CN110153101B - 防止碳刷卡涩的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止碳刷卡涩的装置，防止碳刷卡涩的装置包括刷缸、活塞、碳刷及吹气装置；刷缸内设有活动腔，刷缸的顶部设有缸口，缸口与活动腔连通；活塞设置在活动腔内；活塞与活动腔的侧壁之间具有间隙；活塞内设有空腔，活塞的底部设有开口，开口与空腔连通；碳刷设置在活塞的顶部上并与缸口对应设置；吹气装置连接有通气管，通气管的一端穿过刷缸及活塞与空腔连通。吹气装置通过通气管向空腔吹气使活塞悬浮，以使空腔通过开口与间隙连通，空腔内的气体从开口流至间隙的底部，然后从间隙的底部朝缸口方向流动，防止沉积在活塞上表面或碳刷周围的灰尘进入间隙并将间隙内的灰尘从缸口吹走，有效防止碳刷发生卡涩现象。

Description

防止碳刷卡涩的装置

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种防止碳刷卡涩的装置。

背景技术

励磁机内部配备有碳刷，在励磁机运行中，由碳刷监测发电机转子对地的绝缘情况。因为发电机转子是高速旋转部件，注入信号要通过滑环和碳刷进入转子绕组和大轴。励磁机内部配备的碳刷一般有三支，从外到内分别是转子绕组负极碳刷、转子绕组正极碳刷和转子大轴碳刷，布置在相应滑环的正下方，由一根滑环轴连接固定起来。

碳刷在活塞的带动下靠近或远离正上方的滑环，碳刷使用时间一段时间后，碳刷就会出现卡涩现象，使得碳刷与滑环出现接触不良等故障，进而导致发电机转子绝缘监测系统不能正常工作，严重时会导致停机。原因是活塞带动碳刷运动时活塞在刷缸内做升降运动，由于活塞与刷缸之间具有间隙，从而活塞在刷缸内做升降运动的过程中，原来沉积在活塞上表面或碳刷周围的灰尘就容易进入间隙中，间隙中的灰尘积累到一定量就会使活塞与刷缸之间产生一定摩擦力，导致活塞上下不顺畅，进而导致碳刷出现卡涩现象。

发明内容

基于此，有必要针对目前传统技术的问题，提供一种防止碳刷卡涩的装置。

一种防止碳刷卡涩的装置，包括：

刷缸，所述刷缸内设有活动腔，所述刷缸的顶部设有缸口，所述缸口与所述活动腔连通；

活塞，设置在所述活动腔内；所述活塞与所述活动腔的侧壁之间具有间隙；所述活塞内设有空腔，所述活塞的底部设有开口，所述开口与所述空腔连通；

碳刷，设置在所述活塞的顶部上并与所述缸口对应设置；及

吹气装置，所述吹气装置连接有通气管，所述通气管的一端穿过所述刷缸及所述活塞与所述空腔连通；所述吹气装置通过所述通气管向所述空腔吹气使所述活塞悬浮，以使所述空腔内的气体从所述开口流至所述间隙。

上述的防止碳刷卡涩的装置，吹气装置通过通气管向空腔吹气使活塞悬浮，以使空腔通过开口与间隙连通，从而吹气装置通过通气管吹入至空腔内的气体从开口流至间隙的底部，然后从间隙的底部朝缸口方向流动，防止沉积在活塞上表面或碳刷周围的灰尘进入间隙并将间隙内的灰尘从缸口吹走，有效防止活塞与活动腔之间产生摩擦力，确保活塞在活动腔内做升降运动时保持顺畅，即有效防止碳刷发生卡涩现象，保证碳刷与外界滑环接触良好，确保发电机转子绝缘监测系统正常工作。

在其中一个实施例中，所述刷缸远离所述缸口的一端的侧壁上设有通孔；所述活塞靠近所述开口的一端的侧壁上设有穿孔；所述通气管的一端穿过所述通孔及所述穿孔延伸至所述空腔内。

在其中一个实施例中，所述吹气装置包括箱体及安装在所述箱体内的抽风扇，所述箱体上设有进风口和出风口，所述通气管与所述出风口连接。

在其中一个实施例中，在其中一个实施例中，所述吹气装置还包括气体流量计及控制阀，所述气体流量计的一端与出风口连接，所述气体流量计的另一端与所述通气管连接；所述控制阀设置在所述气体流量计与所述出风口连接的一端上。

