Ротор для униполярного генератора
Иллюстрации
Реферат
те ц
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ий
Союз Советских
Социалистических
Республик
<о780109
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное í авт. свид-ву (22) Заявлено 20.11. 78 (21)2685996/24-07 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий
Н 02 К 31/04
Н 01 и 39/30 (23) ПриоритетОпубликовано 151180 бюллетень № 42 (53) УДК 621.313.2 (088.8) Дата опубликования описания 15. 11. 80
В. Н. Скрипунов (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) РОТОР ДЛЯ УНИПОЯЯРНОГО ГЕНЕРАТОРА
Изобретение относится к области электрических машин и может быть использовано в униполярных генерато рах. известны униполярные генераторы, . 5 содержащие ротор, который приводится во вращение электроприводом, наприйер электрическим двигателем (1 . Для увеличения скорости вращения ротора между двигателем и ротором разме- тО щают редуктор. Увеличение мощности генератора и скорости вращения ротора связано с увеличением мощности, габаритов и надежности редуктора, создание которого связано со значи- 13 тельными трудностями. Кроме того, ротор соединяют с приводом с помощью. муфты, что также усложняет конструкцию генератора. эти недостатки особенно проявляют- 2© ся в униполярных генераторах импуль-. сного действия 12, норМальным режимом работы которых является ввЕзапное замыкание якорной цепи с одновременным разъединением вала от привода. 25
Известен также ротор униполярного генератора, содержащий вйходной вал,:который соединен с внешним приводом, а также внутреннюю полость с выходными радиальными отверстия- 30
1 2 ми, заполненную жидким металлом f3) .
Дайное устройство наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Основными недостатками такого ротора являются: необходимость вб внешнем приводе и, следовательно, соединения с ним с помощью муфты или редуктора необходимость в герметизации выходного вала, особенно при работе со щелочными металлами; выходные отверстия внутренней полости выполнены ра диальными, что не позволяет испольэовать реактивную силу вытекающей жидкости
Перечисленные недостатки снижают надежность ротора и машины в целом.
Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей.
Это достигается за счет того,что в жидкости во внутренней полости ротора установлены разрядные электроды, используемые для соединения через вращакв иеся токосъемные устрой-ства с импульсным источником энергии, а выходное сопло внутренней полости выполнено реактивным.
780109 ров более двух.
50
65
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 представлен продольный и поперечный разрез машины.Ротор 1 расположен в корпусе 2.
В роторе 1 размещается внутренняя полость 3 с выходным реактивным соплом
4, которая заполнена жидкостью. Во внутренней полости 3 расположены разрядные электроды 5 и б, которые соединены с вращающимися контактами 7 токосъемного устройства разрядных электродов. Неподвижные контакты 8 устройства соединены с источником импульсной энергии, например конденсаторной батареей 9 с раз рядником 10. В роторе 1 выполнены радиальные каналы 11, которые сообщаются с осевым отверстием полого вала 12. Вал 12 соединен с напорным устройством 13, которое сообщается со сливной полостью 14, расположенной в корпусе 2, 15 — крышка.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении внутренняя полость ротора заполнена жидкостью, например с помощью напорного устройства 13. При срабатывании разрядника 10 конденсаторная батарея через контакты.7 и 8 токосъемного устройства подключается к разрядным электро дам 5 и б, между которыми в жидкости происходит разряд. Под действием энергии разряда жидкость выбрасывается из внутренней полости через выходное сопло 4. Под действием реакции вытекающей струи ротору сообщается импульс момента и он начинает вращаться. У<идкость вытекает из сопла, стекает в сливную полость, а затем подается к напорному устройству.
Напорное устройство подает жидкость но внутреннему отверстию вала к радиальным каналам, а затем во внутреннюю полость ротора 3. При -следующем разряде- конденсатора ротору снова сообщается импульс момента и т.д. Скорость вращения ротора определяется соотношением между сопротивлением вращения ротора и частотой и амплитудой энергии разряда, изменяя которые можно регулировать скорость вращения ротора.
