Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2185
.pdf
создаваемый вентилятором, проходит через нагревательные элементы. В подобной конструкции вентилятор
может быть центробежного типа и постоянно установлен на шпинделе двигателя, или же он может быть,
например, соединен с ним косвенно, с помощью редуктора, который может быть или не быть редуктором с
регулируемой скоростью. Управление переключателями для устройств, созданных в соответствии с данным
изобретением, может, например, включать средства для осуществления управления, скажем, следующим
образом: - Изменение скорости двигателя, одной, двух или более скоростей, с включением или без включения
электрического нагревателя, изменение активности нагревателя, одно, два или более изменений. Для
осуществления управления может быть предусмотрен управляющий переключатель, имеющий рукоятку или
несколько рукояток для установки переключателей, при этом рукоятка или каждая из них может быть
снабжена индексным диском с метками, обозначающими состояния, соответствующие каждому положению,
или одной индексной стрелкой, управляемой рукояткой или рукоятками.
Следует отметить, что конструкция и расположение устройства, созданного в соответствии с данным
изобретением, могут быть различными во многих отношениях; например, ось ротора и ось вентилятора могут
быть не соосными, например, они могут быть параллельными и находиться на некотором расстоянии друг от
друга, или могут располагаться под углом друг к другу. Может быть предусмотрено более одного
трубопровода, и трубопровод (трубы) может быть расположен не тангенциально, а параллельно оси
вентилятора или направлен иным образом. Усовершенствования в системах вентиляции и отопления зданий
или связанные с ними. Мы, Эрнест Уильям Рассел, подданный Великобритании, проживающий в Дунаррохе,
Дамбартон, Дамбартоншир, и Лесли Уорд Годдард, подданный Великобритании, проживающий в Уэйвени,
Хеленсбург, Дамбартоншир, настоящим заявляем о природе данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к вентиляции и отоплению судовых кают средней вместимости, таких как, например,
каюты для размещения одного, двух или более, скажем, четырех человек, далее и в пунктах формулы
изобретения именуемые в целом каютами, и изобретение состоит в обеспечении установки для каждой
каюты, к которой должно применяться изобретение, вентиляционного и отопительного аппарата,
включающего в себя в совокупности электродвигатель, вентилятор, приводимый в движение двигателем,
электрический нагреватель, входное отверстие для поступления воздуха снаружи каюты, выходное отверстие
для подачи воздуха внутрь каюты и систему управления переключателями. Существенной характеристикой
изобретения является то, что электрический нагреватель полностью расположен внутри установки, и
нагреватель не подвергается прямому воздействию внешних факторов, как это описано в спецификации
патента № 19575 от 1909 года.
В одном из вариантов исполнения устройство может включать корпус, в котором размещены двигатель,
вентилятор и электрический нагреватель, причем этот корпус предназначен для установки, в одном из
вариантов, внутри кабины, например, путем крепления к одной из стен, с внешней стороны которой или
посредством воздуховода снаружи кабины должен поступать воздух, подаваемый в кабину. В одном из таких
вариантов в стене вырезается приточное отверстие, а корпус выполнен таким образом, чтобы включать в
себя кожух, который крепится над отверстием, так что кожух в одной части снабжен приточным отверстием, а
в другой части — подающим каналом для подачи воздуха из кожуха, при этом вентилятор для этой цели
расположен внутри кожуха. В одном из вариантов конструкции предусмотренный кожух может иметь
практически цилиндрическую форму и крепиться так, чтобы его ось была перпендикулярна стене и, скажем,
приблизительно концентрична с отверстием в стене, которое может быть удобно круглым; двигатель может
быть расположен так, чтобы его ротор был соосен с отверстием, а вентилятор также имел соосную ось.
В этой конфигурации вентилятор располагается между стеной и двигателем. В вытяжном колпаке такого типа
подающий трубопровод может в одном варианте конструкции быть трубчатым и располагаться так, чтобы
выступать тангенциально или приблизительно от колпака, а если используется прямая труба, то в одном
варианте она может быть направлена параллельно или приблизительно вдоль стенки и, скажем,
горизонтально. Подающий трубопровод может иметь любую необходимую длину и для выхода воздуха может
быть выполнен с отверстиями по бокам и, скажем, на внешнем конце, или только по бокам или на внешнем
конце. Например, отверстия могут располагаться вдоль любой из сторон и иметь правильную форму.
Например, могут быть предусмотрены боковые щели, имеющие, скажем, параллельные стороны,
расположенные таким образом, чтобы простираться, скажем, примерно на половину окружности трубки,
скажем, с нижней стороны от горизонтальной плоскости, содержащей ось трубопровода, а на конце может
быть предусмотрена пластина, имеющая, скажем, одно, два или более отверстий, щелей, например,
расположенных параллельно и симметрично по обе стороны от центра, скажем, двух.
Для обеспечения подачи воздуха таким образом, чтобы это не вызывало неприятных возмущений в салоне,
подающий трубопровод сконструирован и (или) может включать средства для достижения этого эффекта.
