PL189981B1 - Zespół do mocowania szczotek komutacyjnych maszyny elektrycznej, zwłaszcza turbogeneratora - Google Patents

Abstract

1 . Zespól do mocowania szczotek kom utacyj- nych maszyny elektrycznej, zwlaszcza turbogene- ratora, za pom oca których wytwarzany jest sli- zgowy styk elektryczny z pierscieniami slizgo- wymi na wale generatora elektrycznego lub silni- ka elektrycznego, przy czym zespól zawiera ele- ment nosny z korpusem nosnym i kilkoma zam o- cowanymi na nim bolcami, za pom oca których co najmniej jedna szczotka jest laczona nosnie z korpusem nosnym, oraz co najmniej jeden roz- dzielacz pradu, który jest zwierany elektrycznie z co najmniej dwiema szczotkami i do którego przylaczany jest co najmniej jeden elektryczny przewód przylaczeniowy, znam ienny tym, ze wiecej niz jeden z bolców ma postac elektrycznego bolca stykowego (2) z powierzchnia stykowa (20), bedacego elementem skladowym co najmniej jednego rozdzielacza (17, 15) pradu, który to bolec stanowi zarówno nosny element laczacy, jak tez elektryczny element stykowy dla co najmniej jednej szczotki komutacyjnej, zas korpus nosny (1, 18) ma co najmniej w obszarach (5) polaczenia z bolcami stykowymi (2) wlasnosci elektroizola- cyjne. FIG. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół do mocowania szczotek komutacyjnych maszyny elektrycznej, zwłaszcza turbogeneratora. Zespół mocujący służy do utrzymywania i elektrycznego stykania szczotek, za pomocą których wytwarzany jest ślizgowy styk elektryczny z pierścieniami ślizgowymi na wale generatora elektrycznego. Podczas pracy generatorów prąd wzbudzany przez urządzenia stacjonarne jest przekazywany na pierścienie ślizgowe wału wirnika.

Urządzenia tego typu są znane od dawna i funkcjonują z reguły niezawodnie również w dłuższych okresach czasu. Z niemieckiego opisu wzoru użytkowego nr G 94 00 080.8 znane jest takie urządzenie, w którym szczotki są przemieszczane pomiędzy pozycją roboczą i pozycją spoczynkową. W pozycji roboczej istnieje styk elektryczny pomiędzy szczotkami i pierścieniem ślizgowym, natomiast w pozycji spoczynkowej nie ma tego styku. Niezawodny styk elektryczny w pozycji roboczej jest osiągany za pomocą ruchomych części urządzenia i siły docisku.

Znane są jednak również tego typu urządzenia ze stałymi częściami do utrzymywania szczotek. Urządzenia takie charakteryzują się szczególnie stabilną konstrukcją. W znanych postaciach wykonania na korpusie nośnym jest zamocowana pewna ilość bolców. Korpus nośny jest wykonany z metalu, bolce z tworzywa izolacyjnego. Bolce są rozmieszczone wokół osi obrotu wału. Na każdy z bolców nasunięta jest co najmniej jedna tuleja z materiału przewodzącego prąd elektryczny, służąca do elektrycznego stykania szczotek. Same szczotki są zamocowane za pomocą uchwytu, nasadzanego na tuleje względnie z nich ściąganego. Zazwyczaj na każdy z bolców nasunięte są dwie tuleje, służące, wskutek izolacyjnego działania bolca i elementu dystansowego pomiędzy tulejami, do przekazywania prądu na dwa różne pierścienie ślizgowe, które podczas pracy generatora elektrycznego względnie silnika elektrycznego mają różny potencjał elektryczny. Tuleje do przekazywania prądu na ten sam pierścień ślizgowy stanowią elementy poszczególnych rozdzielaczy elektrycznych. Do każdego z rozdzielaczy elektrycznych należy ponadto częściowo pierścieniowa szyna prądowa, z którą zwarte są tuleje, oraz szyna przyłączeniowa z otworami do mocowania i przyłączania elektrycznego przewodu przyłączeniowego. Połączenia szyn prądowych między sobą oraz częściowo pierścieniowej szyny prądowej z tulejami są zabezpieczone nitami lub śrubami.

