Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2955
.pdf
При измерении уровня жидкости поплавок воздействует на стержень 107. В качестве химических значений
рассматриваются такие величины, которые изменяют положение одного из элементов во время измерения. В
качестве примера можно привести измерение состава дымовых газов, в котором колокол газоанализатора
взаимодействует со стержнем 107. Аналогичным образом могут быть использованы примеры изобретения,
представленные на рисунках 3 и 4. Хотя я показал систему, воплощающую механизмы некоторых детальных
конструкций, следует понимать, что это сделано лишь для иллюстрации принципов изобретения, и что многие
модификации и изменения в детальном механизме могут быть внесены без отступления от сущности или
объема изобретения. Поэтому я не хочу, чтобы меня воспринимали как человека, ограничивающего других, за
исключением случаев, когда это необходимо.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_226252.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=226252&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB226252A
[]
Усовершенствования в области автоматических устройств управления, работающих с помощью потока
проточной воды или другой жидкости, или относящиеся к ним.
Мы, компания «Газ Лайт и Кокс», расположенная по адресу: Хорсферри Роуд, 84, Вестминстер, юго-запад 1,
графство Лондон, британская компания, и Джеймс Марр Филлипс, инженер-строитель завода по производству
смолы и аммиака компании, Бектон, восточная часть, графство Лондон, британский подданный, настоящим
заявляем, что данное изобретение имеет следующий характер: данное изобретение относится к
усовершенствованиям автоматических устройств управления, работающих с помощью потока проточной воды
или другой жидкости. Несмотря на то, что настоящее изобретение имеет практически повсеместное
применение, ниже оно будет описано на примере его общего применения в автоматическом подъеме
жидкостей. При реализации настоящего изобретения жидкость, которую необходимо поднять, стекает под
действием силы тяжести в закрытый сосуд или емкость, из которой она выталкивается на более высокий
уровень с помощью сжатого воздуха, пара или другой газообразной среды, воздействующей на поверхность
указанной жидкости. Процесс состоит из двух фаз: первая — это самотек или приток жидкости в приемник и
удаление содержащегося в нем воздуха, а вторая — это удаление жидкости из приемника с помощью сжатого
воздуха, пара или другой газообразной среды, подаваемой над его верхней поверхностью.
Периодичность этих фаз работы неизбежно будет меняться в зависимости от условий ввода и высоты, на
которую необходимо поднять жидкость. Для изменения этой периодичности предусмотрены соответствующие
средства, описанные ниже. Ресивер для жидкости снабжен входными и выходными или напорными трубами и
соответствующими клапанами, а также патрубком для подключения сжатого воздуха, пара или другой
газообразной среды, который осуществляется через автоматический механизм управления. Этот
автоматический механизм управления состоит из одного или нескольких клапанов или кранов, регулирующих
подачу и отвод сжатого воздуха, которые снабжены двусторонними рычагами, к каждому концу которых
прикреплен или подвешен сосуд, открытый сверху и снабженный отводным клапаном снизу. Вода или другая
жидкость подается в эти сосуды по гибкой трубе и сначала направляется в один из указанных сосудов, и когда
в нем накапливается достаточное количество воды, чтобы преодолеть сопротивление рабочих кранов, рычаг
автоматически нажимается под действием указанного веса воды, пока сосуд не остановится на дне корпуса,
который закрывает механизм, и при этом открывает сливной клапан и позволяет содержащейся в нем воде
вытекать.
Это же движение изменяет направление гибкой водопроводной трубы, заставляя ее направлять поток
жидкости в сосуд, подвешенный на противоположном конце рычага, который в этом случае окажется в своем
верхнем положении. Когда в это судно наберется или будет набрано достаточное количество воды,
описанный выше цикл операций автоматически повторится. Упомянутые ранее двурычажные рычаги, помимо
управления воздушными кранами, также предназначены для управления четырьмя вспомогательными
функциями, как описано ниже. Во-первых, они снабжены третьим рычагом, расположенным вертикально и
оснащенным регулируемыми грузами, что обеспечивает надежную работу аппарата. Во-вторых, что
посредством бокового расширения они управляются качающимся рычагом, а гибкая водопроводная труба
направляет поток воды в один из двух подвешенных сосудов в зависимости от движений рычага. В-третьих, с
помощью регулируемых грузов, прикрепленных к горизонтальным рычагам, они управляют периодичностью
двух рабочих фаз, которую таким образом можно изменять в зависимости от условий, в которых применяется
устройство.
В-четвертых, они либо непосредственно, либо посредством соответствующего вспомогательного рычага и
закрепленного на нем шатуна, приводят в движение груз, благодаря чему замедляется ускорение падающего
сосуда и уменьшается последующее воздействие сосуда на дно обсадной трубы. Скорость работы полностью
регулируется скоростью подачи воды или другой жидкости в подвешенные сосуды, которая контролируется
соответствующим краном или клапаном. Подъем жидкости из ресивера можно приостановить в любой
момент, перекрыв подачу воздуха с помощью клапана или крана, который может быть расположен вне
аппарата, и во время прекращения потока аппарат может продолжать функционировать без ущерба для
работы или необходимости перекрывать подачу воды. Описанное устройство будет удовлетворительно
работать под давлением или вакуумом, а также имеет простую конструкцию с минимальным количеством
рабочих частей, все из которых легкодоступны.
