Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2539
.pdf
Усовершенствования в механизированных гладильных и отпаривательных машинах. Проспект Парк,
Юго-Запад, Бруклин, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, гражданин Соединенных Штатов
Америки, настоящим заявляет о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к
гладильным и прессовальным машинам, в которых подвижная прессовальная головка работает совместно со
стационарным прессовальным элементом, и имеет своей целью усовершенствование машин этого типа,
обеспечивающее эффективную защиту оператора от опасности защемления рук между прессовальными
элементами. В прессовальных машинах указанного типа на практике необходимо, чтобы прижимные
элементы могли располагаться на относительно большом расстоянии друг от друга для облегчения доступа к
обрабатываемой детали и обеспечения ее видимости, а такое большое расстояние делает сравнительно
легким случайный случай, когда оператор может случайно оставить руку на неподвижном прижимном
элементе во время работы с прессовальным механизмом.
Настоящее изобретение относится к прессовальным машинам, в которых предусмотрено такое относительно
большое расстояние между прессующими элементами, и по существу представляет собой прессовальную
машину такого типа, в которой подвижный защитный кожух для прессующих элементов предназначен для
управления рабочим механизмом подвижной прессовальной головки. В описанном варианте осуществления
рабочий механизм включает в себя электродвигатель и переключатель для него. В данном случае средства
управления переключателем связаны с защитным кожухом, при этом перемещение кожуха в заданном
направлении обеспечивает правильное перемещение средств управления для получения желаемого
движения головки. Силовой механизм для перемещения прижимной головки в рабочее положение и обратно
включает в себя средства для фиксации механизма в положении, при котором прижимная головка удалена от
неподвижной части пресса, и средства для фиксации головки в положении, при котором оказывается
давление. Защитный кожух управляет соединениями, ведущими к запирающему механизму, благодаря чему
при перемещении кожуха запирающий механизм разблокируется, так что при перемещении двигателя, также
инициируемом перемещением кожуха, который управляет выключателем двигателя, рабочий механизм может
перемещать прижимную головку из положения, в котором она находилась, в противоположное конечное
положение этого перемещения.
Соединение между защитным кожухом и механизмом управления выполнено таким образом, чтобы
предотвратить запуск привода до тех пор, пока защитный кожух не будет установлен в рабочее положение.
Таким образом, руки и пальцы оператора защищены от травм, вызванных прижимной головкой, поскольку
защитный кожух должен быть сначала перемещен в рабочее положение, прежде чем прижимная головка
сможет переместиться в это положение. На прилагаемых чертежах показан один из вариантов осуществления
изобретения, а детали силового механизма и выключателя проиллюстрированы и подробно описаны в
прилагаемой спецификации № 195941. На чертежах: на фиг. 1 показан вид машины с левой стороны в
закрытом положении, и Разрез машины, показывающий ее в открытом положении. От основания I станка
отходит стойка 2, на которой закреплен жесткий, направленный назад рычаг 3, на котором шарнирно
опирается подвижная прессовая головка. Стационарная прессовая головка 5 опирается на кронштейны 4
стандартной 2. Эта стационарная прессовая головка предпочтительно полая, имеет нагревательную камеру 6
и снабжена обычной прокладкой 7.
Под этой неподвижной прессовой головкой или валиком расположена платформа 8. Подвижная прижимная
камера 9 установлена на передних концах двух рычагов 10, шарнирно закрепленных между их концами на
полом валу 11, причем эти два рычага соединены между собой поперечными элементами 10a и 10a. От рамы,
образованной этими параллельными рычагами и их поперечными соединениями, отходит приводной рычаг
12, который шарнирно соединен с рамой в точке 13 и соединен с поперечным элементом 10a рамы болтом 14,
регулируемо закрепленным в проушине 15 рычага 12 и изменяющим свое положение с помощью маховика 17,
в то время как гайка 16 может фиксировать его в отрегулированном положении. Пар может циркулировать
через подвижную прессовальную головку 9 посредством трубных соединений 18 и 19, отходящих от
трубчатого вала 11. В открытом положении прижимная головка 9 находится на значительном расстоянии от
нижней части зажима, что облегчает размещение изделия и его осмотр. В представленном варианте
осуществления приводной механизм для подвижного прижимного элемента включает в себя двигатель 34
(рис. 1), который установлен на стойке 35 и работает через вал 33, а также шестерню (не показана) 31,
обеспечивающую вращение коленчатого вала 21 с низкой скоростью.
Этот коленчатый вал установлен в стандартной конструкции 2 и несет кривошипы 22, посредством которых
возвратно-поступательное движение может передаваться любым желаемым способом на блок или
крестовину, которая направляется для возвратно-поступательного движения любым утвержденным способом.