Z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr DE 40 09 851 Al znane jest urządzenie do zwierania i podnoszenia szczotek dla silników asynchronicznych, które działa w dużym stopniu bez zużycia i jest niewrażliwe na zanieczyszczenia. Za pomocą obrotowego pierścienia uruchamiającego z wodzikami uruchamiającymi szczotki są one podnoszone dopiero wówczas, gdy pierścienie ślizgowe są zwarte.

Opisane urządzenie jest z wysoką niezawodnością stosowane przy długotrwałej eksploatacji maszyn elektrycznych. Zawiera ono jednak do 250 pojedynczych części. Ponieważ montaż odbywa się z reguły dopiero w miejscu postawienia maszyny, nieuniknione są stosunkowo wysokie nakłady związane ze składowaniem i montażem elementów.

Amerykańskie zgłoszenie patentowe nr US-PS 1,582,712 A dotyczy uchwytu szczotek dla maszyn elektrycznych. Na przewodzącym prąd elektryczny pierścieniu, w jednakowych odstępach 'wzdłuż jego obwodu, rozmieszczone są bolce równoległe do osi pierścienia. Z tymi bolcami łączone są mechanicznie i elektrycznie szczotki elektryczne. Pierścień jest otoczony umieszczonymi w jednakowej odległości na jego obwodzie, kilkoma elementami magnetycznymi. Każde dwa elementy magnetyczne zawierają zatem grupę bolców. Do każdej grupy bolców doprowadzany jest prąd przez pojedyncze przewody. Prąd elektryczny, płynący przez

189 981 przewodzący pierścień od jednej grupy bolców do drugiej grupy bolców, zostaje wytłumiony przy przejściu przez oddzielający grupy element magnetyczny, ponieważ element magnetyczny wywołuje dla tego prądu dużą impedancję. Taki podział bolców na grupy za pomocą elementów magnetycznych sprawia, że ścieżki prądowe do poszczególnych szczotek wtykowych są w zasadzie równe, dzięki czemu również prąd płynący przez poszczególne szczotki wtykowe, jest także jednakowy.

We francuskim zgłoszeniu patentowym nr FR 1 537 426 A chodzi o pierścieniowy uchwyt szczotek wtykowych dla maszyn elektrycznych. Opis ten dotyczy wyłącznie pierścienia, utrzymującego i łączącego szczotki wtykowe. Zadanie wynalazku, opisanego we francuskim zgłoszeniu patentowym nr FR 1 537 426 A, polega na zwiększeniu bezpieczeństwa pracy. Osiąga się to tak, że przewodzące prąd elektryczny i łączące szczotki wtykowe, połączenie elektryczne jest przeprowadzone wewnątrz pierścienia izolacyjnego, składającego się z dwóch części, leżących naprzeciw siebie i przylegających do siebie bezpośrednio. Wewnątrz każdego z pierścieniowych rowków poprowadzony jest przewód elektryczny. Odpowiednie bolce stykowe szczotek wtykowych są połączone z tymi przewodami elektrycznymi.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do utrzymywania i elektrycznego stykania szczotek, które jest łatwe i tanie do wykonania i montażu, a jednocześnie charakteryzuje się wysoką niezawodnością i bezpieczeństwem działania.

Zespół do mocowania szczotek komutacyjnych maszyny elektrycznej, zwłaszcza turbogeneratora, za pomocą których wytwarzany jest ślizgowy styk elektryczny z pierścieniami ślizgowymi na wale generatora elektrycznego lub silnika elektrycznego, przy czym zespół zawiera element nośny z korpusem nośnym i kilkoma zamocowanymi na nim bolcami, za pomocą których co najmniej jedna szczotka jest łączona nośnie z korpusem nośnym, oraz co najmniej jeden rozdzielacz prądu, który jest zwierany elektrycznie z co najmniej dwiema szczotkami i do którego przyłączany jest co najmniej jeden elektryczny przewód przyłączeniowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że więcej niż jeden z bolców ma postać elektrycznego bolca stykowego z powierzchnią stykową, będącego elementem składowym co najmniej jednego rozdzielacza prądu, który to bolec stanowi zarówno nośny element łączący, jak też elektryczny element stykowy dla co najmniej jednej szczotki komutacyjnej, zaś korpus nośny ma co najmniej w obszarach połączenia z bolcami stykowymi własności elektroizolacyjne.

