ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ТОКОПРИЕМНИК
HIGH-VOLTAGE CIRCULAR CURRENT COLLECTOR

Изобретение относится к электротехнике, в частности к щеточным высоковольтным токосъемникам с воздушной изоляцией. Применяется в машиностроении, в частности в транспортной технике, а именно в экскаваторах, передвижных буровых станках, кранах и кабелепрокладочных машинах.
Известен высоковольтный токосъемник по авторскому свидетельству №444256, B60L 5/04, опубл. 1975 г., содержащий в каждой фазе два коаксиальных контактных кольца, между которыми установлены тела качения в виде сферических подпружиненных роликов, вращающихся в специальном сепараторе. Наружное контактное кольцо с поворотным связано при помощи поводкового механизма, вертикальное расположение изолятора которого способствует снижению радиального размера. Однако в условиях интенсивной вибрации экскаваторов узлы механического соединения сферических роликов сепаратора и серебряное покрытие контактных колец быстро выходят из строя, что приводит к снижению времени безотказной работы и, соответственно, срока службы.
Известен высоковольтный токосъемник в горизонтальном исполнении с воздушной изоляцией (каталог токоприемника ТКГ-6/315 4 ХЛ1 №ЛК 02.83.02-89. М.: Информэлектро, 1989 г.), содержащий контактные кольца, установленные на валу и находящиеся в подвижном контакте со щетками. Щетки установлены в щеткодержателях, которые закреплены в жесткой установочной скобе. Скоба прикреплена к изолятору по его центру, а сам изолятор установлен в радиальном направлении. Ток в этой конструкции токосъемника подводится к контактным кольцам, а снимается со щеткодержателя. Недостатки: расположение установочной скобы щеткодержателя по центру изолятора приводит к увеличению радиальных габаритных размеров токосъемников, что в свою очередь требует увеличения размеров шкафа (кожуха), а значит и его массы.
Наиболее близким к заявляемому является техническое решение по патенту RU 24209 Ul, E02F 3/00, E02F 9/00, опубл. 27.07.2002, по которому кольцевой токоприемник, содержащий токосъемные кольца, установленные на изоляторах, и щетки, контактирующие с токосъемными кольцами, отличающийся тем, что токосъемные кольца установлены на отдельных съемных опорных изоляторах, закрепленных на стойке. Основой токоприемника-прототипа (фиг. 4, 5) является стойка 8, которая крепится на неподвижную центральную цапфу нижней рамы экскаватора. На подшипниках 11 установлена подвижная металлоконструкция токоприемника - скоба 12. Скоба 12 жестко связана с подвижной поворотной платформой экскаватора. Недостатками прототипа является повышенный износ поворотной части токоприемника в процессе эксплуатации с возможностью заклинивания, поскольку вес скобы 12 создает повышенную нагрузку на поворотную часть. Решение данной проблемы особенно актуально для использования токоприемников в оборудовании и машинах горнодобывающей отрасли, работающих в условиях сильной вибрации и в абразивосодержащих средах.
Цель предлагаемого технического решения: улучшение эксплуатационных характеристик, таких как повышение срока службы устройства за счет уменьшения износа контактного кольца, которое крепит жесткую установочную скобу к валу токосъемника. Уменьшение износа контактного кольца достигается равномерным распределением веса путем применения двух симметричных скоб, а также рамы, на которую с двух сторон прикреплены через изоляторы по две скобы.
Для устранения недостатков прототипа предлагается конструкция высоковольтного токоприемника, содержащая в каждой фазе контактное кольцо, которое закреплено к основному валу через изолятор; пару щеток, закрепленных в щеткодержателях на жесткой скобе, которая через изолятор закреплена на внешней раме токосъемника. Подвод кабеля к контактным кольцам производится снизу через центр вала. Новизной являются изменения конструкции поворотной части токоприемника в виде двух скоб с изоляторами и щеточными узлами, расположенных напротив друг друга симметрично относительно оси вращения токоприемника. Благодаря одинаковым массам скоб центр тяжести поворотной части совпадает с центром ее вращения, и устраняются все недостатки существующего прототипа. Уменьшение износа контактного кольца достигается равномерным распределением веса путем применения рамы, на которую с двух сторон прикреплены через изоляторы по две скобы. Скобы попарно расположены на противоположных стойках рамы через одну поочередно для повышения равновесия конструкции.