Усовершенствования в автоматических системах управления, работающих с помощью потока проточной воды
или другой жидкости, или относящиеся к ним. Мы, компания THE GAS LIGIHT & COKE, расположенная по
адресу: Хорсферри Роуд, 84, Вестминстер, Юго-Западный 1, графство Лондон, британская компания, и
компания JAMES' Make. ФИЛЛИПС, . Инженер-строитель завода по производству смолы и аммиака компании,
Бектон, восточная часть, графство Лондон. Подданные Великобритании настоящим заявляют, что характер
данного изобретения и способ его осуществления должны быть подробно описаны и установлены в
следующем заявлении: Данное изобретение относится к усовершенствованиям или относится к
автоматическим управляющим устройствам, работающим с помощью потока проточной воды или другой
жидкости. Изобретение также может рассматриваться как относящееся к управляющему устройству общего
типа, в котором качающийся рычаг снабжен открытым сверху ведром, подвешенным с каждого конца, причем
указанные ведра попеременно заполняются жидкостью и опорожняются в зависимости от положения рычага.
Данное устройство может применяться для автоматического управления или работы клапанов, кранов,
электрических выключателей, ременных передач, передач сцепления и тому подобного, или любого другого
механизма, требующего периодической работы. В соответствии с главной особенностью настоящего
изобретения мы предлагаем автоматическое устройство управления, включающее многоходовой кран,
приводимый в действие через заданные интервалы времени непрерывным потоком проточной воды или
другой жидкости посредством качающегося рычага, имеющего открытые сверху ведра, подвешенные с
каждого конца, причем указанные ведра попеременно заполняются и опорожняются жидкостью, которая
попеременно перетекает из одного ведра в другое движением указанного рычага. Хотя настоящее
изобретение имеет практически повсеместное применение, ниже оно будет описано на примере его общего
применения для автоматического подъема жидкостей различного рода, и в частности, кислотных, вязких или
других жидкостей, которые нелегко поднять с помощью обычных поршневых или роторных насосов.
В данном применении изобретения подъем жидкости осуществляется по принципу прямого давления или
пульсации, при котором поднимаемая жидкость попеременно подается в закрытую емкость или резервуар,
далее именуемый пульсационной камерой, и выводится из нее с помощью рабочей среды под давлением,
такой как сжатый воздух, пар или другая газообразная среда, при этом заполнение указанной камеры
происходит через самодействующий обратный клапан, а вывод жидкости осуществляется путем открытия
клапана или крана, регулирующего подачу рабочей среды под давлением, тем самым закрывая обратный
клапан у его седла и выталкивая жидкость из камеры через подающую трубу. При подъеме жидкостей с
помощью данного изобретения поднимаемая жидкость не контактирует с рабочим механизмом, и, кроме того,
рабочий механизм может быть установлен на любом расстоянии от пульсационной камеры, через которую
поднимается жидкость. Главное преимущество подъема жидкостей с помощью данного изобретения
заключается в том, что в аппаратах, ранее использовавшихся для этой цели, подача жидкости под давлением
зависела от действия поднимаемой жидкости, будь то по уровню или по давлению, тогда как в данном
изобретении работа клапана или крана, подающего жидкость под давлением, осуществляется посредством
потока проточной воды или другой жидкости, при этом работа клапана не зависит от действия поднимаемой
жидкости.
Таким образом, исключаются все сбои в работе, вызванные песком, коррозией или эрозией, обусловленными
свойствами поднимаемой жидкости, а также заеданием клапанов и тому подобного из-за вязких отложений,
образующихся в результате воздействия поднимаемой жидкости. В процессе эксплуатации изобретения
проводится пробное определение точного времени, необходимого для заполнения и откачки пульсирующей
камеры в условиях, в которых она должна работать, и, соответственно, устанавливается периодическая
фазировка автоматического управляющего механизма, как будет объяснено далее. Для того чтобы настоящее
изобретение было понятным и более легко осуществимым, оно описывается ниже со ссылкой на прилагаемые
чертежи, на которых: — Рисунок 1 представляет собой схему подъема жидкости, причем резервуар, из
которого поднимается жидкость, находится под давлением или вакуумом, которые должны поддерживаться;
Рисунок 2 представляет собой схему подъема жидкости в атмосферных условиях; Рисунок 3 представляет
собой боковой разрез рабочего механизма, и Рисунок 4 представляет собой плановый разрез рабочего
механизма.
На всех рисунках одинаковые детали обозначены одинаковыми порядковыми номерами. Обращаясь более
подробно к рисунку 1 прилагаемых чертежей, следует отметить, что цифра 1 обозначает поднятый резервуар,
2 — сосуд, из которого поднимается жидкость, находящийся под давлением или вакуумом, 3 — механизм
управления, включающий трехходовой кран 4, и 5 — пульсационную камеру, через которую поднимается
жидкость. Жидкость самотеком подается из низкоуровневого резервуара 2 через подающую трубу 6 и
самодействующий обратный клапан 7 в пульсационную камеру 5, вытесненный из нее воздух отводится через
соединительную трубу 8 и уравнительную трубу 9 в резервуар 2, из которого жидкость поднимается,
поддерживая таким образом равное давление между резервуаром 2 и пульсационной камерой 5 и позволяя
жидкости самотеком перетекать из первого во второй. Когда пульсационная камера 5 заполняется жидкостью,
как было определено ранее путем измерения времени в ходе эксперимента, трехходовой кран 4, входящий в
состав рабочего механизма 3, автоматически срабатывает (как описано далее), закрывая тем самым
уравнительную трубу 9 и обеспечивая сквозной проход из трубы 10, обслуживающей рабочую жидкость под
давлением, в соединительную трубу 8, а оттуда в пульсационную камеру 5.