Korzystnie rozdzielacz zawiera sztywny pierścień do stabilizowania i zwierania ze sobą co najmniej części, szczególnie korzystnie jednak wszystkich bolców stykowych, będących elementem co najmniej jednego rozdzielacza.

Korzystnie co najmniej dwa, szczególnie korzystnie jednak wszystkie bolce stykowe co najmniej jednego rozdzielacza prądu, są za pomocą złączy spawanych połączone z innymi elementami rozdzielacza.

Korzystnie co najmniej jeden rozdzielacz prądu ma zaopatrzony w otwory zacisk przyłączeniowy do mocowania co najmniej jednego elektrycznego przewodu przyłączeniowego, przy czym zacisk przyłączeniowy i/lub powierzchnie stykowe więcej niż jednego bolca stykowego rozdzielacza są ocynowane.

Korzystnie korpus nośny ma ścianę nośną, zaopatrzoną w wycięcie na wał z pierścieniami ślizgowymi.

Korzystnie bolce stykowe mają wzdłużne osie, ustawione równolegle do osi obrotu wału.

Korzystnie wszystkie wzdłużne osie bolców stykowych znajdują się w przybliżeniu w tym samym odstępie względem osi obrotu wału.

Korzystnie bolce stykowe mają na jednym z końców gwint zewnętrzny, wkręcany w gwintowany otwór korpusu nośnego.

Korzystnie zespół zawiera dwa rozdzielacze prądu z bolcami stykowymi, odizolowane od siebie elektrycznie korpusem nośnym w obszarach połączenia z bolcami stykowymi i zamocowane na dwóch przeciwległych zewnętrznych powierzchniach korpusu nośnego lub jego części, przy czym te zewnętrzne powierzchnie korpusu są zwrócone w przeciwne strony w odniesieniu do osi obrotu wału.

189 981

Korzystnie oba rozdzielacze prądu są usytuowane w zasadzie w układzie symetrii lustrzanej względem korpusu nośnego lub jego części, z wyjątkiem miejsc zamocowania bolców stykowych, które są przesunięte względem siebie.

Korzystnie rozdzielacz prądu z bolcami stykowymi jest umieszczony pomiędzy dwiema częściami dzielonego korpusu nośnego, przy czym bolce stykowe są zamocowane częściowo na jednej części korpusu, częściowo zaś na drugiej jego części.

Korzystnie z korpusem nośnym połączony jest ochronny kołpak przeciwdotykowy, obejmujący oba rozdzielacze prądu od góry i z boków, usytuowanych poziomo w kierunku poprzecznym do osi obrotu wału, przy czym ochronny kołpak przeciwdotykowy jest otwarty na obu końcach w kierunku osi obrotu dla istniejącego pod nim poziomego przepływu powietrza.

Korzystnie ochronny kołpak przeciwdotykowy ma od góry i z obu stron, poziomo w kierunku poprzecznym do osi obrotu wału, kilka okienkowych otworów dla naturalnego konwekcyjnego ruchu powietrza, związanego z wytwarzaniem ciepła na szczotkach.

Rozwiązanie zadania, postawionego przed wynalazkiem, polega na połączeniu funkcji „utrzymywania” i „elektrycznego stykania” szczotek względnie ich uchwytów. Pozwoliło to zredukować liczbę części i zwiększyć niezawodność w porównaniu ze stanem techniki.

