Изобретение относитс к электротехнике , а именно к - созданию ртутных токосъемников, и может быть использовано при тензометрических измерени х в процессе осуществлени передачи электрических сигналов с вращающихс на неподвижные элемен ты системы. Известен ртутный токосъемник,содержащий неподвижный кольцевой контакт , статор с желобком - камерой и подвижный кольцевой контакт, рото электрический контакт между которым осуществл ет слой ртути, заполн ющий желобок статора m . Недостатком устройства такого ти па вл етс необходимость использовани значительного количества свободной ртути и посто нного поддержани определенного уровн жидкого металла. В динамическом режиме работ таких токосъемников происходит разбрызгивание ртути,механический выброс ее из контактной зоны в окружающее пространство, все это способствует нарушению стабильности и точности подаваемых сигналов, создает неудобства в обращении с известными устройствами. Дл предотвращени выб роса ртути необходимы различные усовершенствовани . Известен ртутный токосъемник, содержащий медное амальгамированное кольцо статора и дисковый ротор из латуни, контактирующие через ртуть. В устройстве используетс небольшое количество ртути при соответствующем незначительном рассто нии между статором и ротором (0,1-0,2 мм) 2 , Однако подобные токосъемники требутот высокой степени точности изготовлени контактных колец и установки их на валу вращени с целью исключени соприкосновени твердых вращающихс рабочих элементов колец что усложн ет процесс изготовлени токосъемника, при этом полностью устранить радиальное и торцовое биение колец после сборки токосъемника не удаетс . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс ртутный токосъемник, содержаа ий неподвижное медное кольцо статора с амальгамированным рабочим желобом, .в котором расположена амальгамированна рабоча часть подвижного медного кольца ротора, кольца контактируют через ртуть, при этом все нерабочие поверхности колец изолированы от ртути лиофобным покрытием путем никелировани з . Недостатками известного устройства вл ютс сложность и трудоемкость изготовлени колец и их сборки, неудобство процесса амальгамации,св занного с механическим натиранием рабочей поверхности раствором соли ртути, невозможность поддержани в контактной зоне оптимальной по толщине пленки ртути вследствие расхода жидкого металла на реакцию взаимодействи с медью, что создает ненадежность контакта между статором и ротором. Цель изобретени - упрощение изготовлени токосъемника и повышение надежности контактировани . Поставленна цель достигаетс тем, что в ртутном токосъемнике, содержащем неподвижное медное кольцо статора с рабочим желобом, в котором расположена амальгамированна рабоча часть подвижного медного кольца ротора, кольца контактируют через ртуть, при этом нерабочие поверхности колец изолированы от ртути лиофобным покрытием, поверхность желоба статора снабжена твердым пористым покрытием из взаимодействовавших с ртутью медных опилок, при этом поверхность покрыти , обращенна к ротору, повтор ет конфигурацию рабочей части его кольца. На фиг. 1-3 показан ртутный токосъемник с различной конфигурацией его контактной зоны, вертикальный разрез. Ртутный токосъемник содержит неподвижное медное кольцо 1 статора с рабочим желобом, в котором расположена амальгамируема рабоча часть подвижного медного кольца 2 ротора. Кольца 1 и 2 контактируют через ртуть 3. .Нерабочие поверхности колец изолированы от ртути лиофобным покрытием 4, например, путем никелировани поверхностей. Поверхность желоба статора снабжена твердым пористым покрытием 5 из взаимодействовавших с ртутью медных опилок.Поверхность покрыти 5,обращенна к ротору,повтор ет конфигурацию рабочей части его кольца 2. Пористое покрытие 5 желоба вл етс твердой фазой медно-ртутного соединени . Готов т его следующим образон . в рабочий желоб изготовленного из меди кольца 1 статора с никелированной нерабочей поверхностью помещают медные опилки, смачивают их 25%-ной серной кислотой и заливают в желоб ртуть при весовом соотношени медных опилок к ртути 1:4, при этом медные опилки амальгамируютс . После чего кольцо 1 промывают водой дл удалени следов кислоты,.