Установка для исследования теплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежных сил

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИОГЕННЫХ ХЛАДАГЕНТОВ в пож ЦЕНТРОБЕЖНЫХ сил по авт.св. № 1029059, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки, она снабжена выполненным из сверхпроводящего материала токоподводом, проходящим из жидкостной полости рабочей емкости через радиальньй патрубок в жидкостную полость дополнительной емкости и соединенным электрически с контактным крльцон, установленным на роторе. 2.Установка поп.1, отличающаяся тем, что электрическое соединение токоподвода и контактного кольца вьшолнено в виде съемного участка токопровода. 3.Установка по пп. 1 и 2, о т личающаяся тем, что.съемный участок токопровода снабжен дреСО нажнью каналом, сообщающимся с газовой полостью дополнительной емкости .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G 01 N 25/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTMA (61) 1029059 (21) 3662202/24-25 (22) 19.09. 83 (46) 07.07. 85. Бюл. Ф 25 (72) Н, С. Гриненко, Л.А. Ищенко, В.А. Пестряков, В.Ф. Рева, В.И. Савельев и А.М. Федотов (71) Физико-технический институт низких температур АН Украинской ССР (53) 536.6(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 1029059, кл. G 01 N 25/1О, 1981 (прототип) ° (54.) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИОГЕННЫХ ХЛАДАГЕНТОВ В ПОЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ по авт.св. 9 1029059, о т — . лич ающа я с я тем, что, с целью расширения функциональных

„„SU„„1165956 А возможностей установки, она снабжена выполненным из сверхпроводящего материала токоподводом, проходящим из жидкостной полости рабочей емкости через радиальный.патрубок в жидкостную полость дополнительной емкости и соединенным электрически с контактным крльцом, установленным на роторе.

2. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что электрическое соединение токоподвода и контактного кольца выполнено в виде съемного участка токопровода.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что съемный участок токопровода снабжен дренажным каналом, сообщающимся с газовой полостью дополнительной емкости.

1 11659

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании теплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежных сил, а также процессов теплообмена, происходящих, в частности, в роторах электрических машин с криогенным охлаждением.

По основному авт.св. Ф 1029059 !О известна установка для исследования теплофизических параметров криогенных хладагентов в поле центробежных сип, содержащая установленные в ва:куумированной полости ротора симмет- !5 рично относительно оси вращения две рабочие емкости, дополнительную емкость, установленную на оси вращения ротора и трубопровод подачи жидкого хладагента, сообщанщийся с дополни- 7п тельной емкостью. Дополнительная ем-, кость снабжена радиальными патрубкамы, на которых закреплены рабочие емкости. Входные отверстия радиальных патрубков, сообщены с жидкостной 25 полостью дополнительной емкости, а выходные — с жидкостной полостью рабочих емкостей )1)., Недостатком этой установки является отсутствие воэможности моделирования работы под токовой нагрузкой различных потребителей энергии, охлаждаемых криогенным хладагентом в поле центробежных сил. Возможность такого моделирования особенно важна при исследова35 ниях как явлений деградации и тренировки, характерных ддя сверхпроводниковых обмоток возбуждения турбогенераторов так и различных меУ

40 тодов стабилизации этих обмоток, направленных на снижение вероятности возникновения нормальной эоны и предотвращение распространения этой зоны в обмотке в случае ее образования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки эа счет создания условий для проведения исследований макетов различ50 ных обмоток под токовой нагрузкой.

Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена выполненньм из сверхпроводящего материала токоиодводом, проходящим иэ жид- 55 костной полости рабочей емкости через радиальный патрубок в жидкостную полость дополнительной емкости и соединенным электрически с контактным кольцом, установленным на роторе, а электрическое соединение токоподвода и контактного кольца выполнено в виде съемного участка токопровода. При,этом съемный участок токопровода снабжен дренажным каналом, сообщающимся с газовой полостью дополнительной емкости.

На чертеже приведена установка, общий внд, в разрезе.

Она содержит установленный в подшипниковых опорах 1 и 2 ротор, сжтоящий из корпуса 3 с левыми 4 и правыми 5 полувалами. Во внутренней вакуумированной полости 6 ротора размещена рабочая емкость, выполненная в виде стакана 7 и фланца 8.

Связь стакана 7 и фланца 8 осуществляется с помощью разборного силового герметичного соединения. Фланец

8 закреплен на радиальном патрубке

9 подачи хладагента в рабочую полость. Радиальный патрубок 9 жестко связан с дополнительной емкостью 10, расположенной на оси ротора. Дополнительная емкость крепится к полувалам 4 и 5 с помощью тонкостенных трубчаных тепловых мостов 11 и 12 соответственно. Во внутренней полости левого полувала 4 и теплового моста 11 размещена теплоизолирующая заглушка 13, выполненная *иэ материала с малой теплопроводностью, например стеклотестолита. На наружной поверхности заглушки 13 выполнены аксиальные пазы, образующие с внутренней поверхностью теплового моста 11 каналы 14. охлаждения, сообщающиеся с газовой .полостью !5 дополнительной емкости 10. По оси внутренней полости правого полувала 5 и теплового моста 12 размещен вращающийся тенлоиэолированный трубопровод 16 подачи хладагента в дополнительную емкость. Внутренняя поверхность теплового моста 12 и наружная поверхность трубопровода . 16 образуют кольцевой дренажный канал