Według wynalazku więcej niż jeden z bolców, na których umieszczone są szczotki, ma postać elektrycznego bolca stykowego. Za pomocą takiego bolca stykowego wytwarzane jest zarówno nośne połączenie między co najmniej jedną szczotką i korpusem nośnym, jak też styk elektryczny jednej lub więcej szczotek z rozdzielaczem prądu. Do stykania szczotki lub szczotek służy powierzchnia stykowa bolca stykowego, którą może być przykładowo powierzchnia obrzeża otworu w bolcu stykowym. Korzystnie bolec stykowy nie ma jednak otworu, lecz stanowi lity element z materiału przewodzącego prąd elektryczny, korzystnie ze stali, przy czym powierzchnię stykową stanowi zewnętrzna powierzchnia bolca. Bolec stykowy jest zamocowany na korpusie nośnym, który co najmniej w obszarach połączenia z bolcami stykowymi ma własności elektroizolacyjne. Korpus nośny może być jednak w całości wykonany z materiału izolacyjnego. Na bolce stykowe i korpusem nośnym nie trzeba zatem używać dwóch różnych materiałów. Ta możliwa redukcja różnorodności materiałów, jaka występowała w stanie techniki, otwiera drogę do szeregu korzyści związanych z wytwarzaniem poszczególnych elementów i montażem urządzenia.

Bolce stykowe, stanowiące element tego samego rozdzielacza, mogą być połączone ze sobą sztywnym pierścieniem rozdzielacza. Podobnie jak bolec stykowy, również pierścień rozdzielacza pełni dwie różne funkcje, mianowicie zwiera ze sobą bolce stykowe i zapewnia stabilne połączenie. Pierścień rozdzielacza może być wykonany z tego samego materiału, zwłaszcza ze stali, co bolce stykowe, dzięki czemu nie następuje wówczas zwiększenie ilości użytych materiałów. Korzystnie wszystkie bolce stykowe tego samego rozdzielacza prądu są połączone ze sobą pierścieniem, co zapewnia szczególną stabilność konstrukcji rozdzielacza.

Aby zapewnić trwałość tego połączenia, a także ułatwić montaż, jak największą liczbę tych połączeń zabezpiecza się za pomocą spawania. To samo dotyczy ewentualnych połączeń bolców stykowych z innymi elementami rozdzielacza prądu. Przy starannym wykonaniu połączeń spawanych można liczyć na niezawodną wytrzymałość mechaniczną i niską oporność elektryczną wewnątrz rozdzielacza prądu w czasie całego okresu jego użytkowania, zwłaszcza przy silnych wibracjach.

Zastosowanie pierścienia rozdzielacza nie jest ograniczone do urządzenia według wynalazku. W urządzeniach znanych ze stanu techniki można na przykład za pomocą pierścienia rozdzielacza łączyć tuleje.

Dobry styk elektryczny rozdzielacza prądu ze szczotkami i co najmniej jednym elektrycznym przewodem przyłączeniowym stanowi warunek skutecznego funkcjonowania generatora elektrycznego lub silnika elektrycznego. Z tego powodu korzystne jest, jeżeli rozdzielacz prądu ma zaopatrzony w otwory zacisk przyłączeniowy do zamocowania co najmniej jednego elektrycznego przewodu przyłączeniowego, zaś zacisk przyłączeniowy i powierzchnie stykowe bolca stykowego rozdzielacza są ocynowane. Inne środki służące do zapewnienia dobrego styku elektrycznego mogą stanowić odporne na korozję materiały, na przykład stal stopowa, i/lub zastosowanie na przewód przyłączeniowy i pierścień rozdzielacza lub pierścień

189 981 lub pierścień rozdzielacza i uchwyt szczotek par materiałów o jednakowej pracy wyjścia elektronów.

Prosta, a jednocześnie stabilna konstrukcja korpusu nośnego charakteryzuje się tym, że ma on ścianę nośną z wycięciem na wał z pierścieniami ślizgowymi.

Korzystne z uwagi na konstrukcję pierścienia rozdzielacza jest rozwiązanie, w którym bolce stykowe mają wzdłużne osie, ustawione równolegle do osi obrotu wału. Umożliwia to zastosowanie uchwytów szczotek, znanych ze stanu techniki, które nasadza się na bolec od zewnątrz do wewnątrz w kierunku promieniowym względem osi obrotu wału. W innym wariancie urządzenia według wynalazku wszystkie wzdłużne osie bolców stykowych leżą w przybliżeniu w tym samym odstępie względem osi obrotu wału. Dzięki temu w każdym bolcu stykowym można stosować te same uchwyty szczotek i same szczotki. Przy wymianie szczotek nie trzeba zatem zwracać uwagi na rodzaj uchwytu lub rodzaj szczotki.

