阅读说明：本技术 具有用于滑环的灰尘收集器的刷块 (Brush block with dust collector for slip ring ) 是由 C·沃格尔 于 2018-05-24 设计创作，主要内容包括：一种用于滑环的灰尘收集器,包括形成凹形收集空间的由绝缘材料制成的主体,并且进一步包括用于将灰尘收集器附接至刷块或刷保持器套筒的至少一个附接构件。(A dust collector for a slip ring, comprising a body made of an insulating material forming a concave collecting space, and further comprising at least one attachment member for attaching the dust collector to a brush block or a brush holder sleeve.)

具有用于滑环的灰尘收集器的刷块

技术领域

本发明涉及在电力传输装置(例如，滑环或旋转接头)中使用的用于滑环刷和刷保持器的灰尘收集器、具有灰尘收集器的滑环刷和刷保持器以及具有灰尘收集器的用于保持刷的刷块。

背景技术

滑环用于在机器(例如，风力发电站、CT扫描仪或发电机)的旋转部件之间传输电力。其中，主要由导电材料(例如，碳)构成的刷在由导电材料制成的旋转圆柱形轨道上滑动。这种轨道的常用材料是钢或黄铜。

美国专利8,829,761B2公开了一种包含在管道内的刷块。由风扇产生通过管道的强制气流，灰尘颗粒被收集在过滤器中。该实施方式比较复杂且昂贵，因此优选地使用于具有大量刷并且包含大的碳材料总质量的大型刷块中。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种简单、成本有效的用于收集来自滑环的灰尘和碎屑的构件。此外，维护应当容易且成本有效。

在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

从现有技术已知具有用于多个刷的中央灰尘收集装置。根据本发明，灰尘在各个独立的刷处被收集。这样更有效，并且避免了灰尘对其他部件的污染，因为灰尘在靠近产生灰尘的地方被收集。由于滑环组件中存在的灰尘较少，特别是滑动轨道上存在的灰尘较少，因此相关电气安全标准要求的不同电位的轨道和刷保持器之间的最小气隙和爬电距离更容易维持。

一般而言，灰尘和碎屑(为了简单，本文简称为灰尘)具有跟随重力并落到地面的倾向。可能有其他力(例如，来自旋转鼓的摩擦力)使颗粒加速进入旋转方向。旋转也可能产生或多或少的湍流空气流，该湍流空气流可以驱使颗粒进入旋转方向。许多长期试验已经表明，仍然有相当量的颗粒落向地面。因此，灰尘颗粒经过刷的方向在各位置之间是不同的。当在侧部位置处时，颗粒来自一侧，在底部位置的颗粒来自顶部。在顶部位置处，颗粒直接落在模块上并且不容易收集。

在一实施例中，用于滑环刷或者滑环刷保持器的灰尘收集器包括可以由绝缘材料(例如，塑料材料)制成的主体。灰尘收集器形成至少一个由灰尘收集边缘部形成的灰尘收集空间。灰尘收集器可以具有至少一个附接构件，该附接构件用于将灰尘收集器附接至刷块或刷保持器套筒。灰尘收集器的边缘部可以具有圆柱形或锥形形状。优选地，灰尘收集边缘部具有凹形形状，该凹形形状简化了灰尘的保持。附接构件可以是至少一个夹具或一对夹具，优选地用以将灰尘收集器夹持至刷保持器，最优选地用以将灰尘收集器夹持至刷保持器的套筒处。

灰尘收集器可以有不同的实施例。第一类型可以用于安装在滑环组件的底部位置处，具有形成收集空间的圆形收集边缘部，该收集空间优选地包围刷保持器，使得没有灰尘能沿着灰尘保持器向下落。

另一类型可以被优化用于安装在滑环组件的侧部位置处。这种灰尘收集器可以具有凹形侧壁。侧壁可以仅仅覆盖刷保持器的圆周的一部分，例如180度的圆弧段。侧壁也可以覆盖整个圆弧，因而具有中空圆柱形状。优选的是，灰尘收集器形成平行于刷保持器的开放通道，则使得空气流可以沿该通道通过。

通用类型可以包括圆形侧壁和封闭底部，优选地位于夹具的区域处。该实施例可以在底部位置处、在侧部位置处以及在中间使用。缺点是空间消耗略高。

虽然优选的是凹形壁基本上为弧形的，但是具有多个拐角的角状设计将具有相同的效果并且落入本文所示的实施例的范围中。

由塑料材料制成的灰尘收集器可以通过3D打印或者注射模制制造。塑料灰尘收集器在其使用中非常灵活，因为它们不会降低部件之间的绝缘性。可替代地，灰尘收集器可以包括金属。

在实施例中，至少一个灰尘收集器附接到至少一个用于保持刷的刷保持器。

总的来说，多个灰尘收集器可以连接在一起，或者甚至可以由一件制成。这将简化拆卸和组装以便更换和清洗灰尘收集器。最优选地，只有属于同一滑动轨道的刷的灰尘收集器被保持在一起。这增加了单独的轨道之间的绝缘性。

优选地，灰尘收集器具有分布在灰尘收集表面上的肋部，以防止灰尘被吸回来。灰尘收集表面的粗糙表面也是有利的，特别是当灰尘收集器用于一次性使用时。

为了进行维护，可以简单地从刷保持器或刷块移除(拔下)灰尘收集器。它们可以被清洗或更换并且被再次组装。灰尘收集器与刷保持器或刷块的附接可以通过夹具、卡口或螺纹进行(如果是可移除的)，也可以通过粘合、压配合、铸造或3D打印进行(如果是永久附接的)。

