Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2985
.pdf
притяжения в 2-3 тонны, достаточную для того, чтобы вдавить твердый диск, например, монету, в свинцовый
лист. Расширение данной заявки — 226 857 r.7.
.- - -5 226,857, способный к широкому применению при штамповке, кузнечном деле и подобных операциях в
металлообработке, а также в сочетании с ударными инструментами и гидравлическими трансмиссионными
системами. С помощью специально разработанного оборудования достаточно больших размеров можно
создать магнитную пушку приемлемой длины, способную выпускать снаряды со скоростью, сопоставимой с
современными потребностями, и с большей точностью, чем это возможно при использовании взрывчатых
веществ. Дальнейшее применение изобретения возможно в связи с рентгеновской техникой и фотографией,
где требуется кратковременная вспышка высокой освещенности, например, при фотографировании
движущихся снарядов и других тел, движущихся с высокой скоростью, а также при ночной фотосъемке с
самолетов.
— Для реализации изобретения в предпочтительной форме мы используем тонкие листы химически чистого
свинца толщиной от 0,5 до 1,5 мкм. Форма листов может быть удобной — квадратной, размер определяется
требуемым током (от 5 до 8 ампер на кв. см), а количество — напряжением (от 0,7 до 1,2 вольт на лист).
Листы расположены рядом друг с другом, расстояние между соседними листами варьируется от 0,5 до 1,5%.
Листы разделены вдоль трех краев U-образными изоляционными шайбами, которые могут быть выполнены из
резины, а в симметрично выбранных точках поверхности — дисками из аналогичного материала,
предназначенными для поддержания их параллельности. Диски могут представлять собой небольшие
резиновые круги, приклеенные к пластинам. После сборки стопка пластин скрепляется между двумя прочными
внешними пластинами из стали или чугуна с помощью поперечных болтов, при этом любые болты,
проходящие через свинцовые пластины, закрываются изоляционной оболочкой. Желательно, чтобы
крепежные пластины и болты были изготовлены из прочного металла для образования жесткой конструкции.
Наконец, пространство между соседними пластинами заполняется серной кислотой и образует отдельную
ячейку, при этом общее количество ячеек определяется в соответствии с числом пластинок.
Предпочтительно, чтобы торцевые выводные пластины были увеличенного размера или имели выступающие
выступы, к которым крепится электрическое соединение.
С целью минимизации количества соединений, которые необходимо герметично закрывать, мы можем
использовать U-образные шайбы с канавочным поперечным сечением, используя материал толщиной в
половину толщины дисков, в каждом из которых 60 каналов принимают и проходят по краю свинцовой
пластины. Таким образом, количество соединений, через которые могла бы вытекать жидкость, в целом
уменьшается с 2 на тарелку до 1 на тарелку. На практике мы предпочитаем использовать серную кислоту на
50% более концентрированную, чем та, которая обычно используется в аккумуляторах, то есть с удельной
плотностью около 1,22.
Мы обнаружили, что при использовании батареи, сконструированной по типу 70, после 2 минут зарядки током
1,5 миллиампер на кв. см, ток при разрядке возрастает до 5-8 ампер на кв. см.
см. без деформации 75 пластин или протечки клеток. Таким образом, батарея из 70 пластин площадью 1000
кв. см, соединенных последовательно, будет давать при разряде ток от 5000 до 8000 ампер при напряжении
85-50 вольт. Это обеспечивает мощность 80 400-500 кВт.
Желательно подавать зарядный ток напряжением 200 вольт и силой тока 0,75 ампер. Таким образом, при
разряде мощность увеличивается примерно в 3000 раз. Зарядка обычно завершается примерно через 3-4
минуты.
Хотя в предпочтительной форме мы описали изобретение как примененное к свинцовому элементу, не
следует понимать, что оно ограничивается им, поскольку при желании мы можем использовать элемент
Эдисона с железными листами, никелированными с одной стороны. Суть изобретения заключается в
размещении электродов в непосредственной близости друг от друга с расстоянием порядка одного или двух
миллиметров, благодаря чему при разряде получается неожиданно большой ток, в основном, в соответствии
с ранее указанными принципами.
Датировано 5 сентября 1923 года. Эндрюс и Бомонт, агенты заявителей, 201-6, Банковские палаты, 29,
Саутгемптонские здания, Чансери-лейн, Лондон, W.C. 2. 105 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в устройствах для хранения электроэнергии.