Łatwe w montażu i niezawodne zamocowanie bolców stykowych na korpusie nośnym polega na przykręceniu bolców stykowych. Mają one na jednym z końców gwint zewnętrzny, przy czym koniec ten jest wkręcany w gwintowany otwór korpusu nośnego. Jeżeli następnie na pozostałych końcach bolców stykowych, jak opisano, zamocowany zostanie sztywny pierścień stykowy, wówczas powoduje to zabezpieczenie połączeń skręcanych. Jeżeli pierścień rozdzielacza jest zespawany z bolcami stykowymi, wówczas połączenie nie jest wrażliwe na wibracje lub drgania, również pomiędzy bolcami stykowymi i korpusem nośnym.

W jednym z korzystnych wariantów urządzenia ma ono dwa rozdzielacze prądu, które wskutek izolacyjnych własności korpusu nośnego są odizolowane od siebie elektrycznie w obszarach połączenia z bolcami stykowymi. Oba te rozdzielacze prądu są zamocowane na dwóch przeciwległych zewnętrznych powierzchniach korpusu nośnego lub jednej z kilku jego części, przy. czym te zewnętrzne powierzchnie korpusu są zwrócone w przeciwne strony w odniesieniu do osi obrotu wału. Dzięki temu styki elektryczne z dwoma pierścieniami ślizgowymi mają różny potencjał elektryczny, przy czym zastosowane tutaj części urządzenia są zamocowane na tym samym korpusie nośnym lub części tego korpusu. Tę zasadę jednego elementu nośnego można zrealizować już w ramach podanego wyżej stanu techniki. Oba rozdzielacze prądu znajdują się jednak na tej samej zewnętrznej powierzchni korpusu nośnego lub jego części. Wynalazek umożliwia zatem skrócenie ramion dźwigni, jakie stanowią bolce, do połowy ich długości. Krótsze bolce są korzystne dlatego, że utrudniają wibracjom wzbudzanie drgań własnych o dużej amplitudzie.

Oba rozdzielacze prądu mogą być również usytuowane w zasadzie w układzie symetrii lustrzanej względem korpusu nośnego lub części korpusu, z wyjątkiem miejsc zamocowania bolców stykowych, które są przesunięte względem siebie. Korzystne jest to, że dla obu rozdzielaczy prądu można stosować te same elementy. Przesunięcie miejsc zamocowania umożliwia odpowiednie zmniejszenie grubości korpusu nośnego, co z kolei pozwala zaoszczędzić materiał i miejsce.

Przykładowo celem zrealizowania szczególnie stabilnego połączenia rozdzielacza prądu z bolcami stykowymi, rozdzielacz prądu może być umieszczony pomiędzy dwiema częściami dzielonego korpusu nośnego, przy czym bolce stykowe są zamocowane częściowo na jednej części korpusu, częściowo zaś na drugiej jej części. Inna zaleta tego rozwiązania polega na tym, że przy zachowanej odporności konstrukcji na wibracje można zastosować znacznie dłuższe bolce stykowe, a zatem zwiększyć ilość szczotek, co jest niezbędne w wielu generatorach elektrycznych lub silnikach elektrycznych.

Ze względu na bezpieczeństwo rozdzielacze prądu i wał generatora elektrycznego są zaopatrzone w ochronny kołpak przeciwdotykowy. Zaproponowano tutaj ochronny kołpak przeciwdotykowy, który jest połączony z korpusem nośnym oraz obejmuje wał i oba rozdzielacze prądu od góry i z boków, usytuowanych poziomo w kierunku poprzecznym do osi obrotu wału. Taki ochronny kołpak przeciwdotykowy jest znany już ze stanu techniki. Nową i szczególnie korzystną cechę urządzenia według wynalazku stanowi jednak ochronny kołpak przeciwdotykowy dla opisanego wyżej wariantu urządzenia z dwoma rozdzielaczami prądu na dwóch przeciwległych stronach korpusu nośnego względnie części tego korpusu. Jest on otwarty na obu końcach w kierunku osi obrotu, w związku z czym powietrze może tam prze189 981 pływać poziomo pod ochronnym kołpakiem przeciwdotykowym, co pozwala zrezygnować z wymuszonego nawiewu za pomocą dmuchawy lub innych aktywnych urządzeń.

