Токосъемное устройство

 

Изобретение относится к области электротехники для передачи электрических измерительных сигналов с вращающихся объектов о Цель изобретения состоит в повьш1ении точности передачи информации и надежности токосъемного устройства. Устройство содержит неподвижный корпус 1, в полости которого расположены ротор 2 с токопроводящими кольцами 3 и токопроводящие щетки 4. Последние установлены на упругих элементах 5 с отражателями 6, в которых выполнено углубление с криволинейным профилем. Б щетках 4 выполнено радиальное относительно ротора отверстие 7, переходящее в паз 8, расположенный в плоскости поперечного сечения ротора. Пазы 8 вы (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 01 R 39/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4071572/24-07 (22) 11.04.86 (46) 07.01.88. Бюл. № 1 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) В.Д. Жук, В.И. Кочергин, Л,Г. Красневский и В.Г. Макаев (53) 621.372(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 849355, кл. Н 01 R 39/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹- 915146, кл. Н 01 R 39/64, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1003219, кл. Н 01 R 39/43, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1156179, кл. H 01 R 39/43, 1985.

Зедгенидзе Г.П. Измерение температуры вращающихся деталей машин.

M.: Машгиз, 1962, с ° 145, рис. 72.

„„SU„„1365204 А1 (54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области электротехники для передачи электрических измерительных сигналов с вращающихся объектов, Цель изобретения состоит в повышении точности передачи информации и надежности токосъемного устройства. Устройство содержит неподвижный корпус 1, в полости которого расположены ротор 2 с токопроводящими кольцами 3 и токопроводящие щетки 4. Последние установлены на упругих элементах 5 с отражателями

6, в которых выполнено углубление с криволинейным профилем. В щетках 4 выполнено радиальное относительно ротора отверстие 7, переходящее в паз 8, расположенный в плоскости поперечного сечения ротора. Пазы 8 вы1365204

20 полнены расширяющимися к торцам щеток. В качестве системы прижима щеток к кольцам и системы продува зон контакта подогретым газом служат форсунки 9 с конфузорным соплом, установленные для каждой контактной пары соосно отверстию 7 и сообщенные

Изобретение относится к контактным токосъемным устройствам и может быть использовано в области электротехники для передачи электрических измерительных сигналов с вращающихся объектов.

Целью изобретения является повышение точности передачи информации и надежности токосъемного устройства.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема продува газа через контактную пару; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг..3.

Токосъемное устройство содержит неподвижный корпус 1, в полости которого расположены ротор 2 с токопроводящими кольцами 3, установленный на валу контролируемого объекта, и токопроводящие щетки 4. Последние связаны с корпусом 1 с помощью упругих элементов 5 (пластин), на которых также закреплены отражатели 6.

В щетках 4, пластинах 5 и отражателях 6 выполнено отверстие 7, сообщающееся с пазом 8. Соосно отверстиям 7 в корпусе 1 установлены форсунки 9, связанные через регуляторы 10 давления, теплообменник 11, фильтр

12 и регулирующий клапан 13 с насосом 14. Регуляторы 10 давления посредством линий 15 соединены с блоком 16 управления.

На упругих элементах 5 установлены датчики 17 деформации, электрически связанные линиями 18 с блоком 16.

Датчик 19 частоты вращения ротора

2 также электрически связан с блоком

16, который имеет вход воздействия 40 операторам, условно изображенный стрелкой 20. К выходам блока 16 подключены сигнальные лампы 21 предельчерез регуляторы давления, теплообменник и фильтр с насосом. Система прижима содержит датчик частоты вращения ротора и датчики деформации упругих элементов, которые через блок управления подключены к входам регуляторов давления. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

2 ного износа щеток 4. Полость корпуса 1 через сеточный элемент 22 сообщена с улавливателем 23, а через перепускной клапан 24 — с окружающей средой.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Токопроводящие щетки 4 в нерабочем положении не контактируют с токопроводящими кольцами 3. В момент начала передачи информации оператор подает команду и блок 16 управления включает регуляторы 10 давления, подключая форсунки 9 через теплообменник 11, фильтр 12 и регулирующий клапан 13 к насосу 14. Струя газа с заданной температурой, выходя из конфузорного сопла форсунок 9, попадает на,отражатели 6 и прижимает щетки 4 к кольцам 3, преодолевая сопротивление сил упругости элементов 5. Центральная часть струи, формируемой конфузорным соплом, проходит через отверстие 7 и далее по пазу 8 (фиг. 3 и 4) попадает в рабочую зону контактирующих пар, создавая там благоприятные условия теплообмена, стабильную среду и одновременно удаляя продукты износа в улавливатель 23. Выполнение паза 8 расширяющимся к торцам щеток способствует более полному удалению продуктов износа за счет охвата струей более широкой рабочей зоны.

