Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1335
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_193384.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=193384&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB193384A
[]
Усовершенствования, относящиеся к газонаполненным разрядным трубкам или связанные с ними.
Мы, НААМЛУЗЕ ВЕННООТШАП ФИЛИПС Компания Holland, общество с ограниченной ответственностью,
учрежденное в соответствии с законодательством Королевства Нидерландов, настоящим заявляет о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: — Данное изобретение относится к усовершенствованному устройству
для снижения пускового напряжения разрядных трубок с газовым заполнением для непрерывного тока, в
частности, к трубкам, содержащим инертный газ, в которых разряд между основными электродами
инициируется вспомогательным разрядом между вспомогательным электродом и одним из основных
электродов. Применение такого вспомогательного разряда снижает пусковое напряжение основного разряда,
и целью настоящего изобретения является дальнейшее снижение этого напряжения и повышение
эффективности трубки. Согласно изобретению, вспомогательный электрод, расположенный напротив одного
или обоих основных электродов в разрядной трубке с газовым заполнением, соединен последовательно с
конденсатором.
Параллельно этому конденсатору также можно подключить большое сопротивление. При этом значительно
снижается пусковое напряжение основного разряда, а также повышается эффективность лампы. Изобретение
может быть применено к любой разрядной трубке, в которой вспомогательный разряд используется для
инициирования основного разряда в инертном газе или смеси инертных газов. Основной разряд может иметь
различный характер, например, дуговой разряд или тлеющий разряд. На прилагаемом чертеже показаны
некоторые примеры различных соединений в соответствии с изобретением. На рис. 1 показана разрядная
трубка для тлеющего разряда, в которой конденсатор соединен последовательно со вспомогательным
электродом, а на рис. 2 показана вольфрамовая дуговая лампа, снабженная одним вспомогательным
электродом, к которому конденсатор соединен последовательно; параллельно этому конденсатору
подключено большое сопротивление. На рис. 1, 1 — стеклянная колба, содержащая подходящий газовый
наполнитель, такой как неон или любой другой инертный газ или смесь инертных газов.
Основные электроды? и 3 поддерживаются входящими проволоками, которые впаяны в стержни 9 и 10.
Вспомогательные электроды 4 и 5 также поддерживаются вводными проводами и соединены через
конденсаторы 6 и 7 с проводниками 8, к которым также подключены основные электроды. Проводники 8
подключены к цепи освещения соответствующего напряжения, например, к сети 220 вольт для непрерывного
тока. К основным электродам последовательно подключен стабилизирующий резистор 11. На рис. 2, где
изображена вольфрамовая дуговая лампа, соответствующие детали обозначены ссылками, аналогичными
тем, которые использованы на рис. 1. В схеме, показанной на рис. 2, к конденсатору 6 параллельно
подключено большое сопротивление 12. Благоприятный эффект предлагаемой конструкции, по-видимому,
обусловлен зарядным током, возникающим при включении конденсатора. Таким образом, сила тока
вспомогательного разряда временно высока: как бы образуется облако ионов, рассеивающихся к точке, где
должен быть инициирован основной разряд, и тем самым облегчающих его возникновение.
В случае непрерывного тока процессу диффузии ионов способствует исчезновение поля сразу после
включения. Очевидно, что изобретение обеспечивает исправную работу только при использовании
непрерывного тока, как в случае подключения к сети — при непрерывном токе зарядный ток конденсатора
всегда будет достигать одного и того же максимального значения, тогда как в случае цепи освещения,
работающей на переменном токе, значение зарядного тока будет зависеть от момента включения, другими
словами, от мгновенного значения напряжения. При подключении к системе освещения с постоянным током
есть еще одно преимущество, а именно, что вскоре после включения вспомогательный разряд полностью
прекращается и, следовательно, больше не потребляет энергию. Согласно второму варианту изобретения, к
конденсатору параллельно подключено большое сопротивление, благодаря чему, с одной стороны,
ограничивается зарядный ток, а с другой стороны, конденсатор автоматически теряет заряд после
отключения от цепи, что желательно для обеспечения достаточного зарядного тока при повторном включении.
В тех же целях предпочтительно, чтобы при изготовлении конденсатора соблюдалась осторожность и
сопротивление утечке между покрытиями не достигало слишком большого значения. В некоторых случаях
конденсатор может иметь такие пропорции, что легко и известным способом стать неотъемлемой частью
разрядной трубки, например, при установке конденсатора в крышку трубки. Было предложено подключить
высокоомное сопротивление последовательно со вспомогательными электродами. В этом случае ток
вспомогательного разряда и, следовательно, количество образующихся ионов будут очень малы. Однако при
использовании конденсатора, подключенного параллельно с высоким омическим сопротивлением, зарядный
ток будет очень большим, так что образуется облако ионов, которое будет диффундировать к основным
электродам и значительно облегчит разряд, в отличие от описанного выше случая. Также было предложено
покрыть стенки разрядных трубок внутренним и внешним слоем проводящего материала. Сформированный
таким образом конденсатор соединен последовательно с одним из электродов.