Efekt ten można wzmocnić w ten sposób, że ochronny kołpak przeciwdotykowy ma od góry i z obu stron, poziomo w kierunku poprzecznym do osi obrotu wału, kilka okienkowych otworów, których wielkość jest tak dobrana, że dostęp do rozdzielacza prądu jest utrudniony lub niemożliwy, natomiast możliwy jest naturalny, związany z powstawaniem ciepła na szczotkach, ruch konwekcyjny powietrza przez otwory.

Ochronny kołpak przeciwdotykowy, zaopatrzony w okienkowe otwory lub nie mający tych otworów, może składać się z kilku części, połączonych ze sobą jedynie za pomocą korpusu nośnego.

Przy odpowiednim ukształtowaniu ochronnego kołpaka przeciwdotykowego z okienkowymi otworami, również w urządzeniach znanych ze stanu techniki, można w pewnych okolicznościach zrezygnować z aktywnego nawiewu, chociaż ochronny kołpak przeciwdotykowy jest w miarę możliwości zamknięty na obu końcach w kierunku osi obrotu, względnie powietrze może jedynie przepływać tylko na jednym otwartym końcu poziomo pod kołpakiem.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykład wykonania zespołu do mocowania szczotek komutacyjnych, ze ściana nośną i dwoma odizolowanymi od siebie elektrycznie rozdzielaczami prądu, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - obszar korpusu nośnego z zamocowanym tam bolcem stykowym i spawanym zamocowaniem sztywnego pierścienia rozdzielacza na drugim końcu bolca stykowego, fig. 3 - korpus nośny z zamocowanym na nim rozdzielaczem prądu z pierścieniem rozdzielacza, w widoku z przodu, fig. 4 - korpus nośny z zamocowanymi na nim rozdzielaczami prądu, usytuowanymi w układzie symetrii lustrzanej względem korpusu nośnego, fig. 5 - korpus nośny z dwiema częściami, pomiędzy którymi umieszczony jest rozdzielacz prądu, oraz fig. 6 - przykład wykonania zespołu do mocowania szczotek komutacyjnych z ochronnym kołpakiem przeciwdotykowym.

Na fig. 1 ukazany jest korpus nośny 1 ze wspornikami 4 i dolną płytą 11. Dolna płyta 11 może być na przykład przykręcona do podłoża, aby zapewnić pewne i trwałe ustawienie korpusu nośnego 1. Korpus nośny 1 ma zaokrągloną u góry półkoliście ścianę nośną, z mającym w przybliżeniu kołowy kształt wycięciem 14 na wał z pierścieniami ślizgowymi. Oś 22 obrotu wału jest prostopadła do obu równoległych zewnętrznych powierzchni ściany nośnej i przechodzi w przybliżeniu przez środek kołowego wycięcia 14. Zamiast kołowego wycięcia 14 można również zastosować inaczej ukształtowane wycięcia, aby przykładowo zaoszczędzić materiału ściany lub wspomóc naturalny ruch konwekcyjny powietrza przez wycięcie. Na każdej z obu zewnętrznych powierzchni ściany nośnej znajduje się rozdzielacz 17 prądu z czterema bolcami stykowymi 2, zamocowanymi na ścianie nośnej. Miejsca zamocowania obu rozdzielaczy 17 prądu nie leżą naprzeciw siebie, lecz są względem siebie przesunięte. Poza tym oba rozdzielacze 17 prądu są usytuowane w układzie symetrii lustrzanej względem korpusu nośnego 1. Na oddalonych od korpusu nośnego 1 końcach bolców stykowych 2 każdego z rozdzielaczy 17 prądu zamocowany jest pierścień 3 rozdzielacza. W miejscach zamocowania pierścienie 3 rozdzielaczy mają pierścieniowe wybrzuszenia 13. U dołu pierścienie 3 rozdzielaczy mają postać zacisków przyłączeniowych 12 z otworami mocującymi 16 do przyłączenia elektrycznych przewodów przyłączeniowych.