Например, его размеры и отверстия, или же его форма, могут быть такими, чтобы создавать желаемый
эффект, и (или) внутри или в сочетании с трубопроводом могут быть предусмотрены такие средства, как
перегородки, перфорированные пластины, дефлекторы, сетка или их комбинации, для достижения желаемого
эффекта. В одном из вариантов исполнения электрический нагреватель может располагаться внутри части
подающего трубопровода, в области, близкой к вентилятору, и эта часть может быть полностью трубчатой, так
что воздух, выдуваемый вентилятором, проходит через нагревательные элементы. В подобной конструкции
вентилятор может быть центробежного типа и устанавливаться непосредственно на шпиндель двигателя, или
же он может быть соединен с ним косвенно, например, с помощью редуктора, который может быть или не
быть редуктором с регулируемой скоростью.
Управление переключателями для устройств, созданных в соответствии с данным изобретением, может,
например, включать средства для осуществления управления, скажем, следующим образом: - Изменение
скорости двигателя, одной, двух или более скоростей, с включением или без включения электрического
нагревателя, изменение активности нагревателя, одно, два или более изменений. Для осуществления
управления может быть предусмотрен управляющий переключатель, имеющий рукоятку или несколько
рукояток для установки переключателей, при этом рукоятка или каждая из них может быть снабжена
индексным диском с метками, обозначающими состояния, соответствующие каждому положению, или одной
индексной стрелкой, управляемой рукояткой или рукоятками. Следует отметить, что устройство, созданное в
соответствии с данным изобретением, может отличаться по конструкции и расположению во многих
отношениях, например, ось ротора и ось вентилятора могут не совпадать, например, они могут быть
параллельными и находиться на некотором расстоянии друг от друга, или могут располагаться под углом друг
к другу. Может быть предусмотрено более одного подающего трубопровода, при этом подающий трубопровод
(трубопроводы) может быть расположен не тангенциально, а параллельно оси вентилятора или иметь другое
направление.
Далее будет описан пример аппаратуры с некоторыми примерами установок со ссылкой на прилагаемые
чертежи, на которых: — Рисунок 1 представляет собой частичный разрез, а Рисунок 2 — боковой вид
аппаратуры. На рисунке 3 представлен поперечный разрез судна с указанием кают, а на рисунке 4 — вид
интерьера каюты, на каждом из которых показано установленное оборудование. На чертеже А показана стена
кабины, в которой вырезано подводящее отверстие В и к которой крепится аппарат, например, с помощью
болтов С. Изображенное устройство включает в себя корпус С, имеющий часть 2, представляющую собой
кожух, который крепится над отверстием В. Кожух 2 образует корпус для вентилятора D и выполнен таким
образом, что со стороны стенки предусмотрено входное отверстие для воздуха, а также выходное отверстие,
подающий трубопровод 3. Электродвигатель 4 установлен на корпусе С. Рабочее колесо вентилятора D
закреплено на шпинделе ротора двигателя, ось которого перпендикулярна стенке А. Указан электрический
нагреватель E, расположенный в напорном трубопроводе 3 и включающий элементы, которые простираются
на значительное расстояние вдоль отверстия 3.
На рисунках 1 и 2 трубопровод 3 включает в себя основную часть, которая простирается горизонтально и
параллельно стенке и имеет полностью трубчатую форму, с расширяющимся отверстием на внешнем конце,
направленным горизонтально под прямым углом к стенке. На рисунке 4 рот обозначен направленным вниз.
Указан управляющий переключатель F, который может иметь любую известную характеристику.
Электрические соединения между выключателем F и двигателем 4, а также между выключателем F и
нагревателем E могут быть выполнены таким образом, что цепь двигателя может быть замкнута независимо
от цепи нагревателя, тогда как цепь нагревателя не может быть замкнута до тех пор, пока не будет замкнута
цепь двигателя. На рисунках 1 и 2, а также как показано на рисунке 3, воздух поступает непосредственно с
внешней стороны стены А кабины. При необходимости воздух может быть получен с помощью воздуховодов.
Для каждой кабины, к которой применяется изобретение, предусмотрена система раздельного и полного
индивидуального управления для регулирования отопления, охлаждения и вентиляции в целом.
Существенным условием данного изобретения является подача внутрь кабины воздуха, поступающего
снаружи; изобретение не относится к нагреву воздуха, полученного иным способом. Для использования в
условиях, к которым данное изобретение не относится, предложено устройство, включающее
электродвигатель, вентилятор и электрический нагреватель, причем нагреватель полностью заключен внутри
устройства, например, см. описание патента № 24340 от 1902 года. Подробно описав и определив природу
нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_210840.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=210840&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB210840A
[]
Усовершенствования, относящиеся к обуви с рантовой конструкцией или связанные с ней. Я, Фред Эдвард
Джонс, проживающий по адресу: Гален-стрит, 43, Броктон, Массачусетс, Соединенные Штаты Америки,
гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к сапогам и туфлям с рантовой конструкцией, в которых пространство между стелькой
и подошвой заполнено комбинированным «наполнителем» и армирующей подошвой, имеющей краевую
часть, которая зацепляется за шов подошвы, соединяющий рант с подошвой. Целью изобретения является
усовершенствование конструкции рантовой обуви этого типа, и для этого я предлагаю комбинированную
наполнительную и усиливающую подошву с краевой частью, которая скошена наружу таким образом, чтобы
быть невидимой или почти невидимой по краю всей обуви, но при этом иметь достаточную толщину для
эффективного закрепления в месте соединения ранта с подошвой, как это будет описано ниже.