Совершенно очевидно, что мощность этого конденсатора слишком мала, чтобы обеспечить протекание
вспомогательного тока достаточной силы. Подробно описав и определив природу нашего изобретения и
способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_193385.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=193385&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB193385A
[]
Производство красителей, пригодных для хромирования.
Мы, Общество химической промышленности Базеля, Базель, Швейцария, швейцарская компания, настоящим
заявляем о природе данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Красители, которые могут быть хромированы после окрашивания и
получаются путем связывания в жидком щелочном растворе с карбонатом натрия, причем связующим
компонентом является 1-амино- в некоторой степени известно. Таким образом, во французской спецификации
№ 278116 от 29 июля 1898 года описывается производство такого красителя из пикраминовой кислоты.
Однако при нанесении этого красителя на шерсть он дает не глубокий черный цвет, а темно-зеленый
оливковый оттенок. Темно-сине-зеленые красители, полученные из 6-нитро-2-аминофенол-4-сульфоновой
кислоты и 4-нитро-2-аминофенол-6-сульфоновой кислоты, описанные в британской спецификации № 21029 от
1899 года, не представляют большой ценности. То же самое относится и к красителям, описанным в
британской спецификации № 20551 от 1901 года: Кроме того, следует отметить, что процесс, описанный в
спецификации № 7910A от 1905 года и в британской спецификации № 9264 от 1906 года, в котором
диазотированные 5-нитро-2-аминофенолы соединяются в щелочном растворе с карбонатом натрия, не дает
очень хорошего выхода, и полученные впоследствии хромированные красители имеют не глубокий черный
цвет, а темно-зелено-синий.
Наконец, известно, что при реакции сочетания диазотированных орто-аминофенолов с
аминонафтолсульфоновыми кислотами в качестве связывающего кислоту вещества может быть
целесообразно использовать гидроксид кальция. В соответствии с настоящим изобретением, новые
красители могут быть получены путем сочетания l-амино-5-оксинафтален-7-сульфоновой кислоты с
диазосоединением несульфонированного 4-нитро-2-аминофенола или 6-нитро-2-аминофенола в присутствии
гидроксида кальция; эти новые красители при последующем хромировании обладают чистым черным
оттенком с неожиданной стойкостью к свету, валянию и керамическому окрашиванию. Таким образом,
появляется возможность полезного использования l-амино-5-оксинафтален-7-сульфоновой кислоты, которую
можно очень легко получить из 1-аминонафтален-5-сульфоновой кислоты, хорошо известного побочного
продукта при производстве технически важной 1-аминонафтален-8-сульфоновой кислоты. Следующий
пример иллюстрирует изобретение, при этом части указаны по весу: 24 части
1-амино-5-оксинафтален-7-сульфоновой кислоты растворяют при нагревании в 150 частях воды, содержащей
10 частей гидроксида кальция; раствор при температуре 0–5 °C смешивают с водной суспензией, слегка
подкисленной до конго, диазосоединения, полученного из 15,5 частей 4-нитро-2-аминофенола, 15 частей
соляной кислоты и 7 частей нитрита натрия, растворенных в 300 частях воды.
Соединение происходит мгновенно и завершается примерно через 20 минут образованием
коричневато-черной магмы из красителя. Краситель можно выделить путем подкисления и фильтрации или
путем нейтрализации небольшого количества свободной извести нагреванием с карбонатом натрия, затем
фильтрации от карбоната кальция и высаливания красителя из фильтрата с помощью поваренной соли.
Краситель, получаемый этим последним методом, в сухом виде имеет черноватый цвет. Он растворяется в
воде, образуя фиолетово-синий раствор, и окрашивает шерсть в кислотной ванне в коричнево-фиолетовый
цвет, который при последующем хромировании становится зеленоватым и темно-черным. В следующей
таблице приведены свойства красителей, получаемых в соответствии с данным перечнем. Подробно описав и
определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_193386.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=193386&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB193386A
[]
Полная спецификация.
Усовершенствования в области систем электродуговой сварки. — Мы, компания «Британская
Томсон-Хьюстон», британская компания, зарегистрированная по адресу: Crown House, Aldwych, London, W. C.
2, правопреемники компании «Али Олин Нобл», расположенной по адресу: 49, Bedfore Road, Schenectady,
County of Schenectady, State of New York, United States of America, гражданин Соединенных Штатов Америки,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Наше изобретение относится к электродуговой
сварке и, в частности, к системам электродуговой сварки автоматического или автоматического типа, в
которых сварочная зона поддерживается между металлическим электродом и обрабатываемой деталью, и в
которых предусмотрены средства, автоматически и непрерывно подающие электрод и регулирующие
скорость подачи для поддержания дуги практически постоянной длины.