W ukazanym przykładzie wykonania ściana nośna jest w całości wykonana z materiału izolacyjnego. Możliwe są jednak również inne przykłady wykonania korpusu nośnego, na przykład jako konstrukcji rozporowej, przy czym na rozporach z metalu znajdują się obszary materiału izolacyjnego, służące do zamocowania bolców stykowych 2.

Przykład zamocowania bolców stykowych 2, zarówno na korpusie nośnym 1, jak też w pierścieniu 3 rozdzielacza, jest przedstawiony na fig. 2. Korpus nośny 1 w obszarze 5 połączenia z bolcami stykowymi 2 jest wykonany z materiału izolacyjnego. Ma on przelotowy otwór 6 z gwintem wewnętrznym, w który wkręcony jest jeden koniec bolca stykowego 2 gwintem zewnętrznym 7. Jego drugi koniec jest włożony w otwór 8 pierścienia 3 rozdzielacza. Przy montażu pierścienia 3 rozdzielacza połączenie z bolcem stykowym 2 zostaje najpierw zabezpieczone przez element mocujący 9, na przykład śrubę, a następnie zespawane

189 981 czołowo. Spoina 10 leży odpowiednio do tego na końcu bolca stykowego. Przykład wykonania zawiera w zasadzie cylindryczny bolec stykowy 2 ze wzdłużną osią 21 i zewnętrzną powierzchnią stykową 20.

Na fig. 3 widać, że dla obu rozdzielaczy 17 prądu z przykładu wykonania ukazanego na fig. 1 można użyć tych samych elementów. Miejsca zamocowania bolców stykowych 2 są przesunięte względem siebie, jednak oba pierścienie 3 rozdzielaczy mają jednakową budowę, jak wynika z usytuowania elementów mocujących 9 i otworów 6 w korpusie nośnym. Ten sam stan rzeczy jest ukazany na fig. 4, przedstawiającej przykład wykonania w widoku z boku.

Na fig. 5 przedstawiony jest drugi przykład wykonania urządzenia według wynalazku. Rozdzielacz 15 prądu jest umieszczony pomiędzy dwiema częściami 19 dzielonego korpusu nośnego 18. Obie części 19 korpusu są wsparte na wspornikach 4 i zamocowane na tej samej dolnej płycie 11. Rozdzielacz 15 prądu ma w środku, pomiędzy obiema częściami 19 korpusu, pierścień 3 rozdzielacza, połączony ze wszystkimi bolcami stykowymi 2.

Na fig. 6 widoczne jest urządzenie według wynalazku z zamocowanym na korpusie nośnym 1 ochronnym kołpakiem przeciwdotykowym 23, zaopatrzonym w podłużne okienkowe otwory 24. Ochronny kołpak przeciwdotykowy 23 obejmuje oba wspomniane wcześniej rozdzielacze prądu, z których na fig. 6 oznaczone są jedynie bolce stykowe 2, od góry i z boków, usytuowanych poziomo w kierunku poprzecznym do osi 22 obrotu wału. Jest on otwarty na obu końcach w kierunku osi obrotu, dzięki czemu powietrze może przepływać poziomo pod ochronnym kołpakiem przeciwdotykowym.

Kombinacja obu konstrukcji urządzenia według wynalazku, ukazanych w przykładach wykonania, pozwala, przy zachowaniu ogólnej zasady konstrukcji, otrzymać urządzenie dla dowolnej możliwej liczby i rozmieszczenia szczotek. Zasadę konstrukcji można zatem stosować uniwersalnie w generatorach elektrycznych z wałem.

