DE1084396B

DE1084396B - Mercury contact for the power supply to rotating electrical equipment, especially for rolling converters

Info

Publication number: DE1084396B
Application number: DEE7099A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Erwin Marx Dr-Ing; Dr-Ing E H Ludwig Schmi Dr-Ing
Original assignee: Emag Elektrizitaets GmbH
Current assignee: Emag Elektrizitaets GmbH
Priority date: 1953-04-23
Filing date: 1953-04-23
Publication date: 1960-06-30

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf einen als Stromanschluß für umlaufende elektrische Einrichtungen, insbesondere bei Rollstromrichtern zu verwendenden Quecksilberkontakt, bei welchem sich das, Quecksilber als Kontaktflüssigkeit ruhend, d. h. nicht künstlich in Omiaui versetzt, in einem spaltförmigen Ringraum zwischen zwei Elektroden befindet, von denen mindestens eine rotiert.The invention relates to a power connection for rotating electrical equipment, Mercury contact to be used in particular in rolling converters, in which the, mercury dormant as contact liquid, d. H. not artificially displaced in Omiaui, in a gap-shaped annulus located between two electrodes, at least one of which rotates.

Rollstromrichter müssen im Dauerbetrieb sehr hohe Ströme übertragen können, und sie laufen mit ziemlich hohen Drehzahlen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Quecksilberkontakt der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich bei einfacher Ausbildung zur Verwendung bei Rollstromrichtern und anderen Geräten, bei denen die genannten Verhältnisse ähnlich vorliegen, besonders eignet.Rolling converters must be able to transmit very high currents in continuous operation, and they run with quite a bit high speeds. The invention is based on the object of providing a mercury contact of the initially introduced to create mentioned type, which is simple training for use in rolling converters and other devices in which the above conditions are similar, particularly suitable.

Bekannte Ausführungen von Quecksilberkontakten, bei denen sich das Quecksilber im spaltförmigen Ringraum zwischen zwei Elektroden befindet, sind nämlich in solchen Fällen ungünstig, bzw. sie erfordem einen unerwünschten hohen Aufwand. So ist es z. B. bekannt, das Quecksilber durch Kohäsionswirkung an der Kontaktstelle zurückzuhalten. Dabei können natürlich nur Quecksilbermassen mit so kleinen freien Oberflächen verwendet werden, daß die Kohäsionskräfte den Austritt von Flüssigkeit verhindern. Im allgemeinen kommen nur sehr enge mit Quecksilber gefüllte Spalte zwischen den Elektroden in Betracht. Eine solche Anordnung im Dauerbetrieb bei großen Drehzahlen und für die Übertragung hoher Ströme zu verwenden, ist nicht ratsam. Bei einer anderen Anordnung wird aus dem Ringspalt austretendes Quecksilber dem Ringspalt durch eine Pumpe erneut zugeführt. Dies ist natürlich recht aufwendig. Known versions of mercury contacts, in which the mercury is in the gap-shaped Annular space located between two electrodes are in fact unfavorable in such cases, or they require an undesirable high cost. So it is z. B. known, the mercury by cohesive effect withhold at the point of contact. Of course, only masses of mercury can with this small free surfaces are used that the cohesive forces prevent the escape of liquid. In general, there are only very narrow gaps filled with mercury between the electrodes into consideration. Such an arrangement in continuous operation at high speeds and for the transmission of high Using currents is not advisable. In another arrangement, there is an emerging from the annular gap Mercury is fed back into the annular gap by a pump. This is of course quite time-consuming.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Nachteile der bekannten Einrichtung vermieden. Dies wird bei einem Quecksilberkontakt der eingangs beschriebenen Art in einfacher Weise dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Elektroden und der Ringraum derart ausgebildet sind und eine so große Quecksilbermenge verwendet ist, daß der Flüssigkeitsdruck auf die Elektrodenflächen größer ist als auf freie Quecksilberoberflächen. Hierbei kann das Quecksilber auch bei weiterer Bemessung des Ringspaltes nicht austreten. The present invention avoids the disadvantages of the known device. this will achieved in a simple manner in a mercury contact of the type described in that according to the invention the electrodes and the annular space are designed in such a way and such a large amount of mercury is used that the liquid pressure on the electrode surfaces is greater than on free mercury surfaces. In this case, the mercury cannot escape even if the annular gap is dimensioned further.

