Щітковий вузол

Реферат: UA 79453 U UA 79453 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електромашинобудування, зокрема до щіткового апарата потужних електричних машин, наприклад турбогенераторів. Найбільш близьким до пропонованого рішення з технічної суті та результату, що досягається, є щітковий апарат ("Турбогенераторы. Расчет и конструкция" В.В. Титов, Г.М. Хуторецкий, Г.А. Загородная, Г.П. Вартанян, Д.И. Заславский, И.А. Смотров. "Энергия", Ленинградское отделение, 1967, стр. 143-146), що містить корпус, в якому розміщена струмопровідна траверса, що розташована навколо контактних кілець ротора з щіткотримачами та електричними щітками. До торцевої стінки каркаса закріплено "равлика", що зварюється, розміщено над відцентровим вентилятором вала ротора, що складається з бокових фігурних стінок, між якими закріплена тонкостінна обичайка, яка вигнута за типом "архімедової спіралі", кінцеві частини якої вигнуті у різні боки та разом зі згаданою обичайкою утворюють розтруб, що розширюється. Найбільш істотними недоліками прототипу є наступні: 1. За рахунок необхідності інтенсивного охолодження (вентиляції) струмопровідних (щітки, шини) елементів конструкції, охолоджуюче повітря на виході з розтрубу "равлика" щіткового апарата має велику швидкість, температуру та неприпустимо високий рівень шуму. 2. Внаслідок високої кількості обертів нагнітаючого вентилятора та специфічної форми повітропроводів "равлика" згаданого щіткового апарата виникає високий рівень шуму, для подолання (зменшення) якого є необхідність у допоміжних шумопоглинальних пристроях. 3. Система вентиляції даної конструкції щіткового апарата чутлива до наявності аеродинамічних опорів охолоджуючого повітря, які виникають внаслідок використання звичайних, загальнопромислових шумопоглинальних засобів, що потребує використання специфічних, складних та маючих високу вартість шумопоглинальних пристроїв. Перераховані вище недоліки знижують техніко-економічну ефективність щіткового апарата і конкурентоспроможність турбогенератора, як продукту електромашинобудівної галузі. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення рівня шуму, що створюється потоком охолоджуючого повітря у момент виходу із розтруба "равлика" та досягнення оптимального рівня аеродинамічного опору зі ступенем зниження рівня шуму, крім того, зниження об'єму трудомісткості монтажних і виробничих робіт та підвищення безпеки процесу експлуатації, за рахунок використання конструкції ефективного шумопоглинання встановленого глушника. Поставлена задача вирішується тим, що в щітковому апараті, який містить корпус, що зварюється, в якому розміщена струмопровідна траверса, що розташована навколо контактних кілець ротора з щіткотримачами та електричними щітками, до торцевої стінки каркаса закріплено "равлика", що зварюється, розміщено над відцентровим вентилятором вала ротора, що складається з бокових фігурних стінок, між якими закріплена тонкостінна обичайка, яка вигнута за типом "архімедової спіралі", кінцеві частини якої вигнуті у різні боки та разом зі згаданою обичайкою утворюють розтруб, що розширюється, згідно з корисною моделлю, "равлик" оснащений глушником, виконаним у формі зрізаної піраміди, з роздільними перегородками, розташованими у внутрішній частині піраміди та співвідношенням вхідного перетину до вихідного 1,5÷1,3 в.о., при цьому стінки глушника виготовлені зі звукопоглинаючого матеріалу, наприклад пластинчатої гуми, а каркас - з металевих кутиків. Крім того, конструкція згаданого глушника виконана складовою та містить: дві металеві рамки, між якими, по кутах і в середній частині, приварені нахилені кутики, на які встановлено зовнішні стінки та внутрішні перегородки. Встановлення такого глушника на розтруб "равлика" істотно зменшить рівень шуму, що створюється потоком гарячого повітря, який виходить із розтруба щіткового апарата, за рахунок ефективного співвідношення вхідного перетину до вихідного (ефект комфузорності) та наявності розділювальних перегородок досягається оптимальне співвідношення рівня аеродинамічного опору зі ступенем зниження рівня шуму, крім того, складена конструкція пропонованого глушника забезпечує спрощення її геометрії та зниження показників маси, внаслідок чого знижується загальний об'єм трудомісткості монтажних та виробничих робіт. Заявлена конструкція пояснюється наступними кресленнями, де на фіг. 1 зображено загальний вид щіткового апарата; на фіг. 2 показано вигляд по стрілці