Обращаясь к чертежам, на рис. 1 представлен поперечный разрез моей усовершенствованной обуви. На рис.
2 показана обычная конструкция ранта, стельки и верха, когда они соединены вместе и готовы к добавлению
подошвы. На рис. 3 показан процесс изготовления. 1 — верхняя часть, 2 — стелька, 3 — рант. Для сборки
стельки и верха обуви, пришивания верха к стельке, пришивания ранта и соединения ранта, верха и стельки с
помощью внутреннего шва 5 через ребро 6 на стельке я использую любой из существующих хорошо
известных и зарекомендовавших себя процессов и машин. В такой конструкции обуви имеется значительное
пространство или область, обозначенная на рис. 2 как 10, от одного швейного ребра до другого, а также вокруг
голенища, передней части и носка, характерных для обычной конструкции обуви. Комбинированный
наполнитель и усиливающая подошва 12, заполняющие область 10 и имеющие плечи 15, прилегающие к
ребру 6 на стельке, имеют краевую часть 14, скошенную наружу таким образом, чтобы образовался край
очень малой толщины, который будет практически незаметен по краю готовой обуви, но при этом останется
достаточной толщины в месте шва 18, соединяющего подошву с рантом.
Благодаря такой конструкции рант и подошва 16 плотно и легко прилегают к усиливающей подошве,
поскольку обе стороны краевой части 14 плоские, и в то же время краевая часть фиксируется швом подошвы
18 и практически незаметна в готовой обуви. Подробно описав и определив природу моего изобретения и
способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_210841.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=210841&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB210841A
[]
Усовершенствования винтовых гребных винтов или аналогичных устройств. Компания COMPANY LTD.,
британская компания, расположенная по адресу: Блэкфрайарс-стрит, Кингс-Линн, Норфолк, настоящим
заявляет, что сущность данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к
усовершенствованию или модификации винтового гребного винта или подобного устройства, описанного в
предыдущем британском патенте заявителя № 142713. В винтовом гребном винте или подобном устройстве,
описанном в описании к этому патенту, на концах лопастей гребного винта установлен кожух, внутренняя
поверхность которого по форме напоминает сопло, предназначенное для обеспечения равномерного
постепенного увеличения скорости или напора потока жидкости, на который воздействует гребной винт.
Однако во многих случаях оказалось целесообразным использовать лезвия различной толщины. Изменение
толщины лопастей изменяет результирующую площадь поперечного сечения потока жидкости, в результате
чего винт в целом не обеспечивает желаемого условия, заключающегося в существенном равномерном
прогрессивном увеличении скорости или напора потока жидкости.
Целью данного изобретения является усовершенствование гребных винтов или подобных им устройств,
позволяющее повысить их эффективность. В винтовом гребном винте или аналогичном устройстве согласно
настоящему изобретению предусмотрена задержка в определении формы кожуха и ступицы винта с учетом
толщины лопастей, так что фактическое поперечное сечение потока жидкости, протекающего через винт,
изменяется таким образом, что потоку жидкости обеспечивается практически равномерное прогрессивное
увеличение скорости или напора, при этом лопасти имеют осевое увеличение эффективного шага в
направлении потока. Лопасти могут иметь линзовидное сечение, и в этом случае эффективная линия шага
проходит между лицевой и обратной сторонами лопастей. Увеличение эффективного шага лопастей в осевом
направлении предпочтительно соответствует уменьшению площади поперечного сечения потока жидкости,
проходящего через гребной винт. Изобретение может быть реализовано на практике различными способами,
среди которых предпочтительным вариантом может быть следующий.
Хотя форма кожуха может быть скорректирована с учетом толщины лопастей и формы выступа заданных
размеров, как правило, оказывается более экономичным придать внутренней поверхности кожуха форму
усеченного конуса на той части его осевой длины, которая охватывается лопастями, и подобрать пропорции
сечений лопастей и выступа таким образом, чтобы результирующие площади поперечного сечения
соответствовали площадям сопла, рассчитанного на максимальный коэффициент расхода в пределах,
определяемых диаметрами концов кожуха. Как правило, наибольшая эффективность достигается, когда
форма кожуха и ступицы такова, что потоку жидкости обеспечивается практически равномерное постепенное
увеличение напора за счет скорости потока, но в некоторых случаях может быть предпочтительнее
спроектировать винт таким образом, чтобы потоку жидкости обеспечивалось практически равномерное
постепенное увеличение скорости. При определении точной формы внутренней поверхности кожуха и
ступицы учитываются угол наклона максимальной толщины сечения лопатки, эффективные площади
соприкосновения этого сечения и других параллельных ему сечений, а также соответствующие площади
соприкосновения ступицы, так что чистая доступная площадь поперечного сечения для потока жидкости
изменяется в соответствии с выбранным законом.
