本技術(shù)屬于連接器，具體地，涉及一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)。

背景技術(shù)：

1、導(dǎo)電滑環(huán)是一種精密輸電裝置，用于實現(xiàn)兩個相對旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)之間的功率和信號傳輸，其設(shè)計旨在實現(xiàn)電傳輸和轉(zhuǎn)動功能。導(dǎo)電滑環(huán)通過軸承支撐轉(zhuǎn)動部分和靜止部分，使其能夠?qū)崿F(xiàn)無限制的n±360°轉(zhuǎn)動；功率和信號傳輸依賴于轉(zhuǎn)動部分和靜止部分之間的摩擦副。高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)作為高科技產(chǎn)品，長期以來廣泛應(yīng)用于尖端科技領(lǐng)域，是各種高速渦輪測試轉(zhuǎn)臺、航空電機測試臺和精密齒輪箱的關(guān)鍵組件。

2、高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)主要由彈性材料-電刷、滑動觸點表面材料-導(dǎo)電環(huán)、絕緣材料、粘結(jié)材料、支架、精密軸承、防塵罩及其他滑環(huán)輔助件等組成?；h(huán)電刷采用貴金屬合金材料，呈"ii"型與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽對稱雙接觸，借助電刷的彈性壓力與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽滑動接觸來傳遞信號及電流。由于高速旋轉(zhuǎn)會給摩擦副帶來摩擦熱量，若不對其進行控溫處理，摩擦副輕則減少壽命，重則立刻燒毀。

3、現(xiàn)有技術(shù)的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)通常采用循環(huán)/自然風(fēng)冷或循環(huán)油冷的技術(shù)方案對摩擦副進行控溫處理。循環(huán)/自然風(fēng)冷的冷卻方式，使用大功率風(fēng)扇或壓縮氣體對滑環(huán)摩擦副吹氣降溫，因此其摩擦副結(jié)構(gòu)通常只能設(shè)計為開式結(jié)構(gòu)，不具備防塵防水性能，使用環(huán)境要求較高，一旦摩擦副有冷凝水，易導(dǎo)致環(huán)與環(huán)之間信號短路；且循環(huán)/自然風(fēng)冷換熱能力和效率有限，不適用于萬轉(zhuǎn)每分鐘以上的高速滑環(huán)設(shè)計。循環(huán)油冷的冷卻方式，使用工業(yè)冷水機，在遠端通過壓縮機制冷循環(huán)的導(dǎo)熱油，后通過泵輸送給高速滑環(huán)，此種方式需要連接進出的兩根導(dǎo)熱油循環(huán)管路，造成滑環(huán)冷卻艙體設(shè)計徑向占用空間較大，對于一些狹小的系統(tǒng)安裝空間難以應(yīng)用；且由于在遠端制冷控溫，需對循環(huán)管路做周全的保溫處理，工作量大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，采用封閉式冷卻腔體，使得摩擦副具備防塵防水性能，同時，實現(xiàn)近端制冷控溫，減少外圍管路布局，縮小徑向尺寸。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，包括：高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架、熱電制冷器、散熱翅片、冷卻腔室、壓縮空氣流道、外罩、摩擦副、由小軸和大軸套接組成的軸、小端軸承、大端軸承、卡盤蓋和大端軸承蓋，所述高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架上設(shè)有可拆卸的外罩，所述熱電制冷器、散熱翅片設(shè)置于高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架與外罩之間；所述高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架內(nèi)設(shè)有軸，所述軸上設(shè)有摩擦副，所述摩擦副位于冷卻腔室中；所述軸的小端通過小端軸承與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架支承配合；所述軸的大端通過大端軸承與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架支承配合；所述小端軸承的端蓋與卡盤蓋固定連接，且所述卡盤蓋與外罩可拆卸連接，所述大端軸承與大端軸承蓋固定連接；所述卡盤蓋上設(shè)有壓縮空氣流道。

3、進一步地，所述熱電制冷器有兩臺，通過霍尼韋爾相變導(dǎo)熱片ptm7950與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架固定連接，兩臺熱電制冷器與摩擦副處于同一垂線上。

4、進一步地，每臺熱電制冷器通過霍尼韋爾相變導(dǎo)熱片ptm7950與散熱翅片固定連接。

5、進一步地，位于軸的大軸上套接動密封圈，所述動密封圈的外圈與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架的內(nèi)圈相接觸，使得摩擦副所在的冷卻腔室為密閉腔室，所述冷卻腔室以導(dǎo)熱油為媒介，將摩擦副浸于導(dǎo)熱油中。

6、進一步地，所述冷卻腔室的上端設(shè)有加注口，所述冷卻腔室的下端設(shè)有排液口。

7、進一步地，位于軸的大軸上設(shè)有鎖緊螺母，所述鎖緊螺母與大端軸承的內(nèi)圈連接。

8、進一步地，所述壓縮空氣流道包括：一路壓縮空氣進氣端以及與一路壓縮空氣進氣端連接的兩路壓縮空氣出氣端，其中，一路壓縮空氣出氣端與位于上側(cè)的散熱翅片處于同一高度，另一路壓縮空氣出氣端與位于下側(cè)的散熱翅片處于同一高度；所述壓縮空氣進氣端與壓縮空氣泵的出口連接。