在其中一个实施例中，所述吹气装置还包括安装在所述箱体内的第一滤网和第二滤网，所述第一滤网设置在所述抽风扇与所述进风口之间，所述第二滤网设置在所述抽风扇与所述出风口之间。

在其中一个实施例中，所述通气管为软管。

在其中一个实施例中，所述刷缸为绝缘刷缸。

在其中一个实施例中，所述间隙的宽度为0.09mm-0.11mm。

在其中一个实施例中，所述间隙的宽度为0.1mm。

在其中一个实施例中，所述活塞的顶部设置有连接柱，所述连接柱上设有连接孔，所述碳刷的一端插入至所述连接孔内。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的防止碳刷卡涩的装置的结构示意图；

图2为图1的防止碳刷卡涩的装置的A处放大图；

图3为图1的防止碳刷卡涩的装置的活塞及碳刷的立体结构示意图；

图4为图3的防止碳刷卡涩的装置的活塞及碳刷的剖视图；

图5为本发明的第二实施例的防止碳刷卡涩的装置的结构示意图。

附图中各标号的含义为：

刷缸10，活动腔11，缸口12，通孔13，活塞20，空腔21，开口22，穿孔23，连接柱24，连接孔25，定位孔26，紧固销27，间隙28，碳刷30，吹气装置40，通气管41，箱体42，抽风扇43，进风口44，出风口45，气体流量计46，控制阀47，第一滤网48，第二滤网49，升降驱动机构50，永磁铁51，电磁铁52，刷缸10a，活动腔11a，缸口12a，活塞20a，空腔21a，排气孔22a，间隙28a，碳刷30a，吹气装置40a。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参考图1至图4，为本发明第一实施例的防止碳刷卡涩的装置，包括刷缸10、活塞20、碳刷30及吹气装置40。刷缸10内设有活动腔11，活动腔11的横街面为圆形。刷缸10的顶部设有连通活动腔11的缸口12。活塞20设置在活动腔11内，且活塞20与活动腔11的侧壁之间具有间隙28。活塞20内设有空腔21，活塞20的底部设有开口22，开口22与空腔21连通。碳刷30设置在活塞20的顶部上并与缸口12对应设置，碳刷30用于穿过缸口12与设置在碳刷30上方的外界滑环；吹气装置40连接有通气管41，通气管41的一端穿过刷缸10及活塞20与空腔21连通。吹气装置40通过通气管41向空腔21吹气使活塞20悬浮，以使空腔21内的气体从开口22流至间隙28。

在本实施例中，刷缸10为矩形结构；刷缸10为绝缘刷缸，例如，刷缸10可以是塑料刷缸。

请参考图2，刷缸10远离缸口12的一端的侧壁上设有通孔13，通孔13与活动腔11连通；活塞20靠近开口22的一端的侧壁上设有穿孔23，穿孔23与活动腔11及空腔21连通，且穿孔23与通孔13对应设置；通气管41为软管，且通气管41的长度为3mm-6mm；通气管41的一端穿过通孔13及穿孔23延伸至空腔21内。在本实施例中，穿孔23与开口22相通。在其中一个实施例中，穿孔23与开口22不相通，由于通气管41为软管，从而通气管41可随活塞20运动。

请参考图3及图4，活塞20为圆形结构。活塞20的顶部设置有连接柱24，连接柱24上设有连接孔25，碳刷30的一端插入至连接孔25内。进一步地，连接柱24对应连接孔25的侧壁设有定位孔26，定位孔26与连接孔25连通，一紧固销27穿过定位孔26抵触在碳刷30的侧壁上，保证碳刷30与连接孔25连接的稳定性。具体地，定位孔26的内壁设有内螺纹，紧固销27的外壁设有外螺纹，紧固销27的外螺纹与定位孔26的内螺纹螺纹连接，即紧固销27与定位孔26螺纹连接，通过旋转紧固销27以使紧固销27远离或者靠近碳刷30，便于更换碳刷30及调节紧固销27对碳刷30的紧度。可以理解地，拆卸碳刷30时，螺松紧固销27，将碳刷30从连接孔25中取出；安装碳刷30时，将碳刷30的插入连接孔25，拧紧紧固销27使紧固销27的一端抵触在碳刷30上。

请参考图1，在其中一个实施例中，间隙28的宽度为0.09mm-0.11mm，换言之，活塞20与刷缸10对应活动腔11的侧壁之间的间距为0.09mm-0.11mm，使得活动腔11能够对活塞20进行有效的导向，确保活塞20在活动腔11内上下运动时不发生倾斜。进一步地，间隙28的宽度为0.1mm。