Zur Verwirklichung der Erfindung ist es zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß die innere Elektrode am freien Quecksilberspiegel in ihrem Querschnitt verjüngt und der verjüngte Teil noch von Quecksilber überdeckt ist.To implement the invention, it is useful to make the arrangement so that the inner Electrode at the free mercury level is tapered in its cross-section and the tapered part is still from Mercury is covered.

Zum Abschluß des Ringraumes können vorzugsweise aus Gummi bestehende Labyrinthdichtungen dienen. Vorteilhaft ist es auch, im Ringraum mindestens eine Quecksilberkontakt für die Stromzuführung an umlaufende elektrische Einrichtungen, insbesondere für RollstromrichterLabyrinth seals made of rubber can preferably be used to close off the annular space. It is also advantageous to have at least one mercury contact for the power supply in the annular space to rotating electrical equipment, especially for rolling converters

Anmelder:Applicant:

EMAG Elektrizitäts-Gesellschaft m.b.H., Frankfurt/M., Bornheimer Landwehr 41EMAG Elektrizitäts-Gesellschaft m.b.H., Frankfurt / M., Bornheimer Landwehr 41

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Erwin Marx,Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. H. Erwin Marx,

Braunsdrweig-Gliesmarode,Braunsdrweig-Gliesmarode,

und Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Ludwig Schmitz, Ratingen, sind als Erfinder genannt wordenand Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. H. Ludwig Schmitz, Ratingen, have been named as inventors

spaltförmige Einschnürung vorzusehen. Zur Abdichtung des Ringraumes kann auch eine Schutzgasatmosphäre oder eine Sperrflüssigkeitszone vorgesehen sein. Diese Maßnahmen dienen dazu, die geschaffenen Verhältnisse aufrechtzuerhalten. Um auch einer allmählichen Veränderung der Elektroden vorzubeugen und nicht etwa dadurch veränderte Verhältnisse zu bekommen, ist es zu empfehlen, an den Elektroden im Bereich des Flüssigkeitsspiegels Isolierstoffauflagen anzuordnen.Provide gap-shaped constriction. A protective gas atmosphere can also be used to seal the annular space or a barrier liquid zone can be provided. These measures serve to improve the created Maintain relationships. To also prevent gradual changes in the electrodes and not to change the situation as a result, it is recommended to use the electrodes in the To arrange insulating material in the area of the liquid level.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung.The drawing shows exemplary embodiments according to the invention.

In Fig. 1 ist eine feststehende topfförmige Elektrode 1 dargestellt, in welcher eine bolzenförmige Elektrode 2 rotiert. In dem zwischen den beiden Elektroden entstehenden Ringraum 3 ist Quecksilber bis zur Höhe 5 eingefüllt. Der Topf 1 ist mit einem Dichtungsaufsatz 9 abgedeckt, von welchem ein Überlaufrohr 10 in die Fangvorrichtung 11 führt. Ein Einfüllstutzen 12 gestattet über die Kanäle 13 und 14 das Einfüllen von Quecksilber im zusammengebauten Zustand. Durch die Schraube 15 kann über die Öffnung 16 das Quecksilber abgelassen werden. Der Füllstutzen 12 ist mit einem Glasrohr 17 ausgefüttert, welches gleichzeitig als Standrohr zur Beobachtung des Quecksilberspiegels 5 dient. Die Anordnung ist zur Übertragung sehr hoher Stromstärken bis zu mehreren tausend Ampere geeignet. Würde die zu übertragende Stromstärke kleiner sein, so könnte der Bolzen 2 entsprechend kleiner bzw. auch kürzer ausgebildet werden, so daß die Elektrode 2 die Form einer Scheibe annehmen kann.In Fig. 1, a stationary cup-shaped electrode 1 is shown in which a bolt-shaped Electrode 2 rotates. There is mercury in the annular space 3 created between the two electrodes filled up to level 5. The pot 1 is covered with a sealing attachment 9, from which an overflow pipe 10 leads into the safety gear 11. A filler neck 12 allows through the channels 13 and 14 the filling of mercury in the assembled state. Through the screw 15 can through the opening 16 the mercury will be drained. The filler neck 12 is lined with a glass tube 17, which at the same time serves as a standpipe for observing the mercury level 5. The arrangement is for broadcast very high currents up to several thousand amperes. Would be the transferable Current strength be smaller, so the bolt 2 could be made correspondingly smaller or shorter so that the electrode 2 can take the form of a disk.