9、進一步地，所述外罩上設(shè)有排氣孔。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

11、1、本實用新型基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)中的冷卻腔室為密閉腔室，使得處于冷卻腔室中的摩擦副具有防塵防水性能，同時，能夠保證摩擦副置于密封的冷卻腔室中，使得摩擦副的溫度與室溫相接近；

12、2、本實用新型基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)中的熱電制冷器，利用帕爾貼效應(yīng)，使貼在高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架上的那一面進行制冷控溫，使得熱電制冷器的制冷部位接近于發(fā)熱的摩擦副，能夠?qū)崿F(xiàn)近端制冷控溫，避免像油冷技術(shù)那樣采用“遠距離”輸送管道對摩擦副降溫，減少外圍管路布局，不需要對管路進行保溫處理；

13、3、本實用新型基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)中的壓縮空氣流道，僅需要一路壓縮空氣，對貼在熱電制冷器上方的散熱翅片進行散熱，無需保溫措施，縮小了高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)的徑向尺寸，以更緊湊的布局方案實現(xiàn)對摩擦副的制冷溫控。

技術(shù)特征：

1.一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，包括：高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）、熱電制冷器（2）、散熱翅片（3）、冷卻腔室（4）、壓縮空氣流道（5）、外罩（6）、摩擦副（7）、由小軸和大軸套接組成的軸（8）、小端軸承（9）、大端軸承（10）、卡盤蓋（11）和大端軸承蓋（12），所述高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）上設(shè)有可拆卸的外罩（6），所述熱電制冷器（2）、散熱翅片（3）設(shè)置于高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）與外罩（6）之間；所述高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）內(nèi)設(shè)有軸（8），所述軸（8）上設(shè)有摩擦副（7），所述摩擦副（7）位于冷卻腔室（4）中；所述軸（8）的小端通過小端軸承（9）與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）支承配合；所述軸（8）的大端通過大端軸承（10）與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）支承配合；所述小端軸承（9）的端蓋與卡盤蓋（11）固定連接，且所述卡盤蓋（11）與外罩（6）可拆卸連接，所述大端軸承（10）與大端軸承蓋（12）固定連接；所述卡盤蓋（11）上設(shè)有壓縮空氣流道（5）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述熱電制冷器（2）有兩臺，通過霍尼韋爾相變導(dǎo)熱片ptm7950與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）固定連接，兩臺熱電制冷器（2）與摩擦副（7）處于同一垂線上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，每臺熱電制冷器（2）通過霍尼韋爾相變導(dǎo)熱片ptm7950與散熱翅片（3）固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，位于軸（8）的大軸上套接動密封圈（14），所述動密封圈（14）的外圈與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架（1）的內(nèi)圈相接觸，使得摩擦副（7）所在的冷卻腔室（4）為密閉腔室，所述冷卻腔室（4）以導(dǎo)熱油為媒介，將摩擦副（7）浸于導(dǎo)熱油中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述冷卻腔室（4）的上端設(shè)有加注口（41），所述冷卻腔室（4）的下端設(shè)有排液口（42）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，位于軸（8）的大軸上設(shè)有鎖緊螺母（13），所述鎖緊螺母（13）與大端軸承（10）的內(nèi)圈連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述壓縮空氣流道（5）包括：一路壓縮空氣進氣端以及與一路壓縮空氣進氣端連接的兩路壓縮空氣出氣端，其中，一路壓縮空氣出氣端與位于上側(cè)的散熱翅片（3）處于同一高度，另一路壓縮空氣出氣端與位于下側(cè)的散熱翅片（3）處于同一高度；所述壓縮空氣進氣端與壓縮空氣泵的出口連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于，所述外罩（6）上設(shè)有排氣孔（15）。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種基于熱電制冷的高轉(zhuǎn)速精密導(dǎo)電滑環(huán)，高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架上設(shè)有可拆卸的外罩，熱電制冷器、散熱翅片設(shè)置于高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架與外罩之間；高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架內(nèi)設(shè)有軸，軸上設(shè)有摩擦副，摩擦副位于冷卻腔室中；軸的小端通過小端軸承與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架支承配合；軸的大端通過大端軸承與高轉(zhuǎn)速緊密滑環(huán)支架支承配合；小端軸承的端蓋與卡盤蓋固定連接，且卡盤蓋與外罩可拆卸連接，大端軸承與大端軸承蓋固定連接；卡盤蓋上設(shè)有壓縮空氣流道。本技術(shù)采用封閉式冷卻腔體，使得摩擦副具備防塵防水性能，同時，實現(xiàn)近端制冷控溫，減少外圍管路布局，縮小徑向尺寸。

技術(shù)研發(fā)人員：陸宇凌,許有熊,袁一洋,周海亮
受保護的技術(shù)使用者：南京工程學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240429
技術(shù)公布日：2024/12/23