Мы, Пьер Капица, проживающий по адресу: Сент-Эндрюс-роуд, 13, Честертон, Кембридж, подданный России,
и сэр Генри Фрэнк Хит, кавалер ордена Бани, секретарь Имперского фонда поощрения научных и
промышленных исследований, Олд-Куин-стрит, 16-18, Вестминстер, юго-западный район, подданный
Великобритании, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно
быть реализовано, в частности: L 22( lar]y descri -and ascertained in and by the esf Wingstatement -
Целью данного изобретения является создание электрического накопительного устройства, способного
выдавать выходную мощность за очень короткое время при соответственно высокой электрической мощности
и, соответственно, высокой плотности тока. Одним из преимуществ этого является возможность получения
магнитного поля чрезвычайно высокой интенсивности, что становится возможным в аппарате сравнительно
небольших и легко управляемых размеров, не делая при этом указанный аппарат подверженным
деформациям или разрушению.
В общих чертах изобретение представляет собой аккумулятор биполярного типа, пластины которого
расположены очень близко друг к другу, а большая площадь поверхностей пластин свободно контактирует с
электролитом, при этом пластины надлежащим образом поддерживаются друг от друга, чтобы противостоять
физическим деформациям, возникающим во время разряда.
Мы обнаружили, что если пластины расположены очень близко друг к другу, например, на расстоянии от
1,5%/м, то после зарядки батареи небольшим током в несколько миллиампер на квадратный сантиметр
площади пластины можно добиться практически полного разряда за время от 1/2 до 1000 секунд, в течение
которого сила тока достигает нескольких тысяч ампер. Фактическое время разряда в значительной степени
зависит от емкости и внутреннего сопротивления батареи, которые, конечно же, изменяются в зависимости от
ее возраста и состояния. Мы обнаружили, что при зарядном токе, не превышающем 1 миллиампер на кв. см,
при площади пластин 40 мкм, можно получить силу разряда порядка 8 ампер на кв. см.
см. площади пластины, и благодаря короткой продолжительности разрядного тока его безопасно пропускать
через внешнюю цепь 4,5 с плотностью, во много раз (порядка 100) превышающей нормальную безопасную
плотность.
Таким образом, мгновенная мощность, получаемая от батареи, в несколько тысяч раз превышает мощность,
затраченную на зарядку, и 0,50 МВт выдается за чрезвычайно малую долю времени, так что батарея работает
как устройство для электрического взрыва.
Одним из результатов указанного эффекта является создание магнитного поля чрезвычайно высокой силы.
5,5 Интенсивность сигнала легко достижима, что открывает важные практические возможности в
промышленности. Например, мы обнаружили, что при пропускании тока указанного порядка (например, 4000
ампер) через две сравнительно небольшие катушки, намотанные на легкие сердечники, возникает магнитное
поле, создающее силу притяжения от 2 до 3 тонн, достаточную для того, чтобы вдавить твердый диск, такой
как пятицентовая монета, в свинцовый лист. Расширение 6857 данного приложения находит широкое
применение при штамповке, кузнечном деле и подобных операциях в металлообработке, а также в сочетании
с ударными инструментами и гидравлическими трансмиссионными системами. 70 Используя специально
разработанное оборудование в достаточно больших масштабах, можно создать магнитную пушку приемлемой
длины, способную выпускать снаряд со скоростью, сопоставимой с современными потребностями, и с
большей точностью, чем это возможно при использовании взрывчатых веществ.
Дальнейшее применение изобретения возможно в связи с рентгеновской диагностикой и фотографией, где
требуется кратковременная вспышка высокой интенсивности освещения, например.
в связи с фотосъемкой движущихся снарядов и других объектов, движущихся с высокой скоростью, а также
ночной фотосъемкой с самолетов. 85 Вследствие высоких физических сил, действующих между
примыкающими друг к другу пластинами при разгрузке, и для того, чтобы можно было использовать тонкие
пластины, крайне важно, чтобы соседние пластины были разделены изолирующими опорами, способными
выдерживать указанные нагрузки, причем опоры должны быть распределены, как правило, по поверхностям
пластин.
- При реализации изобретения, согласно предпочтительной форме 95, мы используем тонкие листы
химически чистого свинца толщиной от 0,5 до 1,5%. Форма листов может быть удобной — квадратной, размер
определяется требуемым током (от 5 до 8 ампер на кв. см), а количество — эффективным напряжением (от
0,7 до 1,2 вольт на лист). Листы расположены рядом друг с другом, расстояние между соседними листами
варьируется от 0,5 до 1,5 футов 7 дюймов.