009 548/359009 548/359

Da der Strom bereits auch in den oberen Zonen des Bolzens 2 über das Quecksilber in die Elektrode 1 übergeht, nimmt die Stromstärke bei zylindrischer Ausbildung der Elektrode 2 nach unten hin im Elektrodenkörper 2 ab. Die Elektrode 2 kann auch etwa nach der gestrichelt angedeuteten Form 4 mit veränderlichem Querschnitt ausgebildet werden, so daß die Stromdichte in der Elektrode etwa konstant bleibt.Since the current is already flowing in the upper zones of the bolt 2 via the mercury into the electrode 1 passes over, the current intensity decreases with cylindrical design of the electrode 2 downwards in the electrode body 2 from. The electrode 2 can also, for example, according to the shape 4 indicated by dashed lines with variable Cross-section are formed so that the current density in the electrode remains approximately constant.

Bei der Bemessung der Spaltbreite des Ringraumes 3, welche vorzugsweise konstant gewählt werden kann, ist sowohl auf die Stromwärmeverluste als auch auf die Reibungsverluste Rücksicht zu nehmen. Quecksilber ist ein verhältnismäßig schlechter elektrischer Leiter, so daß eine kleine Spaltbreite anzustreben ist. Andererseits wird die Flüssigkeitsreibung bei zunehmender Spaltbreite kleiner. Die Spaltbreite zwischen den Elektroden 1 und 2 ist also so zu wählen, daß die Gesamtverluste, gebildet aus Stromwärme- und Reibungsverlusten, möglichst klein werden.When dimensioning the gap width of the annular space 3, which are preferably chosen to be constant can, both the electricity heat losses and the friction losses must be taken into account. Mercury is a relatively poor electrical conductor, so a small gap width should be aimed for is. On the other hand, the fluid friction becomes smaller as the gap width increases. The gap width Choose between electrodes 1 and 2 so that the total losses, formed from current heat and friction losses, are as small as possible.

Das zur Verwendung gelangende Quecksilber muß von hohem Reinheitsgrad sein. Zweckmäßigerweise wird doppelt destilliertes Quecksilber benutzt. Beimengungen von Fremdmetallen führen zu unerwünschten Oxydbildungen, welche den Übergangswiderstand ungünstig beeinflussen können.The mercury used must be of a high degree of purity. Appropriately double distilled mercury is used. Admixtures of foreign metals lead to undesirable Oxide formation, which can have an unfavorable effect on the contact resistance.

Bei Rotation einer Elektrode nimmt die Oberfläche des Quecksilbers eine paraboloidähnliche Form an. Das Quecksilber wird außen hochgedrückt, und es ist wichtig, daß durch eine geeignete Elektrodenausbildung in Verbindung mit einer so großen Quecksilbermenge im Ringspalt 3 der Flüssigkeitsdruck auf die Elektrodenflächen größer bleibt als auf die freie Quecksilberoberfläche. Diese Forderung läßt sich z. B. dadurch erfüllen, daß einerseits der Elektrodenkörper 2 an der Stelle 6 im Durchmesser verjüngt wird und daß andererseits so viel Quecksilber eingefüllt wird, daß während des Umlaufens die freie Quecksilberoberfläche etwa an der Stelle 7 liegt. Wird die Elektrode 2 in der vorstehend beschriebenen Form ausgeführt, so ergibt sich dabei noch der Vorteil, daß das Quecksilber durch Zentrifugalkraft auf die Elektrodenflächen gedrückt wird.When an electrode rotates, the surface of the mercury assumes a paraboloid-like shape. The mercury is pushed up on the outside, and it is important that this is achieved by a suitable electrode design in connection with such a large amount of mercury in the annular gap 3, the liquid pressure on the Electrode area remains larger than on the free mercury surface. This requirement can be z. B. meet in that on the one hand the electrode body 2 tapers at the point 6 in diameter and that on the other hand so much mercury is filled in that the free Mercury surface is located approximately at point 7. If the electrode 2 is in the form described above carried out, there is still the advantage that the mercury by centrifugal force on the electrode surfaces is pressed.