Лопасти имеют линзовидное сечение, поскольку необходимо, чтобы они были тонкими по краям для
минимизации образования вихрей, и в то же время достаточно толстыми к центру, чтобы обеспечить
необходимую прочность. Самая толстая часть каждой лопасти не обязательно должна находиться в центре её
ширины, иногда она может располагаться ближе к передней кромке, занимая примерно одну треть ширины
лопасти. Эффективный шаг лопастей увеличивается в осевом направлении от входных кромок к выходным, —
принимая направление, нормальное к вращению, — при этом увеличение шага соответствует увеличению
скорости потока, определяемому законом, регулирующим выбранные условия: При расчете формы винта
следует помнить, что для линзовидных лопастей эффективная линия шага, Между лицевой и обратной
сторонами лезвий, их фактическое положение зависит от кривизны этих двух поверхностей. Помимо осевого
увеличения шага, в некоторых случаях лопасти могут также иметь радиальное изменение шага. В этом случае
эффективный угол наклона лопасти уменьшается радиально наружу.
Такое расположение обеспечивает наиболее высокую скорость потока вблизи центра, благодаря чему струя
лучше держит форму. В лопастях, изготовленных по стандартной технологии, корни толще кончиков, и это
само по себе обеспечивает небольшое радиальное уменьшение эффективного шага, но в некоторых случаях
может быть выгодно значительно усилить это уменьшение. При применении изобретения к винтовым гребным
винтам обычно желательно, чтобы кожух «выступал», то есть выступал за лопасти, причем больше со
стороны выхода, чем со стороны входа. Однако при применении изобретения к осевому рабочему колесу
такой выступ является недостатком, поскольку направляющие лопатки, которые должны использоваться на
входе и выходе, должны располагаться достаточно близко к кромкам лопаток. В этом случае
предпочтительнее сделать так, чтобы кожух выступал за края лопастей лишь незначительно или вовсе не
выступал. Подобная конструкция может быть полезна и в некоторых случаях с винтовыми гребными винтами.
Обтекатель может быть цельным или состоять из отдельных секций, каждая из которых образована изогнутой
пластиной, установленной на конце одной из лопастей винта, причем пластины соединены между собой и
имеют такой размер и форму, что образуют практически непрерывную поверхность.
Такая конструкция особенно полезна для больших винтов, в частности для тех, у которых лопасти разделены
и прикреплены болтами к ступице. Вместо того чтобы делать отдельные секции для каждого кончика лезвия,
секции могут быть достаточно большими, чтобы выступать за края двух или более лезвий и крепиться к ним.
Пропеллер или осевое рабочее колесо, изготовленное в соответствии с настоящим изобретением, может
использоваться в монолитном виде аналогично описанному в вышеупомянутом патенте, как с
направляющими лопастями, так и без них. При желании можно также использовать два отдельных комплекта
лезвий на одном и том же выступе и внутри одного и того же кожуха, как описано в другом ранее выданном
британском патенте № 175922, зарегистрированном на имя настоящего заявителя. Изобретение также
применимо к устройству, описанному в британском патенте № 177047, выданном настоящему заявителю и
другому лицу, в котором два отдельных винта в кожухах расположены соосно, но вращаются в
противоположных направлениях, причем внутренние контуры двух кожухов практически непрерывны. Следует
понимать, что описания приведены только в качестве примера, и что в детали устройства могут быть внесены
изменения, не выходящие за рамки изобретения.
Усовершенствования винтовых гребных винтов или аналогичных устройств. Гилл, подданный
Великобритании, из поместья «Ветряная мельница». Компания COMPANY LIMITED, зарегистрированная в
соответствии с законодательством Великобритании по адресу: Блэкфрайарс-стрит, Кингс-Линн, Норфолк,
настоящим заявляет о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно
описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к винтовым гребным винтам
или подобным устройствам и имеет своей целью внесение улучшений в гребной винт, описанный в
предыдущем британском патенте № 142713 заявителей. В винтовом гребном винте или подобном устройстве,
описанном в описании к этому патенту, кожух установлен на концах лопастей винта или является их
неотъемлемой частью. Контур внутренней поверхности кожуха в основном соответствует форме сопла,
спроектированного таким образом, чтобы обеспечить потоку жидкости, на который воздействует винт, такую
скорость увеличения скорости потока, которая соответствует равномерному прогрессирующему увеличению
динамического эквивалента напора (здесь обозначаемого словом «напор») на единицу осевого расстояния
через кожух, т.е. так, что здесь наблюдается постоянная скорость увеличения квадрата скорости потока
жидкости на единицу осевого расстояния через кожух.