Детали этого механизма, не имеющие отношения к настоящему изобретению, подробно описаны в
прилагаемой спецификации № 195,941. Поперечная головка крепится стержнем 28 к подшипниковой части 29,
шарнирно соединенной в точке 30 с приводным рычагом 12 подвижного прижимного элемента. Коленчатый
вал 21 надежно зафиксирован в двух отдельных точках своего цикла и разнесен на 180 градусов. Механизм
блокировки и фиксации включает в себя, главным образом, горизонтальную скользящую фиксирующую
планку 37, установленную в направляющих 39 нижней пластины 38, а между нижней пластиной и
фиксирующей планкой вставлены волоконные блоки 40 для уменьшения трения. Возвратно-поступательное
движение этой фиксирующей планки ограничивается соответствующими стопорными штифтами 41. Передний
конец стержня 37 несет вертикальный рычаг 42, имеющий на своем верхнем конце упорный выступ 43 для
соединения с частью кривошипа, который для этой цели снабжен амортизатором или буфером 44.
На рычаге 42 также шарнирно закреплен стопорный рычаг 45, который с помощью пружины прижимается к
стопорному штифту на рычаге 42. Этот фиксирующий рычаг 45 расположен таким образом, чтобы
взаимодействовать с фиксирующим штифтом 49, установленным на кривошипе, и сконструирован так, что по
мере приближения кривошипа к положению, показанному на фиг. 2, и, следовательно, к упорному выступу 43
рычага 42, фиксирующий штифт 49 будет перемещать рычаг 45 против действия своей пружины до тех пор,
пока штифт 49 не пройдет верхний конец рычага 45, после чего фиксирующий рычаг вернется под штифт 49,
так что кривошип останется заблокированным до тех пор, пока не будет смещена фиксирующая планка 37.
Аналогичным образом, на другом конце стопорной планки 37 имеется вертикальный стопорный рычаг 42a и
поворотный стопорный рычаг 45a, который обычно удерживается в заданном положении пружиной 47a против
упора (не показан). Вращение коленчатого вала 21 и, следовательно, привод в действие рычага 12 подвижной
прессовой головкой 9 может происходить только при освобождении коленчатого вала из любого из его
заблокированных положений, и это освобождение осуществляется путем перемещения стопорной планки 37.
Для повышения коэффициента безопасности момент освобождения стопорной планки 37 синхронизирован с
определенным соотношением относительно привода коленчатого вала, что гарантирует действие приводной
силы на вал 21 после снятия стопорной планки. С этой целью пусковой выключатель для двигателя 34
соединен с устройством управления запирающим механизмом. Данный пусковой выключатель также
подробно описан в находящейся на рассмотрении спецификации № 195 941, частью которой является
настоящая заявка, и он включает в себя поворотный переключатель 53, свободно установленный на
кривошипном рычаге 21. Соединение между рычагом переключателя и коленчатым валом выполнено таким
образом, что при вращении коленчатого вала рычаг переключателя вращается вместе с валом, но при этом
рычаг переключателя может перемещаться независимо от коленчатого вала. На панели переключателя
размещено множество концентрических круглых контактных полос, каждая из которых снабжена двумя
расположенными напротив друг друга изолированными участками. Это разделяет всю пластину на четыре
сегмента, из которых, например, верхний и нижний могут быть проводящими сегментами, а правый и левый —
изолированными.
Рычаг переключателя соединен с коленчатым валом 21 таким образом, что когда коленчатый вал
останавливается за счет зацепления с описанным блокирующим устройством, рычаг переключателя всегда
будет находиться на одном из изолирующих сегментов переключателя, и ток к двигателю подаваться не
будет. Следовательно, для запуска двигателя необходимо сначала переместить рычаг выключателя из
неактивных сегментов в активные сегменты выключателя. Для перемещения рычага выключателя на
стандартной детали 2 установлена прямоугольная возвратно-поступательная рама, снабженная средствами
для первоначального перемещения рычага выключателя из его положения покоя на изолированном сегменте
в активное или проводящее состояние. Поскольку верхний прижимной элемент или прессовая головка имеет
значительный вес и быстро опускается на нижний прижимной элемент или заготовку в окончательное
положение прессования, травма рук оператора может произойти, если они не будут полностью убраны с
заготовки или опоры перед опусканием прессовой головки. Поэтому я предпочитаю использовать в сочетании
со своим прессом защитный кожух, перемещаемый независимо от прессовой головки и соединенный со
средствами разблокировки механизма фиксации кривошипа и запуска приводных механизмов таким образом,
чтобы подача энергии для перемещения головки в положение прессования была невозможна до тех пор, пока
защитный кожух, который предпочтительно полностью окружает опору заготовки в рабочем положении, не
будет опущен в такое положение, которое исключает возможность защемления рук оператора между
прессовыми элементами.
На изображенной здесь машине я показал защитный кожух, сконструированный и расположенный таким
образом, что сам кожух опускается в рабочее положение и одновременно разблокирует кривошип и
перемещает рычаг выключателя для запуска двигателя. Однако я не ограничиваюсь этой конструкцией,
поскольку необходимо лишь одновременное приведение в действие указанных частей, и они могут
приводиться в действие либо вручную, либо другими способами. Как показано на рисунке, пресс снабжен
защитным кожухом 74, предпочтительно выполненным из листового металла, проволочной сетки или другого
легкого материала и поддерживаемым рамой 75, которая шарнирно установлена с помощью подшипников 76
на валу 11, на котором шарнирно закреплена верхняя головка пресса. В данном случае защитный кожух 74
снабжен рукояткой 77, с помощью которой кожух может подниматься и опускаться независимо от прессовой
головки, как показано на рис. 2, и предусмотрены средства для надежного соединения кожуха с рамой
перемещения выключателя и с фиксирующей планкой с целью одновременного разблокирования
приводимого в действие силового механизма и подачи к нему питания.