Поэтому были разработаны автоматизированные машины для непрерывной подачи сварочного электрода и
регулирования скорости подачи с целью автоматического поддержания необходимой температуры.
Подобное устройство описано в нашем патенте № 171 442, который является продолжением нашего патента
№ 139 919. В этих автоматических машинах сварочная проволока или электрод разматывается с катушки, на
которой может быть несколько сотен футов электрода, что позволяет сваривать самый длинный шов за одну
операцию и без потерь материала электрода.
В этих полностью автоматических аппаратах сварочная головка, подающая электрод, автоматически
перемещается относительно земного шара, так что дуга автоматически перемещается по свариваемому шву.
Также были разработаны полуавтоматические сварочные аппараты, в которых для регулирования длины дуги
используются автоматические средства, в то время как дуга перемещается по заготовке вручную; при этом не
предусмотрены средства для создания относительного перемещения заготовки под дугой. В нашем патенте
№
184, 141 Мы описали полуавтоматический аппарат, в котором механизм автоматической регулировки подачи
электрода подает электрод через гибкую трубку. Эта труба может иметь длину десять или пятнадцать футов,
а на ее свободном конце установлен легкий сварочный инструмент, через который подается электрод.
Оператор вручную перемещает инструмент по свариваемому участку, при этом гибкая трубка обеспечивает
свободное перемещение инструмента. Для поддержания постоянной длины дуги оператору не требуется
никаких специальных навыков, поскольку это осуществляется автоматическим механизмом регулирования
скорости подачи электрода. В автоматических и полуавтоматических машинах, описанных в приведенных
нами технических характеристиках, механизм подачи электрода приводится в действие двигателем, якорь
которого соединен параллельно дуге. Напряжение на дуге является точным показателем длины дуги, а
изменения напряжения дуги используются для создания соответствующих изменений скорости подачи
электрода. Для обеспечения достаточной чувствительности и надежности работы мы обычно используем
чувствительный регулятор напряжения, например, вибрационный регулятор, и устанавливаем такой
регулятор для управления напряженностью поля двигателя подачи электрода, тем самым способствуя
регулированию скорости двигателя.
Также было предложено регулировать скорость двигателя подачи электрода в соответствии с изменениями
тока, подаваемого на дугу. Этот метод регулирования требует, чтобы напряжение, подаваемое на сварочную
цепь, изменялось в зависимости от изменения сварочного тока, поскольку напряжение дуги зависит только от
ее длины и не зависит от протекающего через нее тока. Увеличение тока приводит к увеличению площади
поперечного сечения потока, и, следовательно, сопротивление уменьшается, в то время как падение
напряжения остается постоянным. Удвоение тока уменьшает сопротивление вдвое, так что произведение тока
и сопротивления остается неизменным. Именно это свойство делает дугу неустойчивой. Для поддержания
постоянного напряжения в сети необходимо использовать последовательное или стабилизирующее
сопротивление. Это стабилизирующее сопротивление при увеличении тока потребляет больше энергии и
вызывает падение напряжения в цепи, которая питает дугу, тем самым уменьшая сварочный ток; при наличии
такого последовательного сопротивления становится возможной регулировка тока, поскольку изменение
длины дуги изменяет сварочный ток.
Если, например, дуга удлиняется, то ее напряжение изменяется пропорционально, даже если ток остается
неизменным. Таким образом, изменяется разница между напряжением дуги и напряжением источника, и это
изменение разницы напряжений изменяет ток через последовательное сопротивление. Эти эффекты
происходят одновременно, то есть ток через сопротивление обратно пропорционален длине резистора, так
что падение напряжения в последовательном сопротивлении всегда равно разности между напряжением
источника и напряжением дуги.
Однако последовательное сопротивление приводит к растрате энергии, и эффективнее использовать
источник энергии, напряжение которого уменьшается с увеличением тока, обеспечивая тем самым тот же
эффект, насколько это касается площади, что и последовательное сопротивление и источник постоянного
потенциала.
Использование тока дуги для регулирования скорости подачи электрода, как предлагалось ранее, сопряжено
с трудностями, заключающимися в том, что этот ток не изменяется достаточно точно в зависимости от
допустимых изменений напряжения дуги. В системах, использующих последовательное сопротивление для
стабилизации, напряжение равномерно падает по мере увеличения тока, но относительные скорости
изменения напряжения и тока различны. Например, если напряжение холостого хода составляет 100 вольт, а
на дуговом разряде требуется использовать 20 вольт, то увеличение напряжения на 100 вольт уменьшит ток
всего примерно на 2,5%. Это, конечно, верно и в случае использования генератора с прямолинейной
характеристикой напряжения, например, такой, которая обеспечивается последовательным сопротивлением.