высушивают фильтрованной бумагой, затем в ,жело вставл ют кольцо-форму из неамальгамируемого материала, полностью повтор ющего конфигурацию рабочей части кольца 2 ротора и оставл ют н сутки. В течение этого времени прои ходит взаимодействие металлических опилок с ртутью и формирование твер дого пористого покрыти поверхности желоба в виде медно-ртутного соединени , при этом поверхность покры ти , обращенна к ротору, повтор ет конфигурацию контактной части ротор причем тверда фаза соединени проч но сцеплена с медным кольцом 1 статора , составл с ним одно целое. Токосъемник работает следующим образом. Кольцо-форму извлекают из желоба кольца 1 статора, насыщают ртутью твердое пористое покрытие 5 желоба и производ т сборку колец 1 и 2, использу медный амальгамированный ротор с никелированной нерабочей поверхностью. Подводимый электрический сигнал передаетс от вращающегос кольца 2 ротора пленки ртути 3 через пористое покрытие 5 желоба, смоченное ртутью, на кольцо 1 стато ра или в обратном пор дке. Использование предлагаемого устройства устран ет необходимость регламентировать осевое и радиальное биение контактных колец 1 и 2, строго контролировать зазор между кольцами статора и ротора, минималь ное рассто ние между ними, устанавливающеес в процессе формировани покрыти 5 в виде медно-ртутного соединени в присутствии кольца-фор мы, а хороша смачиваемость ртутью твердой фазы соединени , способствующа повышению прочности сцеплени жидкого металла с рабочей поверхностью кольца, обеспечивают надежный контакт между вращающимс и неподвижным кольцами. Ртуть легко насьщает пористое покрытие 5 (толщи ну его можно измен ть в широком пределе), присутству на его поверхности в виде тонкой пленки 3, удерживающейс силами межмолекул рного сцеплени , потому в динамическом режиме работы токосъемника практически исключаетс возможность разбрызгивани ртути, причем смесь из твердой фазы и ртути играет роль смазки между рабочими поверхност ми колец 1 и 2 при юс случайном соприкосновении: формирование твердой фазы медно-ртутного соединени в контактной зоне кольца статора улучшает услови эксплуатации токосъемника и повышает надежность его работы. Сравнительными испытани ми известного и предлагаемого токосъемников установлено следующее. Известный токосъемник - прототип с амальгамированной гладкой поверхностью рабочего желоба кольца статора проработал 710 ч, разрыв контакта обусловлен исчезновением свободной ртути в зоне контакта (40% ртути провзаимодействовало с медью, 16% - выброшено из зоны центробежной силой). Предлагаемьй токосъемник, содержащий покрытие желоба в виде твердой фазы медно-ртутного соединени , после 1500 ч работы остаетс работоспособным. В процессе испытани известного токосъемника в одном случае зафиксировано повышение температуры до ; 70-80 С вследствие случайного контакта между рабочими поверхност ми статора и ротора. При испытаний предлагаемого токосъемника создан преднамеренньй контакт твердых поверхностей колец, однако повьш1ение температуры не произошло, поскольку смоченна ртутью тверда фаза покрыти играет роль смазки между трущимис поверхност ми колец. В известном токосъемнике наблюдаетс разбрызгивание ртути, котора в виде мелких капель осаждаетс на близлежащие нерабочие поверхности токосъемника. В рассматриваемом токосъемнике разбрызгивани практически не происходит вследствие более прочного сцеплени ртути с поверхностью твердой фазы, что в целом улучшает наделшость и услови эксплуатации токосъемника.
В стационарных услови х на поверхность медного образца нанос т слой ртути, котора исчезает в течение 20 ч (60 мг/см) в результате взаимодействи с медью. Такое же количество ртути, нанесенное на поверхность образца, содержащего сформированную твердую фазу медно-ртутного соединени , не исчезает полностью и через 5000 ч., указьта на химическую инертность твердой фазы по отношению к ртути.
Изготовление колец предлагаемого
#
Т{Щ} емника исключает необходимость тщательной обработки рабочей поверхности кольца, в кольцах же известного токосъемника требуетс высока степень точности обработки поверхности, а также установки их
на валу вращени во избежание возможных перекосов. Формирование твердой фазы медно-ртутного соединени (покрыти ) существенно упрощает процесс подготовки кольца к зксплуатации , в то врем как амальгамаци колец в известном токосъемнике сопр жена с определенными трудност ми и нуждаетс в особых мерах предосторожности (ртутные соли довиты), кроме того нужен соответствующий навык , так как необходимо механически обрабатывать труднодоступные узкие каналы кольца статора.
В целом использование предлагаемого токосъемника упрощает технологию его изготовлени , повышает надежность контактировани , продлевает срок его службы.