Листы разделены вдоль трех краев U-образными изоляционными шайбами, которые могут быть выполнены из
резины, а в симметрично выбранных точках поверхности — дисками из аналогичного материала,
предназначенными для поддержания их параллельности. Диски могут представлять собой небольшие
резиновые кружочки, приклеенные к пластинам. После сборки стопки пластин она скрепляется между двумя
прочными внешними пластинами из сланца, чугуна или аналогичного материала с помощью поперечных
болтов, при этом любые болты, проходящие через свинцовые пластины, закрываются изоляционной
оболочкой. Желательно, чтобы крепежные пластины и болты были массивными, чтобы образовать жесткую
конструкцию. Наконец, пространство между соседними пластинами заполняется серной кислотой и образует
отдельную ячейку, таким образом, общее количество ячеек определяется числом пластинок.
Предпочтительно, чтобы торцевые выводные пластины были изготовлены увеличенного размера или с
выступающими язычками, к которым осуществляется электрическое соединение. 130 Изобретение
проиллюстрировано на прилагаемом чертеже, на котором на рис. 1 схематически показана батарея,
сконструированная в соответствии с изобретением, на рис. 2 — вид спереди отделенной пластины.
На рис. 3 показана диаграмма, отображающая выходную мощность батареи, изготовленной в соответствии с
данным изобретением.
Обращаясь теперь к чертежу, батарея 1 состоит из семидесяти одной пластины из химически чистого свинца
размером 35 сантиметров в квадрате и толщиной 1,5 миллиметра, расположенных в стопку. Пластины
удерживаются на расстоянии друг от друга по краям с помощью U-образных шайб 2, которые имеют канавки в
поперечном сечении, как более наглядно показано на рис. 2. Промежуточные края пластин удерживаются на
расстоянии друг от друга с помощью круглых дисков из индийского каучука, прикрепленных к пластинам
раствором индийского каучука; в каждой ячейке используется тридцать дисков диаметром около 1,5
сантиметра и нормальной толщиной в несжатом состоянии 1,7 миллиметра, при этом общая площадь,
покрытая дисками, составляет лишь небольшой процент от поверхности пластин.
Канавка изоляционных шайб образует углубление, в которое устанавливается пластина. Это дает
преимущество перед обычными разделительными полосами, заключающееся в том, что количество
соединений, через которые может вытекать жидкость из батареи, сокращается примерно вдвое. Две торцевые
пластины из свинца имеют значительную толщину и снабжены выступами 4, загнутыми для обеспечения
возможности прикрепления клемм для соединения выводов. Таким образом, свая удерживается между двумя
толстыми плитами 5, 6 из цельного сланца, скрепленными болтами 7, причем плиты 5, 6 и болты покрыты
смоляным лаком для защиты от кислоты. Зазор между пластинами заполняется 25-35-процентным раствором
серной кислоты примерно на 9/8 своей высоты. Таким образом, видно, что батарея состоит из ряда
элементов, расположенных последовательно и имеющих небольшое внутреннее сопротивление из-за очень
тонкого слоя кислоты и того факта, что ток между двумя соседними элементами проходит поперечно через
свинцовые пластины.
Его емкость также очень мала из-за малой толщины активного оксидного слоя, который допускается к
образованию на поверхности пластин в течение сравнительно короткого периода времени, в течение которого
подается зарядный ток. Было обнаружено, что одна батарея, изготовленная описанным выше способом,
имеет начальное внутреннее сопротивление 0,02 Ом, и было изготовлено четыре такие батареи, которые
заряжались параллельно от источника, дающего ток от 2 до 3 ампер при напряжении 220 вольт. При разрядке
четыре батареи 36,857A s 1 - _ были соединены в каждую cXone 1, при этом две батареи были объединены в
группы, соединенные последовательно. Разряжая четыре батареи через сопротивление 0,02 Ом, можно было
получить мощность более 1000 1/70 Вт, что в 20 раз превышало входную мощность. При подходящих
условиях ток разряда достигал 7000 ампер, а путем короткого замыкания аккумулятор можно было увеличить
до 1000 или 14000 ампер.
На графике, представленном на рис. 3, показаны различные кривые, полученные с помощью осциллографа,
иллюстрирующие мощность, вырабатываемую четырьмя аккумуляторами, состоящими из двух параллельных
групп по два аккумулятора, соединенных последовательно, при разряде через различные сопротивления от
0,055 до 0,02 Ом. По оси ординат отложена мощность, а по оси абсцисс — доли секунды. Будет видно, что
максимальная мощность была получена при внешнем сопротивлении 0,025 Ом, но при более низких внешних
сопротивлениях длительность выходного сигнала была значительно меньше, чем при высоких
сопротивлениях. На практике, следовательно, последние условия, вероятно, имеют ограниченную ценность,
поскольку они применимы только к мигающим лампам или плавким предохранителям и не подходят для
создания магнитных полей; и, следовательно, в аккумуляторе для создания магнитных полей период времени,
в течение которого требуется поле, является важным фактором при определении его величины.
