в результате чего снижается надежность жидкометаллического контактного устройства изза ухудшения отвода жидкого металла из кольцевых полостей.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов устройства. а также увеличение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом токосъемном устройстве. содержащем внутренний вращающийся электрод, наружный неподвижный электрод, укрепленный на. корпусе с опорной пло".костью, кольцевой зазор между эЛектродами, по обеим боковым сторонам зазора в неподвижном электроде выполнены кольцевые полости. неподвижный электрод имеет каналы для подачи жидкого металла в зазор и сливные каналы для слива жидкого металла из кольцевых полостей, расположенные в нижней части неподвижного электрода. в неподвижном электроде на поверхностях. образующих кольцевые полости. расположены карманы. каждый из которых имеет канал для слива жидкого металла, причем канал расположен ближе к опорной плоскости. чем входные кромки соответствующего ему кармана.

На фиг.1 представлено жидкометаллическое токосъемное устройство. продольный разрез; на фиг.2 — разрез

A-A на фиг.1,:вариант выполнения карманов ; на фиг.3 — то же, другой вариант выполнения карманов; на

1015459

3 э фиг,4 - сечение S-Б на фнг.2 ; на

Фиг.5 - разрез В-В на фиг.3, на фиг.б - вид Г на фиг.2, на фиг. 7вид Д- на фиг.3.

Жидкометаллическое токосъемное .устройство состоит из внутреннего вращающегося 1 и наружного неподвижного 2 электродов, образующих у периферии вращающегося электрода кольцевой зазор 3. Неподвижный электрод укреплен на корпусе с опорной плос- 10 костью 4:и электрически изолирован от него. По обеим боковым сторонам зазора 3 в неподвижном электроде имеются кольцевые полости 5. В неподвижном электроде выполнены каналы б для подачи жидкого металла в зазор и сливные каналы 7 для слива жидкого металла из кольцевых полостей 5, расположенных в нижней части. неподвижного электрода 2. В неподвижном электроде на поверхностях., образующих кольцевыщ полости 5, расположены карманы 8, каждый из которых имеет сливные каналы 9, вы- олненные в неподвижном электроде.

Карманы могут выполняться. как в теле неподвижного электрода (фиг.З), Iõàõ и с помощью лопаток 10 (фиг.2!. укрепленных на поверхностях кольце : вых полостей частью,.своего перимет-, ра. Каналы 9 для слива жидкого. метаМ.ла расположены ближ к опорной плоскости 4, чем входные -кромки соответствующего кармана.

Устройство работает следущщНМ Образом. Через канал б жидкий металл ( непрерывно подается s зазор 3, заполняет его,и электрически соединя-:. ет вращающийся 1 и неподвижный 2 электроды. Вытекая.из зазора в коль цевые полости 5 в виде кольцеобразной струи. он попадает в карманы 8. заполняет их и по каналам 9 отводит" ся от них. Некоторая часть жидкого металла, не попазшая в карманы Стекает по поверхностям кольцевых но лостей к каналу 7 и по нему отводит- . ся от кольцевых полостей. Прокачка жидкого металла через зазор осуществляется за счет подсоединения устройства к жидкометаллическому циркуляционному контуру.

В предлагаемом устройстве масса и габариты уменьшены на 10-20% по срав» нению с прототипом, при этом величи-" на сечения сливных каналов достаточна для надежной работы устройства.

1015459

Составитель N. Кузнецова

Редактор Л.Пчелинская Техред О.Неце Корректор Е.Рошко

Заказ 3226/50 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород. Ул. Проектная. 4