Если напряжение холостого хода снизить до 60 вольт, работа улучшится, поскольку изменение напряжения
дуги на 10% приведет к изменению тока примерно на 5%, но чувствительность регулирования все равно
окажется вдвое ниже, чем та, которая могла бы быть обеспечена регулирующим устройством, реагирующим
на напряжение дуги.
Целью нашего изобретения является создание устройства для регулирования скорости подачи электрода,
которое будет оказывать регулирующее воздействие, изменяющееся гораздо более чувствительно, чем
напряжение дуги и гораздо более чувствительно, чем ток в дуге или любая известная электрическая
характеристика дуги, доступная для целей регулирования.
Еще одной целью нашего изобретения является создание устройства описанного класса, которое будет
использовать изменения, возникающие в источнике тока, питающем сварочную цепь, для регулирования
скорости механизма подачи электрода с целью поддержания постоянного напряжения на электроде с высокой
степенью точности, тем самым устраняя необходимость в регулирующих устройствах, подключенных либо
параллельно, либо последовательно с электродом для управления механизмом подачи электрода.
Ещё одной целью является создание регулирующего устройства для управления скоростью двигателя подачи
электрода, которое не будет использовать подвижные контакты или другие движущиеся части для
осуществления необходимых изменений скорости двигателя подачи во время работы сварочной зоны.
Ещё одной целью нашего изобретения является создание устройства, которое будет использовать
изменения, возникающие в источнике тока, не только для регулирования скорости подачи электрода во время
сварки, но и для автоматического первоначального зажигания дуги и для быстрого и надёжного повторного
зажигания дуги в случае её обрыва или короткого замыкания во время сварки.
Согласно настоящему изобретению, в системе дуговой сварки, в которой напряжение дуги является
результатом действия множества электродвижущих сил, одна из которых чувствительно изменяется в
зависимости от длины дуги во время сварки, и в которой механизм подачи электрода приводится в действие
двигателем, двигатель снабжен обмоткой возбуждения, запитываемой в соответствии с чувствительно
изменяющейся электродвижущей силой.
Наше изобретение будет лучше понято из приведенного ниже описания в сочетании с прилагаемыми
чертежами.
На прилагаемом чертеже, на фиг. 1 схематически изображен генератор, приспособленный для использования
в целях реализации нашего изобретения; на фиг. 2 схематически изображена автоматическая система сварки,
воплощающая наше изобретение; фиг.
3, 4 На рисунках 5 схематически представлены различные фазы работы системы, показанной на рис.
2
На рис. 6 показан эффект использования двигателя подачи электрода с «щетками», смещенными в
определенном направлении, в варианте осуществления нашего изобретения, показанном на рис. 2; на рис. 7 и
8 показаны модификации системы, показанной на рис. 2 ; На фиг. 9 показана модификация варианта
осуществления нашего изобретения, показанного на фиг. 2, в которой предусмотрены средства для
изменения направления соединений якоря двигателя подачи электрода вместо изменения направления
соединений обмотки возбуждения двигателя; На фиг. 10 показана модификация варианта осуществления
нашего изобретения, показанного на фиг. 2, в которой на двигателе подачи электрода предусмотрены две
обмотки возбуждения; Фиг. 11, 12 и 13 схематически иллюстрируют действие модификации, показанной на
фиг. 10, на разных этапах работы; Фиг.
14. 15 На фиг. 16 показано действие системы, изображенной на фиг. 10, когда генератор рассчитан на
напряжение холостого хода, вдвое превышающее желаемое нормальное напряжение дуги во время сварки;
на фиг. 17 представлена кривая, иллюстрирующая зависимость напряжения, тока и мощности в дуге в
системе, в которой напряжение холостого хода генератора вдвое превышает нормальное напряжение дуги; на
фиг. 18 представлена модификация варианта осуществления нашего изобретения, показанного на фиг. 10; на
фиг. 19 представлена дальнейшая модификация нашего изобретения, в которой на двигателе подачи
электрода предусмотрено множество обмоток возбуждения, и предусмотрены средства для изменения
направления цепи якоря указанного двигателя; на фиг. 20 представлена дальнейшая модификация нашего
изобретения, в которой не используются средства для изменения направления каких-либо соединений с
двигателем подачи электрода, но предусмотрены средства для механического изменения направления
подачи электрода на определенном этапе работы системы; и на фиг. 21 схематически показано применение
нашего изобретения к полуавтоматическому сварочному аппарату, в котором дуга зажигается вручную.