An der Stelle 8 ergibt sich eine Dreischichtzone, bei welcher Quecksilber, Gas bzw. Luft und der Elektrodenkörper 2 aneinandergrenzen. Die Vorgänge an Dreischichtzonen sind physikalisch noch nicht völlig geklärt. Es kann zweckmäßig sein, den Stromübergang im Bereich der Dreischichtzone vom Elektrodenkörper 2 auf das Quecksilber zu verhindern. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß in dem Bereich der Dreischichtzone der Elektrodenkörper 2 mit einer nicht stromführenden Zone, also z. B. mit einer Isolierstoffauflage oder Isolierstoffeinlage versehen wird.At point 8 there is a three-layer zone in which mercury, gas or air and the electrode body 2 adjoin each other. The processes in three-layer zones are not yet physical completely clarified. It can be expedient to reduce the current transfer in the area of the three-layer zone from the electrode body 2 to prevent the mercury. This can e.g. B. happen that in the area the three-layer zone of the electrode body 2 with a non-current-carrying zone, so z. B. with a Insulating material layer or insert is provided.

Zur Kleinhaltung der elektrischen Verluste werden die Elektrodenkörper 1 und 2 aus elektrisch gut leitendem Material wie z. B. Kupfer, Silber oder entsprechenden Legierungen herzustellen sein. Die meisten der üblicherweise zur Anwendung gelangenden elektrisch gut leitenden Materialien dürfen mit Quecksilber nicht in Berührung kommen, da sie stark zur Amalgambildung neigen. Es müssen also die mit Quecksilber oder Quecksilberdämpfen in Berührung kommenden Oberflächen aus einem Material bestehen, welches gegen Quecksilber widerstandsfähig ist. Hierfür kommen vorzugsweise Eisen und Eisenlegierungen (V2A-Stahl), Nickel und Nickellegierungen, Sinterstoffe usw. in Frage. Das gegen Quecksilber widerstandsfähige Material wird zweckmäßigerweise in zusammenhängender Form, als z. B. in Form von Buchsen auf die elektrisch gut leitenden Elektrodenkörper aufgebracht. Dabei ist darauf zu achten, daß zwischen dem elektrisch gut leitenden Material und den übergezogenen Buchsen kein unnötig hoher Übergangswiderstand auftritt. Die beiden Teile können beispielsweise miteinander verlötet, verwalzt oder verschweißt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, den elektrisch gut leitenden Teil durch galvanoplastische Verfahren auf die Buchsen aufzubringen.In order to keep the electrical losses small, the electrode bodies 1 and 2 are made electrically good conductive material such as B. copper, silver or corresponding alloys. Most of the materials that are usually used with good electrical conductivity may contain mercury do not come into contact, as they have a strong tendency to form amalgams. So it must be with Surfaces that come into contact with mercury or mercury vapors consist of a material, which is resistant to mercury. Iron and iron alloys are preferred for this (V2A steel), nickel and nickel alloys, sintered materials, etc. are possible. The one resistant to mercury Material is expediently in coherent form, as z. B. in the form of sockets applied to the electrically highly conductive electrode body. Care should be taken that between the electrically good conductive material and the coated sockets no unnecessarily high contact resistance occurs. The two parts can, for example, be soldered, rolled or welded together will. There is also the possibility of the electrically conductive part by electroforming process to apply to the sockets.

Zur Herabsetzung des Übergangswiderstandes zwischen dem Elektrodenkörper und dem Quecksilber kann es von Vorteil sein, die Elektrodenoberflächen einer Vorbehandlung zu unterziehen, so daß sie von Quecksilber benetzt werden. Wenn auch eine sorgfältige Reinigung und Entfettung der Elektrodenoberflächen vor Inbetriebnahme vorgenommen werden muß, so tritt damit allein beispielsweise zwischen Eisen und Quecksilber noch keine Benetzung ein. Dies kann z. B. dadurch erzwungen werden, daß die Elektrodenoberfläche mit einer sehr dünnen Schicht in der Größenordnung von tausendstel Millimetern und darunter von amalgambildendem Material versehen wird. Andere Methoden zur Benetzung von gegen Quecksilber widerstandsfähigen Materialien sind aus der einschlägigen Literatur zu entnehmen.To reduce the contact resistance between the electrode body and the mercury It can be advantageous to subject the electrode surfaces to a pretreatment so that they can be removed from Mercury are wetted. Albeit a careful cleaning and degreasing of the electrode surfaces must be carried out before commissioning, so occurs alone, for example, between Iron and mercury still do not have a wetting effect. This can e.g. B. be forced that the electrode surface with a very thin layer on the order of thousandths of a millimeter and underneath is provided with amalgam-forming material. Other methods of wetting against Mercury-resistant materials can be found in the relevant literature.