基本上，术语碳刷涉及至少包含一定量的碳或石墨材料的所有种类的刷。这种刷通常具有基本上长方体形状，而不是形成线，例如通常包含金属的线刷。

附图说明

在下文中，在不限制总体发明构思的情况下，将参照附图对实施方式的示例通过举例的方式描述本发明。

图1示出了用于收集来自侧部的灰尘的第一灰尘收集器。

图2至图4示出了第一灰尘收集器的进一步的细节。

图5示出了灰尘收集器的另外的实施例。

图6和图7示出了灰尘收集器的进一步的细节。

图6示出了刷块。

图7示出了用于收集来自顶部的灰尘的第二灰尘收集器。

图8示出了完全组装的刷保持器。

图9示出了具有两个刷保持器的刷块的一部分。

图10示出了滑环组件。

具体实施方式

在图1中示出了相对于滑环用于侧部位置的第一灰尘收集器500。如后文所述，这种灰尘收集器可以安装在侧部位置中。灰尘收集器优选地由绝缘材料制成，最优选地由塑料材料制成。灰尘收集器具有至少一个保持构件，该保持构件可以是用以将灰尘收集器保持至刷块或刷保持器套筒300的夹具。此外，灰尘收集器有形成收集空间510的优选凹形的壁520。灰尘收集器可以附接至刷块或刷保持器套筒，使得收集空间朝向侧部并且在刷下方，并且该收集空间可以向顶部开放，使其可以收集从刷落向地面的灰尘。优选地，收集空间相对于刷的纵向轴线径向地定向，优选地覆盖高达180度的角度。它可以覆盖任何其他合适的角度，例如360度或其任何部分。灰尘收集器500可以具有至少一个夹具540、541，用于将灰尘收集器保持至刷保持器套筒。套筒可以具有用于与夹具对接(interface)的槽330。该槽可以允许保持夹具并因此保持灰尘收集器长时间处于稳定和明确限定的位置。夹具可以由垫片550保持，以允许壁520到刷保持器套筒具有较大距离，这允许一定的空气流以实现刷保持器的冷却和更大的收集容量。

图2示出了图1中的灰尘收集器的截面侧视图。

图3示出了相似的侧视图，但是在竖直轴线上旋转约90度。这里还示出了肋部530，该肋部用作灰尘捕捉器以防止灰尘被吸回。此外，肋部可以帮助提高灰尘收集器的稳定性。

图4示出了具有形成收集空间的弧形壁520的灰尘收集器的俯视图。这里示出了环形夹具，其具有两个柔性端部部分540和541，这两个柔性端部部分可以与刷保持器套筒的保持槽对接。夹具也可以在没有保持槽的情况下使用。

在图5中示出了相对于滑环用于底部位置的灰尘收集器400的另一实施例。该灰尘收集器具有用于收集来自顶侧的灰尘的边缘部410。灰尘收集器的边缘部可以具有圆柱形或锥形形状。灰尘收集器优选地由绝缘材料制成，最优选地由塑料材料制成。灰尘收集器具有至少一个保持构件，该保持构件可以是用以将灰尘收集器保持至刷块或刷保持器套筒的夹具440、441。套筒可以具有用于与夹具对接的槽330。此外，灰尘收集器优选地具有环形壁420，该环形壁通过边缘部410形成收集空间，该边缘部可以为大致凹形的。侧壁430可以与套筒的外部轮廓相配合，并且帮助将灰尘收集器固定至套筒。优选地，侧壁紧密地包围套筒，使得没有灰尘可以在套筒和灰尘收集器之间滑动。灰尘收集器可以附接至刷块或刷保持器套筒300，使得收集空间位于刷的下方并且向顶部开放，并且可以收集从刷落向地面的灰尘。优选地，收集空间相对于刷的纵向轴线轴向地定向。在此，刷可以位于刷保持器套筒310的内部空间内。滑动轨道在套筒的顶部上方。可以设有螺纹320用于保持锁定盖。

图6示出了图5中的灰尘收集器的截面侧视图。

图7示出了相似的侧视图，但是在图的竖直轴线上旋转约90度。这里示出了环形夹具，其具有两个柔性端部部分440和441，这两个柔性端部部分可以与刷保持器套筒的保持槽对接。夹具也可以在没有保持槽的情况下使用。

在图8中，以截面图示出了完全组装的刷保持器。在此，碳刷360被保持在刷保持器套筒300内。优选地，碳刷360具有矩形横截面。套筒的内部空间310适合于碳刷，因此优选地也具有矩形横截面。弹簧350将碳刷从套筒朝向滑动轨道压出。锁定盖340将弹簧和刷保持在套筒内。为了更换刷，可以旋松并移除锁定盖。刷块基座610可以提供用于将套筒300与刷、灰尘收集器和其它部件保持在一起的构件。灰尘收集器也可以被直接附接至刷块基座，例如通过保持销。

图9示出了刷块的一部分，该部分具有由共用刷块基座610保持的两个刷保持器。

在图10中，示出了具有滑动轨道的滑环模块100，该滑环模块具有鼓形形状。该滑环模块如箭头102所示顺时针方向绕轴线101旋转。基本上，刷和刷块可以布置在任何位置处。在此，示例性地示出了四个不同的位置。存在两个侧部位置201和203、一顶部位置204和一底部位置202。

附图标记列表

100 滑环模块

101 旋转轴线

102 旋转方向

201 右侧部位置

202 底部位置

203 左侧部位置

204 顶部位置

300 刷保持器套筒

310 套筒内部空间

320 用于锁定盖的螺纹

330 保持槽

340 锁定盖

350 弹簧

360 碳刷

400 用于底部位置的灰尘收集器

410 灰尘收集边缘部

420 环形壁

430 侧壁

440、441 保持夹具

500 用于侧部位置的灰尘收集器

510 收集空间

520 凹形壁

530 肋部

540、541 保持夹具

550 垫片

610 刷块基座