CZ20631U1

CZ20631U1 - Zařízení pro uchycení záchytných destiček při zjišťování rychlosti opotřebení kartáčů kluzného kontaktu elektrických strojů pomocí měření prachových částic na záchytné destičce

Info

Publication number: CZ20631U1
Application number: CZ200921280U
Authority: CZ
Inventors: Veselka@František
Original assignee: Vysoké ucení technické v Brne
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2010-03-15

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro uchycení záchytných destiček při zjišťování rychlosti opotřebení kartáčů kluzného kontaktu elektrických strojů pomocí měření prachových částic na záchytné destičce.

Dosavadní stav techniky

Celkové provedení elektrického stroje a jeho provozní podmínky mají zásadní vliv na práci kluz10 ného kontaktu kartáčů. Provoz elektrických strojů s kluzným kontaktem se vyznačuje tím, že provoz těchto strojů je doprovázen postupným opotřebováváním kartáčů. Rychlost opotřebení kartáčů je jedním z důležitých provozních parametrů a zásadním způsobem ovlivňuje provozní spolehlivost těchto strojů a volbu optimální značky kartáčů. Při osazování stroje vhodnými kartáči se proto provádějí dlouhodobé zkoušky v délce několika set až tisíce hodin. Tyto zkoušky jsou velice časově, finančně i personálně náročné.

Posouzení kvality kartáčů z hlediska jejich opotřebení je prakticky vždy vztaženo k jejich délkovému úbytku během dlouhodobého chodu. Tuto metodu lze považovat za poměrně jednoduchou, která je ale založena na velmi přesném délkovém měření, protože se zpravidla jedná o malé úbytky kartáčů. Vzhledem k tomu, že dosedací plocha není zcela rovinná, musí se měřit úbytek délky kartáčů vždy ve stejném místě.

Proto byly hledány cesty k jejich zásadnímu zjednodušení a zefektivnění. Jedním z příspěvků byla i práce íng. HORNÉ, M., která navrhla v roce 1987 ve své disertační práci tzv. „Komparativní metodu pro zjišťování rychlosti opotřebení komutačních kartáčů“. Podstatou této metody bylo zachytávání prachových Částic, odlétajících z prostoru pracovní plochy kartáče na skleněné sklíčko pokryté tenkou vrstvou oleje. To bylo umisťováno za odběhovou stěnou kartáče.

Nevýhodou tohoto řešení je pracnost při jeho situování do uvedeného prostoru, úlet některých částic, negativní působení okolního prostředí na výsledky měření, malá univerzálnost při potřebě měření velkých i malých kartáčů, místa odběru, apod, a nízká ekologičnost. Další skupinu měření tvoří požadavky orientované na rychlost úbytku délky kartáčů v dynamických stavech stroje při proměnném zatížení apod.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro uchycení záchytných destiček při zjišťování rychlosti opotřebení kartáčů kluzného kontaktu elektrických strojů pomocí měření prachových Částic na záchytné destičce, podle tohoto technického řešení. Jeho podsta35 tou je sací hubice spojená potrubím se sacím zařízením, přičemž v potrubí je umístěna alespoň jedna záchytná destička a alespoň jeden otvor pro proudění odsávaného prostředí do sacího zařízení.

Záchytná destička je s výhodou opatřena lepivou vrstvou, například olejem. Záchytná destička může být tvořena různým geometrickým tvarem, jako je obdélník, mnohoúhelník, kruhové sklíč40 ko a podobně. Záchytná destička může být z různého materiálu, například polymetylmetakrylátu, a může mít různou tloušťku, popřípadě může být opatřena lesklým povrchem. Otvory mohou mít tvar Lavalovy dýzy.

Potrubí je ve výhodném provedení opatřeno na vstupu výměnnými sacími hubicemi. Potrubí je dále s výhodou opatřeno průzory pro studium turbulencí a množství usazeného prachu.