Besondere Sorgfalt ist auf die Abdichtung des Quecksilberraumes nach außen hin zu legen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Dichtungskörper 9 als Labyrinthdichtung ausgebildet. Als Material für einen derartigen Dichtungskörper kommen vorzugsweise Metalle in Frage, welche unempfindlich gegen Quecksilber und Quecksilberdämpfe sind. Soll die Dichtung nachgiebig sein, wie dies beispielsweise beim Dichtungsring 18 erforderlich ist, so werden Materialien, vorzugsweise Gummisorten, verwendet, welche von Quecksilber nicht angegriffen werden. Solche Gummisorten sind aus dem Bau von beispielsweise Quecksilberpumpen her bekannt.Particular care must be taken to seal the mercury space from the outside. In the exemplary embodiment 1, the sealing body 9 is designed as a labyrinth seal. As a material for such a sealing body are preferably metals that are insensitive to Mercury and mercury vapors are. Should the seal be flexible, as is the case with Sealing ring 18 is required, materials, preferably types of rubber, are used, which are not attacked by mercury. Such types of rubber are from the construction of for example Known from mercury pumps.

Um den Quecksilber raum vom Außenraum zuverlässiger abriegeln zu können, ist außerdem noch die Anwendung einer Schutzgasatmosphäre möglich. Dieses Schutzgas kann beispielsweise durch einen Kanal 19 dem Quecksilberraum zugeführt werden. Es kann unter Atmosphärendruck stehen oder auch unter Überdruck in den Quecksilberraum eingepreßt werden. Ein derartiger Überdruck hat darüber hinaus den Vorteil, daß das Quecksilber stärker an die Elektrodenflächen gepreßt wird.In order to be able to seal off the mercury space from the outside more reliably, the Use of a protective gas atmosphere possible. This protective gas can, for example, by a Channel 19 are fed to the mercury room. It can be under or under atmospheric pressure Overpressure are pressed into the mercury space. Such an overpressure also has the Advantage that the mercury is pressed more strongly against the electrode surfaces.

Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung des Austrittes von Quecksilberdämpfen in die umgebende Atmosphäre besteht darin, eine Sperrflüssigkeitszone anzuordnen. In diesem Falle ist es notwendig, zwischen der Sperrflüssigkeit und dem Quecksilber eine Gaszone vorzusehen, damit die Sperrflüssigkeit mit dem Quecksilber nicht in Berührung kommt, da sonst die Gefahr von Emulsionsbildungen besteht. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die Abdichtung zwischen Quecksilberraum und Außenraum auch die Aufgabe hat, z. B. öl und öldämpfe, welche von Lagerstellen herrühren können, vom Quecksilberraum fernzuhalten, da andernfalls eindringende öldämpfe kondensieren und mit dem Quecksilber Emulsionen bilden, welche zu einer Verunreinigung der Kontaktflächen führen können. Eine weitere Möglichkeit, die Quecksilberdämpfe von der Umgebung fernzuhalten, besteht darin, sie durch einen Luftstrom ins Freie oder zu einem Quecksilberkondensator zu leiten, in welchem die Dämpfe so weit abgekühlt werden, daß sie kondensieren und das metallische Quecksilber aufgefangen werden kann. Der für eine derartige Anord-Another way of avoiding the escape of mercury vapors into the surrounding area Atmosphere consists in placing a barrier liquid zone. In this case it is necessary to between the barrier liquid and the mercury to provide a gas zone so that the barrier liquid with the mercury does not come into contact, otherwise there is a risk of emulsion formation. In this context it should be pointed out that the seal between the mercury space and the outside space is also the Has task, e.g. B. oil and oil vapors, which may come from bearings, from the mercury room keep away, otherwise penetrating oil vapors will condense and emulsions with the mercury which can lead to contamination of the contact surfaces. Another way that Keeping mercury vapors away from the environment consists in releasing them into the open air through a stream of air or to lead to a mercury condenser, in which the vapors are cooled so far that they condense and the metallic mercury can be collected. For such an arrangement