Следует понимать, что приведенные выше цифры являются лишь иллюстрацией факторов, достижимых при
достаточно хорошем состоянии батареи, поскольку при непрерывной эксплуатации батарея, как и следовало
ожидать, имеет тенденцию к износу. При непрерывной эксплуатации батареи в течение примерно двенадцати
месяцев получаемая мощность постепенно уменьшалась на протяжении этого периода с 1200 киловатт до
700 киловатт, что, вероятно, связано с постепенным увеличением остаточного активного слоя на
поверхностях положительных выводов, вызывающим увеличение внутреннего сопротивления. Емкость
аккумулятора также увеличилась (11,5 мкФ), а время, необходимое для подзарядки после полной разрядки,
возросло с 2 минут до почти 20 минут за тот же период в 120 лет. Для минимизации образования остаточного
активного слоя было признано целесообразным предотвратить полную разрядку аккумулятора, и был
разработан специальный выключатель, предназначенный для разрыва цепи примерно через 1–100 секунды;
выключатель использовался совместно с медным предохранителем.
Было обнаружено, что чрезвычайно трудно быстро разорвать ток в несколько тысяч 1,30 м226,86 ампер с
помощью обычного выключателя, но удовлетворительные результаты были получены при использовании
двух выключателей, механически соединенных таким образом, что первый выключатель, который падал под
действием сильной пружины, замыкая цепь, механически приводил в действие триггер, освобождающий
сильную пружину, которая вызывала размыкание второго выключателя. Путем соответствующей регулировки
механизма связи между первым выключателем и триггером удалось добиться того, чтобы второй
выключатель размыкал цепь через очень малый и контролируемый интервал времени после замыкания цепи
первым выключателем. Для обеспечения надежного разрыва цепи второй выключатель был соединен с
предохранительным проводом, фактическое прерывание которого происходило за счет его срабатывания.
Из-за малой емкости батареи и необходимости поддержания очень низкого внутреннего сопротивления
образование сульфатов представляет собой необычайную проблему, поэтому желательно поддерживать
заряд батареи, когда она не используется. Кроме того, важно содержать клетки в чистоте, а чашки Петри
следует тщательно чистить и промывать через частые промежутки времени. Было установлено, что шайбы из
индийской резины служат приблизительно двенадцать месяцев, после чего их необходимо заменить. При
бережном использовании свинцовые пластины не деформируются и не разрываются, однако было
установлено, что вероятность разрыва возрастает, когда толщина активного слоя на положительных
поверхностях превышает определенный предел, что создает риск короткого замыкания двух соседних
пластин. Однако, поскольку возникновение этой неисправности легко обнаруживается по снижению
напряжения и увеличению сопротивления батареи, можно с осторожностью избежать повреждения пластин
из-за короткого замыкания, вызванного этой причиной.
Хотя в предпочтительной форме мы описали изобретение как примененное к свинцовому элементу, не
следует понимать, что оно ограничивается им, поскольку при желании можно использовать элемент Эдисона
с железными листами, никелированными с одной стороны. Суть изобретения заключается в размещении
электродов в непосредственной близости друг от друга с расстоянием порядка одного или двух миллиметров,
благодаря чему при разряде получается неожиданно большой ток, в основном, как указано выше, и полный
разряд может быть осуществлен за очень короткий промежуток времени, не превышающий 60/0 секунды. Нам
известно о спецификации №...
11,044 в патенте 1889 года, в котором описывается батарея свинцовых элементов биполярного электродного
типа, но ясно, что указанная батарея 65 не могла и не предназначалась для использования при многократном
коротком замыкании и производстве высоких токов, получаемых с помощью настоящего изобретения, и мы не
претендуем ни на что из 70, описанного в указанной спецификации.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_226858.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=226858&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB226858A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: сентябрь. 5, 1923, № 22391/23. 226 Полная версия слева: дюна 27, 1924 год, Полная
версия принята: дан. 5, 1925..
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. ';
Усовершенствования, касающиеся производства высоковольтных разрядов.
Мы, ПЬЕРИТЕ КАЙПИЦА, д. 13, ул.
Эндрюс-роуд, Честертон, Кембридж, подданный России, и сэр Эрик Эрани Хит, кавалер ордена Бани,
секретарь Имперского фонда поощрения научных и промышленных исследований, Олд-Куин-стрит, 16-18,
Вестминстер, Лондон, юго-запад, подданный Великобритании, настоящим заявляют, что данное изобретение
имеет следующий характер: данное изобретение относится к средствам для получения кратковременных
высоковольтных разрядов очень высокой интенсивности.