Однако во многих случаях оказалось целесообразным использовать лезвия различной толщины. Различная
толщина лопастей изменяет чистую площадь поперечного сечения потока жидкости, в результате чего винт,
спроектированный без учета зоны соприкосновения лопастей, в целом не обеспечивает желаемого условия,
заключающегося в обеспечении практически равномерного постепенного увеличения напора для потока
жидкости. В винтовом гребном винте или аналогичном устройстве согласно настоящему изобретению при
определении формы кожуха и ступицы винта учитывается толщина лопастей, так что чистая площадь
поперечного сечения, доступная для потока жидкости, протекающего через винт, существенно изменяется в
соответствии с теоретическим законом, изложенным ниже. Площадь поперечного сечения потока жидкости
измеряется на ряде поверхностей, которые во всех точках перпендикулярны направлению «эффективного
потока жидкости». Фактически, отдельные частицы жидкости будут двигаться по спиральным траекториям (то
есть им будет придаваться вращательное движение), и, следовательно, каждая частица будет иметь
составляющую скорости в окружном направлении, а также две составляющие — осевую и радиальную — в
плоскости, содержащей частицу, и оси пропеллера.
Однако при рассмотрении потока жидкости во всем объеме эта окружная составляющая эквивалентна обмену
местами между отдельными частицами, и термин «эффективный поток жидкости» следует понимать как
относящийся к потоку жидкости во всем объеме, с учетом только осевой и радиальной составляющих
скорости отдельных частиц. Закон, регулирующий изменение площади поперечного сечения, может быть
теоретически сформулирован в нескольких формах, каждая из которых, как можно показать, эквивалентна
другой. Необходимым условием является постоянство произведения площади поперечного сечения в любом
участке и квадратного корня из осевого расстояния до сечения, причем это расстояние измеряется вдоль оси
от выбранной на ней точки отсчета. Фактическое положение выбранной точки отсчета относительно входного
сечения гребного винта в каждом конкретном случае зависит от желаемых размеров входной и выходной
площадей, а также осевой длины обтекателя. Эти размеры определяются в соответствии с практическими
соображениями, такими как, например, мощность вала и частота вращения установки, а также форма корпуса
судна.
Условие, определяющее изменение площади поперечного сечения, может быть выражено в эквивалентной
форме, не зависящей от начала координат, следующим образом: разница между обратными величинами
квадратов площадей поперечного сечения в любых двух сечениях пропорциональна осевому расстоянию
между сечениями. «Винтовой гребной винт или подобное устройство в первую очередь предназначено для
применения на морских судах и, следовательно, в большей степени разработано для работы на жидкостях».
Ввиду того, что жидкости в практических целях можно считать несжимаемыми, количество жидкости,
проходящей через каждое поперечное сечение внутри кожуха за единицу времени, должно быть постоянным.
Иными словами, произведение площади поперечного сечения и средней скорости эффективного потока
жидкости по сечению является постоянным. В этом случае вышеуказанное условие постоянного
произведения площади поперечного сечения и квадратного корня из осевого расстояния эквивалентно тому,
что квадрат скорости эффективного потока жидкости в любом сечении пропорционален осевому расстоянию
от выбранной точки отсчета до этого сечения.
Эти условия могут быть выражены математически следующим образом, при этом различные уравнения
приведены только для случая, когда винт работает в жидкости. x = агиальное расстояние от начала
координат, a = площадь поперечного сечения, тогда 2gh = v или h alpha v . Форму сопла, обеспечивающую
максимальный коэффициент расхода, имеет такая форма, в которой скорость изменения динамического
напора на единицу осевой длины постоянна, т.е. в которой Следовательно, v oc x. Поскольку объем жидкости,
проходящей через каждый участок за единицу времени, постоянен, отсюда следует, что av = constant, а
следовательно, и a oc 1 или a x = x constant. Для определения начала координат, от которого измеряется
расстояние x, в каждом конкретном случае необходимо выбрать площадь входного отверстия (a1), осевую
длину (s) от входа до выхода и ускорение, которое необходимо придать жидкости внутри этого участка кожуха.
Поскольку av = constant, это ускорение определяет площадь выходного отверстия (a2). Тогда, если x1 —
осевое расстояние от начала координат до входного сечения, Предпочтительно, чтобы лопатки имели осевое
увеличение эффективного шага в направлении потока, причем скорость увеличения обратно
пропорциональна скорости изменения квадратного корня из площади поперечного сечения потока жидкости.
Лопасти могут иметь линзовидное сечение, и в этом случае эффективная линия шага находится где-то между
лицевой и обратной сторонами лопастей. Наилучшие результаты обеспечит тот тип гребного винта, который
спроектирован таким образом, чтобы обеспечить практически равномерное распределение тяги по
проекционной поверхности лопастей. Скорость изменения импульса потока жидкости, на который
воздействует сила и которая приводит к осевой реакции или тяге, выражается массой жидкости,
перемещаемой вдоль оси за единицу времени, умноженной на абсолютную скорость, приданную ей. Это
можно выразить математически следующим образом. В любом поперечном сечении винта пусть T =
теоретическая тяга, обусловленная изменением импульса потока жидкости, m = масса жидкости на единицу
объема, a = площадь поперечного сечения потока жидкости, u = теоретическая абсолютная скорость,
передаваемая потоку жидкости ненабегающим винтом, p = средний эффективный шаг лопасти, a; = осевое
расстояние до сечения от выбранной точки отсчета, - n = число оборотов в единицу времени (предполагается
постоянным).
