МНОГОКАНАЛЬНОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области электрического оборудования, в частности, к многоканальным токосъемным устройствам для передачи электроэнергии с неповоротной части машин на поворотную и наоборот.
Известна конструкция многоканального токосъемного устройства, описанная в патенте Российской Федерации №97868 на полезную модель «Токосъемное устройство» по классам H01R 39/00, B66C 13/12, заявленном 25.12.2009 года и опубликованном 20.09.2010 года.
Указанное многоканальное токосъемное устройство содержит траверсу с осевым отверстием и поводком для передачи вращения, установленный в отверстие траверсы на первом подшипнике качения опорный элемент в виде стакана с фланцем, предназначенным для скрепления с неподвижной частью машины, полую ось, одним концом скрепленную внутри опорного стакана, смонтированную на оси группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, группу поворотных контактов прижимного типа, каждый из которых включает в себя щеткодержатель, внутри которого размещена подпружиненная щетка, к одному концу которой подсоединен провод, а другой конец контактирует с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца неповоротного контакта, второй подшипник качения, кожух с по меньшей мере двумя шпильками для его крепления на траверсе, устройство снабжено крепежной вставкой с центральным отверстием, к которой с помощью по меньшей мере двух болтов или винтов прикреплена группа поворотных контактов прижимного типа, и узлом передачи слаботочных сигналов, при этом другой конец полой оси на втором подшипнике качения введен в центральное отверстие крепежной вставки, на плоской поверхности которой расположен узел передачи слаботочных сигналов, выполненный в виде смонтированных одна над другой поворотной и неповоротной частей, центральные отверстия которых совмещены друг с другом, причем поворотная часть узла с проводами скреплена с крепежной вставкой, которая прикреплена к траверсе с помощью по меньшей мере трех стоек из диэлектрического материала со шпильками для крепления, а неповоротная часть с проводами скреплена со вторым концом полой оси, кроме того, упомянутый кожух выполнен со съемной крышкой и прикреплен к траверсе шпильками, расположенными вне внутреннего пространства кожуха.
Недостатками описанного выше многоканального токосъемного устройства являются его неэкономичность и недостаточная надежность при эксплуатации, обусловленные сложностью конструкции с наличием подшипников качения, траверсы, крепежной вставки и кожуха, что приводит в случае ремонта к необходимости полной разборки устройства.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала технических средств определенного назначения, то есть создание многоканального токосъемного устройства, более экономичного в изготовлении и надежного в эксплуатации, за счет его упрощения, повышения его долговечности и ремонтопригодности.
Техническим результатом, на обеспечение получения которого направлена заявляемая полезная модель, является реализация этого назначения.
Указанный результат достигается тем, что:
1. В известном многоканальном токосъемном устройстве, содержащем смонтированную на полой оси группу неповоротных контактов в виде блока изолированных друг от друга токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренней поверхности проводниками и группу поворотных контактов прижимного типа, имеющую щеткодержатель, внутри которого размещена подпружиненная щетка, к одному концу которой подсоединен провод, а другой конец служит для контакта с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца, шпильку для крепления, согласно полезной модели, токопроводящие кольца группы неповоротных контактов насажены на изоляционные втулки, жестко закрепленные на полой металлической оси, имеющей приспособление для крепления к неповоротной части машины, а группа поворотных контактов выполнена в виде щеткодержателя, внутри которого расположены пары электрически соединенных подпружиненных щеток по числу токопроводящих колец, при этом щеткодержатель состоит из набора скрепленных шпилькой плоских изоляционных сегментов, четные из которых имеют пазы для размещения щеток с пружинами и проводами, и более высоких изоляционных пластин для разделения проводов пар щеток, соединенных зажимами на внешней стороне щеткодержателя, противоположной стороне выхода из него щеток, причем шпилька служит для крепления щеткодержателя к поворотной части машины.
2. В многоканальном токосъемном устройстве по п. 1, согласно полезной модели, подсоединенные к внутренней поверхности токопроводящих колец проводники выполнены в виде токопроводящих шин, концы которых, выступающие из крайней изоляционной втулки, расположены на равном угловом расстоянии друг от друга.
