RU2166811C1

RU2166811C1 - Current collector unit

Info

Publication number: RU2166811C1
Application number: RU99126089A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Гусев; А.А. Иванова; В.В. Измайлов
Original assignee: Тверской государственный технический университет
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention refers specifically to rotary current collector devices using molten metal in the capacity of intermediate contact. Proposed current collector unit can be employed for transmission of electric signals in wide power range. It has mobile electrode, shaft and immobile electrode manufactured in the form of ring and ducts with molten metal. In agreement with invention T-shaped insulation bushing carrying mobile electrode is put on shaft. Immobile electrode connected with one end to contact socket is mounted on outer surface of bushing. Mobile electrode is connected with one end to contact pin. Insulation bushing has ducts whose axes are arranged tangentially to its inner diameter. Ducts house in addition springy elements with point of touch of each of them with outer surface of mobile electrode and anchored in immobile electrode. Mobile electrode is also produced in the form of ring. N units rigidly intercoupled over insulation bushings with immobile electrodes are placed in sequence on shaft and are interconnected over T-shaped insulation bushings with mobile electrodes and shaft. EFFECT: increased operational reliability of contact, prolonged service life and expanded functional capabilities of current collector unit. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к токосъемным вращающимся устройствам, использующим в качестве промежуточного контакта жидкий металл, и может быть использовано для передачи электрических сигналов в широком диапазоне мощностей. The invention relates to electrical equipment, in particular to current-collecting rotating devices using liquid metal as an intermediate contact, and can be used to transmit electrical signals in a wide range of powers.

Известно токосъемное устройство, содержащее установленные соосно неподвижные твердометаллические электроды и перемещающийся на жидкометаллической смазке полый цилиндрический подвижный электрод, взаимодействующий с неподвижными твердометаллическими электродами (авт.св. N 1184019, Б.И. N 37, 1985 г.). A current collection device is known that contains coaxially fixed solid-state metal electrodes and a hollow cylindrical movable electrode moving on a liquid metal lubricant interacting with stationary solid-metal electrodes (ed. St. N 1184019, B.I. N 37, 1985).

Недостатком устройства является недостаточная надежность и долговечность, обусловленная тем, что ресурс работы ограничен количеством жидкого металла, который со временем безвозвратно уменьшается из-за потерь. Возможна передача только одного сигнала. The disadvantage of this device is the lack of reliability and durability, due to the fact that the service life is limited by the amount of liquid metal, which over time irrevocably decreases due to losses. Only one signal can be transmitted.

Прототип - токосъемное устройство, содержащее неподвижный электрод, выполненный в виде кольца, охватывающего с зазором подвижный электрод, выполненный в виде закрепленного на валу диска, на цилиндрической поверхности которого выполнены углубления, и пористую прокладку, пропитанную жидким металлом, установленную в зазоре между электродами. Пористая прокладка выполнена в виде отдельных элементов, которые установлены в указанных углублениях на цилиндрической поверхности диска, в котором дополнительно радиально выполнены капиллярные каналы, переходящие в полости, заполненные жидким металлом (авт.св. N 1117723, Б.И. N 37, 1984 г.). A prototype is a current-collecting device containing a fixed electrode made in the form of a ring, covering with a gap a movable electrode, made in the form of a disk mounted on a shaft, on the cylindrical surface of which grooves are made, and a porous gasket impregnated with liquid metal installed in the gap between the electrodes. The porous gasket is made in the form of individual elements that are installed in the indicated recesses on the cylindrical surface of the disk, in which capillary channels are additionally radially made, passing into cavities filled with liquid metal (ed. St. N 1117723, B.I. N 37, 1984 .).

Однако устройство обладает недостатками, присущими предыдущему. Ресурс работы такого устройства ограничен количеством жидкого металла, который со временем уменьшается под действием центробежных сил, возникающих при вращении. However, the device has the disadvantages inherent in the previous one. The service life of such a device is limited by the amount of liquid metal, which decreases with time under the action of centrifugal forces arising from rotation.

Целью изобретения является повышение надежности контакта и долговечности токосъемного устройства, а также расширение функциональных возможностей за счет одновременной передачи нескольких сигналов. The aim of the invention is to increase the reliability of the contact and the durability of the collector, as well as expanding the functionality due to the simultaneous transmission of several signals.

Поставленная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем узел, состоящий из подвижного электрода, вала и неподвижного электрода, выполненного в виде кольца и каналов с жидким металлом, согласно изобретению на валу установлена T-образная изоляционная втулка с размещенным на ней подвижным электродом и установленной концентрично подвижному электроду изоляционной втулкой, на внешней поверхности которой расположен неподвижный электрод, соединенный одним концом провода с контактным гнездом, а подвижный электрод соединен одним концом другого провода с контактным штырем, причем в изоляционной втулке выполнены каналы, оси которых расположены касательно к ее внутреннему диаметру, а в каналах дополнительно размещены жестко закрепленные в неподвижном электроде упругие элементы с точкой касания каждого из них с наружной поверхностью подвижного электрода, подвижный электрод выполнен в виде кольца, на одном валу последовательно друг за другом установлено n-узлов, которые жестко соединены между собой по изоляционным втулкам с неподвижными электродами и жестко соединены между собой по T-образным изоляционным втулкам с подвижными электродами и с валом. This goal is achieved by the fact that in the collector device containing a node consisting of a movable electrode, a shaft and a fixed electrode made in the form of rings and channels with liquid metal, according to the invention, a T-shaped insulating sleeve with a movable electrode placed on it is installed on the shaft and an insulating sleeve installed concentrically to the movable electrode, on the outer surface of which there is a fixed electrode connected at one end of the wire to the contact socket, and the movable electrode is connected one end of the other wire with a contact pin, moreover, channels are made in the insulating sleeve, the axes of which are located tangential to its inner diameter, and the channels additionally contain elastic elements rigidly fixed in the fixed electrode with the point of contact of each of them with the outer surface of the moving electrode, a movable electrode made in the form of a ring, on the same shaft in series one after another n-nodes are installed, which are rigidly interconnected by insulating sleeves with fixed electrodes and rigidly interconnected by T-shaped insulating sleeves with movable electrodes and with a shaft.