Поскольку работа нашего изобретения зависит от использования источника тока для питания сварочной цепи,
в которой генерируется множество электродвижущих сил, одна из которых чувствительно изменяется в
зависимости от длины дуги во время сварки, для облегчения описания нашего изобретения сначала следует
описать конструкцию и принцип работы одного из типов генераторов, которые могут быть использованы. На
фиг. 1 схематически изображен автовозбуждающийся генератор, предназначенный для получения таких
напряжений без использования внешних регулирующих устройств, хотя в самом широком смысле наше
изобретение не ограничивается каким-либо конкретным типом источника сварочного тока, если он будет
создавать электродвижущие силы желаемого характера.
Тип генератора, изображенный на иллюстрации, описан в нашем патенте № 159374. Генератор снабжен
основными щетками 1 и 2, предназначенными для подачи напряжения в сварочную цепь сети 3, 4, к которой
соответственно подключены плавкий металлический электрод 5 и заготовка 6.
На чертеже в сварочной цепи показано квизиторное реактивное сопротивление 7. Это реактивное
сопротивление предотвращает внезапные изменения сварочного тока и позволяет легче удерживать
сварочную дугу. Между основными щетками генератора и сварочными электродами не подключены никакие
резисторы или другие регулирующие устройства, поскольку генератор по своей природе обеспечивает всю
необходимую регулировку. Генератор снабжен вспомогательной щеткой 8 и сконструирован таким образом,
что электродвижущая сила между щетками 1 и 8 остается практически постоянной, в то время как
электродвижущая сила между щетками 2 и 8 изменяется и меняет направление таким образом, что
электродвижущая сила между основными щетками 1 и 2 всегда представляет собой алгебраическую сумму
электродвижущей силы между щетками 1 и 8 и щетками 2 и 8. Для достижения этого результата генератор
снабжен двумя комплектами полюсов возбуждения 9 и 10. Набор полюсов 9 создает электродвижущую силу
между щетками 1 и 8, и этот набор полюсов поля расположен таким образом, что он практически насыщен, и
электродвижущая сила, создаваемая между этими щетками, остается практически постоянной.
Набор полюсов возбуждения 10 расположен таким образом, чтобы создавать электродвижущую силу между
щетками 2 и 8, и этот набор полюсов возбуждения работает ниже уровня насыщения, так что магнитный поток
в нем является переменным. Для намагничивания полюсов 9 расположена параллельная обмотка 11, а для
намагничивания полюсов 10 — параллельная обмотка 12. Обмотки 9 и 10 возбуждаются постоянным
напряжением от щеток 1 и 8. На комплекте полюсов 10 также предусмотрена обмотка 13, которая включена
последовательно со сварочной цепью и снабжена отводами для регулировки ее действия. Шунтирующие
обмотки 11 и 12 соединены таким образом, чтобы постоянно создавать магнитодвижущую силу в направлении
стрелок, расположенных вдоль этих обмоток. Реакция якоря генератора представлена стрелкой a. Компонент
реакции якоря, направленный вдоль полюсов 9, обозначен стрелкой b и расположен в том же направлении,
что и магнитодвижущая сила параллельной обмотки 11. Компонент реакции якоря, направленный вдоль
полюсов 10, обозначен стрелкой c, и этот компонент расположен таким образом, чтобы его направление было
противоположно направлению магнитодвижущей силы постоянно находящейся под напряжением обмотки 12.
Обмотка 13 соединена так, что создаваемая ею магнитодвижущая сила направлена в том же направлении,
что и компонент c реакции якоря.
Это обозначено стрелкой, расположенной рядом с числом 13. Реакция якоря и прочность обмотки 13
изменяются в зависимости от тока в сварочной цепи. Когда сварочная цепь разомкнута, электродвижущая
сила между щетками 2 и 8 направлена в том же направлении и равна электродвижущей силе между щетками t
и 8, так что напряжение на щетках 1 и 2 равно сумме этих электродвижущих сил. Если конструкция аппарата
предусматривает напряжение между щетками 1 и 8, равное 30 вольтам, то напряжение на щетках 1 и 2 при
отсутствии тока в сварочной цепи, то есть при разомкнутой сварочной цепи, будет составлять 60 вольт. Для
начала сварки электрод 5 прикладывается к заготовке 6 и затем извлекается. Когда сварочная цепь
замыкается накоротко путем контакта сварочных электродов, в сварочной цепи протекает сильный ток. Таким
образом, в генераторе возникает сильная реакция якоря, и обмотка 13 оказывается под сильным
напряжением. Однако поток через полюса 9 существенно не изменяется, даже несмотря на то, что
составляющая b реакции якоря увеличивается, поскольку эти полюса практически насыщены.