Поскольку давление в пульсационной камере теперь превышает давление в низкоуровневом резервуаре 2,
самодействующий обратный клапан 7 автоматически закрывается, а самодействующий обратный клапан 11
автоматически открывается, в результате чего жидкость, содержащаяся в пульсационной камере 5,
поднимается по подающей трубе 12 в поднятый резервуар 1. Когда пульсационная камера 5 опустеет, как
было ранее определено в ходе измерения времени в процессе испытаний, трехходовой кран 4,
расположенный в рабочем механизме 3, снова автоматически открывается (как описано далее) и
возвращается в исходное положение, в результате чего давление в трубопроводе 10, обслуживающем
рабочую жидкость под давлением, отключается, и открывается уравнительная труба 9, при этом любое
избыточное давление, остающееся в пульсационной камере 5, сбрасывается через соединительную трубу 8 и
уравнительную трубу 9 в резервуар низкого уровня 2. После откачки избыточного давления из пульсационной
камеры 5 самодействующий обратный клапан 11 автоматически закрывается, и когда между резервуаром
низкого уровня 2 и пульсационной камерой 5 достигается равное давление, самодействующий обратный
клапан 7 автоматически открывается, когда пульсационная камера 5 снова начинает заполняться жидкостью,
и цикл работы автоматически повторяется.
В модифицированной конфигурации, показанной на рисунке 2, 1 обозначает поднятый резервуар, 2 — сосуд,
из которого поднимается жидкость, 3 — механизм управления, содержащий трехходовой кран 4, и 5 —
пульсационную камеру, через которую поднимается жидкость. В процессе работы жидкость самотеком
подается из резервуара 2, расположенного на нижнем уровне, через подающую трубу 6 и самодействующий
обратный клапан 7 в пульсационную камеру 5, вытесненный из которой воздух отводится через
соединительную трубу 8 и выпускную трубу 9 в напорную трубу 12. Когда пульсационная камера 5
заполняется жидкостью, как было ранее определено путем измерения времени в ходе эксперимента,
трехходовой кран 4, входящий в состав рабочего механизма 3, автоматически открывается (как описано
далее), закрывая тем самым выпускную трубу 9 и обеспечивая сквозной проход из трубы 10, обслуживающей
рабочую жидкость под давлением, в соединительную трубу 8, а оттуда в пульсационную камеру 5. Подающая
труба 12 имеет открытый конец и опускается внутрь пульсационной камеры 5 примерно на 1/2 дюйма от дна,
так что когда на жидкость, содержащуюся в пульсационной камере 5, подается рабочее давление, как описано
выше, самодействующий обратный клапан 7 автоматически закрывается, и жидкость выталкивается из
пульсационной камеры 5 вверх по подающей трубе 12 в поднятый резервуар 1.
Когда пульсационная камера 5 опустеет, как было ранее определено в ходе измерения времени в процессе
испытаний, трехходовой кран 4, расположенный в рабочем механизме 3, снова автоматически открывается
(как описано далее) и возвращается в исходное положение, в результате чего давление в трубопроводе
подачи рабочей жидкости 10 перекрывается, а выпускная труба 9 открывается, тем самым отводя избыточное
давление и вытесненный воздух через соединительную трубу 8 и выпускную трубу 9 в подающую трубу 12.
Когда между резервуаром низкого уровня 2 и пульсационной камерой 5 достигается равное давление,
саморегулирующийся обратный клапан 7 автоматически открывается, пульсационная камера 5 снова
начинает заполняться жидкостью, и цикл работы автоматически повторяется. Если по какой-либо причине
окажется нежелательным откачивать вытесненный воздух из пульсационной камеры 5 через рабочий
механизм 3, в качестве альтернативного метода это можно сделать довольно просто, обеспечив прямую связь
через небольшое отверстие или соединительную трубу между верхней частью пульсационной камеры 5 и
подающей трубой 12. В этом случае рабочий кран 4, расположенный в рабочем механизме 3, должен быть
снабжен только двухходовым, а не трехходовым краном, поскольку потребуется лишь периодически замыкать
и размыкать сквозное соединение между трубой подачи рабочей жидкости 10 и соединительной трубой 8, а
откачивание вытесненного воздуха из пульсационной камеры 5 будет осуществляться путем прямого
прохождения через подающую трубу 12.