Технический эффект достигается совместной установкой упругих элементов в неподвижных электродах и жидкого металла в каналах, так как при возможном вытекании жидкого металла в процессе работы его функции перейдут к упругим элементам. Использование установленных последовательно друг за другом n-узлов позволяет передавать токосъемным устройством нескольких независимых сигналов. The technical effect is achieved by the joint installation of elastic elements in the fixed electrodes and liquid metal in the channels, since with the possible leakage of liquid metal during operation, its functions will pass to the elastic elements. The use of n-nodes installed sequentially one after another allows one to transmit several independent signals by the current collector.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - вид А-А. The proposed device is illustrated by the drawing, in which in FIG. 1 shows a General view of the device; in FIG. 2 - view AA.

Токосъемное устройство состоит из корпуса 1, на валу 2 которого размещены последовательно друг за другом n-узлов, каждый из которых содержит T-образную изоляционную втулку 3 с установленным на ней подвижным электродом 4 в виде кольца и установленной концентрично подвижному электроду 4 изоляционной втулкой 5, на внешней поверхности которой размещен неподвижный электрод 6, соединенный одним концом провода 7 с контактным гнездом 8. Подвижный электрод 4 соединен одним концом другого провода 9 с контактным штырем 10. При этом узлы токосъемного устройства жестко соединены между собой и с корпусом 1 по изоляционным втулкам 5 соединительными шпильками 11 и между собой по Т-образным изоляционным втулкам 3 с подвижными электродами 4 с помощью шайбы 12 и с валом 2 с помощью штифтов 13. В неподвижных изоляционных втулках 5 выполнены каналы 14, заполненные жидким металлом 15, оси которых размещены касательно их внутреннему диаметру, в каналах 14 размещены жестко закрепленные в неподвижных электродах 6 упругие элементы 16 с точкой касания каждого из них по оси симметрии с наружной поверхностью подвижных электродов 4. The collector consists of a housing 1, on the shaft 2 of which n-nodes are placed sequentially one after another, each of which contains a T-shaped insulating sleeve 3 with a movable electrode 4 mounted on it in the form of a ring and an insulating sleeve 5 mounted concentrically to the movable electrode 4, on the outer surface of which a fixed electrode 6 is placed, connected by one end of the wire 7 to the contact socket 8. The movable electrode 4 is connected by one end of the other wire 9 to the contact pin 10. Moreover, the nodes of the collector They are rigidly connected to each other and to the housing 1 by insulating sleeves 5 by connecting pins 11 and between each other by T-shaped insulating sleeves 3 with movable electrodes 4 using a washer 12 and to the shaft 2 by means of pins 13. In the fixed insulating sleeves 5, channels are made 14, filled with liquid metal 15, the axes of which are arranged relative to their inner diameter, elastic elements 16 are rigidly fixed in the fixed electrodes 6 in the channels 14 with the point of contact of each of them moving along the axis of symmetry with the outer surface x electrodes 4.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При вращении полого вала 2 закрепленный на нем через Т-образную изоляционную втулку 3 подвижный электрод 4 вращается относительно неподвижного электрода 6, размещенного в изоляционной втулке 5. При этом электрический сигнал от подвижного электрода 4 к неподвижному электроду 6 передается через жидкий металл 15, заполняющий канал 14, и через упругий элемент 16, который одновременно фиксирует подвижный электрод 4 от радиального перемещения. В случае вытекания жидкого металла 15 контакт сохраняется по упругим элементам 16. When the hollow shaft 2 is rotated, the movable electrode 4 mounted on it through the T-shaped insulating sleeve 3 rotates relative to the fixed electrode 6 located in the insulating sleeve 5. In this case, the electric signal from the movable electrode 4 to the stationary electrode 6 is transmitted through the liquid metal 15 filling the channel 14, and through an elastic element 16, which simultaneously fixes the movable electrode 4 from radial movement. In the case of leakage of the liquid metal 15, the contact is maintained along the elastic elements 16.

Изобретение найдет применение в энергетических сетях, электроаппаратостроении и приборостроении. The invention will find application in energy networks, electrical equipment and instrumentation.

Claims

1. Current collector device comprising a node consisting of a movable electrode, a shaft, a fixed electrode made in the form of a ring and channels with liquid metal, characterized in that a T-shaped insulating sleeve is installed on the shaft with a movable electrode placed on it and a concentric movable electrode mounted an insulating sleeve, on the outer surface of which there is a fixed electrode connected at one end of the wire to the contact socket, and a movable electrode is connected at one end of the other wire to the contact nd pin, moreover, channels are made in the insulating sleeve, the axes of which are located tangentially to its inner diameter, and elastic elements are rigidly fixed in the stationary electrode with the touch point of each of them with the outer surface of the movable electrode.

2. The device according to claim 1, characterized in that the movable electrode is made in the form of a ring.

3. The device according to claim 1, characterized in that n-nodes are installed sequentially one after another on one shaft.

4. The device according to claim 3, characterized in that the nodes of the collector device are rigidly interconnected by insulating sleeves with fixed electrodes.

5. The device according to claim 3, characterized in that the nodes of the collector device are rigidly interconnected by T-shaped insulating sleeves with movable electrodes and with a shaft.