189 981

189 981

FIG.5

189 981

FiG.6

189 981

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół do mocowania szczotek komutacyjnych maszyny elektrycznej, zwłaszcza turbogeneratora, za pomocą których wytwarzany jest ślizgowy styk elektryczny z pierścieniami ślizgowymi na wale generatora elektrycznego lub silnika elektrycznego, przy czym zespół zawiera element nośny z korpusem nośnym i kilkoma zamocowanymi na nim bolcami, za pomocą których co najmniej jedna szczotka jest łączona nośnie z korpusem nośnym, oraz co najmniej jeden rozdzielacz prądu, który jest zwierany elektrycznie z co najmniej dwiema szczotkami i do którego przyłączany jest co najmniej jeden elektryczny przewód przyłączeniowy, znamienny tym, że więcej niż jeden z bolców ma postać elektrycznego bolca stykowego (2) z powierzchnią stykową (20), będącego elementem składowym co najmniej jednego rozdzielacza (17, 15) prądu, który to bolec stanowi zarówno nośny element łączący, jak też elektryczny element stykowy dla co najmniej jednej szczotki komutacyjnej, zaś korpus nośny (1, 18) ma co najmniej w obszarach (5) połączenia z bolcami stykowymi (2) własności elektroizolacyjne.
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że rozdzielacz zawiera sztywny pierścień (3) do stabilizowania i zwierania ze sobą co najmniej części, korzystnie jednak wszystkich bolców stykowych (2), będących elementem co najmniej jednego rozdzielacza (17,15).
3. 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej dwa, korzystnie jednak wszystkie bolce stykowe (2) co najmniej jednego rozdzielacza (17, 15) prądu, są za pomocą złączy spawanych (10) połączone z innymi elementami rozdzielacza (17,15).
4. 4. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden rozdzielacz (17, 15) prądu ma zaopatrzony w otwory zacisk przyłączeniowy (12) do mocowania co najmniej jednego elektrycznego przewodu przyłączeniowego, przy czym zacisk przyłączeniowy (12) i/lub powierzchnie stykowe (20) więcej niż jednego bolca stykowego (2) rozdzielacza (17, 15) są ocynowane.
5. 5. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus nośny (1, 18) ma ścianę nośną, zaopatrzoną w wycięcie (14) na wał z pierścieniami ślizgowymi.
6. 6. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że bolce stykowe (2) mają wzdłużne osie (21), ustawione równolegle do osi (22) obrotu wału.
7. 7. Zespół według zastrz. 6, znamienny tym, że wszystkie wzdłużne osie bolców stykowych (2) znajdują się w przybliżeniu w tym samym odstępie względem osi obrotu wału.
8. 8. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że bolce stykowe (2) mają na jednym z końców gwint zewnętrzny (7), wkręcany w gwintowany otwór (6) korpusu nośnego (1,18).
9. 9. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dwa rozdzielacze (17) prądu z bolcami stykowymi (2), odizolowane od siebie elektrycznie korpusem nośnym (1,18) w obszarach (5) połączenia z bolcami stykowymi (2) i zamocowane na dwóch przeciwległych zewnętrznych powierzchniach korpusu nośnego (1) lub jego części (19), przy czym te zewnętrzne powierzchnie korpusu są zwrócone w przeciwne strony w odniesieniu do osi obrotu wału.
10. 10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że oba rozdzielacze (17) prądu są usytuowane w zasadzie w układzie symetrii lustrzanej względem korpusu nośnego (1) lub jego części (19), z wyjątkiem miejsc zamocowania bolców stykowych (2), które są przesunięte względem siebie.
11. 11. Zespól według zastrz. 1 albo 9, albo 10, znamienny tym, że rozdzielacz (17, 15) prądu z bolcami stykowymi (2) jest umieszczony pomiędzy dwiema częściami (19) dzielonego korpusu nośnego (18), przy czym bolce stykowe (2) są zamocowane częściowo na jednej części (19) korpusu, częściowo zaś na drugiej jego części (19).
12. 12. Zespół według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że z korpusem nośnym (1,18) połączony jest ochronny kołpak przeciwdotykowy (23), obejmujący oba rozdzielacze (17, 15)

    189 981 prądu od góry i z boków, usytuowanych poziomo w kierunku poprzecznym do osi (22) obrotu wału, przy czym ochronny kołpak przeciwdotykowy (23) jest otwarty na obu końcach w kierunku osi (22) obrotu dla istniejącego pod nim poziomego przepływu powietrza.
13. 13. Zespół wedłu g e.dstr/.. 12, znam ienny tym, że ochro rrny kołnak przeci wdotykowy (23) ma od góry i z obu stron, poziomo w kierunku poprzecznym do osi (22) obrotu wału, kilka okienkowych otworów (24) dla naturalnego konwekcyjnego ruchu powietrza, związanego z wytwarzaniem ciepła na szczotkach.