Схема механизма 3 для автоматического управления краном 4, регулирующим подачу рабочей жидкости в
пульсационную камеру 5, показана в проекции на рисунке 3 и в плане на рисунке 4. Как видно из упомянутых
рисунков 3 и 4, механизм 3 состоит из трехходового регулирующего клапана или крана 4, расположенного
между двумя трубами 13 и 14. Этот регулирующий кран 4 автоматически попеременно открывается и
закрывается с помощью качающегося рычага 20, на котором подвешены два ведра 15 и 16, каждое из которых
попеременно заполняется или частично заполняется водой или другой жидкостью, в результате чего частично
заполненное ведро под действием силы тяжести опускается на дно корпуса 17, а пустое ведро
соответственно поднимается. Каждый ! В нижней части ковша 15 и 16 предусмотрены выпускные клапаны 18 и
19, и когда опускающийся ковш достигает дна корпуса 17, этот выпускной клапан 18 или 19 автоматически
открывается, в результате чего вода или другая жидкость, содержащаяся в только что опустившемся ковше
15 или 16, сбрасывается в корпус 17, а оттуда через сливное отверстие 19 в отходы или для последующего
сбора.
В то время как ковш 15 или 16 неподвижно находится в нижней части корпуса 17, другой ковш, который
соответственно поднят с помощью поворотного рычага 20, заполняется водой или другой жидкостью, и когда в
нем накапливается достаточное количество воды или другой жидкости, чтобы преодолеть сопротивление
трения в регулирующем кране 4 и тому подобном, этот ковш под действием силы тяжести опускается в
нижнюю часть корпуса 17, а ковш на другом конце поворотного рычага 20 соответственно поднимается, и цикл
операций автоматически повторяется. Поток воды или другой жидкости подается через трубу 21 и
регулирующий кран 22, а оттуда через гибкую трубу 23 в один из резервуаров 15 или 16. Эта гибкая труба 23
автоматически перенаправляется из одного ведра 15 в другое 16 с помощью поворотного рычага 24,
закрепленного в точке 25 на поворотном штифте 26, который прикреплен к боковой стенке кожуха 17; при этом
поворотный рычаг 24 перенаправляется из одной стороны в другую с помощью удлинительного рычага 27,
прикрепленного к поворотному рычагу 20.
Для обеспечения надежного действия качающегося рычага 24 и его неподвижности до тех пор, пока
качающийся рычаг 20 почти не завершит свой ход, указанный качающийся рычаг 24 снабжен
соответствующими грузами 28. Предусмотрены упоры 29 и 30, предотвращающие чрезмерное качание рычага
24, которые на чертеже показаны как продолжение двух болтов 29 и 30, крепящих шарнир 26 к боковой
стороне корпуса 17. Для обеспечения надежного действия качающегося рычага 20 и для того, чтобы
опущенное ведро 15 или 16 оставалось на дне достаточно долго, чтобы вся вода или другая жидкость могла
из него стечь, указанный качающийся рычаг 20 снабжен вспомогательным рычагом 31, расположенным
перпендикулярно ему, причем этот вспомогательный рычаг 31 снабжен регулируемыми грузами 32.
Периодичность открытия и закрытия регулирующего крана 4, соответствующая периоду, необходимому для
удаления вытесненного воздуха из пульсационной камеры 5 и сброса содержащейся в ней жидкости, будет
изменяться в зависимости от условий установки, при этом соответствующие периоды зависят от высоты
всасывающего патрубка с одной стороны пульсационной камеры 5' и высоты, на которую должна быть
поднята жидкость с другой стороны.
Регулировка этой периодической фазировки осуществляется с помощью регулируемого груза 33,
закрепленного на одном конце качающегося рычага 20, как показано на рисунке 3. Как видно, для опускания
ведра 15 потребуется больше воды, чем ведра 16, благодаря дополнительной силе тяжести, создаваемой
весом и рычагом регулируемого груза 33, способствующей опусканию ведра 16. Поскольку скорость потока
воды или другой жидкости через гибкую трубу 23 постоянна, будет видно, что изменяется время, необходимое
для опускания ведер 15 и 16 соответственно. Для уменьшения силы удара опускающихся ковшей 15 или 16 о
дно обсадной трубы 17, скорость ковшей 15 или 16 при приближении к дну обсадной трубы 17 снижается за
счет подъема регулируемого груза 34. Это осуществляется с помощью вспомогательного рычага 35,
прикрепленного к качающемуся рычагу 20, к которому, в свою очередь, прикреплен соединительный стержень
36, снабженный пазом 37, в котором закреплены два регулируемых упора 38 и 39.
Когда соединительный стержень 36 перемещается вперед или назад — совместно с движением качающегося
рычага 20, вызванным попеременным опусканием ковшей 15 и 16, — регулируемые упоры 38 и 39 входят в
зацепление со штифтом 40, который скользит в пазу 37. Штифт 40 прикреплен к рычагу груза 41, который
шарнирно закреплен на одном конце 42, а на другом конце несет регулируемые грузы 34. Грузовой рычаг 41
перемещается между двумя направляющими пластинами 43, в которых проделаны отверстия 44, в которые
вставлены съемные штифты 45, выполняющие функцию упора с каждой стороны для грузового рычага 41.
Таким образом, регулируется ход грузов 34 и, следовательно, объем работы, совершаемой над ними при
опускании ковшей 15 или 16. Регулируемые упоры 38 и 39, закрепленные в пазу 37 шатуна 36, регулируются
таким образом, чтобы они не зацеплялись со штифтом 40 до тех пор, пока ковши 15 или 16 не пройдут
примерно половину своего хода, и поворотный рычаг 20 не окажется приблизительно в горизонтальном
положении, когда опускающийся ковш 15 или 16 достигает значительной скорости, которая, благодаря
подъему регулируемых грузов 34 через упоры 38 или 39 и штифт 40, значительно снижается, в результате
чего опускающийся ковш 15 или 16 легко опускается на дно корпуса 17.