i U ofti u often

Hung erforderliche Luftstrom kann entweder einer fremden Druckluftquelle bzw. Druckgasquelle entnommen werden; es kann aber auch der umlaufende Teil des Quecksilberkontaktes als Lüfter ausgebildet sein und so für die Wegleitung der Quecksilberdämpfe gesorgt werden.The required air flow can either be taken from an external compressed air source or compressed gas source will; however, the circumferential part of the mercury contact can also be designed as a fan so that the mercury vapors are conducted away.

Es wurde bereits eingangs darauf hingewiesen, daß der Einfüllstutzen 12., welcher mit einem durchsichtigen Rohr 17 ausgefüttert ist, über die Kanäle 13 und 14 mit dem Quecksilberraum 3 in Verbindung steht. Das durchsichtige Rohr 17 dient dabei als Schauglas für den Quecksilberstand bei Stillstand der Anordnung. Es kann aber auch als Meßglas für die Quecksilberfüllung während des Betriebs dienen. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, ist der Kanal 14 außerhalb der Drehachse der Elektrode 2 angeordnet, da andernfalls infolge der Fliehkräfte das in dem Schauglas 17 befindliche Quecksilber aus diesem herausgesaugt würde. Die Vorrichtung muß entsprechend geeicht werden, da naturgemäß die Höhe des Quecksilbers im Schauglas 17 während des Betriebes von der Lage des Kanals 14 abhängig ist. Die Höhe des Quecksilbers im Schauglas 17 ist im wesentlichen eine Funktion des Druckes im Quecksilberraum 3 an der Einmündungsstelle des Kanals 14. Da dieser Druck unter anderem auch von der Quecksilbermenge im Raum 3 abhängig ist, kann mittels des Schauglases 17 und des darin befindlichen Quecksilberspiegels sowohl der Druck im Raum 3 als auch die Quecksilbermenge in diesem Raum in gleicher Weise überwacht werden. Es ist weiterhin möglich, Einrichtungen zur Überwachung der Quecksilbertemperatur vorzusehen, wofür die verschiedensten in der Technik bekannten Methoden herangezogen werden können. Die Einhaltung einer bestimmten Höchsttemperatur ist insbesondere deswegen von besonderer Bedeutung, weil bei zunehmender Temperatur die Verdampfung des Quecksilbers außerordentlich rasch anwächst. Zur Einhaltung einer vorgegebenen Höchsttemperatur kann, falls erforderlich, eine künstliche Kühlung vorgesehen werden, wobei die verschiedensten in der Technik üblichen Methoden zur Anwendung gelangen können. In erster Linie ist dabei an Flüssigkeitskühlung, vorzugsweise Wasserkühlung zu denken, welche die Möglichkeit gibt, die anfallende Verlustwärme noch nutzbringend anzuwenden. Des weiteren besteht die Möglichkeit der Luftkühlung, welche in einfachster Weise durch geeignete Lüfter an den umlaufenden Teilen bewerkstelligt werden kann.It was already pointed out at the outset that the filler neck 12., which is provided with a transparent Tube 17 is lined, communicates via the channels 13 and 14 with the mercury space 3. The transparent tube 17 serves as a sight glass for the mercury level when the arrangement is at a standstill. But it can also serve as a measuring glass for the mercury filling during operation. Around To be able to fulfill the task, the channel 14 is arranged outside the axis of rotation of the electrode 2, there otherwise, as a result of the centrifugal forces, the mercury located in the sight glass 17 will be sucked out of the latter would. The device must be calibrated accordingly, since naturally the level of mercury in the sight glass 17 depends on the position of the channel 14 during operation. The amount of the Mercury in the sight glass 17 is essentially a function of the pressure in the mercury space 3 at the The confluence point of the channel 14. Since this pressure, among other things, also depends on the amount of mercury in the Room 3 is dependent, can both by means of the sight glass 17 and the mercury level in it the pressure in space 3 and the amount of mercury in this space can be monitored in the same way. It is also possible to provide devices for monitoring the mercury temperature, for which purpose a wide variety of methods known in the art can be used. Compliance a certain maximum temperature is particularly important because at The evaporation of mercury increases extremely rapidly with increasing temperature. To the If necessary, artificial cooling can be provided while maintaining a specified maximum temperature using a wide variety of methods customary in technology can. First and foremost, liquid cooling, preferably water cooling, should be considered, which gives the opportunity to use the resulting heat loss in a beneficial way. Further there is the possibility of air cooling, which is carried out in the simplest way by means of suitable fans on the circulating Sharing can be done.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Quecksilberkontaktes, und zwar die Anwendung bei einem Rollstromrichter. Während bei der Anordnung nach Fig. 1 der Kontakt von oben angetrieben wurde, erfolgt beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 der Antrieb des Elektrodenkörpers 20 von unten über die Welle 21. Der feststehende Elektrodenteil 22 bildet einen Ringraum 23, in welchem die hutförmige Elektrode 20 rotiert. Die Welle 21 ist in einem Nadellager 24 gelagert und trägt an ihrem oberen Teil einen Ringkörper 25, auf welchem die Rollkontaktbahn 26 nachgiebig gelagert ist. Die Elektrode 20 des Quecksilberkontaktes bildet so mit der Rollelektrode 26 eine bauliche Einheit. Durch Dichtungen 27 und 28 ist der Quecksilberraum vom Außenraum getrennt.Fig. 2 shows another embodiment of a mercury contact according to the invention, namely the application with a roll converter. While in the arrangement of FIG. 1, the contact from above was driven, in the embodiment of FIG. 2, the electrode body 20 is driven by down over the shaft 21. The stationary electrode part 22 forms an annular space 23 in which the hat-shaped Electrode 20 rotates. The shaft 21 is mounted in a needle bearing 24 and carries on its upper part an annular body 25 on which the rolling contact track 26 is resiliently mounted. The electrode 20 of the The mercury contact thus forms a structural unit with the roller electrode 26. Through seals 27 and 28 the mercury space is separated from the outside space.