Тогда выражение для тяги имеет вид T == mau. Если тяга должна быть равномерной в каждом сечении, и
рассматриваемая жидкость достигает каждого сечения при одинаковых условиях, то T является постоянной, и
поскольку m также является постоянной, отсюда следует, что... Поскольку скорость разрешения
предполагается. Высота тона P пропорциональна u. Это даёт теоретическое определение изменения шага
лопастей относительно площади поперечного сечения при приблизительно равномерной нагрузке на лопасти
винта. Приведенное выше объяснение не учитывает ускорение и истинное направление потока, которые
изменяются в зависимости от сопротивления трения и т. д., или проскальзывания на лопастях винта, или
других факторов, которые варьируются в зависимости от конкретного случая, но для получения точного
равномерного распределения тяги необходимо учитывать и корректировать эти факторы. Следует понимать,
что когда в предыдущих параграфах упоминаются шаг винта, скорость, тяга и т. д., имеется в виду средний
шаг винта, средняя скорость, средняя тяга и т. д. по всему сечению.
Изобретение может быть реализовано на практике различными способами, среди которых предпочтительным
вариантом может быть следующий, некоторые примеры которого показаны на прилагаемых чертежах, где на
фиг. 1 изображен центральный разрез конструкции винтового гребного винта. На рисунке 2 показан вид с
торца винта, со стороны выходного отверстия. На рисунках 3, 4 и 5 показаны сечения лезвия по линиям 3-3,
4-4 и 5-5 соответственно на рисунках 1 и 2. На рисунке 6 в центральной части показано применение
изобретения к осевому рабочему колесу, в котором на входе и выходе используются направляющие лопатки.
На рисунке 7 показаны торцевые отметки верхней половины рабочего колеса и нижней половины с левой
стороны выходных направляющих лопаток и с правой стороны входных направляющих лопаток. На рисунках
8, 9 и 10 представлены сечения лопастей и направляющих лопаток по линиям 8-8, 9-9 и 10-10 соответственно
на рисунках 7 и 8. На рисунках 11 и 12 показаны конечные и Конструкция гребного винта, в которой кожух
состоит из секций, показана на рисунке 13, а на рисунке 13 представлен разрез одного из соединений в
конструкции, показанной на рисунках 11 и 12.
На рисунках с 1 по 5 гребной винт включает в себя выступ А, установленный на валу гребного винта таким
образом, чтобы вращаться вместе с ним, лопасти С, установленные на выступе А, и кожух D, закрепленный на
концах лопастей, причем выступ, лопасти и кожух выполнены как единое целое. Боковая часть А, имеющая
задний обтекатель В, лопатки С и кожух D имеют такую форму, что чистая доступная площадь поперечного
сечения для потока жидкости в пределах практических ограничений обратно пропорциональна квадратному
корню из осевого расстояния, измеренного от начала координат на оси, что дает желаемую площадь
поперечного сечения на входе и зависящие от нее пропорции. Необходимое изменение площади поперечного
сечения может быть достигнуто исключительно путем придания формы внутренней поверхности кожуха после
выбора подходящих выступов и лопастей, с учетом формы и толщины лопастей, а также формы выступа.
Однако, как правило, оказывается более экономичным придать внутренней поверхности кожуха форму
усеченного конуса на той части его осевой длины, которая охватывается лопастями, как показано на чертежах
в точке F, при этом кромки скошены под соответствующими углами, как показано в точке G G.
Лопасти и секции ступицы затем подбираются таким образом, чтобы результирующая площадь поперечного
сечения максимально соответствовала площади лопастей сопла, рассчитанного на обеспечение
максимального коэффициента расхода в пределах, определяемых диаметрами концов кожуха. При
определении точной формы кожуха и ступицы учитываются угол наклона максимальной толщины сечения
лопатки, эффективные площади соприкосновения этого сечения и других параллельных ему сечений, а также
соответствующие площади соприкосновения ступицы, так что чистая доступная площадь поперечного
сечения для потока жидкости изменяется в соответствии с описанным выше законом. Линия цепи E слева на
рисунке 1 показывает, какой была бы форма внутренней поверхности кожуха для получения желаемого
изменения площади поперечного сечения, если бы толщина лопастей считалась пренебрежимо малой. Таким
образом, общий объем интерференции лопаток приблизительно равен объему, заключенному между
поверхностью F и поверхностью, образованной линией цепи E. Видно, что на этом чертеже скошенные
поверхности G G продолжают наклоны концов линии цепи E. Теоретически площади поперечного сечения
следует измерять, как уже было сказано, на ряде поверхностей во всех точках, перпендикулярных линиям
потока, но на практике очень точное приближение можно получить, измерив площадь поперечного сечения на
ряде поверхностей, параллельных той, которая описывается передними кромками лопаток при их вращении.