Когда рычаг 41, несущий грузы 34, достигает или едва проходит вертикальное положение, он автоматически
опускается на противоположную сторону от точки опоры 42, готовясь к обратному ходу, под действием
собственного веса и инерции. Для предотвращения соприкосновения подвешенных ковшей 15 и 16 друг с
другом при подъеме и спуске, корпус 17 снабжен перегородкой 46, а для уменьшения любых толчков, которые
могут возникнуть, когда ковши 15 и 16 достигают дна корпуса 17, клапаны 18 и 19 в нижней части ковшей 15 и
16 снабжены резиновыми амортизаторами 47, которые перфорированы вблизи центра рядом небольших
отверстий 48, чтобы исключить любое всасывающее действие, когда ковши 15 или 16 начинают снова
подниматься. В процессе работы подающая труба для воды или другой жидкости подсоединяется к концу 49
трубы 21, а другой конец трубы 21 закрывается заглушкой 50, в результате чего вода или другая жидкость
отводится через гибкую трубу 23 в один из подвешенных резервуаров 15 или 16, как описано ранее.
Соединение от трубопровода 10, обслуживающего рабочую жидкость под давлением, осуществляется с
концом 51 трубы 13, при этом, когда емкость 15 находится в верхнем положении, рабочая жидкость под
давлением передается через трехходовой кран 4 и трубу 14, конец 52 которой соответствующим образом
соединен с пульсационной камерой 5, а другой конец закрыт заглушкой 53, в пульсационную камеру 5, при
этом содержимое камеры выгружается, как описано ранее. Когда ковш 15 опускается, трехходовой кран 4
автоматически срабатывает, в результате чего соединение с рабочей жидкостью закрывается, а выпускное
отверстие открывается. При этом устанавливается соответствующее соединение между резервуаром низкого
уровня 2 или подающей трубой 12 и концом 54 трубы 13. Избыточное давление и вытесненный воздух из
пульсационной камеры 5 проходят через конец 52 трубы 14, затем через трехходовой кран 4 и конец 54 трубы
13 в резервуар низкого уровня 2 или подающую трубу 12, в зависимости от того, работает ли механизм в
атмосферных условиях или в условиях давления или вакуума, как описано ранее.
Конструкция механизма устроена таким образом, что, открутив гайки 55 на трубах 13, 14 и 21, весь механизм
можно извлечь из корпуса целиком, и, кроме того, корпус, который может быть изготовлен из любого
подходящего материала, предпочтительно из железа или дерева, может быть шарнирно закреплен сзади,
спереди и сверху, что обеспечивает легкий доступ ко всем рабочим частям. Хотя приведенное описание
описывает подходящий и удобный способ реализации изобретения, мы не хотим ограничиваться
подробностями конструкции и работы, как они представлены.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_226253.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=226253&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB226253A
[]
Усовершенствования методов и средств для получения звуковых вибраций. Я, Мелвин Линвуд Севери,
проживающий по адресу: Саут Берендо-стрит, 431, Лос-Анджелес, округ Лос-Анджелес, штат Калифорния,
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 способу и средствам получения звуковых
колебаний и, в частности, предназначено для получения музыкальных тонов любой желаемой громкости,
высоты тона, объема и качества. Изобретение основано на известном принципе, согласно которому, если
магнит или электромагнит прикреплены к диафрагме или другому вибрационному устройству, способному к
звучным колебаниям, и массы якоря перемещаются мимо указанного магнита, например, путем вращения
нескольких якорей, расположенных на концах радиальных рычагов, то вибрационное устройство будет
производить звук или ноту благодаря прерывистому притяжению магнита к якорям.
На ранних этапах разработки фонографа стремились избежать трения иглы о пластинку, и с этой целью было
предложено, чтобы пластинка была вдавлена в железную фольгу, а воспроизводящая игла располагалась на
одном конце постоянного магнита, чтобы сильно намагнитить эту точку воспроизведения, при этом
воспроизведение осуществлялось бы за счет переменного магнитного притяжения. Настоящее изобретение
не касается воспроизведения звуков с грампластинок, первоначально созданных на основе звуковых волн,
вызванных речью, вокальной музыкой и т. д. Целью настоящего изобретения является простое
осуществление получения выбранных звуков или тонов путем определения волновой формы таких звуков или
тонов и искусственного воспроизведения этой формы в конструкции якоря, используемой совместно с
электромагнитом для получения выбранных звуков или тонов. Такое образование звуковых волн можно
считать искусственным, в отличие от случая, когда звуковые волны представляют собой записи самих звуков
и могут считаться естественными.