3. В многоканальном токосъемном устройстве по п. 1, согласно полезной модели, набор изоляционных сегментов и изоляционных пластин щеткодержателя скреплен шпилькой с помощью гайки.
4. В многоканальном токосъемном устройстве по п. 1, согласно полезной модели, на плоских изоляционных сегментах щеткодержателя вокруг отверстия для прохождения шпильки с одной стороны выполнены квадратные выступы, а с другой стороны соответствующие им углубления.
5. В многоканальном токосъемном устройстве по п. 1, согласно полезной модели, изоляционные пластины щеткодержателя имеют квадратные отверстия, соответствующие квадратным выступам на плоских изоляционных сегментах.
Выполнение токопроводящих колец группы неповоротных контактов насаженными на изоляционные втулки, жестко закрепленные на полой металлической оси, имеющей приспособление для крепления к неповоротной части машины, и выполнение группы поворотных контактов в виде щеткодержателя, внутри которого расположены пары электрически соединенных подпружиненных щеток по числу токопроводящих колец, при этом щеткодержатель состоит из набора скрепленных шпилькой плоских изоляционных сегментов, четные из которых имеют пазы для размещения щеток с пружинами и проводами, и более высоких изоляционных пластин для разделения проводов пар щеток, соединенных зажимами на внешней стороне щеткодержателя, противоположной стороне выхода из него щеток, причем шпилька служит для крепления щеткодержателя к поворотной части машины, позволяет сделать заявляемое устройство более простым, сократить число составляющих его частей, повысить его долговечность и ремонтопригодность за счет простой замены щеток или частей щеткодержателя без разборки всего устройства. Пазы изоляционных сегментов щеткодержателя служат направляющими для щеток и обеспечивают их более равномерный износ при эксплуатации и сохранение за счет этого хорошего контакта с токопроводящими кольцами в течение длительного времени. Вследствие этого заявляемое многоканальное токосъемное устройство является более экономичным в изготовлении и надежным в эксплуатации.
При этом подсоединенные к внутренней поверхности токопроводящих колец проводники могут быть выполнены в виде токопроводящих шин, концы которых, выступающие из крайней изоляционной втулки, расположены на равном угловом расстоянии друг от друга.
При этом набор изоляционных сегментов и изоляционных пластин щеткодержателя может быть скреплен шпилькой с помощью гайки.
При этом на плоских изоляционных сегментах щеткодержателя вокруг отверстия для прохождения шпильки с одной стороны могут быть выполнены квадратные выступы, а с другой стороны соответствующие им углубления.
При этом изоляционные пластины щеткодержателя могут иметь квадратные отверстия, соответствующие квадратным выступам на плоских изоляционных сегментах.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому многоканальному токосъемному устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемое многоканальное токосъемное устройство обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. токопроводящие кольца группы неповоротных контактов насажены на изоляционные втулки, жестко закрепленные на полой металлической оси, имеющей приспособление для крепления к неповоротной части машины, а группа поворотных контактов выполнена в виде щеткодержателя, внутри которого расположены пары электрически соединенных подпружиненных щеток по числу токопроводящих колец, при этом щеткодержатель состоит из набора скрепленных шпилькой плоских изоляционных сегментов, четные из которых имеют пазы для размещения щеток с пружинами и проводами, и более высоких изоляционных пластин для разделения проводов пар щеток, соединенных зажимами на внешней стороне щеткодержателя, противоположной стороне выхода из него щеток, причем шпилька служит для крепления щеткодержателя к поворотной части машины,
2. подсоединенные к внутренней поверхности токопроводящих колец проводники выполнены в виде токопроводящих шин, концы которых, выступающие из крайней изоляционной втулки, расположены на равном угловом расстоянии друг от друга,
3. набор изоляционных сегментов и изоляционных пластин щеткодержателя скреплен шпилькой с помощью гайки,
4. на плоских изоляционных сегментах щеткодержателя вокруг отверстия для прохождения шпильки с одной стороны выполнены квадратные выступы, а с другой стороны соответствующие им углубления,
5. изоляционные пластины щеткодержателя имеют квадратные отверстия, соответствующие квадратным выступам на плоских изоляционных сегментах.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в области электрического оборудования, в частности, в многоканальных токосъемных устройствах для передачи электроэнергии с неповоротной части машин на поворотную и наоборот, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемое многоканальное токосъемное устройство иллюстрируется чертежами, где представлены на:
Фиг. 1. Общий вид многоканального токосъемного устройства с частичным разрезом.