В приведенном примере лопасти имеют прямые передние кромки и загнуты назад, и в этом случае
поверхности, на которых измеряются площади поперечного сечения, будут представлять собой ряд конусов.
Лезвия имеют линзовидное сечение, поскольку необходимо, чтобы они были тонкими по краям и достаточно
толстыми к середине, обеспечивая необходимую прочность. Самая толстая часть каждой лопасти не
обязательно должна находиться в центре её ширины, иногда она может располагаться ближе к передней
кромке, занимая примерно одну треть ширины лопасти. Удовлетворительная форма лопаток показана на
рисунках 3, 4 и 5 для приведенного примера, в котором максимальная толщина лопатки находится ближе к
передней кромке Cl, чем к следующей кромке C, причем расстояния от этих кромок составляют примерно 0,37
и 0,63 ширины лопатки соответственно. Эффективный шаг лопастей увеличивается в осевом направлении от
передних кромок к задним (принимая нормальное направление вращения). Скорость увеличения шага
лопаток в осевом направлении обратно пропорциональна скорости уменьшения квадратного корня из
площади поперечного сечения потока жидкости, т.е. произведение квадратного корня из площади
поперечного сечения на средний шаг по сечению является постоянным.
При расчете формы винта необходимо помнить, что у линзовидных лопастей эффективная линия шага,
которая должна соответствовать выбранному закону, лежит между лицевой и обратной сторонами лопастей, а
ее фактическое положение зависит от кривизны этих двух поверхностей. Помимо осевого увеличения шага, в
некоторых случаях лопасти могут также иметь радиальное изменение шага. В этом случае эффективный угол
наклона лопастей уменьшается радиально наружу. Такая конструкция обеспечивает максимально быструю
скорость потока вблизи оси, в результате чего предотвращается рассеивание столба тяги. Предпочтительно,
чтобы скорость радиального изменения шага была такой, чтобы кривая скорости эффективного потока,
построенная в зависимости от радиального расстояния от оси, плавно изменялась от максимального значения
вблизи выступа до минимального значения у обтекателя. В лопастях, обычно изготавливаемых по
стандартной технологии, корни толще кончиков, и это само по себе приводит к небольшому радиальному
уменьшению эффективного шага, но в некоторых случаях может быть выгодно значительно усилить это
уменьшение.
При применении изобретения к винтовым гребным винтам обычно желательно, чтобы кожух «выступал», то
есть выступал за лопасти, причем больше со стороны выхода, чем со стороны входа. Это показано на
иллюстрации, где скошенная поверхность G имеет большую осевую длину, чем скошенная поверхность G.
Однако при применении изобретения к осевому рабочему колесу такой выступ является недостатком,
поскольку направляющие лопатки, которые должны использоваться на входе и выходе, должны
располагаться довольно близко к кромкам лопаток. В этом случае предпочтительнее сделать так, чтобы саван
выступал за пределы конструкции лишь незначительно или вовсе не выступал. показано на рисунках 6 и 10,
которые будут подробно описаны ниже. Подобное устройство может быть полезно и в некоторых случаях при
работе с винтовыми гребными винтами. Кромки лопастей могут иметь любой желаемый контур. Таким
образом, «окружная» проекция кромок на осевую плоскость (т.е. линию пересечения осевой плоскости и
поверхности вращения, проходящей через кромки лопастей) может быть прямой и радиальной или наклонной.
Предпочтительно, чтобы кривизна лопаток была такой, чтобы их кромки были выпуклыми в сторону входного
отверстия. В приведенном примере на рисунках 1–5 лопатки имеют наклон, то есть их кромки расположены
таким образом, что окружная проекция на осевую плоскость является прямой и наклонена назад от входной
стороны к концам под небольшим углом к нормальной поперечной плоскости, при этом кромки лежат на
поверхности конуса. На рисунке 1 показана окружная проекция кромок лопаток на осевую плоскость, а не
истинный центральный разрез, чтобы сделать конструкцию более наглядной. На этом рисунке также показан –
справа сечение вдоль линии максимальной толщины лопастей, чтобы наглядно проиллюстрировать
изменение толщины лопасти от основания до кончиков. Проекция кромок лопастей на поперечной плоскости
может быть прямой и радиальной или смещенной, но предпочтительно изогнутой, так что кромки лопастей
имеют форму «серпа», то есть вогнуты в направлении, перпендикулярном вращению, как показано на рисунке
2, где стрелка указывает направление, перпендикулярное вращению.
Таким образом, после выбора конкретной формы лопатки, рассчитываются точные контуры лопаток, ступицы
и кожуха таким образом, чтобы чистая доступная площадь поперечного сечения для потока жидкости
изменялась обратно пропорционально квадратному корню из осевого расстояния от начала координат. Это
условие необходимо для получения максимального коэффициента расхода. Гребной винт, изготовленный в
соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает значительно большее повышение эффективности по
сравнению с открытыми гребными винтами, а также по сравнению с винтами с кожухом, в которых форма
лопастей, ступицы и кожуха не соответствует вышеупомянутым законам. Для достижения наилучших
результатов установлено, что отношение осевой длины кожуха к диаметру входного отверстия должно
находиться в диапазоне примерно от 0,20 до 0,25. Большая осевая длина лишь увеличивает сопротивление
движению жидкости и, следовательно, снижает эффективность винта, в то время как меньшая длина
приводит к недостаточному направлению потока жидкости.