Однако действие компонента c реакции якоря, вместе с действием обмотки 13, изменяет направление
магнитного поля через полюса 10 и создает в нем магнитное поле, по существу равное магнитному потоку,
который ранее создавался обмоткой 12, так что электродвижущая сила между щетками 2 и 8 теперь
изменяется с 30 вольт в одном направлении на 30 вольт в противоположном направлении. Таким образом,
напряжение на главных щетках 1 и 2 практически сводится к нулю, поскольку для возникновения тока
короткого замыкания требуется лишь очень низкое напряжение. Когда оператор отводит электрод 5 для
создания сварочной дуги, электродвижущая сила между щетками 2 и 8, оставаясь при этом
противодействующей электродвижущей силе между щетками 1 и 8, уменьшается. Если длина дуги такова, что
напряжение между щетками 2 и 8 составляет 20 вольт, то электродвижущая сила между щетками 2 и 8 будет
равна 10 вольтам; то есть напряжение дуги равно разности между положительным напряжением 30 вольт и
отрицательным напряжением 10 вольт.
Если напряжение на щетке увеличится на 10%, то есть с 20 вольт до 22 вольт, то напряжение между щетками
2 и 8 уменьшится с 10 вольт до 8 вольт, или на 20%. Аналогично, если напряжение дуги уменьшится на 10 %,
то есть с 20 вольт до 18 вольт, напряжение между щетками 2 и 8 увеличится с 10 вольт до 12 вольт, что снова
составит 20 %. Таким образом, видно, что процентное изменение напряжения между щетками 2 и 8 в два раза
больше, чем процентное изменение напряжения в месте возникновения дуги. Согласно нашему изобретению,
мы используем эту чувствительно изменяющуюся электродвижущую силу для управления скоростью подачи
электрода 5 к заготовке, так что длина дуги поддерживается постоянной с удвоенной степенью
чувствительности, которая может быть достигнута путем регулирования средствами, непосредственно
реагирующими на изменения напряжения дуги.
Чувствительность регулирования значительно превосходит все, что можно обеспечить средствами,
непосредственно реагирующими на изменения сварочного тока. Аппарат обеспечивает практически
прямолинейную характеристику напряжения от холостого хода до короткого замыкания; то есть напряжение
падает обратно пропорционально увеличению тока в сварочной цепи. Эта прямолинейная
пропорциональность между напряжением и током также характерна для всех так называемых систем с
постоянным потенциалом и последовательным сопротивлением, то есть систем, в которых сварочная цепь
питается от источника постоянного напряжения, а последовательное сопротивление используется для
стабилизации дуги и ограничения тока при коротком замыкании.
В любой системе, обладающей такой прямолинейной характеристикой напряжения, чувствительность
изменения тока к изменениям длины цепи определяется исключительно напряжением холостого хода и
напряжением цепи.
Если напряжение холостого хода составляет 0 вольт, как в предполагаемом примере, то изменение
напряжения дуги на 10% от 20 вольт приведет лишь к изменению тока дуги на 5%, тогда как процентное
изменение электродвижущей силы между щетками 2 и 8 составляет 20%, или в четыре раза больше.
Теперь обратимся к варианту осуществления нашего изобретения, показанному на фиг. 2, где генератор
обозначен цифрой 14. Предполагается, что генератор имеет конструкцию, показанную на рис. 1, и снабжен
щетками 1, 2 и 8 точно так же, как на рис. 1. Сетчатые элементы 1 и 2 расположены таким образом, чтобы
подавать ток непосредственно в сварочную сеть 3 и 4, которые, соответственно, подключены к электроду 5 и
рабочей зоне G, как показано на рис. 1. В данном случае электрод 5 представлен как вытягиваемый из листа
15 через выпрямляющие ролики 16 с помощью подающих роликов 17, которые приводятся в движение
двигателем подачи электрода, снабженным якорем 18 и обмоткой возбуждения 19. Как обычно, двигатель
соединен с подающими роликами электрода 1i через редуктор, поскольку для успешной работы двигатель
должен работать на сравнительно высокой скорости, в то время как подающие ролики 17 вращаются
примерно три-четыре оборота в минуту.
Этот редуктор представлен цифрами 20 и 21, причем редуктор 21 предпочтительно расположен таким
образом, чтобы можно было использовать переключающие передачи, поскольку скорость подачи электрода
должна быть выше для небольшого электрода, например, электрода 11", чем для электродов 11 и более
крупных размеров. Благодаря регулировке этого редуктора, скорость вращения двигателя не нужно так
сильно изменять для разных электродов и сварочных токов. Якорь 18 двигателя подачи электродов
подключен к щеткам постоянного напряжения 1 и 8, а обмотка возбуждения 19 питается от щеток переменного
напряжения 2 и 8.