Согласно данному изобретению, звуковые волны выбранных звуков или тонов искусственно воспроизводятся,
например, основная частота и одна или несколько выбранных обертонов, в конструкции якоря, например,
путем профилирования роторного диска таким образом, чтобы его периферия имела желаемую волнистую
или зазубренную форму, и этот якорь перемещается относительно электромагнита, находящегося в рабочем
соединении с телом, способным к звуковым колебаниям. Частота, амплитуда и характер колебаний могут
изменяться и контролироваться путем изменения формы, характеристик, материала, массы или скорости
движения якоря или той его части, которая простирается в эффективную часть магнитного поля; путем
изменения близости якоря к сердечнику или сердечникам магнита; путем изменения напряжения тока
возбуждения или иным образом изменения силы намагничивания сердечника или сердечников; путем
изменения характеристик звукового тела; и другими способами. Однако форма или профиль диска или дисков
якоря не обязательно должны изменять воздушный зазор, но могут изменять массу железа,
противодействующую полюсу магнита, при постоянном воздушном зазоре.
В любом случае, вызванное изменением значение представляет собой изменение распределения силовых
линий магнитного поля, которое в дальнейшем будет называться распределением магнитного поля. Для
изменения качества или тембра извлекаемого звука один или несколько дисков или элементов ротора могут
иметь периферийную форму или контур, подходящие для создания колебаний, которые будут генерировать
основную частоту, в то время как другой диск или диски имеют такую форму или контур, которые влияют на
колебания таким образом, чтобы создавать или усиливать любые желаемые обертоны или части этого звука,
или даже создавать негармонические колебания там, где это необходимо. Таким образом, становится
возможным получение широкого спектра тональных значений. В описании патентов США № 1 098 983 от 2
июня 1914 года, выданных мне совместно с Джорджем Б. Синклером, и № 1 190 332 от 11 июля 1916 года,
описаны два способа получения звуковых колебаний. Способ, описанный в первом из этих описаний,
заключается в закреплении вблизи диафрагмы, струны или другого подобного тела, снабженного при
необходимости якорем из магнитного металла, электромагнита и попеременном замыкании и размыкании
цепи такого электромагнита с частотой, соответствующей частоте колебаний указанного тела при
воспроизведении тона заданной высоты.
Согласно способу, описанному во втором из указанных пунктов, к электромагниту подавался электрический
ток, изменяющаяся сила притяжения которого вызывала вибрацию звукового тела, а подаваемый таким
образом ток приводился в пульсирующее состояние путем вращения вблизи металлического элемента,
входящего в магнитную цепь, — металлического ротора, периферия которого имела попеременно
приподнятые и углубленные участки или попеременно широкие и узкие участки, и, следовательно,
изменяющуюся массу. Настоящее изобретение упрощает конструкцию и улучшает работу механизма,
обеспечивая действие магнитного ротора в силовом поле электромагнитного сердечника, непосредственно
установленного на звуковом теле или соединенного с ним. В соответствии с этими усовершенствованиями,
устройства могут включать один или несколько валов, каждый из которых снабжен одним или несколькими
роторами или якорями (простыми или составными по желанию), каждый из которых вибрирует
соответствующее звуковое тело. При этом следует понимать, что, хотя изобретение может быть применено к
одному звуковому телу и для получения одной ноты или тона, обычно предусматривается такое количество
электромагнитов, вибрирующих соответствующее им тело или тела, например, деку, язычки, струны,
диафрагмы, трубы и тому подобное, которое необходимо или уместно для полного музыкального инструмента
желаемого типа или класса.
Может быть одно звуковое тело или вибрационный элемент, общий для всех магнитов, как в случае с декой;
или несколько вибрационных элементов, каждый из которых является общим для определенной группы
магнитов, как в случае с несколькими деками или разделенной декой; или отдельное звуковое тело или
вибрационный элемент для каждого магнита, как, например, струнная диафрагма, язычок и тому подобное. На
прилагаемых чертежах я в той или иной степени схематично изобразил способ воплощения или применения
моего настоящего изобретения. На этих чертежах: - Рисунок 1 показывает звуковой сигнал, пригодный для
использования в качестве предупреждающего сигнала на автомобилях и других транспортных средствах;
Рисунок 2 представляет собой несколько похожий вид, также показывающий средства для автоматического
изменения характера издаваемого звука; Рисунок 3 представляет собой вид сверху ротора или якоря,
состоящего из множества дисков или пластин, периферия которых имеет очертания различной формы волны,
количества волн или того и другого; Рисунок 4 иллюстрирует устройство, подобное показанному на Рис. 1, но
с несколько иной формой ротора и со средствами предотвращения бокового перемещения или смещения
магнитного сердечника; Рисунок 5 представляет собой вид сверху ротора, периферия которого имеет
большие основные возвышения и углубления с меньшими возвышениями и углублениями между их высокими
и низкими точками; такая форма при использовании в сочетании со звуковым корпусом извлекает звук,
несколько похожий на звук, издаваемый скрипичной струной; Рисунок 6 представляет собой схематическое
изображение участка музыкального инструмента, использующего резонаторы и вибрирующие диафрагмы,
снабженные средствами для изменения громкости или интенсивности и тембра извлекаемых нот; Рисунок 7
иллюстрирует изобретение, примененное к резонансной доске фортепианного типа, показанной здесь также
со струнами, которые, однако, могут быть опущены; Рисунок 8 иллюстрирует изобретение, примененное к
валторнам, снабженным вибрирующими диафрагмами, при этом показаны средства для изменения тембра
или тембра извлекаемых нот; Рисунок 9 иллюстрирует резонатор с вибрирующей диафрагмой и якорем или
ротором, периферийная часть которого концентрична оси вращения, но имеет волнообразную форму на
боковых поверхностях, что обеспечивает переменную массу в таких периферийных частях; Рисунок 10
показывает диафрагму, снабженную магнитом типа «подкова», каждый полюс которого противостоит
отдельному ротору или якорю.