Используя в качестве жидкости жид» кий .Металл и размещая полость с реактивнымй соплами на периферии ротора, одновременнб производят и съем тока с периферии ротора, т.е. в этом случае Отпадает.. необходимость в специальном периферийном токосъемном уст" ройстве создание которого для высоко скороСтных машйн, как известно, представляет значительные трудности.
В случае технического решения с использованием жидкого металла в качестве реактивной гидродинамической струй и токосъемной жидкости, эластичная диафрагма, например из резины, разделяет внутреннюю полость 3 на две части. Разрядные электроды расположены в одной замкнутой части полости, а жидкий металл — в другой, в которую он поступает по радиальным каналам. При электровзрыве энергия взрыва через эластйчную диафрагму передается жидкому металлу. Далее работа происходит по вы ае описанной схеме.
Технический эффект предложенного решения заключается в отсутствии редуктора и муфты расцепления, что позволяет более надежно осуществлять разгон ротора до определенных скоростей и работу униполярного гене l5 ратора в ударных режимах, т.е. режимах, связанных, как правило, с отключением внешнего привода и требующих большой жесткости соединителЬного вала, а также в более дод ступной герметичности всего ротор,ного узла.
Технический эффект заключается также в возможности многоцелевого использования х<идкого металла.
Экономический эффект устройства заключается в снижении затрат за счет отсутствия специальных отдельных приводных устройств, мощных редукторов и муфт, что особенно выявляется в комплектности исполнения многодисковых роторных узлов.
Наиболее техническое преимущество предложенного устройства выявляется в многороторных униполярных генераторах, предназначенных для
35 повышения напряжения или получения серии импульсов, когда число ротоПри большом числе роторов они приводятся во вращение, как правило, в двигательном режиме работы униполярного генератора. Недостатком таких конструкций, особенно при последовательном соединении роторов является невозможность регулирования скорости вращения отдельных роторов, изменяющейся в результате различных моментов их сопротивления, обусловленных погрешностями изготовления роторов, подшипников, токосъемных устройств и т.д. Кроме того, такой режим мОжет быть неосуществим. при разгоне роторов до скоростей, превышающих длительную надежную работу периферийных токосъемных устройств, например жидкометаллических °
Предложенное устройство позволяет .осуществить многороторный униполярный генератор при любом количестве роторов с индивидуальным разгоном любого из них до необходимой скорости. Разгон производится беэ применения.периферийных токосъемных устройств, которые. используются только в момент съема тока, т.е. при подключении к генератору нагрузки, Такой многороторный генератор может
780109
Составитель A. Трепутнева
Редактор Г. Прусова Техред Л. Гаврилешко,Корректор Г. Назарова
Lй А
Заказ 9338/20 Тираж 783 Подписное
BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 иметь, например, один неподвижный вал-коллектор, на котором располо.жены предложенные роторы и с помощью которого производится разводка рабочей жидкости к каждому ротору от напорного устройства. Каждый ротор имеет самостоятельный импульсный источник питания (конденсатор), что и позволяет регулировать скорость
его вращения. Токосъемное устройство для подсоединения импульсного источника питания к разрядным электрбдам может быть выполнено в виде газового (или вакуумного) разрядника,,содержащего вращающиеся и неподвижные контактные кольца, пробой зазора ме:хду которыми и коммутация их происходит при заданной величине напряжения.
Таким образом, предложенное устройство упрощает конструкцию многороторных узлов, повыаает надежность работы в ударных режимах,и при использовании жидкометаллических токосъемных устройств.
Формула изобретения
Ротор для униполярного генератора с внутренней полостью, заполнен ной жидким металлом, в которой установлено выходное сопло, содержащий
5 врща"щиеся токосъемные устройства о т л и"ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения эксплуатационных возможностей, во внутренней полости ротора установлены разрядные электроды, исполу зуемые для соединения через врацающиеся токосъемные устройства с импульсным источником энергии, а вы- ходное сопло выполнено реактивным.
Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертйзе
1. Бертинов A, H. и др. Униполярные электрические машины с жидкОметаллическим токосъемом. М ., "Энергия", 1966.
2. Патент Англии Р 1143649, кл. Н 02 К 31/01, опублик. 1969.
3. Патент Англии Р 1326731, кл. Н 01 R 39/30, опублик. 1973 (прототип).