Переключатель 92 предназначен для замыкания сварочной цепи, а также для замыкания цепи якоря
двигателя 18. В цепи якоря 1S может быть предусмотрено реактивное сопротивление 23 для целей,
описанных ниже. В цепи обмотки возбуждения 19 расположен реверсивный переключатель 24, управляемый
соленоидом 25. В цепи обмотки 19 предусмотрено регулируемое сопротивление 26, позволяющее
регулировать скорость двигателя подачи электрода. Соленоид 25i, предназначенный для подключения к
сварочной цепи во время сварки, сконструирован таким образом, чтобы переключать выключатель 24 для
изменения направления подключения обмотки возбуждения 19, когда напряжение дуги достигает заданного
низкого значения, например, десяти вольт, после того, как дуга была зажжена. В цепи соленоида 25
предусмотрено регулируемое сопротивление 27, позволяющее настроить соленоид для работы при любом
желаемом заданном напряжении. В цепи соленоида 25 предусмотрены два контакта 28 и 29, благодаря чему
цепь замыкается только тогда, когда напряжение сварочной цепи ниже заданного значения.
Контакт 28 заблокирован вместе с выключателем 22, а контакт 29 управляется соленоидом 30, который
подключается к сварочной цепи, когда выключатель 22 замыкается посредством блокирующего контакта 31,
срабатывающего вместе с выключателем 22. При замыкании выключателя 22 контакт 31 замыкается раньше,
чем замыкается контакт 28. Соленоид 30 сконструирован таким образом, чтобы удерживать контакт 29
разомкнутым всякий раз, когда напряжение сварочной цепи превышает заданное значение, например, 30 или
40 вольт. Для регулировки рабочего напряжения соленоида 30 предусмотрен регулируемый резистор 32.
Работа системы, показанной на рис. 2, будет описана в связи с рис. 3, 4 и 5. Когда сварочная цепь разомкнута,
напряжения между щетками 1, 8 и 2, 8 суммируются, так что если каждое из этих напряжений составляет 30
вольт, то напряжение сварочной цепи составляет 60 вольт, как показано на рис. 3, где электрод 5 показан
отделенным от заготовки 6 и оборванным. Переключатель 24 находится в положении, показанном на рис. 3,
поскольку при замыкании переключателя 22 для замыкания сварочной цепи сначала замыкается контакт 31,
так что высокое напряжение в сварочной цепи размыкает контакт 29 до того, как замкнется контакт 28. Таким
образом, соленоид 25 остается обесточенным на этом этапе работы. Щетки постоянного напряжения всегда
подают ток на якорь 18 в одном и том же направлении. Во время фазы работы, показанной на рис. 3, обмотка
возбуждения 19 сильно заряжена в направлении стрелки, показанной вдоль этой обмотки. Таким образом,
подающий двигатель запускается и подает электрод 5 вниз, приводя его в контакт с обрабатываемой
деталью, как показано на рис. 4.
Как только сварочная цепь таким образом закоротится, напряжение между щетками 2 и 8 изменит
направление на полное и будет направлено в противоположную сторону. Таким образом, обмотка
возбуждения 19 «переворачивается», как показано стрелкой на рис. 4, чтобы изменить направление работы
двигателя подачи, отвести Велетроду 5 от заготовки и зажечь сварочную дугу. В момент касания электродом
обрабатываемой детали соленоид 30 обесточивается, так что контакт 29 замыкается. Однако переключатель
24 остается в том же положении, поскольку напряжения теперь недостаточно для активации соленоида 25.
Как только двигатель подаст сварочный электрод, как показано на рис. 5, необходимо снова изменить
направление вращения подающего двигателя, поскольку электрод теперь должен подаваться к заготовке с
необходимой скоростью, чтобы компенсировать его потребление сварочным током. Это изменение
направления осуществляется путем перестановки соединений с обмоткой возбуждения 19, что выполняется
соленоидом 25, который переключает реверсивный выключатель всякий раз, когда длина дуги соответствует
настройке соленоида 25, которая, как предполагается, составляет 10 вольт.
Обмотка возбуждения 19, показанная стрелкой на рис. 5, теперь находится под напряжением в том же
направлении, в котором она находилась под напряжением на этапе работы, показанном на рис. 3, то есть в
направлении, которое приводит в действие двигатель для подачи электрода к заготовке. Скорость подачи
электрода теперь очень точно регулируется для поддержания длины дуги практически постоянной, поскольку
изменения длины дуги сопровождаются большими изменениями напряжения между щетками 2 и 8, которые
питают обмотку возбуждения 19. Если, например, напряжение на обмотке возбуждения имеет тенденцию к
увеличению, обмотка возбуждения 19 ослабевает, что приводит к ускорению вращения якоря 18 и
восстановлению его нормальной длины. Уменьшение длины дуги имеет противоположный эффект, а именно,
приводит к снижению скорости подачи электрода.
Скорость вращения двигателя подачи можно регулировать в любое желаемое время, просто изменяя
сопротивление 26 в цепи с обмоткой 19.
В тех случаях, когда щетки двигателя подачи электрода обычно расположены в обратном направлении
относительно нормального направления вращения, возникает эффект намагничивания, создаваемый якорем
этого двигателя, как показано стрелкой d на рис. 6. Следует отметить, что направление этой намагниченности
совпадает с направлением намагниченности, создаваемой обмоткой 19 во время фазы работы, когда
двигатель приводится в движение для извлечения электрода из заготовки.