Опять же, угол между основной частью F обтекателя и осью должен находиться в диапазоне от 9° до 13°, при
этом наиболее удовлетворительный угол составляет 11°, что дает наклон примерно 1 к 5. Аналогично, угол
между осью и скошенной частью G кожуха на входном конце должен составлять около 22°, а для скошенной
части G на выходном конце — около 4°. Фактические углы этих скошенных поверхностей G G зависят от
изменения чистой площади поперечного сечения в той части кожуха, которая охватывается лопастями, и
наклоны таковы, что это изменение продолжается, так что поверхности продолжают кривую линии цепи E,
показанную на рисунке 1. Теоретически эти поверхности должны быть изогнутыми, чтобы соответствовать
закону, регулирующему изменение площади поперечного сечения, но на практике их делают коническими, что
приводит к крайне малой погрешности. Также было установлено, что существует предел увеличения скорости
эффективного потока, который может быть передан потоку жидкости через кожух.
Таким образом, при использовании гребного винта, в котором осевые длины обтекателя и лопастей имеют
подходящее соотношение с диаметром передней кромки, установлено, что в нормальных морских условиях
увеличение эффективной скорости потока от входа к выходу не должно превышать примерно одной шестой. В
приведенном примере процентное увеличение составляет примерно 16,18. Процентное увеличение по длине
лопастей составляет примерно 11,64. Было установлено, что пропеллер, изготовленный в соответствии с
пропорциями, указанными в следующей таблице, дает очень хорошие результаты. В данной таблице диаметр
лопастей на передней кромке принят за единицу длины, и все остальные длины указаны в этой единице.
ЛЕЗВИЯ.
Эти размеры следует рассматривать как относящиеся к винту с прямыми кромками лопастей, наклоненными,
как показано в примере, под углом 1 к 10. При расчете толщины и шага лопастей для других типов склонов
необходимо учитывать и другие факторы. В практических целях эффект изменения угла наклона лезвия
можно рассматривать как эквивалент эффекта параллельного перемещения из исходного положения в новое
наклонное положение. Толщина сечения лопатки, спроецированная на ось и на осевую линию, проходящую
через кончик передней кромки, будет изменяться в зависимости от ширины поверхности лопатки, которая, в
свою очередь, изменяется в зависимости от шага лопатки, так что зоны соприкосновения лопаток внутри
кожуха остаются постоянными для любого шага лопатки. При единичном диаметре передней кромки средние
шаги лопаток представлены коэффициентами шага, которые можно выбрать таким образом, чтобы получить
постоянное значение (0,150) отношения осевой длины лопатки к диаметру передней кромки. Это
обуславливает изменение угла, образуемого поперечно проецируемой поверхностью каждой лопасти, при
каждом изменении шага лопасти.
Таким образом, угол, образуемый каждой лопастью, имеет такое же отношение к 360°, как и отношение
осевой длины лопасти к шагу, обусловленное средним диаметром лопасти. Например, в приведенном
примере угол, образованный каждой лопастью, составляет 40°, т.е. 1/9 от 360°, и, следовательно, среднее
отношение шага равно (9 x 0,150), т.е.
1
.35 диаметра передней кромки. Размеры, указанные в таблице выше, также следует скорректировать в
соответствии с используемым материалом для достижения наилучших результатов. Таким образом,
например, при использовании фосфористой бронзы вместо чугуна (для которого предназначены данные
пропорции) лезвия должны быть несколько тоньше, при этом максимальная толщина, проецируемая на ось,
должна составлять около 0,035 вместо 0,044. Винтовой гребной винт, изображенный на рисунках 1-5,
изготовлен в соответствии с размерами, указанными в таблице выше. На рисунках с 6 по 10 показано
применение изобретения к осевому рабочему колесу. На этих рисунках рабочее колесо включает в себя
выступ H, установленный на приводном валу, лопатки J и кожух K, и установлено таким образом, чтобы
вращаться между двумя комплектами неподвижных направляющих лопаток L и M. Направляющие лопатки L
на входной стороне закреплены на выступе N и защитном кольце 0 или выполнены с ними заодно, а выходные
лопатки M аналогично установлены между выступом P и защитным кольцом Q. Два защитных кольца 0 и Q
разделены распорным элементом R, окружающим рабочее колесо.
Вся конструкция представляет собой осевой насос, предназначенный для обеспечения равномерного и
прогрессивного напора потока рабочей жидкости. Конструкция рабочего колеса в целом аналогична
конструкции винтового гребного винта, изображенного на рисунках 1-5. Таким образом, чистая доступная
площадь поперечного сечения для потока жидкости изменяется обратно пропорционально квадратному корню
из осевого расстояния, измеренного от подходящей точки отсчета. Средний шаг лопастей увеличивается в
Соседние файлы в папке патенты