А, з фіг. 1, на якому зображено бік щіткового апарата зі сторони розтруба "равлика"; на фіг. 3 показано виносний елемент з фіг. 1, на якому зображено дві проекції глушника; на фіг. 4 показано вигляд по стрілці Б, на якому зображено верхню частину глушника з внутрішніми перегородками (місцевий перетин). На фіг. 1 і фіг. 2 зображено загальний вид запропонованого щіткового апарата, який містить: зварний каркас 1, з розміщеною в ньому струмопровідною траверсою 2, яка має кільцеві шини 1 UA 79453 U 5 10 15 20 25 3, між якими встановлено бракети зі щіткотримачами 4 та електричними щітками 5; з бокових сторін каркаса оглядові вікна 6; з торцевої сторони - "равлик" 7 за типом "архімедової спіралі", що містить розтруб 8, на який встановлено пропонований глушник 9 (див. фіг. 3); який в свою чергу містить: металеву нижню рамку 10 та металеву верхню рамку 11, між якими, у середній частині та по кутах, розміщені нахилені металеві кутики 12 (див. фіг. 3, фіг. 4), на яких закріплені зовнішні стінки 13 та внутрішні перегородки 14, що виготовлені зі звукопоглинаючого матеріалу. Пропонована конструкція щіткового апарата здійснює роботу таким чином. В процесі експлуатації турбогенератора щітковий апарат здійснює зв'язок контактних кілець ротора з зовнішніми електричними ланцюгами, внаслідок цього від струмопровідних елементів відводиться певна кількість тепла, за допомогою відцентрового вентилятора, що встановлено на валу ротора. Забір охолоджуючого повітря здійснюється з нижньої частини апарата, а викид гарячого повітря - через розтруб "равлика". При цьому повітря виривається з великою швидкістю та температурою, потік якого супроводжується певним рівнем шуму. Потік повітря, потрапляючи зі згаданого розтруба у камеру глушника, завдяки передбаченим перегородкам розділяє (дробить) звукову хвилю на кілька інших хвиль, що мають меншу амплітуду коливання. Співвідношення перетину вхідного отвору глушника до вихідного (1,5÷1,3 в.о.) створює відомий ефект конфузорності, який у поєднанні зі стінками та перегородками, виконаними зі звукопоглинаючого матеріалу, істотно знижує рівень шуму щіткового апарата. Таким чином, запропонована конструкція щіткового апарата дозволяє розділити звукову хвилю на кілька та помістити їх у комфузорний простір (форма зрізаної піраміди), за рахунок чого істотно знизиться загальний рівень шуму, що створює апарат. Внаслідок ефективності встановлених розділювальних перегородок - дрібнення звукової хвилі відбувається з виникненням мінімального аеродинамічного опору, що не знижує ефективність вентиляційної системи апарата. Крім того, складена конструкція глушника містить спрощену геометрію, низьку величину собівартості та порівняно невеликий об'єм монтажних та експлуатаційних робіт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 1. Щітковий вузол потужних електричних машин, наприклад турбогенераторів, що містить зварювальний каркас, в якому розміщена струмопровідна траверса, що розташована навколо контактних кілець ротора, яка містить кільцеві шини, між якими встановлені бракети зі щіткотримачами та електричними щітками, кільцеве ізоляційне ущільнення, що закріплено до торцевої стінки каркаса, з боку генератора, що створює мінімальний зазор між валом ротора турбогенератора та каркасом, прозорі оглядові вікна, що щільно закриваються, які розташовані по боках каркаса зварювального "равлика", який закріплено до торцевої стінки каркаса з протилежного боку, розміщеного над відцентровим вентилятором вала ротора, що складається з бокових фігурних стінок, між якими закріплена тонкостінна обичайка, яка вигнута за типом "архімедової спіралі", кінцеві частини якої вигнуті у різні боки та разом зі згаданою обичайкою утворюють розтруб, що розширюється, який відрізняється тим, що "равлик" оснащений глушником, виконаним у формі зрізаної піраміди, з розділювальними перегородками, розташованими у внутрішній частині піраміди та співвідношенням вхідного перетину отвору до вихідного 1,5÷1,3 в.о., при цьому стінки глушника виготовлені зі звукопоглинаючого матеріалу, наприклад пластинчатої гуми, а каркас - з металевих кутиків. 2. Щітковий вузол за п. 1, який відрізняється тим, що конструкція згаданого глушника виконана складовою та містить: дві металеві рамки, між якими, по кутах та в середній частині, приварені нахилені кутики, на які встановлено зовнішні стінки та внутрішні перегородки. 2 UA 79453 U 3 UA 79453 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4