碳刷30的一端延伸出缸口12。

吹气装置40设置在刷缸10的一侧。吹气装置40包括箱体42及安装在箱体42内的抽风扇43，箱体42上设有进风口44和出风口45；在本实施例中，进风口44和出风口45分别设于箱体42的相对两端。通气管41与出风口45连接。抽风扇43位于进风口44与出风口45之间，换言之，抽风扇43与进风口44及出风口45对应设置，抽风扇43用于将外界的气体从进风口44抽入至箱体42内，抽入箱体42内的气体从出风口45、进气管41流入空腔21。

吹气装置40还包括气体流量计46及控制阀47，气体流量计46的一端与出风口45连接，气体流量计46的另一端与通气管41连接，气体流量计46用于检测通气管41内的气体流量值。控制阀47设置在气体流量计41与出风口45连接的一端上，且控制阀47位于气体流量计41与出风口45之间，控制阀47用于箱体42进入通气管41内的气体流量，换言之，控制阀47用于通气管41内的气体流量，确保通气管41进入至内腔21内的气体流量能将活塞20悬浮在预设的高度上，避免进入内腔21内的气体流量过大使活塞20的悬浮高度过高而误使碳刷30接触到外界滑环。例如，通过进行试验，吹气装置40通过通气管41向空腔21吹气，调节控制阀47加大通气管41内的气体流量以使活塞20受空腔21内的气体浮力作用向上浮动，碳刷30靠近外界滑环，当碳刷30接触到外界滑环时，记录气体流量计41显示的气体流量值；然后调节控制阀47减少通气管41内的气体流量至碳刷30接触到外界滑环时气体流量值的一半。例如，碳刷30接触到外界滑环时气体流量值为100％F，则通过调节控制阀47，使气体流量计41显示的气体流量值50％F，此时，可使活塞20处于悬浮状态又不能使碳刷30接触到外界滑环。需要说的是，控制阀47可以是减压阀、针阀或蝶阀等。

进一步地，吹气装置40还包括报警器，报警器可安装在气体流量计41或箱体42上，报警器与气体流量计46电连接，当通气管41内的气体流量值低于能使活塞20悬浮的气体流量值时，报警器发出报警信号。可以理解地，当通气管41内的气体流量值低于能使活塞20悬浮的气体流量值时，活塞20不再悬浮，即活塞20的底部与活动腔11的底部紧密贴合，空腔21与间隙28断开连通，空腔21内的气体无法流至间隙28，从而无法清理间隙28内的灰尘及阻止外界的灰尘进入间隙28。例如，若活塞20处于悬浮状态的临界气体流量值为30％F值，则当气体流量计41检测的气体流量值等于或低于30％时，触发报警器，报警器发出报警信号。需要说明的是，报警器可以是声音报警器、LED灯报警器或声光报警器。

吹气装置40还包括安装在箱体42内的第一滤网48和第二滤网49，第一滤网48设置在抽风扇43与进风口44之间，第一滤网48用于过滤从外界进入箱体42内的气体。第二滤网49设置在抽风扇43与出风口45之间，第二滤网49用于过滤从箱体42进入至通气管41的气体。通过设置第一滤网48和第二滤网49可有效防止外界空气中的杂质、灰尘从箱体42、气体流量计46、通气管41及空腔21进入至间隙28。

防止碳刷卡涩的装置还包括活塞升降驱动机构50，活塞驱动机构50用于驱动活塞20在活动腔11内做升降运动，活塞20在活动腔11内做升降运动时带动碳刷30靠近或远离外界滑环。

具体地，活塞驱动机构50包括永磁铁51及电磁铁52。永磁铁51设置在空腔21的顶部上。电磁铁52设置在活动腔11的底部上，电磁铁52对应空腔21设置，且电磁铁52与永磁铁51相对间隔设置。可以理解地，电磁铁52通电时，电磁铁52靠近永磁铁51的一端产生的磁极与永磁铁51靠近电磁铁52的一端的磁极相同，从而电磁铁52与永磁铁51相斥，电磁铁52与永磁铁51之间的相斥力推动永磁铁51朝远离电磁铁52方向运动，即永磁铁51带动活塞20上升，进而活塞20带动碳刷30靠近外界滑环以使活塞20与外界滑环接触；电磁铁52断电时，电磁铁52上的磁性消失，电磁铁52与永磁铁51相吸，永磁铁51带活塞20下降至原位，进而活塞20带动碳刷30远离设置在碳刷30外界滑环。从而可以理解地，通过电磁铁52通电和断电以使永磁铁51远离和靠近电磁铁52，从而带动活塞20在活动腔11内做上升和下降运动，进而带动碳刷30靠近和远离外界滑环。

