Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_317
.pdf
Я, Эван Лавекс, Уиддлтон Байрин, инженер, проживающий по адресу: Гейнсборо Роуд, 29, Чизик, Лондон,
Западная 4, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к погружным динамо-машинам, его целью является создание
усовершенствованных средств, позволяющих таким машинам работать в погруженном в жидкость или
частично погруженном состоянии.
Настоящее изобретение относится к типу устройства, в котором динамо-машина защищена от воздействия
жидкости посредством сжатого воздуха, который вызывает проникновение жидкости внутрь корпуса и ее
подъем внутри него.
В аппаратах этого типа предлагалось делать корпус в виде открытого снизу колокола, однако обширное
отверстие в нижней части колокола без специальных мер предосторожности имеет определенные недостатки:
оно создает возможность серьезной потери или ухудшения состояния внутренней атмосферы по различным
причинам. Например: 1. Внутренняя атмосфера может оказывать вредное воздействие на машину из-за
конденсации влаги.
- 2. Кислород в воздухе может быть истощён искрами от щёток или другими химическими воздействиями.
3. Часть воздуха может уходить из-за наклона при опускании аппарата, а также из-за крена и тангажа, если он
установлен на борту судна.
60- 4. Воздух может поглощаться или растворяться в воде, особенно при наличии циркуляции воды.
5.
Поверхностные волны, раскачивание или наклон могут вызывать пульсацию или разбрызгивание, что
приводит к утечке воздуха и делает его неэффективным в качестве защиты машины.
6.
Расширение при нагреве машины (и последующее сжатие) может привести к утечке воздуха.
— Некоторые из этих недостатков можно в значительной степени избежать, используя полностью
изолированный или закрытый корпус, но на практике это имеет и другие недостатки.
Согласно настоящему изобретению, погружной аппарат типа 75 снабжен средствами предосторожности для
предотвращения потери или ухудшения эффективности внутренней атмосферы при всех или любых из
вышеуказанных условий, обеспечивая при этом достаточную связь 80 между жидкостью внутри и снаружи
корпуса или кожуха для поддержания свободной передачи рабочего давления извне.
В целом, используемые средства включают в себя один или несколько из пяти 85 видов мер
предосторожности, а именно: 1.
Практически полная изоляция окружающей машины атмосферы или тех ее частей, которые необходимо
защитить, от остальной внутренней атмосферы обеспечивается за счет узкого горлышка или
соответствующего отверстия.
2. В отличие от обширного отверстия в нижней части колокола, где жидкость внутри корпуса или кожуха
практически полностью изолирована от внешней жидкости, сообщение осуществляется посредством
практически центрального ограниченного отверстия или прохода, либо через уплотнение. 100 В каждом из
этих случаев изоляция, согласно данному изобретению, не должна быть настолько полной или иметь такой
характер, чтобы препятствовать существенному выравниванию внешнего и внутреннего давления в любое
время. 105 3. При использовании изолирующего слоя или 173,010 в случае утечки внутренней атмосферы
через насос. 65 Обращаясь к чертежам, прилагаемым к настоящей спецификации, на рисунке 1 схематически
показана форма, в которой может быть задан начальный гидравлический напор во внутренней атмосфере. 70
Следует отметить, что фактический объем газа при заданном давлении будет изменяться в зависимости от
температуры, и что тепло, выделяемое электрической машиной, может увеличить этот объем примерно на 5%
или 10% в зависимости от предельного повышения температуры, до которого ведется работа.
Таким образом, существует вероятность того, что это может вызвать некоторые неудобства в работе, 80
особенно на малой глубине, если не будет учтено соответствующее гидравлическое давление.
В соответствии с формой, показанной на этом рисунке, я могу создать начальный напор на жидкости,
обеспечивающий эффект постоянного минимального давления, или же корпус может содержать начальный
заряд жидкости (при атмосферном давлении) достаточного объема, чтобы обеспечить вытеснение
достаточного количества жидкости для компенсации расширения без потери воздуха или газа, или
плавающего защитного вещества, если таковое используется; или может быть применена комбинация этих
методов. 95 Например, как показано на иллюстрации, в сочетании вертикального двигателя и насоса с
вертикальным валом, работающего в воде, я предусматриваю водозабор 18 в нижней части корпуса и подаю
воду из него по каналу или трубе 19 на высоту, обеспечивающую соответствующий напор. Предпочтительно,
чтобы он заканчивался приблизительно над верхней центральной частью комбинированного элемента в
фильтре 20, и он может включать в себя выступ или подобное устройство 105 вблизи нижнего конца трубы,
образующее уплотнение, или сам может служить уплотнением. В процессе эксплуатации этот канал или труба
постоянно заполняется водой, создавая начальный напор, соответствующий его высоте.