Эта намагниченность создает слабое поле для двигателя подачи электрода, который стремится продолжать
работу на высокой скорости, даже если переключатель 24 перевернут.
Если длина дуги приблизится к 30 вольтам, напряжение между щетками 2 и 8 упадет до нуля, так что
вращение двигателя подачи электрода не изменится на противоположное, даже если соединения обмотки
возбуждения 19 будут перевернуты переключателем 24, поскольку обмотка возбуждения l9 обесточится, и
двигатель продолжит вращаться за счет намагничивания поля, создаваемого реакцией якоря d. Для
предотвращения этой нежелательной операции на выключателе 24 может быть предусмотрен
дополнительный контакт 24', как показано на рис. 6, так что цепь якоря 18 размыкается, когда выключатель 24
переходит из одного крайнего положения в другое. Таким образом, поле реакции якоря d устраняется, пока
цепь разомкнута на конта-мутаторе двигателя. Шунтирующий проводник, подключенный к зоне сварки,
должен работать при напряжении дуги, которое в автоматической системе будет варьироваться от 12 до 20
вольт в зависимости от размера используемого электрода. Сопротивление контактных щеток двигателя
практически одинаково независимо от того, рассчитан ли двигатель на работу при напряжении 12 вольт или
40 вольт, и это сопротивление составляет очень значительную часть общего сопротивления цепи якоря.
Изменения этого сопротивления влияют не только на скорость двигателя, но и любое сопротивление, даже
постоянное, крайне нежелательно, поскольку нагрузка на двигатель подачи электрода довольно изменчива
из-за незначительных изменений диаметра электрода и небольших изгибов или перегибов по всей его длине.
Любой двигатель, имеющий значительное сопротивление, включенное последовательно, имеет тенденцию
существенно изменять свою скорость при изменении нагрузки, поскольку большая нагрузка означает больший
ток и, следовательно, большее падение напряжения на сопротивлении и меньшее напряжение, доступное для
работы двигателя. Благодаря нашей системе управления напряжение, подаваемое на двигатель подачи
электрода, остается постоянным, и нет необходимости проектировать двигатель для работы при низком
напряжении дуги. Следовательно, контактное сопротивление на щетках теряет всякий смысл.
Следует отметить, что для управления работой питающего двигателя не предусмотрен автоматический
регулятор, поскольку регулирование осуществляется с помощью колебаний напряжения, уже имеющихся в
источнике питания. Таким образом, система управления и регулирования становится очень простой,
поскольку не используются устройства, которые могут выйти из строя и потребовать вмешательства
специалиста.
Хотя мы показали якорь нашего двигателя подачи электродов, питаемого от щеток постоянного напряжения 1
и 8, специалистам в данной области будет очевидно, что, поскольку этот двигатель всегда потребляет ток в
одном и том же направлении и питается от постоянного напряжения, его можно подключить к любому
желаемому источнику питания.
Мы подключаем его к щеткам 1 и 8 в качестве удобного источника постоянного напряжения, но вся
регулировка и управление в нашей системе осуществляется за счет изменения напряжения на щетках 2 и 8.
Вместо того чтобы менять направление обмотки возбуждения 19 9 для восстановления прямого направления
подачи после удара по электроду, мы можем изменить направление цепи якоря двигателя подачи электрода,
оставив обмотку возбуждения постоянно соединенной с регулирующими щетками генератора.
Данная схема показана на рис. 9 и отличается от схемы, показанной на рис. 2, только использованием
реверсивного переключателя 241 в цепи якоря 18 вместо установки такого переключателя в цепи обмотки 19,
а также наличием нескольких последовательных витков на обмотке возбуждения двигателя подачи электрода.
Считается, что принцип работы устройства, показанного на рис. 9, становится очевидным после подробного
описания его работы, приведенного в связи с работой устройства, показанного на рис. 2. Вкратце, обмотка
возбуждения 19 и якорь 18 сначала запитываются в направлении, обеспечивающем контакт электрода с
обрабатываемой деталью. При таком контакте обмотка 19 меняет направление вращения, и, соответственно,
подающий двигатель также меняет направление, чтобы отвести электрод и зажечь дугу. Как только
достигается заданная длина дуги, переключатель 24l снова срабатывает, чтобы изменить направление
вращения двигателя подачи электрода и установить нормальную прямую подачу, скорость которой точно
регулируется изменениями напряженности обмотки возбуждения 19. Последовательная обмотка возбуждения
18 на электродвигателе должна работать в том же направлении, что и обмотка 19, во время работы
двигателя, подавая электрод к заготовке. Во время работы двигателя для извлечения электрода из заготовки
Соседние файлы в папке патенты