-1CZ 20631 Ul

Podstatu technického řešení tedy tvoří umístění záchytné destičky do nástavce ve speciálním potrubí, které je umístěno na přívodu sání k elektrickému sacímu zařízení, například vysavači. Tím se eliminuje negativní vliv okolního prostředí na průběh a výsledky zkoušek, zvyšuje se komfort obsluhy měřicího zařízení, variabilnost a univerzálnost měřicí metody, apod. Difůzor v potrubí umožňuje aplikaci i několika záchytných destiček za sebou a využití i unikajících částic s vysokou energií. Různá tloušťka záchytné destičky a případně její lesklý povrch umožňují sledovat i reliéf částic.

Celé zařízení je jednoduché, umožňuje opakovatelnost a reprodukovatelnost měření s minimálními nároky na obsluhu. Průzory umožní optimalizovat délku měření.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení zařízení pro uchycení záchytných destiček při zjišťování rychlosti opotřebení kartáčů kluzného kontaktu elektrických strojů pomocí měření prachových částic na záchytné destičce s pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 je znázorněno schematicky odsávání kartáčového prachu. Na Obr. 2 je znázorněna ís schematicky záchytná destička v řezu. Na obr. 3 je znázorněna v řezu část potrubí.

Příklady provedení technického řešení

Zařízení pro uchycení záchytných destiček 8 při zjišťování rychlosti opotřebení kartáčů 13 kluzného kontaktu elektrických strojů pomocí měření prachových částic 14 na záchytné destičce 8 je tvořeno sací hubicí 7 spojenou potrubím 5 se sacím zařízením 12 v podobě vysavače. V potrubí 5 je umístěna záchytná destička 8 tvořena kruhovým sklíčkem, okolo které jsou otvory H, pro proudění odsávaného prostředí do sacího zařízení 12. Záchytná destička 8 je opatřena lepivou vrstvou Γ5 tvořenou olejem. Potrubí 5 je opatřeno průzory pro studium turbulencí a množství usazeného prachu.

Potrubí 5 je opatřeno měřicím válcem 1 s otvory pro uchycení záchytné destičky 8 v podobě sklíčka a uzávěrem 2 válce 1. Pomocí úchytu 3 je možné připojit zařízení ke stojánku a zafixovat jej pomocí čepu 4. Na potrubí 5 navazuje další potrubí 6 pro připojení k vysavači.

U zařízení lze přizpůsobit geometrické rozměry velikosti měřeného stroje a jiným požadavkům. Rovněž jej lze zhotovit z různých materiálů.

Zařízení umožňuje využít komparativní metodu založenou na skutečnosti, že materiál, o který se v provozu zmenší délka (objem) kartáče 13. se přemění v drobné prachové částice 14. Některé se spálí účinky výbojů při práci kluzného kontaktu. Z materiálu kartáče 13 se vytváří pevné produkty ve tvaru různě velkých částic 14 a plynné produkty. Když se podaří tyto pevné a plynné produkty s dostatečnou přesností změřit, vzniknou nové možnosti diagnostiky práce kluzného kontaktu. Zároveň se umožní, aby čas potřebný k vzniku těchto částic byl dostatečně krátký. Za předpokladu, že rychlost tvorby těchto produktů při práci kluzného kontaktu je přímo závislá na rychlosti opotřebení kartáčů 13, je možné měřit touto metodou opotřebení kartáčů 13 rychleji. Pevné částice 14 vznikají dvěma procesy: otěrem materiálu kartáčů 13 a lamel komutátoru při otáčení, a vylamováním Částic z hran kartáčů 13.

Protože oba procesy jsou ve své podstatě rozdílné, jde o dva nezávislé pochody s vlastními sta40 tistickými rozdělovacími funkcemi velikostí částic 14.

Koncepce nového řešení se zakládá na měření a vyhodnocení počtu a velikosti částic 14 odebraných za určitou dobu ze stroje na vhodném místě na komutátoru nebo kroužku, Záchytná destička 8, na kterou se usazuje v odsávací trubici prach je umístěna vždy ve stejném místě a také ostatní podmínky se nemění. Pro snadnější zachycení částic 14 je vhodné namazat destičku 8 olejem. Záchytná destička 8 s usazenými částicemi 14 se zvětší pod mikroskopem a vyfotografuje. Na zvětšených snímcích se odečtou četnosti podle velikosti částic 14.