Обращаясь сначала к рис. 1, на рис. 16 показана диафрагма, зажатая или удерживаемая в корпусе,
включающем перфорированный по центру дисковый элемент 17 и зажимное кольцо 15, между которыми
диафрагма зажата по своему внешнему краю. Из центрального отверстия корпуса или диска 17 выступает
рупор 18, предназначенный для сбора и направления звуковых волн, создаваемых вибрацией диафрагмы 16.
В центре указанной диафрагмы 16 расположен и закреплен на ней магнитный сердечник 19, свободно
перемещающийся аксиально внутри неподвижной обмотки или катушки 20 из изолированного провода,
которая включена в цепь батареи или источника электрической энергии 21. Указанная схема также включает в
себя выключатель или ключ 22 для замыкания цепи и реостат 23 для регулирования подачи тока на катушку
20 электромагнита. 24 представляет собой диск, периферия или индуктивно активная часть которого имеет
волнообразную форму, при этом диск плоский, а извилистость создается путем изменения расстояния между
осью вращения и периферией по всей его окружности.
Этот диск представляет собой ротор или якорь и крепится к вращающемуся валу 25. Вал 25 будет вращаться
с такой скоростью, которая будет перемещать попеременные подъемы и опускания диска через магнитное
поле и мимо магнитного сердечника 19 с частотой, соответствующей частоте колебаний, необходимой для
воспроизведения заданной ноты. Поскольку ток постоянно протекает через катушку 20 до тех пор, пока цепь
замкнута на ключе 22, диафрагма 16 будет вибрировать с частотой, соответствующей числу оборотов ротора
или якоря 24, умноженному на ! по количеству возвышений на периферии указанного ротора. Такая вибрация,
конечно же, обусловлена тем, что при уменьшении воздушного зазора сила притяжения между магнитоядром
19 и диском или ротором 24 возрастает, а при увеличении зазора эта сила уменьшается. Поскольку
притяжение между магнитом и его якорем является взаимным, сердечник магнита 19 будет перемещаться к
ротору или якорю и от них по мере вращения последнего, тем самым приводя диафрагму в колебание.
Изменяя сопротивление в цепи батареи 21 и магнита 19-20, или, как станет очевидно, изменяя
электродвижущую силу указанной батареи 21, или регулируя магнитное сопротивление, можно изменять силу
магнита и магнитного поля по желанию. Это, в свою очередь, изменит амплитуду колебаний диафрагмы 16 и,
следовательно, громкость или интенсивность звука. Когда устройство используется исключительно в качестве
сигнализации или сигнала, замыкатель цепи 22 может иметь любую обычную форму, например, небольшой
качающийся рычаг, кнопку или что-то подобное, тогда как в случае музыкального инструмента он может
представлять собой контакт, удерживаемый клавишей клавиатуры. На рисунке 2 показан тот же механизм, что
и на рисунке 1, за исключением того, что реостат 23 отсутствует, и показаны средства для автоматического
изменения тембра или качества тона извлекаемого звука в течение времени, когда цепь магнита замкнута.
Электромагнит, диафрагма, корпус или держатель диафрагмы и рупор изображены на рис. 1. На рисунке
показан электродвигатель 29, вал 28 которого заменяет вал 25 на рис. 1 и несет ротор 26, который в данном
случае представлен как составной ротор или якорь, собранный из ряда дисков или элементов, как это бывает
с аналогичными дисками.
назначены. Двигатель 29 получает ток от батареи или источника 37, когда цепь замыкается при замыкании
выключателя 38. Обмотка магнита 20 находится в ответвлении или шунте от цепи источника 37. Ротор 26
установлен на втулке 27, перемещающейся вдоль оси вала 28, но соединенной с этим валом шлицами или
иным способом, обеспечивающим вращение шарнира. Втулка 27 снабжена кольцевой канавкой 30, в которую
входит штифт или шпилька, установленная на рычаге 31, который соединен посредством звена 32, углового
рычага 33 и звена 34 с кривошипным пальцем червячного колеса или диска 35, периферия которого снабжена
зубьями червяка для зацепления с червяком 36, образованным на валу 28 или установленным на нем. Это
соединение между червяком или диском 35 и скользящей втулкой 27, которое может быть заменено любым
эквивалентным промежуточным соединением, вызывает возвратно-поступательное движение втулки 27 и
ротора 26 до тех пор, пока вал 28 продолжает вращаться и вращать червячное колесо 35. Такое движение
вала и ротора приводит к тому, что диски, составляющие ротор 26, перемещаются поперечно относительно
магнитного сердечника 19, так что диски последовательно перемещаются в магнитное поле и из него, или в
непосредственную близость к указанному магниту и обратно.