С этой целью отливка, образующая подшипники 76 и к которой крепится защитный кожух, снабжена
выступающим назад рычагом 78, соединенным шарнирным звеном 79 с рычагом 80 на валу 81,
установленном в подшипниках на основной раме и снабженном коротким вертикально расположенным
рычагом 82, который соединен звеном 83 с горизонтальной фиксирующей планкой 37. Вертикальная тяга 79
также соединена с одним концом качающегося рычага 84, шарнирно закрепленного в точке 85 на опоре,
соединенной с основной рамой, а другой конец рычага 84 соединен тягой 86 с нижней планкой подвижной
рамы рычага переключателя. Таким образом, как видно, особенно из рис. 2, когда защитный кожух 74
опускается в рабочее положение, практически полностью закрывая прижимные элементы и предотвращая
возможность аварии, фиксирующая планка 37 перемещается в свое максимально переднее положение,
освобождая тем самым кривошип от стопорных и блокирующих устройств, расположенных на переднем конце
стопорной планки, и приводя в рабочее положение устройства на заднем конце планки 37. Одновременно с
этим, выдвижная рама для рычага переключателя, включающая поперечную планку 65, опускается в самое
нижнее положение, вызывая перемещение рычага переключателя (к нижнему рабочему сегменту
переключателя) и приводя в движение двигатель и коленчатый вал, тем самым поворачивая прессовую
головку вниз в положение прессования, где она блокируется стопорными и блокирующими устройствами на
заднем конце стопорной планки 37.
На рисунке 1 показаны детали в том виде, в котором они находятся в конце этого движения, при этом рычаг
переключателя перемещен с помощью коленчатого вала на правый или передний неподвижный сегмент
переключателя. Также видно, что при поднятии защитного кожуха 74 фиксирующая планка 37 смещается
назад, а выдвижная рама поднимается, перемещая рычаг переключателя в верхний подвижный сегмент,
запуская двигатель и поворачивая головку пресса в поднятое положение, где она удерживается механизмом
блокировки на переднем конце фиксирующей планки. — Таким образом, совершенно очевидно, что, поскольку
защитный кожух 74, фиксирующая планка 37 и механизм управления двигателем соединены вместе для
совместного и одновременного перемещения, рука (или нога) оператора может быть приложена к любой
удобной точке любой части соединенного механизма для осуществления совместного и одновременного
перемещения нескольких частей. Мне удобно приводить эти детали в движение с помощью рукоятки,
прикрепленной к защитному кожуху и управляемой рукой оператора, но я хочу, чтобы было понятно, что эти
соединенные детали могут одновременно приводиться в действие оператором любым желаемым способом.
Я предпочитаю оснастить защитный кожух 74 механизмом противовеса, в данном случае включающим
пружины противовеса 87, а также средства для регулируемого ограничения перемещения кожуха, состоящие
в данном случае из стопорного стержня 88, соединенного с рычагом 78 и аналогичным рычагом,
закрепленным на другом подшипниковом узле кожуха (не показан) и проходящего вниз через направляющие
отверстия в кронштейнах 90, закрепленных на основной раме (см. рис. 1 и 2), при этом стержень 88 снабжен
резьбовыми участками, на которых расположены стопорные гайки 91 или стопорные кольца для зацепления с
кронштейнами 90 и ограничения перемещения кожуха вниз, а также вверх. Когда защитный кожух находится в
поднятом положении, как показано на рис. 2, кривошип блокируется рычагом 42 и рычагом 45 на левом конце
стопорной планки 37. При опускании защитного кожуха 74 в положение, обозначенное пунктирной линией на
рис. 2, соединительные элементы 89, 79, 84 и 86 приведут в действие перемещение рамы рычага
выключателя и, следовательно, перемещение рычага выключателя из неподвижного положения в
проводящее положение, в результате чего ток будет подаваться на двигатель.