Сущность технического решения направлена на совмещение центра тяжести с центром вращения, что влечет за собой уменьшение износа поворотной части токоприемника и устранения возможности заклинивания и, как следствие, повышение надежности токоприемника, увеличение срока эксплуатации.
Технический результат - повышение износостойкости, увеличение срока службы токоприемника.
Технический результат достигается за счет конструкции высоковольтного токоприемника, содержащего в каждой фазе контактное кольцо, закрепленное к основному валу через изолятор, щетки, закрепленные в щеткодержателях на жесткой скобе, отличающегося тем, что поворотная часть токоприемника выполнена в виде как минимум двух скоб с изоляторами и щеточными узлами, расположенными напротив друг друга симметрично относительно оси вращения токоприемника, скобы попарно закреплены через изолятор к внешней раме токоприемника, при этом каждая пара скоб поочередно через одну закреплена к противоположным вертикальным стойкам внешней рамы, а вертикальные оси симметрии стоек рамы находятся в одной плоскости с осью вращения токоприемника.
Сущность технического решения поясняют фиг. 1-5.
Фиг. 1 - высоковольтный кольцевой токоприемник (вид спереди).
Фиг. 2 - высоковольтный кольцевой токоприемник (вид сверху).
Фиг. 3 -в Высоковольтный кольцевой токоприемник (в разрезе А-А), где
1 - контактное кольцо;
2 - изолятор;
3 - вал (центральная труба);
4 - рама;
5 - скоба;
6 - щеткодержатель;
7 - вертикальная стойка рамы;
Фиг. 4 - прототип по патенту №24209 (вид спереди).
Фиг. 5 - прототип №24209 (в разрезе Б-Б), где
8 - стойка;
9 - опорный высоковольтный изолятор;
10 - контактное кольцо;
11 - подшипник;
12 - скоба;
13 - изолятор.
Пример осуществления
Высоковольтный токоприемник в каждой фазе содержит контактное коаксиальное кольцо 1, которое закреплено к основному валу 3 через изолятор 2; пару щеток, закрепленных в щеткодержателях 6 на жесткой скобе 5, которая через изолятор 2 закреплена на внешней раме 4 токоприемника. Подвод кабеля к контактным кольцам 1 производится снизу через центр вала 3, выполненного в виде трубы. Уменьшение износа контактного кольца достигается равномерным распределением веса путем применения двух симметрично расположенных жестких скоб, а также размещения их попарно на противоположных стойках рамы через одну.
Токоприемник состоит из набора медных контактных колец 1, установленных на опорных изоляторах 2, закрепленных на основном валу 3. На основном валу 3 на подшипниках установлена рама 4. Процесс съема тока осуществляется щеточными блоками.
Скобы 5 токоприемника закреплены напротив друг друга симметрично относительно оси вращения токоприемника, скобы 5 соединяются со стойкой рамы 4 через изоляторы 2. Скобы попарно закреплены на противоположных вертикальных стойках 7 рамы через одну. Такой способ размещения позволяет равномерно распределить нагрузку на раму 4.
Подвод кабеля к контактным кольцам 1 осуществляется снизу через центр вала 3, выполненного в виде трубы. Ток подводится к контактным кольцам 1, а снимается со щеткодержателя 6. Устройство содержит раму 4, к вертикальным стойкам 7 которой с двух сторон прикреплены через изоляторы 2 попарно скобы 5, при этом каждая пара скоб 5 поочередно закреплена на противоположных стойках внешней рамы 4 токоприемника через одну таким образом, что вертикальные оси симметрии стоек 7 находятся в одной плоскости с осью вращения токоприемника.
Соединение рамы 4 с валом 3 токосъемника осуществляется при помощи подшипника, рама 4 состоит из жестко соединенных элементов из листовой стали (например, марки Ст3).