具体地，电磁铁52包括铁柱及缠绕在铁柱上的线圈，铁柱竖直设置，铁柱具有高导磁性能，线圈通电时，铁柱产生磁性，且铁柱的上端的磁极为N极，由于永磁铁51的下端的磁极也是N极，从而铁柱与永磁铁51相推，永磁铁51带动活塞20上升；线圈断电时，永磁铁51吸引铁柱以使永磁铁51带动活塞快速复位。

本发明的防止碳刷卡涩的装置，吹气装置40通过通气管41向空腔21吹气使活塞20悬浮，以使空腔21通过开口22与间隙28连通，从而吹气装置40通过通气管41吹入至空腔21内的气体从开口22流至间隙28的底部，然后从间隙28的底部朝缸口12方向流动，防止沉积在活塞上表面或碳刷周围的灰尘进入间隙28并将间隙28内的灰尘从缸口12吹走，有效防止活塞20与活动腔11之间产生摩擦力，确保活塞20在活动腔11内做升降运动时保持顺畅，即有效防止碳刷发生卡涩现象，保证碳刷30与外界滑环接触良好，确保发电机转子绝缘监测系统正常工作。

请参考图5，为本发明第二实施例的防止碳刷卡涩的装置，包括刷缸10a、活塞20a、碳刷30a及吹气装置40a；本实施例的刷缸10a、碳刷30a及吹气装置40a分别与第一实施例的刷缸10、碳刷30a及吹气装置40a相同，即刷缸10a内设有活动腔11a，刷缸10a的顶部设有缸口12a，缸口12a与活动腔11a连通，活塞20a设置在活动腔11a内，且活塞20a与活动腔11a的侧壁之间具有间隙28a，活塞20a内设有空腔21a。与第一实施例的防止碳刷卡涩的装置的不同之处在于，活塞20a远离缸口12a的一端设有多个排气孔22a，多个排气孔22a沿活塞20a的周侧间隔设置，各排气孔22a与空腔21a连通。

吹气装置40a向空腔21a吹气，空腔21a内的气体从多个排气孔22a流动至间隙28a的底部，然后从间隙28a的底部朝缸口12a方向流动，从而有效防止沉积在活塞上表面或碳刷周围的灰尘进入间隙28并将间隙28内的灰尘从缸口12吹走。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，包括：

刷缸，所述刷缸内设有活动腔，所述刷缸的顶部设有缸口，所述缸口与所述活动腔连通；

活塞，设置在所述活动腔内；所述活塞与所述活动腔的侧壁之间具有间隙；所述活塞内设有空腔，所述活塞的底部设有开口，所述开口与所述空腔连通；

碳刷，设置在所述活塞的顶部上并与所述缸口对应设置；及

吹气装置，所述吹气装置连接有通气管，所述通气管的一端穿过所述刷缸及所述活塞与所述空腔连通；所述吹气装置通过所述通气管向所述空腔吹气使所述活塞悬浮，以使所述空腔内的气体从所述开口流至所述间隙；

所述通气管为软管。

2.根据权利要求1所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述刷缸远离所述缸口的一端的侧壁上设有通孔；所述活塞靠近所述开口的一端的侧壁上设有穿孔；所述通气管的一端穿过所述通孔及所述穿孔延伸至所述空腔内。

3.根据权利要求1所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述吹气装置包括箱体及安装在所述箱体内的抽风扇，所述箱体上设有进风口和出风口，所述通气管与所述出风口连接。

4.根据权利要求3所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述吹气装置还包括气体流量计及控制阀，所述气体流量计的一端与出风口连接，所述气体流量计的另一端与所述通气管连接；所述控制阀设置在所述气体流量计与所述出风口连接的一端上。

5.根据权利要求3所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述吹气装置还包括安装在所述箱体内的第一滤网和第二滤网，所述第一滤网设置在所述抽风扇与所述进风口之间，所述第二滤网设置在所述抽风扇与所述出风口之间。

6.根据权利要求1所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述刷缸为绝缘刷缸。

7.根据权利要求1所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述间隙的宽度为0.09mm-0.11mm。

8.根据权利要求7所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述间隙的宽度为0.1mm。

9.根据权利要求1所述的防止碳刷卡涩的装置，其特征在于，所述活塞的顶部设置有连接柱，所述连接柱上设有连接孔，所述碳刷的一端插入至所述连接孔内。

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