Соединение между защитным кожухом и рамой, перемещающей переключатель, отрегулировано таким
образом, что рычаг переключателя не будет перемещен в рабочее положение относительно подвижного
сегмента, и кривошип не будет освобожден из положения, показанного на рис. 2, до тех пор, пока защитный
кожух 74 не будет полностью перемещен в рабочее положение. Если рука оператора или часть его руки
упрется в опору и кронштейн, защитный кожух 74 остановится в своем опускании до того, как рычаг
переключателя 53 будет перемещен достаточно далеко для запуска двигателя, и, следовательно, пресс не
сможет работать, пока защитный кожух 74 не будет опущен в такое положение, которое исключает
возможность травмы оператора. Разблокировка фиксирующего устройства может происходить на очень
короткий промежуток времени раньше срабатывания выключателя, чтобы избежать опасности того, что
двигатель начнет прилагать свою движущую силу, пока кривошип все еще надежно удерживается от
движения. Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю,
что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_217923.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=217923&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB217923A
[]
Усовершенствованная дробилка для угля и других материалов. Альберт, Брюссель, Бельгия, подданный
Бельгии, настоящим заявляет о природе данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: — Данное изобретение относится к
измельчителям угля и других материалов, в которых обрабатываемый материал подвергается воздействию
вращающихся лопастей или битеров, работающих в камерах, через которые проходит материал, и целью
изобретения является создание усовершенствованного измельчителя такого типа, который будет давать
однородный и мелкодисперсный продукт из любого вида угля без специальной предварительной обработки. В
ранее предложенном измельчающем аппарате указанного выше типа обрабатываемый материал после
предварительной обработки ударными измельчителями проходит через камеру, содержащую вращающийся
элемент, снабженный большим количеством радиальных лопаток, чередующихся с неподвижными лопатками,
в камеру, содержащую вытяжной вентилятор, при этом предварительные измельчители, радиальные лопатки
и вытяжной вентилятор установлены на общем валу и расположены в отдельных камерах, сообщающихся
друг с другом через отверстия, образованные в стенках камер концентрично общему валу.
Согласно изобретению, измельчитель включает в себя фланцевый барабан с поворотными молотками,
лопастной диск и всасывающий и нагнетательный вентилятор, установленные на общем валу и работающие в
отдельных камерах, которые сообщаются друг с другом через отверстия, образованные в стенках камер
концентрично общему валу. Уголь или другой материал сначала поступает в камеру, содержащую барабан с
фланцами, и измельчается.
засасывается в камеру, содержащую лопастной диск, который измельчает его до неощутимого порошка, в
котором он проходит в камеру вентилятора и выгружается. В предпочтительном варианте конструкции
приводной вал измельчителя также приводит в действие приводное устройство для шнекового конвейера,
который подает измельчаемый материал в аппарат. Данная конструкция включает в себя храповое колесо,
закрепленное на валу червячного конвейера, которое перемещается вперед с помощью собачки,
удерживаемой качающимся рычагом с регулируемым ходом. Прилагаемый чертеж в качестве примера
демонстрирует один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Рисунок 1 представляет собой
боковой вид аппарата; Рисунок 2 представляет собой разрез по линии a-b на Рисунке 1; Рисунок 3
представляет собой вид сбоку приводного механизма червячного конвейера. Измельчитель представляет
собой корпус, состоящий из двух частей 1, 2, скрепленных с обеих сторон шарнирными соединениями 3, 3.
Аппарат разделен на 3 отсека A, B и C, сообщающихся друг с другом через отверстия, предусмотренные в
разделительных стенках, как показано на рисунке 2.
Внутренняя поверхность верхней части корпуса камеры А полностью облицована съемными пластинами 4 из
твердой литой стали. Внутренняя часть нижней части корпуса образована съемной цельной пластиной 5,
изготовленной из цельного куска очень прочной стали. Корпус вентилятора также состоит из 2 частей 6, 7, и
его ось совпадает с осями других камер. Таким образом, верхние части корпусов дробилки и вентилятора
могут открываться так, как если бы они представляли собой единое целое. Общий вал 8 измельчителя и
вентилятора выполнен из одной детали и поддерживается двумя шариковыми подшипниками 9. В камере А на
валу 8 закреплен барабан 10 с фланцами, а между фланцами барабана установлены 2, 3 или 6 молотков 11
подходящей массы, способных колебаться вокруг своих осей. Молотки вращаются со скоростью, достигающей
40-50 оборотов в секунду, и ударяют по измельчаемому материалу, который подается в бункер 12, имеющий
червячный конвейер, приводимый в движение храповым колесом 13, и производительность которого в час
регулируется специальным ручным регулирующим устройством, описанным ниже.
Диск 14 с лопастями 14 закреплен на валу 8 в камере B, а ступица рабочего колеса вентилятора 15
установлена в камере C. Образовавшиеся при первом ударе обломки отбрасываются к корпусу, снабженному
стальной облицовкой 4, и отбрасываются обратно под воздействием последующих ударов благодаря
зубчатой форме облицовки. Полученные таким образом очень мелкие частицы, подвергающиеся
многократным ударам молотков, засасываются вентилятором 15 и проходят через вторую шлифовальную
камеру B, где сталкиваются с подвижными лопастями 14, закрепленными на краю диска 14, что приводит к их
измельчению до неощутимого состояния. Для измельчения более твердых материалов, таких как кокс, к
описанному выше аппарату прилагается дополнительная камера измельчения (дробления), расположенная
между молотками и пластиной с диском: воздух, необходимый для сгорания измельчаемых горючих
материалов, подается через ряд отверстий 27, 28, выполненных в корпусах вентилятора и дробилки и
предназначенных для регулирования с помощью перфорированных дисков или регистров, не показанных на
чертеже, что позволяет регулировать объем всасываемого воздуха вручную.