-2CZ 20631 Ul

Je vhodné stanovit systém, jakým se statistika částic zaznamenává - např. upravena Neaubaueroava síť, kdy se částice rozdělí do několika tříd podle velikosti jejich středních průměrů např. D = 1,2, 3, 4, 5,6 mm na zvětšené fotografii.

Doba expozice je stanovena na 20 minut. Statistické vyhodnocení je Časově náročné a může být 5 zatíženo osobní chybou. Pokud se prohlásí metoda za náhodnou, nemusí se tato chyba uvažovat.

Předpokládá se, že existuje závislost mezi pevnými částicemi 14, které za určitou dobu vzniknou při práci kluzného kontaktu a částicemi 14 uloženými na sklíčku. Stanoví se celkový objem všech částic 14 podle v intervalu částic (0 - oo). Objem jedné Částice s průměrem D, je při předpokládaném tvaru koule:

io

K tomu, aby mohla být realizována metoda prachových částic 14, bylo navrženo a sestrojeno zařízení podle tohoto technického řešení. Kartáčový prach je odsáván hubicí 7 k záchytné destičce 8, kde se prach usazuje. Variabilnost zařízení je zajištěna možnou výměnou hubic 7, případně nástavců na hubicích 7. Pokud na zařízení žádná hubice 7 není, je určeno k odsávání kartáčového prachu pouze od jednoho kartáče 12· Díky hubicím 7 jsou ještě další tři možnosti. Jsou to hubice 7 pro odsávání kartáčového prachu z prostoru, odsávání kartáčového prachu z řady kartáčů 13 a odsávání kartáčového prachu od jednoho kartáče 13 z malého prostoru.

Uvedené zařízení lze použít k posouzení životnosti sběracího ústrojí a tím i strojů, vlivu rychlostí otáčení na velikost opotřebení kartáčů, posouzení kvality různých typů kartáčů, posouzení kva20 lity kluzného kontaktu u různých typů a druhů strojů. Dále jej lze použít pro posouzení vlivu okolního prostředí, zejména prašnosti, na práci kluzného kontaktu, studium úrovně prašnosti v různých částech stroje a posouzení kvality kluzného kontaktu v různých provozních režimech stroje. Zařízení je vhodné i pro průběžnou diagnostiku stavu stroje, studium práce jednotlivých kartáčů v řadě u sběracího ústrojí, apod., přičemž rovněž umožňuje studovat geometrii pracho25 vých částic.

V dalších provedeních se sklíčka mohou řadit za sebou, případně vedle sebe, či se vhodně překrývat. K sání prachu lze použít agregátu na různém principu, včetně např. vývěvy, apod. Průmyslová využitelnost

Uvedené zařízení nalezne uplatnění při posuzování Životnosti sběracích ústrojí a strojů, vlivu rychlosti otáčení na velikost opotřebení kartáčů, posouzení kvality různých typů kartáčů, posouzení kvality kluzného kontaktu u různých typů a druhů strojů a podobně.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení pro uchycení záchytných destiček při zjišťování rychlosti opotřebení kartáčů kluzného kontaktu elektrických strojů pomocí měření prachových částic na záchytné destičce, v y 35 značující se tím, že je tvořeno sací hubicí (7) spojenou potrubím (5) se sacím zařízením (12), přičemž v potrubí (5) je umístěna alespoň jedna záchytná destička (8) a alespoň jeden otvor (11) pro proudění odsávaného prostředí do sacího zařízení (12).
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že záchytná destička (8) je opatřena lepivou vrstvou (15).

40
3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že lepivá vrstva (15) je tvořena olejem.

-3CZ 20631 Ul
4. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je opatřeno výměnnými sacími hubicemi (7).
5. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že záchytná destička (8) má tvar mnohoúhelníku nebo kruhu.

5
6. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že záchytná destička (8) má různou tloušťku a/nebo je opatřena lesklým povrchem.
7. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že otvory (11) pro proudění odsávaného prostředí mají tvar Lavalovy dýzy.
8. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že potrubí ío (5) je opatřeno průzory pro studium turbulencí a množství usazeného prachu.

2 výkresy