В нашей спецификации № 226857 мы описали усовершенствованную форму устройства для хранения
электроэнергии, благодаря которой мы можем получать при разряде очень короткие токи длительностью от
одной сотой до одной десятитысячной доли секунды, достигающие силы в несколько тысяч ампер, при этом
устройство имеет сравнительно небольшие размеры и легко переносится.
В соответствии с настоящим изобретением, мы предлагаем средства, с помощью которых «с помощью такого
устройства» мы можем получать высоковольтные разряды очень высокой интенсивности, которые могут
потребоваться, например, в связи с мгновенной рентгеновской фотосъемкой.
До настоящего времени для получения высоковольтных разрядов, сопоставимых с рассматриваемыми
сейчас, обычно требовалось использовать сравнительно тяжелое оборудование, что затрудняло
использование рентгеновских аппаратов вне стационарной установки. Благодаря современным
усовершенствованиям стало возможным создание полноценной рентгеновской установки в форме,
позволяющей легко перемещать ее и, следовательно, использовать ее многим людям, для которых ранее
такое использование было нецелесообразным.
Таким образом, изобретение в основном заключается в сочетании с подходящим трансформатором
устройства хранения электроэнергии типа, описанного в нашей вышеупомянутой заявке. Для реализации
изобретения в соответствии с одной из форм исполнения мы предлагаем средства, с помощью которых
стационарная батарея может питаться от небольшого тока, который может быть получен от обычного или
бытового источника электроэнергии с помощью, при необходимости, подходящего выпрямителя. Клеммы
аккумуляторной батареи 55 подключены к источнику питания через амперметр и измерительный прибор:
стат и также подключены к первичной обмотке специально разработанного трансформатора через
выключатель; вторичная обмотка трансформатора подключена к искровым контактам или другим клеммам, к
которым, например, может быть подключен рентгеновский аппарат. Благодаря этой схеме будет реализовано,
что накопитель электроэнергии 65 непрерывно заряжается от источника питания, и что при замыкании
выключателя он немедленно разряжается через первичную обмотку трансформатора, создавая очень
короткий ток высокой интенсивности. 70 Это приводит к прохождению высоковольтного разряда через
вторичную обмотку трансформатора известным образом. Следует отметить, что для получения разряда нет
необходимости разрывать контакт с помощью выключателя, поскольку возникновение и прекращение тока в
первичной обмотке трансформатора происходят достаточно быстро, чтобы обеспечить желаемый эффект во
вторичной обмотке. Подходящая конструкция трансформатора 80 для вышеуказанных целей построена на
ламинарном сердечнике, образованном пластинами прямоугольной формы, имеющими центральное
прямоугольное отверстие, из которого паз простирается к одной из двух коротких сторон.
Первичная обмотка 85 и вторичная обмотка трансформатора намотаны вокруг короткой стороны, не имеющей
паза; первичная обмотка имеет несколько витков (от 3 до 10) толстого провода, а вторичная обмотка имеет
необходимое количество витков для получения желаемого напряжения высоковольтного разряда.
Предпочтительно, переключатель представляет собой ламинарный полюс, образованный несколькими
медными полосками в форме ярма, скрепленными бок о бок. Мы обнаружили, что с помощью такого
устройства можно обеспечить необходимое возбуждение для рентгеновского аппарата в портативном
устройстве, которое можно разместить в коробке размерами 2011 x 1211 x 15 дюймов.
Датировано 5 сентября 1923 года.
Эндрюс и Бомонт, агенты заявителей, 201-6, Банковские палаты, 29, Саутгемптонские здания, Чансери-лейн,
Лондон, W.C. 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся производства высоковольтных разрядов.
Мы, Пьер Капица, проживающий по адресу: ул. Св., 13.
Эндрюс-роуд, Честертон, Кембридж, подданный России, и сэр Генри Франкс Хит, кавалер ордена Бани,
секретарь Имперского фонда поощрения научных и промышленных исследований, Олд-Куин-стрит, 16-18,
Вестминстер, Лондон, юго-запад 1, подданный Великобритании, настоящим заявляют о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к средствам для получения кратковременных высоковольтных разрядов очень
высокой интенсивности.
В нашей технической спецификации № 226857 мы описали усовершенствованную форму электрического
накопительного устройства, позволяющего получать при разряде очень короткие токи длительностью от
одной пятидесятой до одной десятитысячной секунды, достигающие интенсивности в несколько тысяч ампер,
при этом устройство имеет сравнительно небольшие размеры и легко переносится.