Регулируемый привод червячного конвейера осуществляется от ведущего вала, который вращает
ступенчатые шкивы 18 и 19 через зубчатые колеса 16, 17 и ремень 20. Свободно вращающийся шкив 19 на
конце вала червячного конвейера приводится в действие посредством штифта 21, закрепленного на шкиве 19,
и воздействует на шатун 21, соединенный с качающимся рычагом 22. На конце этого качающегося рычага
находится второй шатун 23, соединенный с рычагом 24, качающимся на продолжении вала червячного
конвейера. Свободный конец рычага 24 имеет собачку 25, входящую в зацепление с храповым колесом 13.
Смещение нижнего конца шатуна 23, которое может осуществляться с помощью винтового регулятора 26,
позволяет увеличить или уменьшить ход колебательного рычага 24, так что перемещение храпового колеса
13 вперед может регулироваться ручным винтом 26. Вентилятор 15 предназначен для создания низкого
давления в камерах А и В, чтобы отводить весь неощутимый на ощупь продукт, образующийся в аппарате,
исключая гранулы; низкое давление предотвращает их пребывание во взвешенном состоянии в воздухе.
Кроме того, объем воздуха, подаваемого вентилятором, рассчитан правильно, так что одновременно он
обеспечивает количество воздуха, необходимое для полного сгорания измельченного угля. Дополнительный
воздух может забираться непосредственно снаружи через отверстие 28. Таким образом, вентилятор 15
работает таким образом, что заставляет измельчаемый уголь проходить через различные камеры
измельчения с момента поступления угля в аппарат до момента его выхода из него, и направляет весь
полученный измельченный уголь под давлением в камеру сгорания топки или котла. Подробно описав и
определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_217924.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=217924&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB217924A
[]
Усовершенствования в конструкции роторов турбин с упругой жидкостью и методы предотвращения
тангенциальной вибрации лопаток. Компания Limited, британская компания, зарегистрированный офис
которой находится по адресу: Crown House, Aldwych, London, W.C. 2. Соединенные Штаты Америки
(подданные Великобритании) настоящим заявляют, что характер данного изобретения и способ его
осуществления должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: В больших паровых
турбинах, работающих в условиях... Обрабатываемая часть турбины, находящаяся в зоне низкого давления,
приобретает огромные размеры. Например, один фунт пара при давлении 250 фунтов и перегреве 250
градусов имеет При расширении до вакуума, соответствующего 29 дюймам ртутного столба, его объем
составляет приблизительно 600 кубических футов, а при дальнейшем расширении до... В вакууме ртути его
объем достигает порядка 1200 кубических футов. Это означает, что для работы с таким объемом пара в
нижней части турбины требуется большая площадь лопаток или лопастей. В первую очередь, конечно, это
было достигнуто за счет увеличения диаметра низконапорной части ротора и длины лопаток.
Однако возможный диаметр определенно ограничен необходимостью поддержания периферийной скорости в
безопасных пределах, и по мере увеличения мощности турбин и улучшения достигаемого вакуума лопатки
вскоре достигли такой длины, при которой возникали трудности из-за тангенциальной вибрации лопаток,
которая вызывала усталость металла и разрушение лопаток. Станет понятно, что при тангенциальной
вибрации Под вибрацией ведер мы подразумеваем колебание ведер в плоскости кольца или ряда ведер.
Наличие тангенциальной вибрации в длинных лопатках было обнаружено на ранних этапах разработки
турбин, и первым предложенным решением стало скрепление или соединение лопаток в одной или
нескольких точках между их концами для придания им жесткости или устойчивости. Однако, хотя в некоторых
случаях это и приносило пользу, проблему решить не удалось, поскольку, несмотря на такое укрепление или
обвязку, случались поломки ведер, которые нельзя было объяснить ничем иным, кроме тангенциальной
вибрации.
Ещё одним предложенным решением было увеличение веса и жёсткости ковшей для достижения ими такой
высокой собственной частоты колебаний, чтобы они были свободны от вибраций. Однако это не было
практичным решением проблемы, поскольку дополнительный вес ковшей слишком сильно увеличивал
центробежные напряжения, что делало крепление ковшей к колесу или барабану очень сложным, если не
невозможным. Кроме того, добавление веса к ковшам для повышения их жесткости вскоре достигает своих
пределов из-за быстрого увеличения центробежных напряжений, которые вскоре станут настолько велики, что
разорвут ковши пополам. С другой стороны, предлагаемое снижение периферийной скорости для
уменьшения возникающих центробежных напряжений, безусловно, являлось шагом в неправильном
направлении, поскольку означало ухудшение экономичности при том же количестве ступеней или
необходимость добавления дополнительных ступеней с соответствующими более высокими затратами. В
результате была проведена четкая проверка длины лопаток и использованы другие методы, такие как так
называемые турбины «двойного потока» и «перекрестного типа», для получения необходимой площади
лопаток для эффективной работы.
