[发明专利]一种长效旋转电接触装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有较长使用寿命的旋转电接触装置，旋转电接触泛指以旋转方式作相对运动的电接触器件，包括电刷、集电环、差动汇流环以及电子元器件中的旋转式电位器、旋转式开关等以旋转方式作相对运动的电接触器件。

背景技术

旋转电接触器件在电机、电器和仪器仪表中广泛使用，其工作过程中不可避免地存在摩擦和磨损，为减少摩擦和磨损，延长旋转电接触器件工作寿命，目前采用的技术措施为：

1、在金属表面涂固体润滑剂涂层，如石墨、二硫化钼、二硒化铌、接点固体润滑剂BY-2、“823”等；

2、电刷用固体自润滑材料石墨制造；

3、采用导电金属与固体润滑剂制成的复合材料，如Ag-MoS2-C等；例如：申请号92215456，发明名称为石墨-铜石墨复合材料电刷所公开的技术；

4、采用了风力吹除，沟槽容纳、人工清理等方法解决磨损产物问题，例如：申请号92244438，发明名称为差动滑环所记摘的技术方案。

在通常使用条件下，上述技术措施可在一定程度上减少摩擦和磨损，延长旋转电接触器件使用寿命。但上述技术措施仍然有以下不足之处：

1、由于固体润滑剂的润滑能力不如液体润滑剂，又不可能涂得太厚(太厚则成了绝缘层)，润滑不够充分，并且固体润滑剂易随磨损产物带走，后期磨损较快。

2、在实践中有时也在金属表面涂液体润滑剂(如矿物润滑油)，在较短的时间内可以减小摩擦和噪声，但仅能作为临时性措施，因为液体润滑剂容易挥发走失，且易扩散到绝缘表面，使得金属表面和绝缘表面都容易粘附灰尘及磨损产物，反而增加磨损，并且导致短路，所以一般视为禁忌。

3、不能将磨损产物有效地带走。实践证明：磨损产物常常吸附和沉积在集电环各环之间或换向器各换向片之间的绝缘层表面，导致绝缘失效。这是旋转电接触器件失效的重要原因之一。而且这种失效模式出现的时间比因电接触副磨损失效出现的时间更难以预计。以往采用的风力吹除、换向器沟槽容纳等方法并不能彻底解决这个问题，要靠人工经常清扫维护。

4、为了防止金属表面因氧化而影响接触电阻的稳定性，常需要使用贵金属。

5、不兼有在特殊环境下的保护作用，例如在水下、真空或者腐蚀性介质中使用。

由于上述因素的制约，旋转电接触器件常成为某些系统中昂贵而寿命最短的环节，又由于它在系统中所处的位置，难以备份或切换。在人员无法接近的环境中，常导致整个系统失效。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术存在的不足而提供一种摩擦和磨损小，使用性能稳定，有效使用寿命长的旋转电接触装置。

本发明采用的技术方案为：包括有旋转电接触件和静止电接触件，其不同之处在于旋转电接触件和静止电接触件安设在封闭的壳体中，壳体中充有绝缘润滑液。

按上述方案，所述的旋转电接触件为滑环(汇流环、集电环)或换向器(换向子、整流子)，所述的静止电接触件为电刷，包括刷丝、碳刷。

在壳体中旋转电接触件和静止电接触件工作的空间可充满绝缘润滑液，使旋转电接触器件浸没在绝缘润滑液中工作。

所述的绝缘润滑液可以选用矿物润滑油、合成润滑油，如硅油、硅酸酯、磷酸酯、氟油、酯类油、合成烃油和动植物油脂等。

为了监视绝缘润滑液的液面高度，可以设置液位指示装置。

针对转速高电流大的重负荷旋转电接触装置磨损产物较多的情况，可以设置绝缘润滑液的净化装置或循环净化装置，使得绝缘表面和绝缘润滑液都保持洁净，防上上可能产生的短路，循环净化装置中可设置过滤器，可在旋转电接触件的转轴上安设泵作为循环净化装置的动力。

当本发明的装置在水下、强腐蚀介质等条件下工作时，为防止外界有害物质进入壳体内以及壳体内绝缘润滑液的过快流失，可以设置一压力均衡装置使壳体内外等压，或者设置一压力补偿装置使壳体内压略高于外压。

本发明的有益效果在于：

用绝缘润滑液浸没旋转电接触器件，有以下四方面的作用：

1、悬浮洗涤作用

旋转电接触器件浸没在绝缘润滑液中的工作状态，与“在金属表面涂液体润滑剂”的工作状态截然不同。足够数量的液体使磨损产物悬浮分散悬浮在液体中，对金属表面和绝缘表面产生洗涤作用，使之保持洁净。这样既防止了金属表面磨损的加剧，又防止了绝缘表面短路。并且因此可以通过增加电接触副的实体尺寸来实现足够长而可靠的工作寿命。

一般情况下，由于重力作用，磨损产物最终沉淀在装置底部。磨损产物产生较快时，净化系统使得绝缘润滑液仍可以保持洁净，可以防止可能产生的短路。