— В соответствии с настоящим изобретением, мы предлагаем средства, с помощью которых мы можем
получать высоковольтные разряды очень высокой интенсивности, которые могут потребоваться, например, в
связи с рентгеновской фотографией.
До настоящего времени для получения высоковольтных разрядов, сопоставимых с рассматриваемыми
сейчас, обычно требовалось использовать сравнительно тяжелое оборудование, что затрудняло
использование рентгеновских аппаратов в любых других целях, кроме как в виде стационарной установки.
Благодаря современным усовершенствованиям стало возможным создание полноценной рентгеновской
установки в форме, позволяющей легко перемещать ее и, следовательно, использовать ее многим людям,
для которых ранее такое использование было нецелесообразным.
С другой стороны, при использовании более крупной установки — аппарата, выполненного в соответствии с
настоящим изобретением, — мы обнаруживаем, что легко получить такой высокий ток, что, например,
рентгеновские снимки можно получить с помощью 70 коротких экспозиций порядка 1/1n секунды, в течение
которых напряжение вторичного разряда остается практически постоянным, что является важным
преимуществом в связи с использованием трубок Кулиджа 75.
Таким образом, изобретение в основном заключается в сочетании с аккумулятором, описанным в нашей
параллельно рассматриваемой заявке, подходящего трансформатора 80, приспособленного для создания
высоковольтного разряда во вторичной обмотке при разряде аккумулятора через первичную обмотку.
Изобретение также включает в себя конструкцию и компоновку трансформатора, предназначенного для
создания многократных высоковольтных разрядов в виде одиночных импульсов, разделенных значительными
интервалами времени, так что сопротивление изоляции и площадь поперечного сечения проводников могут
быть значительно меньше, чем это было бы практически возможно при использовании трансформатора в
сочетании с виброгасителем или с переменным током в непрерывном режиме работы. 95 В рамках
реализации изобретения в соответствии с одним из вариантов исполнения мы предлагаем средства,
позволяющие заряжать аккумуляторную батарею малым током, который может быть получен от обычного
источника электроэнергии или бытового электроснабжения с помощью, при необходимости,
соответствующего выпрямителя.
Клеммы батареи-накопитель соединены с источником питания через амперметр и реостат, а также с
первичной обмоткой специально разработанного трансформатора через выключатель; вторичная обмотка
трансформатора соединена с искровыми контактами или другими клеммами, к которым, например, может
быть подключен рентгеновский аппарат 110. С помощью этой схемы будет реализовано электрическое
накопительное устройство, сердечник обмоток которого выполнен в виде отдельного блока или мостика 2,
обычно предназначенного для установки на вертикальные рычаги ярма 1, как показано на рис. 2. Путем
соответствующей фиксации элемента joilit 70 3 между сердечником 2 и якорем 1 бумагой или картоном можно
отрегулировать воздушный зазор между двумя частями якоря в соответствии с потребностями.
Подробное описание, приведенное ниже (пункт 75), относится к трансформатору массивной конструкции,
предназначенному для использования с мощными батареями и адаптированному для создания разрядов
очень высокого напряжения с большим током во вторичной обмотке; однако ясно, что (пункт 80) также может
быть изготовлен портативный силовой трансформатор меньших размеров аналогичной конструкции.
Теперь обратимся к рис. 3-5 чертежа. Трансформатор включает в себя замкнутый якорь 85, состоящий из
основания в форме ярма 1 и моста 2 ступенчатой формы, как показано на рис. 5, причем мост опирается на
вертикальные рычаги ярма и снабжен проушинами 4, с помощью которых его можно поднимать и опускать.
Первичная обмотка выполнена из четырех секций 11, 12, 13, 14, расположенных в двух группах, находящихся
на центральном расстоянии друг от друга и расположенных рядом с концами ярма 1. Каждая секция состоит
из двух смежных катушек из толстой медной полосы, намотанной в два слоя, то есть в каждой секции
фактически четыре катушки. Общее сопротивление всей обмотки составляет менее 0,007 Ом. Способ намотки
ленты показан на рис. 6, где для наглядности изображена только однослойная катушка. На данном рисунке
катушка состоит из пары разорванных колец 105 5, 6 из медной полосы, противоположные концы которых
соединены поперечной планкой 7, а на других концах расположены выводы 8, выступающие аксиально
наружу от катушки и соединенные двумя дополнительными отрезками 110 из изогнутой медной полосы с
клеммами 9 (рис. 3).