Фиг. 2. Общий вид изоляционной пластины и четного изоляционного сегмента с размещенными в пазах щетками и пружинами.
Многоканальное токосъемное устройство, представленное на чертежах (см. Фиг. 1 и 2), содержит группу неповоротных контактов и группу поворотных контактов прижимного типа. Группа неповоротных контактов выполнена в виде блока из трех токопроводящих колец 1, насаженных на изоляционные втулки 2, которые жестко закреплены на полой металлической оси 3. Ось 3 имеет приспособление для крепления к неповоротной части машины (на чертеже не показана).
К внутренней поверхности токопроводящих колец 1 подсоединены проводники, выполненные в виде токопроводящих шин 4, концы которых, выступающие из крайней изоляционной втулки 2, расположены на равном угловом расстоянии друг от друга.
Группа поворотных контактов прижимного типа выполнена в виде щеткодержателя 5, внутри которого расположены три пары подпружиненных щеток 6 по числу токопроводящих колец 1. К одному концу каждой щетки 6 (см. Фиг. 2) подсоединен провод 7, а другой конец щетки 6 служит для контакта с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца 1, к которому щетку 6 прижимает пружина 8. Провода 7 щеток 6 в каждой паре соединены зажимами 9 на внешней стороне щеткодержателя 5, противоположной стороне выхода из него щеток 6.
Щеткодержатель 5 состоит из набора скрепленных шпилькой 10 с помощью гайки семи плоских изоляционных сегментов 11 и двух более высоких изоляционных пластин 12 для разделения проводов 7 трех пар щеток 6, соединенных тремя зажимами 9. Шпилька 10 служит для крепления щеткодержателя 5 к поворотной части машины (на чертеже не показана). На плоских изоляционных сегментах 11 вокруг отверстий для прохождения шпильки с одной стороны выполнены квадратные выступы, а с другой стороны соответствующие им углубления. Изоляционные пластины 12 имеют квадратные отверстия, соответствующие квадратным выступам на плоских изоляционных сегментах 11. Четные сегменты 11 имеют пазы для размещения в них щеток 6 с пружинами 8 и проводами 7.
Работает многоканальное токосъемное устройство следующим образом.
Оператор прикрепляет группу неповоротных контактов в виде блока из трех токопроводящих колец 1, насаженных на изоляционные втулки 2, которые жестко закреплены на полой металлической оси 3 к неповоротной части машины (на чертеже не показана) и подключает к контактам ее электрической сети токопроводящие шины 4 группы неповоротных контактов.
Щеткодержатель 5 с помощью шпильки 10 оператор прикрепляет к поворотной части машины (на чертеже не показана) таким образом, что концы щеток 6 входят в контакт с внешними цилиндрическими поверхностями токопроводящих колец 1, и подключает контакты электрической сети поворотной части машины к зажимам 9 на щеткодержателе 5.
При вращении поворотной части машины приводится во вращение связанный с ней щеткодержатель 5, при этом три пары щеток 6 скользят по внешним цилиндрическим поверхностям трех токопроводящих колец 1, обеспечивая электрическое соединение электрооборудования поворотной части машины с электрооборудованием ее неповоротной части.
Таким образом, заявляемое многоканальное токосъемное устройство по сравнению с прототипом более экономично в изготовлении и надежно в эксплуатации за счет его упрощения, повышения его долговечности и ремонтопригодности.