Однако, несмотря на удовлетворительные характеристики во многих отношениях, эти машины вызывают
серьезные возражения: они больше и дороже, чем машины с «однопоточным» потоком, и не обеспечивают
возможности достижения столь высокой эффективности. Разумеется, хорошо известно, что турбина по сути
является высокоскоростной машиной, и для повышения эффективности используются все более высокие
скорости вращения лопаток. В качестве иллюстрации: если двадцать лет назад средняя скорость ковша
составляла около 325 футов в секунду, а десять лет назад — 650 футов в секунду, то в последнее время
используются скорости ковша в 800 футов в секунду, и даже предлагаются более высокие скорости. Это
потребовало использования лопаток все меньшей и меньшей массы при заданной длине в низконапорной
части турбины, чтобы центробежные напряжения оставались в допустимых пределах. В современных
аналогах меньший вес достигается за счет сужения лопаток по толщине или ширине, или по толщине и
ширине одновременно от основания к кончикам.
Обклеивание ведер бумагой приводит к увеличению некоторых природных ресурсов. Однако даже при такой
конструкции лопаток предел по длине быстро достигается из-за того, что в практической конструкции лопаток
собственную частоту колебаний невозможно увеличить на желаемую величину, и было признано, что если
собственная частота колебаний слишком приблизится к нормальной рабочей скорости турбины, то, вероятно,
возникнет тангенциальная вибрация серьезного характера. В номере лондонского издания от 9 февраля 1923
года, на странице 186, авторы заявляют: «Это давно стало стандартным правилом среди производителей,
использующих методы крепления…» (лопасти к ротору) "расчетная критическая скорость лопасти должна
быть как минимум в 3,5 раза больше рабочей скорости, если необходимо избежать отказов лопастей из-за
проблем с вибрацией." (Примечание: Под «критической скоростью лопасти» авторы подразумевают
собственную частоту колебаний.) Это правило означает, что для турбины, работающей со скоростью 30
оборотов в секунду, следует использовать лопатки с расчетной собственной частотой колебаний менее 10⁵ в
секунду, что на практике ограничивает максимальную длину лопаток до такой степени, что крупные
однопоточные турбины построить невозможно.
Опять же, для ковшей любой заданной длины желательно делать их как можно легче, чтобы снизить
центробежное напряжение, но обычно ковши делают тяжелее, чем необходимо с точки зрения напряжений,
чтобы достаточно повысить их жесткость и привести их собственную частоту колебаний в соответствие с
вышеизложенным правилом. Целью нашего изобретения является создание усовершенствованного ротора
турбины, в котором лопатки с собственными частотами тангенциальной вибрации менее чем в 3,5 раза
превышающими нормальную рабочую скорость, могут безопасно использоваться и будут полностью
свободны от тангенциальной вибрации при нормальной рабочей скорости, а также разработка методов,
позволяющих достичь этого результата. Благодаря нашему изобретению мы можем безопасно использовать
ковши, собственная частота тангенциальной вибрации которых не только несколько меньше, чем в 3,5 раза
превышает нормальную рабочую скорость, но даже находится в непосредственной близости от нее, что
позволяет нам использовать более длинные и легкие ковши, чем это считалось возможным ранее, с учетом
требований безопасности.
В одном известном нам случае ковши длиной 34 дюйма первоначально использовались в последнем ряду
большой турбины. Однако со временем эти ведра пришли в негодность и в конце концов были заменены.
бюджеты обусловлены низким значением их собственной частоты колебаний. Однако благодаря нашему
изобретению мы теперь можем с абсолютной безопасностью использовать ведра длиной 34 дюйма и даже
длиннее. Мы обнаружили, что при каждой скорости вращения ковши ковшового ряда имеют определенную
собственную частоту тангенциальных колебаний, числовое значение которой возрастает со скоростью в
соответствии с определенными законами, упомянутыми ниже, и что когда эта собственная частота при данной
скорости вращения в два или три раза превышает такую скорость вращения, может возникнуть опасная
тангенциальная вибрация. Вероятные причины этого более подробно изложены ниже. Мы обнаружили, что на
практике ковш или ряд ковшей, имеющие собственную частоту колебаний при заданной скорости вращения, в
четыре или более раз превышающей эту скорость, обладают такой жесткостью по сравнению со скоростью и
амплитудой колебаний, которые возникают, что вероятность возникновения неполадок невелика. Именно по
этой причине производители турбин, произвольно следуя вышеизложенному правилу, обычно избегали
проблем.
Однако, как будет указано ниже, целесообразно избегать работы на частотах тангенциальных колебаний, в
четыре раза превышающих скорость вращения, и наше изобретение позволяет нам это сделать. Кроме того,
мы обнаружили, что если собственная частота тангенциальной вибрации ковшей ковшового ряда при
нормальной рабочей скорости не является настолько кратной нормальной рабочей скорости, то опасные
тангенциальные вибрации не возникают. В этой связи следует особо отметить, что собственная частота
тангенциальных колебаний ковша или ряда ковшей при заданной скорости вращения не совпадает с его
собственной частотой. Кроме того, помимо вышеизложенного, мы обнаружили, что собственная частота
тангенциальных колебаний ковшей ковшового ряда для любой конкретной скорости вращения ротора, а
следовательно, и частоты, кратные этой скорости, могут быть точно определены в определенных пределах,
как более подробно указано ниже. Скорости, при которых происходит тангенциальная вибрация ковшей
ковшового ряда, то есть скорости, соответствующие частотам тангенциальной вибрации, кратным рабочей
скорости, можно назвать «критическими скоростями».