17, сообщающийся с газовой полостью

15 дополнительной емкости. Рабочая емкость снабжена дренажным трубопроводом 18, расположенным в вакуумированной полости 6 ротора., Косты 11 и 12 снабжены опорами

19 и 20, выполненными в виде набора концентрических колец, соединенных радиальными перемычками, чередую1165956 4 щимися в шахматном порядке. На внешней части опор 19 и 20 с помощью фланцевого соединения 21 закреплен медный радиационный экран 22, охватывакщий рабочую емкость. К фланцевому соединению 21 прнпаян дренажный трубопровод 23, сообщающийся с газовой полостью 15 дополнительной емкости. Опоры 19 и 20 по торцам снабжены радиационными экранами 10, Для проведения исследований явле24 и 25, предотвращающими радиацион- ния деградации, а также методов станый теплоприток к дополнительной ем- билизации обмоток в рабочей емкости кости 10. на фланце 27 закрепляют макет катушВо внутренней полости 6 ротора ки и соединяют ее сверхпроводящую установлены симметрично относительно 15. обмотку со сверхпроводящим участоси вращения аналогичные описанным рабочая емкость с дренажным трубопроводом, закрепленная на радиальном няется жидким хладагентом, а затем патрубке, медный радиационный экран к обмотке через контактные кольца рабочей емкости, закрепленный на опорах 19, 20 и дренажный трубопровод дополнительной емкости. Для выравнивания уровней жидкости в рабочих сосудах их жидкостные полости соединены с помощью кольцеобразного тру- 25 бопровода 26 ° тового соединения контактной шайбы

33 с шиной .35 в газовой полости 15 дополнительной емкости. Лепесток

34 трубки 32 связан при помощи болтового соединения с контактным кольцом 37. Внутренний диаметр трубки 32 выбран достаточным для доступа инструмента к болтовому соединению . контактной шайбы 33 с шиной 35. ком 30 токоподвода. Рабочая емкость через радиальный патрубок 9 заполподводится ток и проводятся необхо-, димые исследования. В течение всего цикла исследований производится дополнительная подача хладагента в дополнительную емкость 10 для компенсации потерь жидкости от теплонритока по силовьм элементам и джоулевых потерь в трубке 32, шине 35 и месте их контакта.

При необходимости проведения исследований теплофизических парамет30 ров хладагента или других исследований, не связанных с запиткой обмотки током, трубку 32 снимают, разбирая . болтовые соединения контактной шайбы

33 с шиной 35 и лепестка 34 с контактным кольцом, а на место трубки вставляют теплоизолирующую заглушку.

В каждой из рабочих емкостей на конце радиального патрубка установлен съемный фланец 27, предназначенный для крепления стоек с датчиками температуры катушек со сверхпроводниковымн обмотками.и макетов других конструктивных узлов. Внутри патрубка 9 размещен электроиэоляционный пенал 28 с установленной на его конце колодкой 29 электроразъема. В каналах пенала 28 размещены сверхпроводящие участки 30 силовых токоподводов и проводники 31 измерительных цепей, припаянные к штырям колодки 29. В центральной части заглушки 13 размещены охлаждаемые парами гелия токонесущие участки, каждый из которых выполнен в виде медной трубки 32 с гибким концом, предназначенным для компенсации теп,ловых деформаций. К гибкому концу трубки 32 припаяна контактная шайба .

33., а к другому концу — лепесток 34.

Сверхпроводящий участок 30 и медная трубка 32 электрически соединены между собой в дополнитедьной емкости 10 с помощью токопроводящей шины 35. Конец сверхпроводящего участка 30 припаян к шине 35 в жидкостной полости 36 дополнительной емкости, а контакт трубки 32 с ши:ной 35 осуществляется с помощью бол :

В установке при сохранении теплопритока к рабочей емкости на прежнеМ уровне стало возможнык дополнительное проведение исследований в рабочих емкостях макетов различных сверхпроводниковых обмоток и других эйергопотребителей под токовой нагрузкой за счет введения в установку токоподвода, выполненного из сверхпроводящего материала и проходящего as жидкостной полости дополнительной емкости через радиальный патрубок в жидкостную полость рабочей емкости. Следовательно, за счет того, что токоподвод находится при тевщературе жидкого хладагента в сверхпроводящем состоянии исключается теплоприток к рабочей емкости как за счет теп" лопроводности, так и за счет джоулезьас потерь. Таким образом, значительно расширены функциональные возмож1165956

Составитель В. Филатова .Редактор С.Патрушева Техред М.Гергель Корректор В. Бутяга

Заказ 4302/36 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности пр едла га емой у ста Ковки, а следовательно, отпадает необходимость в создании аналогичной установки для проведения исследований, связанных с запиткой током различных потребителей энергии.