Отдельные диски, составляющие ротор 26, имеют различную форму в зависимости от желаемого тембра;
иными словами, один или несколько дисков имеют форму, подходящую для воспроизведения основной
частоты желаемого тона, в то время как другие предназначены для воспроизведения отдельных обертонов
или, при необходимости, негармонических колебаний. По мере перемещения ротора относительно магнитного
сердечника или полюса колебания диафрагмы 16 будут изменяться по мере того, как различные диски входят
в положение наибольшего взаимного притяжения между диском и магнитным сердечником или удаляются от
него, в результате чего будет возникать тон постоянно меняющегося качества. Варьируя форму
соответствующих дисков, располагая их выступы и углубления под различным углом к валу, или комбинируя
эти два варианта, можно добиться широкого диапазона качества звучания, независимо от того, требуется ли
создать истинно гармоничные эффекты или, по какой-либо причине, ввести более или менее слабые
негармонические обертоны или диссонансы. Если необходимо выделить основную частоту или какие-либо
выбранные частичные составляющие, диск, имеющий форму, необходимую для получения такой основной
частоты или таких выбранных частичных составляющих, может быть продублирован или повторен.
Обычно, в форме, показанной на рис. 2, диск или диски, генерирующие основную частоту, располагаются
посередине ряда таким образом, чтобы этот диск или диски постоянно находились в более сильной части
поля, а диски, генерирующие гармоники, распределяются, в зависимости от желаемого результата, по обе
стороны от него. Как показано на рис. 3, правильное позиционирование отдельных дисков просто и
эффективно обеспечивается путем снабжения втулки 27 шлицем и образования шлицевого гнезда в каждом
диске, установленного под таким углом к возвышениям и углублениям периферии, чтобы привести
возвышения и углубления соответствующих дисков в правильное положение и удерживать их в нем. На этом
рисунке также изображен ротор, состоящий из трех дисков, периферия которых различается по количеству и
размерам волновых форм, которые они соответственно несут, а также показан описанный выше способ
осуществления и поддержания относительной угловой регулировки различных дисков. Однако очевидно, что
могут быть использованы любые общие и эквивалентные средства фиксации дисков в заданном положении
относительно друг друга, такие как заклепки или болты, проходящие через всю конструкцию.
На рисунке 4 показана другая форма ротора или якорного диска, а также обозначены стойки или штоки 41, 42,
установленные на зажимном кольце диафрагменной оболочки или корпуса и выступающие из него в том же
общем направлении, что и магнитный сердечник 19. 39 и 40 обозначают провода, ленты, шнуры или тому
подобное, соединяющие магнитный сердечник 19 со стойками или штоками 41, 42 и служащие для удержания
магнитного сердечника от бокового смещения. На рисунке 5 показана форма диска или ротора, подходящая
для создания вибраций, приводящих к звуку, приближающемуся к звуку скрипичной струны или обладающему
некоторыми его характеристиками. Следует отметить, что конкретные формы или конструкции
соответствующих роторов сами по себе не являются отличительной чертой настоящего изобретения. Ранее я
разработал механические средства для разработки и изготовления этих форм, и в этой связи можно
обратиться к моему патенту США № 1 201 513 от 17 октября 1916 года. На рисунке 6 показан ряд
резонаторных труб, каждая из которых имеет отдельный реостат для регулировки громкости и клапан, а также
общий для всех труб регулятор громкости, так что на любой трубе можно играть с любой громкостью в любое
время и в любой комбинации.
Это может использоваться для сигнальной системы или для одной из синтетических тональных групп
музыкального инструмента. На рисунке 6 A, B и C обозначают соответственно резонаторы, каждый из которых
представляет собой трубу 43, имеющую на нижнем конце диафрагму 44, снабженную магнитным сердечником
45, заключенным в катушку или бобину 46 из изолированного провода и свободно перемещающимся внутри
нее, причем каждая катушка в показанном здесь варианте исполнения подключена параллельно цепи батареи
53 или другого источника электрической энергии. В цепи или ответвлении каждой катушки магнита
предусмотрен реостат 51 для регулировки громкости, а также выключатель, замыкатель цепи или ключ 52.
Основная цепь батареи снабжена общим регулятором громкости, индивидуальным для более или менее
составного извлекаемого тона, в виде реостата 54, и может иметь дополнительный переключатель или
замыкатель цепи для постоянного отключения или включения батареи, соответствующий тому, что в
полноценном музыкальном инструменте было бы клавишей клавиатуры. 47, 48 и 49 обозначают роторы,
которые могут быть простыми или составными, соответственно, простирающимися в поля силы магнитов
различных диафрагм резонаторов; здесь эти роторы показаны в простом виде, наиболее распространенной
форме, где тона должны быть синтетически построены.
Эти роторы приводятся в движение валом 50, вращаемым двигателем 55. Синхронизатор 56 используется
для поддержания постоянной скорости вращения вала 50, или, что более важно, постоянной относительной
скорости нескольких валов ротора, если используется более одного такого вала. Синхронизатор может быть
любого известного типа, способного поддерживать необходимую равномерность скорости, например, как
показано в описании моего патента США № 1 163 473 или № 1 186 851. Реостаты 51, которых, как указано,
имеется по одному для каждого резонатора и диафрагмы, служат для регулирования подачи тока к
соответствующим магнитам 45 и, таким образом, для регулирования и определения относительной громкости
или интенсивности звука отдельных диафрагм и резонаторов, в то время как реостат 54 служит для
Соседние файлы в папке патенты