«Согласно нашему изобретению, мы используем в тех частях турбины, где это целесообразно, лопатки,
имеющие собственные частоты тангенциальных колебаний менее чем в 3,5 раза превышающие нормальную
рабочую скорость, и затем мы так пропорционально или «настраиваем» ряды лопаток, построенные из таких
лопаток, чтобы скорости вращения ротора, при которых собственные частоты тангенциальных колебаний
рядов лопаток соответствуют двукратному, трехкратному и, предпочтительно, четырехкратному превышению
нормальной рабочей скорости турбины, ни в коем случае не были приблизительно равны нормальной
рабочей скорости и были отрегулированы на величины, обеспечивающие коэффициент запаса прочности,
благодаря которому тангенциальные колебания не будут возникать при нормальной рабочей скорости». На
чертеже, на фиг. 1 показан вид сверху испытательной машины, используемой для осуществления нашего
изобретения, при снятой крышке корпуса; на фиг. 2, 3 и 4 показаны ее детальные виды; на фиг. 5
представлена схема цепей, используемых в связи с испытательной машиной, показанной на фиг. 1-4; на фиг.
6, 7, 8, 9 и 10 представлены воспроизведенные типичные записи осциллографа; на фиг. 11 и 12 представлены
схемы; на фиг. 13 показан боковой вид, частично в разрезе, ротора турбины, в связи с которым показаны
варианты осуществления нашего изобретения по коррекции ковшовых рядов для компенсации
тангенциальной вибрации; на фиг. 14 показан боковой вид части ротора другого типа, отличного от
показанного на фиг. 13, и в связи с которым может быть осуществлено наше изобретение; на фиг. 15 показан
детальный вид сверху ковшового ряда, показанного на фиг. 14; На рисунке 16 показан дополнительный метод
определения собственной частоты тангенциальных колебаний ведра или ряда ведер в неподвижном
состоянии.
При реализации нашего изобретения мы берем элемент, несущий ковш, который может быть выполнен в
форме колеса или барабана, как это обычно используется в настоящее время, и устанавливаем на него
обычным или желаемым способом ковши, которые, согласно расчетам или опыту, имеют собственную частоту
колебаний менее чем в 3,5 раза превышающую нормальную рабочую скорость турбины. Затем мы
определяем... Способом, описанным ниже, или любым другим подходящим способом, определить скорости
вращения ротора, при которых собственные частоты тангенциальных колебаний лопаток кратны скоростям
вращения ротора. Затем мы сравниваем эти скорости вращения ротора, которые можно назвать
«критическими скоростями», с нормальной рабочей скоростью, при которой должен вращаться ротор. Если
эти критические скорости отклонить от нормальной рабочей скорости на величины, обеспечивающие
разумный запас прочности, то такой ротор можно использовать без опасности разрушения лопаток из-за
тангенциальной вибрации. С другой стороны, если какая-либо из таких критических скоростей близка к
нормальной рабочей скорости, то такой ротор нельзя безопасно использовать до тех пор, пока ряд или ряды
ковшей, имеющих критические скорости, близкие к нормальной рабочей скорости, не будут модифицированы
одним или несколькими из способов, указанных ниже, для изменения их собственной частоты тангенциальных
колебаний путем ее повышения или понижения, чтобы сместить такие критические скорости от нормальной
рабочей скорости.
Для наблюдения или регистрации критических скоростей для ковшового ряда, то есть скоростей, при которых
собственные частоты тангенциальных колебаний кратны рабочей скорости, мы можем использовать любые
средства, приспособленные для ковшового ряда, но предпочтительнее использовать стандартные
осциллографы и измерительную катушку. Возможный вариант расположения показан на рисунках с 1 по 5
включительно. На рисунке 1 цифра 20 обозначает корпус, который в данном случае представляет собой
корпус специальной машины для испытания колес. Показана только нижняя часть корпуса, верхняя часть
опущена, чтобы показать внутреннюю структуру. Верхняя часть выполнена в виде купола, который, будучи
прикрепленным болтами к нижней части, образует герметичный кожух. Корпус снабжен подшипниками 21, в
которых установлен вал 22. На валу 22 установлен тяжелый, практически не вибрирующий диск 23, а рядом с
ним – лопаточное колесо турбины 24, лопатки 27 которого должны быть испытаны на тангенциальную
вибрацию. Изображенное на рисунке ковшовое колесо представляет собой воспроизведение известного
стандартного типа, включающего в себя...
Ведра 27 крепятся с помощью соединения типа «ласточкин хвост», как показано на рисунке 28. На внешних
концах ковшей имеются шипы 29, которые удерживают крышку ковшей 30 на месте; шипы проходят через
отверстия в крышке ковшей и заклепываются на своих концах, чтобы закрепить крышку ковшей на месте.