Это подробно показано на рис. 5'.
Как указано — на рис. 6 для наглядности показаны отдельные обмотки 5 и 6, — но на самом деле в
описываемом трансформаторе каждое кольцо 5 и 6 состоит из двух слоев или катушек, концы которых
соединены поперечной частью 7.
Следует понимать, что секции 1 20() выполнены отдельно и соединены с отдельными парами клемм, так что
клеммы могут быть легко соединены между собой для последовательного или параллельного соединения
секций в зависимости от необходимости. 125 основных секций и распорный воротник скреплены между собой
внешними кольцами 16, установленными внутри изолирующей трубки 17, расположенными на расстоянии,
показанном на рисунке, от внешней стороны секций. Вторичные обмотки постоянно заряжаются от источника
питания, и при замыкании выключателя они немедленно разряжаются через первичную обмотку
трансформатора, вызывая кратковременный ток высокой интенсивности.
Tlis вызывает прохождение высоковольтного разряда через вторичную обмотку трансформатора известным
способом. Следует отметить, что для получения разряда нет необходимости разрывать контакт 10() с
помощью выключателя.
В то же время желательно, чтобы цепь размыкалась за мгновение до полного разряда батареи, чтобы
избежать отложения оксида на положительных поверхностях пластин, которое, по-видимому, происходит при
полном разряде батареи.
Изобретение также представляет собой трансформатор в форме полупроводникового элемента,
предназначенный для использования в сочетании с батареей, предназначенной для одиночных импульсных
разрядов.
В дальнейшем описании будет представлена сравнительно большая модель, но следует понимать, что
небольшая переносная модель может быть построена по аналогичному принципу, как показано на
иллюстрации.
Изобретение проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, на которых:
На фиг. 1 представлена принципиальная схема подключения, на фиг. 2 — схематическое изображение
трансформатора, показывающее якорь и две первичные обмотки, на фиг. 3 и 4 — соответственно план и
вертикальный фронтальный разрез трансформатора, изготовленного в соответствии с изобретением, при
этом фиг. 5 представляет собой вертикальный разрез, перпендикулярный фиг. 4.
На рисунках 5а, 6 и 7 представлены подробные изображения.
Обращаясь теперь к чертежам, на фиг. 1 изображена батарея 1, изготовленная в соответствии с
изобретением, описанным в нашей параллельно рассматриваемой заявке, и соединенная, с одной стороны,
через амперметр А и реостат 4 с подходящим источником питания 2, 3, а с другой стороны, с первичной
обмоткой 5 трансформатора через промежуточный выключатель 6, причем вторичная обмотка 9
трансформатора соединена с искровым разрядником 7, S. Очевидно, однако, что для работы с рентгеновским
излучением вторичная обмотка соединена с рентгеновской трубкой в точках 7, S.
Как видно, обычно батарея заряжается от источника электроэнергии, а при замыкании выключателя 6
разряжается через первичную обмотку 5. Это вызывает вторичный ток 6 очень высокого напряжения,
генерируемый во вторичной обмотке, и происходит разряд в зазоре 7, 8.
Обращаясь теперь к рис. 2–7, изображенный здесь трансформатор включает в себя якорь 1 из
ламинированных пластин 226 858, состоящих из двенадцати отдельно сформированных секций 18,
разделенных деревянными шайбами 19 и установленных на раме, включающей круглые диски 20,
соединенные болтами 21, причем кольца 19 :5 разделены хомутами 22. В каждом случае вторичные обмотки
соединены последовательно, а клеммы закреплены на выступающих полосах 23, предназначенных для
контакта с пружинными полосами 24, закрепленными на внутренних концах внешних вторичных клемм,
подробно показанных на рис. 7, и включающими центральный проводник 26, установленный внутри
изоляционного цилиндра 27, имеющего фланец 28, закрепленный на железном кольце 29, предназначенном
для крепления болтами к усиливающему кольцу 30, приваренному к боковой стороне корпуса из листового
железа 31, в котором размещен трансформатор.
Следует понимать, что созданный таким образом трансформатор погружен в масло, свободно
циркулирующее в пространстве между двумя обмотками.
В представленной на иллюстрации форме 12 вторичных секций содержат 640 витков медной проволоки № 24
s.w.g., а общее сопротивление всех 12 вторичных секций составляет 824 Ом.