Для улучшения электроконтактных характеристик пар щетка — кольцо в качестве рабочего газа используется либо воздух, подогретый с помощью теплообменника 11, либо инертный газ. Эффект снижения разброса величины переходного сопротивления при этом этом обусловлен стабильностью параметров рабочей среды, главным обра1365204 зом ее температуры и влажности, при которых стабилизируется процесс окислообразования на контактных поверхностях. Интенсивное продувание подо5 гретого газа через щетку обеспечивает также ее искусственный подогрев, дополнительно способствующий стабилизации толщины окисных пленок и установлению компенсированного режима скольжения.

При использовании в устройстве инертного газа с целью снижения его потерь забор газа может производиться непосредственно из внутренней полости корпуса 1. Задержание захваченных продуктов износа в этом случае осуществляется с помощью фильтра 12 ° Пневмосеть устройства при этом становится замкнутой.

Величина усилия прижима контактных пар определяется настройкой регуляторов 10 давления, которая задается блоком 16 индивидуально для каждого регулятора давления в зависи- 25 мости от информации, поступающей от датчиков 17 и 19 либо, по желанию оператора, вручную. При управлении от датчиков величина давления на выходы регуляторов 10 автоматически увеличивается по мере увеличения частоты вращения ротора 2 и износа щеток 4. Стабильность величины давления, подаваемого на входы регуляторов 10, обеспечивается регулирующим

35 клапаном 13, настроенным на более высокое давление, чем требуемое на выходах регуляторов 10 по условию обеспечения максимально возможного усилия прижима контактных пар °

Индивидуальное управление прижимом каждой контактной пары в зависимости от двух параметров (частоты вращения ротора и величины износа щетки) обеспечивает рациональную силу прижима с учетом конкретных условий работы контролируемого объекта и контактной пары. Величина износа щетки 4 однозначно определяется величиной деформации упругого элемента

5 в прижатом состоянии щетки, которая фиксируется с помощью датчиков

17, выполненных, например, в виде тензоэлементов. При достижении предельно допустимого износа щетки 4 по сигналу датчика 17 блок 16 включает соответствующую предупредительную сигнальную лампу 21.

При отсутствии необходимости передачи информации через какую-либо контактную пару оператор через блок

16 подает команду на выключение соответствующего регулятора 10 давления. Последний при этом отсекает поток газа через соответствующую форсунку 9. При отсутствии силы давления струи газа на отражатель 6 под действием сил упругости пластина 5 отходит в исходное положение. Между щеТкой 4 и кольцом 3 появляется зазор, исключающий их износ в нерабочем положении, Ограничение величины давления газа в полости корпуса 1 производится с помощью перепускного клапана 24.

Предлагаемое тюкосъемное устройство позволяет объединить системы продува подогретого газа, подогрева щеток, прижима контактных пар, отвода щеток в нерабочее положение и удаления продуктов износа в единую пневмосистему, в которой в качестве общего исполнительного элемента используются форсунки. Это позволяет при достаточно простой конструкции обеспечить более высокую надежность и точность передачи информации по сравнению с известными устройствами.

Блок управления, обеспечивающий автоматическое регулирование усилия прижима контактных пар, может быть выполнен на базе стандартных средств микропроцессорной техники.

Формула изобретения

1. Токосъемное устройство, содержащее ротор с токопроводящими кольцами и токопроводящие щетки, установленные на упругих элементах и образующие с кольцами контактные пары, систему прижима, щеток к кольцам, включающую регуляторы давления, систему продува зон контакта подогретым газом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности передачи информации и надежности, в каждой токопроводящей щетке выполнено радиальное относительно ротора отверстие, переходящее в паз, расположенный в плоскости поперечного сечения ротора и обращенный в зону контакта щетки с кольцом, а система прижима щеток к кольцам и система продува зон контакта выполнены в виде форсунок с конфузорным соплом, уста1365204 новленным над каждой контактной парой соосно указанному отверстию в щетке.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что упомянутые пазы выполнены расширяющимися к торцам щетки.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на поверхностях щеток, обращенных к форсункам, выполнены углубления с криволинейным профилем.

4. Устройство по п. 1, о т л и5 ч а ю щ е е с я тем что оно снабЭ жено датчиком частоты вращения ротора и датчиками деформации упругих элементов щеток, которые через дополнительно введенный блок управления подключены к входам регуляторов давления.

Тпкосьепное уппроаслдо

1365204

Составитель В.Чернова

Техред М. Ходанич

Редактор А.Шандор

Корректор В.Гирняк

Заказ 6646/48

Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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