Крышка ковша изготавливается из секций обычным способом, таким образом, ковши ряда разделяются на
группы, причем ковши каждой группы соединены секцией крышки ковша. К валу 22 подсоединена подходящая
машина для вращения. На изображении показана паровая турбина Т. Как указано выше, корпус 20
герметичен, и во время проведения испытаний к корпусу подключается вакуумный насос, который включается
для поддержания в нем необходимого вакуума, при этом через корпус одновременно циркулирует небольшое
количество пара для охлаждения турбинного колеса. В противном случае колесо, даже вращаясь в
достаточно хорошем вакууме, может чрезмерно нагреться из-за трения о окружающую среду.
Для подключения вакуумного насоса и охлаждающего пара предусмотрены соответствующие трубы (не
показаны на рисунке). На диске 23 и рядом с его периферией установлена исследовательская катушка 3.1,
имеющая сердечник 32, снабженный удлинителем 33, который выступает в непосредственной близости от
внешних концов лопаток 27. Поскольку эта катушка расположена внутри корпуса 20, она должна быть
паронепроницаемой, и с этой целью ее можно полностью поместить в металлический корпус. В данном
случае катушка 31 показана расположенной внутри торца трубки 34 из магнитного материала. Конец трубки 34
закрыт крышкой 35 из латуни или аналогичного материала, удерживаемой на месте фланцем 36 на
сердечнике 32, при этом внутренний конец сердечника 32 снабжен саморезы в стене 37 для крепления
собранных деталей. Электрические соединения с катушкой 31 осуществляются с помощью подходящего
пароизолированного и защищенного от пара провода, а именно провода в металлической оболочке, как
показано на рисунке 38. Трубка 34 установлена в отверстии по периметру диска 23 и поддерживается на
концах U-образными кронштейнами 39, прикрепленными к диску, как показано на рисунке 1. Концы трубки 34
имеют резьбу для установки контргаек 40, которые служат для удержания трубки, а также позволяют
регулировать ее положение в осевом направлении.
Провода от катушки 31 проложены вдоль боковой стороны диска 23 и выведены через вал 22 к контактным
кольцам 41 на валу. На отметке 42 расположены щетки, которые воздействуют на контактные кольца.
Прикреплено к Это полоска магнитного материала 43, конец которой (43 дюйма) обращен к боковой стороне
выступающего сердечника 33 и образует якорь для сердечника. При такой конфигурации видно, что любые
перемещения лопаток 27 в плоскости колеса относительно выступающего сердечника 33 будут приводить к
перемещению якоря 43a к выступающему сердечнику и от него, тем самым направляя магнитную цепь и,
следовательно, ток в катушке 31. Поскольку катушка 31 и выступающий сердечник 33 закреплены
относительно колеса и вращаются вместе с ним, катушка находится в положении, позволяющем
регистрировать тангенциальные колебания лопаток. На рисунке 5 показаны электрические соединения
катушки 31 с усилителем и осциллографом. На этом рисунке для наглядности жесткий диск 23 и ковшовое
колесо 24 изображены обычным способом и как аномально смещенные вбок, чтобы контуры были более
отчетливо видны.
Провода 38 от катушки 31 выходят через вал 22 и соединяются с контактными кольцами 41 и щетками 42, как
уже было описано. Щетки 42 соединены выводными проводами 44 с первичной обмоткой 44а
трансформатора, и в этой цепи имеется подходящий источник постоянного тока 44h, который вызывает
протекание тока. «Обмотка 45 трансформатора подключена к соответствующему усилителю для усиления
колебаний тока». Эти принципы хорошо известны в электротехнической области и не требуют здесь
специального описания. В схеме усилителя, подключенной к вторичной обмотке 45, усилительная лампа
обозначена цифрой 46. Это вакуумированная трубка, снабженная горячим катодом 47, пластиной или анодом
48 и сеткой 49. Батарея 50 подает ток на катод 47, а реостат 51 служит для регулирования тока, проходящего
через катод. Схема соединяет пластину 48 с катодом 47 через источник тока 0,52, и в этой схеме подключена
первичная обмотка 53 трансформатора, вторичная обмотка 54 которого подключена к осциллографу, как
будет описано далее.
Батарея напряжением 55 вольт в несколько вольт подключена к сетке, как показано на рисунке, для создания
отрицательного смещения на сетке. Принцип работы усилителей такого типа хорошо изучен. Колебания
напряжения, возникающие во вторичной обмотке. Изменения потенциала сетки вызывают значительные
изменения тока, протекающего в цепи пластины 48. Эти усиленные изменения тока вызывают
соответствующие колебания тока во вторичной обмотке 54, что приводит к работе осциллографа.
Осциллограф, схематически изображенный в верхней части рисунка 5, является стандартным прибором,
хорошо известным в электротехнике, предназначенным для получения и записи изображений,
представляющих собой колебания электрических токов от момента времени к моменту. Эти изображения
могут быть получены путем проецирования точки света на матовое стекло или зеркало, либо могут быть
навсегда записаны на фотопленку. Магниты поля осциллографа указаны под номером 56. Они соединены
выводными проводами 57 с подходящим источником постоянного тока, указанным линиями питания 58.
Соседние файлы в папке патенты