Важной особенностью данной конструкции является то, что за очень короткий промежуток времени, в течение
которого ток протекает в первичной обмотке, существует значительный начальный период, в течение которого
намагниченность железа неуклонно возрастает до точки насыщения, и в течение этого периода напряжение
во вторичной обмотке остается постоянным в течение интервала примерно в одну сотую секунды. Эта
особенность имеет существенное значение в связи с использованием рентгеновских трубок Кулиджа и других
рентгеновских трубок. Кроме того, установлено, что благодаря кратковременности первичного тока
сопротивление изоляции трансформатора, рассчитанного на работу при напряжении 30 000 вольт в
непрерывном режиме, позволяет безопасно использовать его при напряжении во вторичной обмотке,
превышающем 200 000 вольт, и, хотя испытания на пробой не проводились, возможно безопасное
использование даже более высоких напряжений. Эта особенность в сочетании с единственным импульсным
трансформатором имеет существенное значение для снижения себестоимости производства.
Описанный выше трансформатор удобно размещен в баке размерами 90 x 90 x 110 сантиметров,
содержащем 140 галлонов масла; общий вес трансформатора, бака и масла составляет значительно более
одной тонны. Коэффициент трансформации при последовательном соединении первичной обмотки составлял
240, и трансформатор может использоваться для преобразования мощности до 10 000 киловатт; хотя
коэффициент эффективности будет уменьшаться с увеличением мощности на первичной обмотке на 65%.
Следует отметить, что трансформатор предназначен исключительно для использования с импульсными
разрядами, подобными тем, которые возникают в батарее, упомянутой в моей находящейся на рассмотрении
спецификации № 70. В реальных условиях через вторичную обмотку и трубку Гейсслера пропускали токи в
амперах при напряжении 40 000 вольт; шести таких вспышек было достаточно для фотографирования
спектра 75; при обычной работе с рентгеновским излучением оказалось возможным получать
удовлетворительные рентгеновские снимки с помощью одиночных вспышек длительностью от одной
тысячной до пяти тысячных секунды.
Чтобы избежать полной разрядки батареи, мы сочли целесообразным предусмотреть два выключателя,
механически соединенных таким образом, что первый выключатель, который срабатывает под действием
сильной пружины, замыкающей цепь, во время своего падения механически приводит в действие триггер,
освобождающий сильную пружину, которая вызывает размыкание второго выключателя. Путем
соответствующей регулировки механизма связи между первым выключателем и триггером можно
организовать так, чтобы второй выключатель размыкал цепь через очень малый и контролируемый
промежуток времени после замыкания цепи первым выключателем. Для обеспечения чистого разрыва цепи
второй выключатель предпочтительно соединять с предохранительным проводом, плавление которого
обеспечивает фактическое размыкание цепи на 100%.
Следует, пожалуй, пояснить, что в нашем предварительном описании мы описываем трансформатор,
включающий ламинарный сердечник, образованный пластинами прямоугольной формы 10oi, имеющими
центральное прямоугольное отверстие, из которого от одной из двух коротких сторон пластины отходит паз,
при этом первичная и вторичная обмотки установлены на короткой стороне, не имеющей паза, и 110 хотя
такой трансформатор все еще может использоваться с батареей в соответствии с настоящим изобретением
для сравнительно легкой работы, например, в портативном рентгеновском аппарате, 115 однако в связи с
нашими дальнейшими исследованиями, касающимися получения высоковольтных разрядов для
исследовательской работы и, в частности, в связи со спектроскопией, мы обнаружили, что 120 более сложная
конструкция трансформатора является желательной.
Во-первых, следует отметить, что трансформатор используется только в сочетании с однонаправленными
токами в первичной обмотке, а не с переменным током. В этих условиях намагничивание сердечника
ограничивается верхней половиной петли гистерезиса, и воздушный зазор (226 858) становится важным для
минимизации остаточной намагниченности в сердечнике после каждого разряда. Если ширина воздушного
зазора слишком мала, в сердечнике остается слишком много остаточной намагниченности. Если же,
наоборот, значение слишком велико, это приводит к значительным потерям энергии, и в
усовершенствованном трансформаторе, описанном выше, становится очевидным, что наличие двух
отдельных воздушных зазоров, которые можно легко регулировать с высокой точностью, например, путем
вставки картона или бумаги между якорем и ярмом, является естественным развитием более простой формы
в соответствии с вышеуказанными потребностями.
Описанный выше трансформатор также обладает тем преимуществом, что якорь с обмотками можно легко
извлечь из масляного бака, не перемещая при этом тяжелый ярмо, а в случае неисправности первичной или
вторичной обмоток их можно легко разобрать и осмотреть по отдельности.
Поэтому в данном описании мы изложили наилучший известный нам способ реализации изобретения и
преодоления трудностей, с которыми мы столкнулись при его применении в более сложных, а не в более
простых условиях.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты