SU55493A1 - Унипол рна машина - Google Patents

Description

Уже известны унипол рные машины с применением ртути дл  сн ти  тока с  кор  и центробежной подачей ртути к периферии  кор . В насто щем авторском свидетельстве предлагаетс  машина, в которой дл  сн ти  токае периферии диска применены пары ртути, образующиес  при пониженном давлении, поддерживаемом внутри герметического кожуха машины. В машине применены: полый вал и.радиальные каналы с соплами в дискообразном  коре, а также ртутный контакт дл  сн ти  тока с центрадискообразного  кор .

Машина эта может найти применение дл  питани  телефонных сетей, системы центральной батареи цепей накала приемо-трансл ционно-передаточных устройств, а также дл  целей электролиза (зар дка аккумул торов ).

На чертеже фиг. 1 изображает цредлагаемую машину в разрезе по главной оси; фиг. 2 - разрез (другой) второго варианта; фиг. 3-вид машины (по фиг. 2) сверху.

Корпус машины состоит из двух отдельных частей 7, /j, ст нутых болтами 10, и имеет два подшипника дл  главного вала 5, выполненного

полым. В части / корпуса, отделенной от части /, в которой расположена унипол рна  машина, защитным экраном 5, помещен электродвигатель , статор 2 которого жестко закреплен кольцом 7, а ротор насажен на вал 5.

Кожух / машины имеет отверстие 9 с нарезкой, служащее дл  откачки воздуха.

После создани  соответствующег-о вакуума отверстие наглухо завинчиваетс .

Выводы и вводы электрических проводов дл  унипол рной машины и электродвигател  расположены в подшипнике 12. Диски /5 изолированы от вала 5 с помощью бакелитовых цилиндров 14. Каждый диск по периферии посеребрен, полирован и затем покрыт ртутной амальгамой. На некотором рассто нии 5 от диска расположено кольцо 15, выполн ющее роль токоснимател . Кольцо 15 с внутренней стороны обработано аналогично периферии диска, в цел х уменьшени  контактного сопротивлени . Контактное кольцо /5 имеет соответ ствующий выводной стержень 16, укрепленный в вакуумо-уплотнительном изол торе 17. К диску 13 крепитс  провод 18, проход щий через отверстие в нутрь вала 5; коммутаци  токов от дисков происходит внутри полого вала с помощью системы щеток в виде щтырей 19 и цилиндров 20, к которым присоединены диски 13. Соответственные поверхности щтырей и цилиндров обработаны аналогично поверхност м диска 13 и кольца 15, Путь тока через один из дисков 13 следующий. Шиновыводной стержень 16-промел-суток 5 - диск /5-провод 18 - цилиндр О-промежуток Sj-щтырь 19- щина. Пространство между щтырем 19. и кольцом заполнено жилкой ртутью.

При вращении с больщой скоростью ртуть, под действием центробежной силы, растекаетс  по токоснимающему кольцу; так как при больщом числе оборотов в диске возникает э. д. с., то при каждом нарущении жидкостного контакта возникает местна  вольтова дуга, теплота которой возгон ет ртуть в парообразное состо ние; ионизированные пары ртути и  вл ютс  токоснимающим элементом. Ионизаци  происходит посто нно, по времени, от следующих факторов, взаимно вли ющих друг на друга в смысле увеличени  степени ионизации: 1) термоионное излучение при дуговом разр де и 2) трение частиц паров ртути друг о друга и о стенки мащины с большой относительной скоростью, пор дка 100-150 м1сек.

После возгонки ртути в парообразное состо ние происходит нормальный дуговой разр д в разр женных парах. Если давление больще указанного , а температура установки 25°, то происходит конденсаци  мельчайщих капель ртути и стекание их в ванночку. Этот процесс периодичен и вызывает мгновенное испарение такой капельки, как только она попадает в зону теплового действи  дугового разр да; это состо ние мащины  вл етс  ненормальным, ибо вызывает пульсацию тока при образовании местных вольтовых дуг. Быстрое вращение диска, термические потоки, специальные направл ющие лопасти образуют вихревое движение паров и энергичное их перемещивание , что ведет к однородной плотности паров и обеспечивает посто нство , по времени, контактного сопротивлени  (в отличие от механического токоснимани , где контактное сопротивление переменное, вследствие неоднородности строени  частиц щетки и механического дрожани  щеток).

Потери напр жени  ртутного выпр мител  составл ют 15-20 вольт и пропорциональны рассто нию анодкатод; в ртутных выпр мител х больща  величина этого рассто ни  обусловливаетс  возможностью обратного зал игани  и составл ет величину пор дка 15-20 см; в предлагаемой системе токоснимани  рассто ние между диском и токоснимающим кольцом имеет величину пор дка 5 0,1 см, т. е. в предлагаемой системе падение напр жени 

/ 90

(,1 ,1 вольт,

и,1у

или в два раза меньше, чем при механическом токоснимании. По данным автора, потери напр жени  в токоснимателе унипол рной мащины значительно меньше, чем потери напр жени  в дуге ртутного выпр мител .

Поддержание внутри кожуха пониженного давлени   вл етс  необходимым условием работы машины в устойчивом режиме и может быть разрещено дл  машин разных мощностей и назначений по-разному.

Может оказатьс , что степень ионизации будет недостаточна дл  пропускани  данного тока; в этом случае предусмотрен добавочный ионизатор в виде спирали провода высокого сопротивлепи , который накаливаетс  током от постороннего источника в момент пуска и от общего тока во врем  работы.

Возможна несколько ина  форма выполнени  унипол рной машины (фиг. 2-3), в которой применено ртутно-центробежно-струйное сн тие тока с центра диска.

На фиг. 2 показано устройство мащины но второму варианту.

На общем вертикальном валу 8 укреплены два диска, один 10 из

которых показан на чертеже. Оба диска изолированы от вала и друг от друга. На том же валу укреплен ротор электродвигател  13, вращающего мащину. Вертикальное расположение вала выбрано ио следующим причинам: 1) облегчено стекание (возврат) ртути в ванночку; 2) вес вращающихс  частей компенсирует стремление диска „прилипнуть к одному из полюсов; 3) мащина занимает малую площадь (в виде „тумбы ). Цифрой 14 обозначен корпус машины, 15-крыщка. В данной машине применены посто нные магниты 16 в виде кирпичеобразных брусков, смонтированных между двум  железными шайбами 17, 18 (на электросварке ). Материал - магнито-никельалюминиевый сплав.

В конструкции все выводы от обоих дисков выведены за пределы машины , что обеспечивает возможность включать ее последовательно или параллельно - по надобности - или использовать оба диска в отдельности-дл  разных взаимно не св занных цепей; сн тие тока с центров обоих дисков-- ртутно-жидкостное. Внутри нолого вала расположены два взаимно (и от вала) изолированных сосуда 19, 20 с ртутью, В эти сосуды введены провода 21, 22 от центров дисков (внутри ртути они свернуты в спираль и амальгамированы). В сосуды с ртутью опущены два медных провода 23, 24, изолированных взаимно и от корпуса.

Здесь жидка  ртуть имеет следующий путь: ванночка 1 на дне мащины , полый вал 2, радиальные отверсти  5 в диске машины, направл ющее сопло 4 на периферии диска 10, воздушный промежуток длиной т 1-3 мм, медна  густа  амальгамированна  сетка, собирательное кольцо 7, ванночка /. Ванночка /, медна  сетка 6 и кольцо 7 изолированы от корпуса машины. Ртуть 2, наход ща с  внутри полого вала 8 и радиальных отверстий 5, электрически изолирована от диска 10 и вала 8 с помощью изол ционных трубочек 9, 11, вставленных внутрь полого вала и внутрь радиальных отверстий 3 в диске машины. Направл ющее сопло 4 сделано из металла , амальгамировано в отверстии и ввинчено в периферию диска; ртуть, протека  через сопло и далее через воздушный промежуток -, попадает на медную сетку 6 и кольцо 7 и, таким образом, образует жидкостно-струйный контакт периферии диска с токособирающей сеткой. Центробежна  сила при вращении диска действует на радиальный столб ртути 6 и давит с такой силой, котора  обеспечивает вытекание струи ртути с достаточной скоростью; последн   может быть регулирована в весьма широких пределах калибровкой и подбором отношений между сечени ми отверстий сопла и радиального отверсти  5. Направление силы от центра к периферии, т. е. при работе машины аналогично между этой системой и центробежным насосом; сопло 4 направл ет струю ртути почти касательно к данной точке на периферии диска, со скоростью,почти равной линейной скорости данной точки, но в направлении, противоположном направлению вращени  диска. Таким образом, в любой точке сонрикосиовени  струи ртути с неподвижной медной сеткой относительна  скорость струи ртути и сетки близка к нулю, что обеспечивает: 1) отсутствие разбрызгивани  струи (вследствие удара) и 2) посто нство во времени переходного (контактного ) сопротивлени .

Автор полагает, что потери на трекие в предлагаемом токоснимающем устройстве будут меньше, чем в существующих унипол рных машинах.

При этом активный материал - ртуть - при токоснимании не портитс  и не уничтожаетс  со временем и может служить неограниченно долго; конечно, постепенно ртуть будет окисл тьс  от соприкосновени  с воздухом , но очень медленно, так как температура струи не превысит при работе 50-60°. Окисливша с  ртуть нормальной работе машины мешать не будет, ибо, как более легка , она всплывает на поверхность ванночки. Назначение медной амальгамированной сетки следующее: при падении ртутной струи на сетку с малой скоростыо ртуть прилипает, растекаетс  и далее стекает по ней в ванночку на дне машины.

С точки зрени  простоты и экономии более выгодно, дл  малых и средних машин, делать магнитную цепь из посто нных магнитов, примен   сборную конструкцию из отдельных кирпичеобразных кусков 21 специальной никель - алюминиевой стали, обладающей значительной коэрцитивной силой и неразмагничивающейс  от тр ски и высокой температуры , Токоснимание в машине достигаетс  проводимостью ионизированных ртутных паров (дуговой разр д) в прод ежутке S, между периферией диска и подвижным токоснимающим кольцом.

Предмет изобретени .

Claims (3)

1.Унипол рна  машина с применением ртути дл  сн ти  тока с  кор  машины и центробежной подачей ртути к периферии  кор , отличающа с  тем, что дл  сн ти  тока с периферии диска применены пары ртути , образующиес  при пониженном давлении, поддерживаемом внутри герметического кожуха машины.

2.В глашине по п. 1 применение полого вала и радиальных каналов с соплами в дискообразном  коре.

3.В машине по п. 1 применение ртутного контакта дл  сн ти  тока с центра дискообразного  кор .

йиг.З

С

о:) -Tti

iO iO

cc W О

НЧ

I-I

PH О

БН

нЗ

f

05

о

h«4

и о

-

о

«-W

)-Ч

p.

w «б

СЪ

4i -13.