Unterstützend zu den Dichtungen können z. B. auch Einschnürungen im Ringspalt gemäß Fig. 3 vorgesehen werden. In dieser Figur bezeichnet 29 die bewegliche und 30 die feststehende Elektrode bzw. einen Ausschnitt von diesen Elektroden. Mit 31 ist der Quecksilberspiegel während des Betriebes bezeichnet. Der Spalt zwischen den Teilen 29 und 30 kann sehr eng ausgeführt werden, so daß das Quecksilber nur schwer nach oben durchdringen kann.Supporting the seals can, for. B. constrictions in the annular gap according to FIG. 3 are also provided will. In this figure, 29 denotes the movable and 30 the fixed electrode or a section from these electrodes. The mercury level is designated by 31 during operation. Of the Gap between parts 29 and 30 can be made very narrow, so that the mercury is difficult can penetrate upwards.

In den Fig. 4 und 5 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Quecksilberkontakt für eine waagerecht rotierende Elektrode skizziert. Fig. 4 zeigt den Längsschnitt und Fig. 5 den Querschnitt einer derartigen Anordnung. Die waagerecht rotierende Elektrode 32 rotiert innerhalb einer mit Kühlrippen versehenen feststehenden Elektrode 33., deren Stirnflächen mit einem Deckel 34 bzw. einem Dichtungskörper 35 entsprechend verschlossen sind. Es sind in diesem Fall außer der Einfüllöffnung 36 und der Ablaßöffnung 37 auch noch eine Be- bzw. Entlüftungseinrichtung 38, welche alle für sich verschließbar sind, vorgesehen. Die Lagerung des rotierenden Teiles 32 ist in den Fig. 4 und 5 nicht dargestellt. Sie liegt außerhalb der kontaktgebenden Teile. Es ist jedoch auch möglich, die Anordnung so zu treffen, daß die kontaktgebenden Teile selbst die Lagerung bilden. Man gelangt auf diese Art zu einer Kontakteinrichtung, welche als Flüssigkeitslager ausgebildet ist und bei welcher Quecksilber als Gleitflüssigkeit dient.4 and 5 is a mercury contact designed according to the invention for a horizontal rotating electrode outlined. Fig. 4 shows the longitudinal section and Fig. 5 shows the cross section of such Arrangement. The horizontally rotating electrode 32 rotates within one provided with cooling fins fixed electrode 33., whose end faces with a cover 34 or a sealing body 35 accordingly are locked. In this case there are not only the filling opening 36 and the drain opening 37 a ventilation device 38, all of which can be closed individually, is also provided. The mounting of the rotating part 32 is not shown in FIGS. It lies outside of the contacting parts. However, it is also possible to make the arrangement so that the contact-making Parts themselves form the storage. One arrives in this way to a contact device, which as Fluid storage is formed and in which mercury is used as a lubricating fluid.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß großer Wert auf die Sauberkeit der kontaktgebenden Elektrodenflächen zu legen ist. Trotz aller Vorkehrungen wird sich die Ausbildung von feinsten Oxydschichten auf den Elektrodenflächen nicht immer, verhindern lassen. Je nachdem wie lange die Anordnung im Betrieb ist und aus welchem Material die Elektroden bestehen, sind derlei Oxydschichten mehr oder weniger leitend und können somit einen, wenn auch geringen, zeitlich nicht konstanten Widerstand