Жидкометаллический токосъемник

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11>

А3 (51) 4 H 01 R 39 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;;,;„.„4/

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 (21) 2892170/24-07 (22) 10,03,80 (46) 23.07.87. Бюл. 1(- 27 (71) Государственный проектный и на" учно-исследовательский институт "Гипроникель" и Комбинат "Североникель" им. В.И. Ленина (72) Е.С.Лехт, Л.Д.Боген, Г.И.Рубинштейн и N.М.Пелих (53) 621.313.047.69(088.8) (56) Бержинов А.И. и др. Униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом. †. М.: Энергия, 1966, с. 105-127.

Авторское свидетельство СССР

Ф 675501, кл. Н 01 R 39/30, 1977. (54) (57) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ТОКОСЬЕМНИК, содержащий вращающуюся часть, выполненную в виде вала, установленную с кольцевым зазором внутри невращающейся части, жидкий металл, расположенный в указанном кольцевом зазоре, который герметизирован уплотнениями с торцов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения электрических потерь и необходимого количества жидкого металла и упрощения эксплуатации, уплотнения сопряжены с неподвижной частью с помощью дополнительно введенных эластичных манжет, причем неподвижная часть выполнена с горизонтальным разъемом, расположенным выше уровня жидкого металла.

13? 51 »! 3

Изобретение относится к электротехнике и может быть ислользонаио н гидрометлллургии для съема тока большой силы с вращающихся катодов злектролизерон непрерывного действия, нл- 5 пример блрлблниых.

Известны жидкометлллические токосъемники для передачи тока ил вращающийся нал, состоящие из врлщлюшейся и иенрлщлющейся частей, электричес- 10 кий контакт между которыми осуществляется посредством жидкого метлллл, заполняющего зазор между ними (! ).

В этих конструкциях распределение жидкого металла по кольцевому зазору 15 осуществляется за счет большой скорости вращающейся части. Специальная форма зазора не требует его уплотнения при работе токосъемникл. 1!1иноироводы присоединены к ненрлщлющейся 20 части токосъемника.

При небольшой скорости вращающейся части и необходимости заполнения зазора жидким металлом rro всему кольцу в конструкции жидкометаллического 25 токосъемника должны быть предусмотрены уплотнения зазора и подшипники осуществляющие центровку невращающейся части относительно вращающейся.

При этом шинопроводы с невращаю- 30 щейся частью должны соединяться с помощью гибких компенсаторон с небольшой жесткостью, позволяющих невращающейся части свободно следить за биением вращающейся, и не вызывать боль- З5 ших усилий на подшипники токосъемника.

Техническое решение конструкции компенсатора для подсоединения шинопроводов к токосъемнику при передаче 40 тока порядка 100 кА представляет значительные трудности из-за больших размеров компенсатора. Так, например, при плотности тока в гибком компенсаторе 0,8 А/мм и силе тока 100 кА се-45 чение компенсатора должно быть равным 1250 см . Кроме того, значитель2 но усложняется монтаж и демонтаж агрегата из-за необходимости разъединения шинопроводов с невращающейся 50 частью токосъемника, Наиболее близким к изобретению является жидкометаллический токосъемник, содержащий вращающуюся часть, выполненную в виде вала, установленную с кольцевым зазором внутри невра щающейся части, жидкий металл, рас" положенный в указанном кольцевом зазоре, кот» р лй снабжен уплотнениями с то!пион (2 j. этот т» косъемиик иредилзилчеи для медленно нрл»члмчихсл электрических машин и содержит токоиронод, выполненный н виде нлииы с жидким металлом, н которую погружен нижний конец иенрлщлющейся члсти.

Бес иеирлщлюшейся части восирииимлется пружинами и, члстичио, подшипниками скольжения, рлсиоложеииыми в иенрлшлющейся части. Наличие т»лины с жидким метлллом позволяет иенрлщлющейся члсти но время работы свободно иеремещлться ири нормальном биении вращаем»»!ейся части, а также производить демонтаж ротора вместе с токосъемником без рлссоединения шиноироводон. При этом шиноироноды могут иринлринлться к ванне.

Однако влнил с жидким металлом вызывает дополнительные электрические потери по сравнении с потерями участка шинопронода, соответствующегo участку, занимаемому ванной, изза величины переходного сопротивления от ванны к жидкому металлу и нижнему концу невращающейся части.

Кроме того, стоимость жидкого металла во много раз дороже стоимости металла шинопровода. Поэтому необходимость н данной конструкции токосъемника ванны с жидким металлом приводит к дополнительным эксплуатационным и капитальным затратам.

Пель изобретения — уменьшение электрических потерь и необходимого количества жидкого металла и упрощение эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в жидкометаллическом токосъемнике,, содержащем вращающуюся часть, выполненную в виде вала, установленную с кольцевым зазором внутри невращающейся части, жидкий металл, расположенный в указанном кольцевом зазоре, который герметизирован уплотнениями с торцов, уплотнения сопряжены с неподвижной частью с помощью дополнительно введенных эластичных манжет, причем неподвижная часть выполнена с горизонтальным разъемом, расположенным ньш|е уровня жидкого металла.

На фиг.1 изображен предлагаемый жидкометаллический токосъемник, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1.!

3756!

Жидкометаллический токосъемник состоит из невращающейся части, состоящей из корпуса 1 и крышки 2, имеющих горизонтальный разъем 3, расположенный выше уровня 4 жидкого металла 5, заполняющего зазор 6 между невращающейся частью и валом 7, уплотнений зазора, включающих втулки Я, грунтбуксы 9, сальниковую набивку 10 и соединенные с невращающейся частью токо- 10 съемника эластичные манжеты 11, имеющие цилиндрические части, охватывае-. мые хомутами 1.2, и отбортованные части, прижатые к невращающейся части токосъемника фланцами 13. Корпус 1 15 невращающейся части устанавливается на лапы 14. К нему же приварены шинопроводы 15.

>(идкометаллический токосъемник Л! служит для передачи электрического тока от вращающегося вала к шинопроводам, например, от барабанного катода электролизера, предназначенного для получения металлических лент 25 электролитическим способом.

Предлагаемый токосъемник работает следующим образом.

При работе электролизера электрический ток от вращающейся части 7 gg токосъемника через жидкий металл 5 и крышку 2 проходит к корпусу 1 и далее через шинопроводы 15 к источнику тока.

Манжета 11 не препятствует радиальному перемещению уплотнения при

3 4 радиальном биении вращающейся части во время вращения вала 7.

Горизонтальный разъем невращающейся части позволяет производить демонтаж токосъемника без отсоединения щинопроводов, приваренных к невращающейся части.

Для демонтажа вала достаточно слить жидкий металл из зазора, отсоединить манжеты и вынуть крышку. При этом на вращающейся части остаются уплотнения.

Горизонтальный разъем невращающей-. ся части, расположенный выше уровня жидкого металла, позволяет также осуществить надежное уплотнение между отбортованной частью манжеты и корпусом невращающейся части. Если гори-. зонтальный разъем располагается ниже уровня жидкого металла, осуществить надежное его уплотнение невозможно, так как приходится уплотнять не только кольцевой зазор в месте прилегания отбортованной части манжет, но и весь горизонтальный разъем.

В предлагаемом токосъемнике не требуется компенсаторов для подсоединения шинопроводов или ванны с жидким металлом для нормальной работы уплотнений, благодаря чему уменьшаются электрические потери и необходимое количество дефицитного и дорогостоящего жидкого металла, при этом надежность работы и условия эксплуатации по сравнению с известным не ухудшаются.

1 32 )6 13

Составитель Е. Бочкова

Редактор M. Бланар Техред Л.Олейник

Корректор F,. Рошко

Тираж б25 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3119/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4