bilden. Es können verschiedene Mittel vorgesehen werden, um derlei Oxydschichten zu beseitigen. Es besteht einerseits die Möglichkeit der mechanischen Einwirkung auf die Elektrodenoberflächen, andererseits kann aber auch durch periodisches Anlegen von Spannungsstößen verhältnismäßig geringer Höhe die Oxydschicht durchschlagen und so der Übergangswiderstand stets auf dem kleinstmöglichen Wert gehalten werden.It has already been pointed out that the cleanliness of the contact-making electrode surfaces is of great importance is to be laid. Despite all precautions, the formation of the finest oxide layers will occur on the electrode surfaces do not always have it prevented. Depending on how long the arrangement has been in operation and what material the electrodes are made of, such oxide layers are more or less conductive and can thus form a resistance that is not constant over time, albeit a small one. It Various means can be provided to remove such oxide layers. It exists on the one hand the possibility of mechanical action on the electrode surfaces, but on the other hand can the oxide layer also by periodically applying voltage surges of relatively low height break through and so the contact resistance is always kept at the lowest possible value.

Zum Schutz gegen Oxydschichten besteht auch die Möglichkeit, die Elektrodenflächen mit Stoffen zu überziehen, welche nicht oxydieren und gleichzeitig gegen Quecksilber widerstandsfähig sind. Beispielsweise hat sich Rhodium hierfür als geeignet erwiesen.To protect against oxide layers, it is also possible to cover the electrode surfaces with substances which do not oxidise and at the same time are resistant to mercury. For example rhodium has proven to be suitable for this.

Claims

Patent claims:

1. Mercury contact for supplying power to rotating electrical equipment, in particular for rolling current converters, in which the mercury is stationary as a contact liquid, d. H. not artificially put into circulation, in a gap-shaped annulus between two electrodes is located, of which at least one rotates, characterized by such a design of the electrodes and the annulus and by using such a large amount of mercury that the Liquid pressure on the electrode surfaces is greater than on free mercury surfaces.

2. mercury contact according to claim 1, characterized in that the inner electrode is on free mercury level is tapered in its cross-section and the tapered part is still made of mercury is covered.

3. mercury contact according to claim 1 and 2, characterized in that for sealing the

Annular space preferably made of rubber labyrinth seals are used.

4. Ouecksilberkontakt according to claim 1 to 3, characterized in that at least in the annular space a gap-shaped constriction is provided.

5. mercury contact according to claim 1 to 4, characterized in that for sealing the Annular space a protective gas atmosphere or barrier liquid zone is provided.

6. mercury contact according to claim 1 to 5, characterized in that the electrodes in the Area of the liquid level Isolierstoffauflagen are arranged.

Considered publications:

German patent specifications No. 245 433, 383 555,
523, 681 060, 263 254, 814494;
U.S. Patent No. 2,417,763.

1 sheet of drawings