Если расчет 110 показывает, что напора недостаточно для того, чтобы вода (в дополнение к плавающему
слою, если он используется) оставалась в камере после достижения максимального расширения, я могу также
уменьшить начальный объем 115 воздуха или газа до необходимой степени, и следует отметить, что при
определении максимальной глубины погружения для комбинации заданных пропорций необходимо учитывать
уменьшение объема 120 в холодном состоянии. В удобном варианте в камере может быть предусмотрен кран
21 на заданном уровне. Для подготовки аппарата к погружению этот кран оставляют открытым, и
определенное количество масла или подобного ему 125S заливают в трубу подачи воды для гидравлического
уплотнения, через которое может вытекать значительное количество конденсата или которое предотвратит
контакт поверхности воды с газом внутри корпуса.
4. Использование инертного газа вместо воздуха внутри корпуса позволяет снизить вероятность химического
воздействия.
5. Это означает создание начального или минимального напора или давления в защитной атмосфере.
Прочие и второстепенные характеристики описаны ниже и конкретно заявлены.
На чертеже слева, прилагаемом к предварительной спецификации № 10799/21, изображен вариант, в котором
электродвигатель (как постоянного, так и переменного тока) расположен с вертикальным якорем 1 или
ротором в верхней части водонепроницаемого корпуса, часть которого может образовывать ярмо или раму 2
машины, снабженную ребрами 12. Приводной вал 3 проходит вниз через сравнительно длинный и узкий
проход 4 через главный раструб или камеру 5 (которая имеет сравнительно большой объем) и образует или
соединяется, как показано на рисунке 6, с вертикальным или практически вертикальным валом 7
центробежного насоса, центральный впуск 8 которого, таким образом, находится в нижней части аппарата.
Водонепроницаемый корпус опускается к насосу, причем корпус 9 может удобно служить его основанием. На
представленном варианте входные отверстия 11 выполнены в верхней части корпуса насоса, сообщающейся
с всасывающей частью насоса, но в других случаях могут использоваться только входные отверстия, такие
как 10. В случае использования двигателя постоянного тока коммутатор 13 располагается сверху, а его часть
4 может иметь ряд кольцевых канавок или выступов, образующих одну или несколько камер разбрызгивания
14.
Электрические проводники или кабели 15 могут быть проложены в верхнюю часть корпуса через
соответствующие водонепроницаемые сальники, либо могут быть проложены внутри корпуса или по
специальным каналам или трубам 16 до точки, расположенной значительно ниже нормального внутреннего
уровня воды. Как показано на рисунке, предусмотрен сальник 17, обеспечивающий, по крайней мере,
поступление основной части воды из корпуса через центральные входные отверстия 11, однако я не считаю
желательным полагаться на водонепроницаемость какого-либо сальника и предпочитаю проложить кабель
дальше вдоль входного канала и вывести его в непосредственной близости от всасывающего патрубка
насоса. Следует отметить, что в местах, где входное отверстие для воды в камеру фактически сообщается с
всасывающей стороной насоса, не следует создавать напор всасываемого материала i173,010 из плавающего
слоя (если он используется).
Затем вода заливается во входное отверстие до достижения уровня крана, после чего кран закрывается (и
желательно надлежащим образом фиксируется в закрытом положении), и машина готова к работе после
заполнения входного канала или трубы. – При необходимости перед закрытием крана вместо воздуха может
быть использован любой другой газ.
Следует отметить, что существует начальный напор, и, соответственно, следует использовать сальниковое
уплотнение, достаточное для его поддержания в месте входа вала в корпус насоса, однако небольшая утечка
в этом месте не повлияет на работу аппарата, если входной патрубок будет постоянно заполнен, и не будет
иметь значения на больших глубинах, когда давление будет практически равно внешнему давлению и
практически не будет зависеть от работы насоса.
Такая форма входной трубы может также использоваться для подачи обычного водонепроницаемого троса от
шины кабины, обозначенного пунктирной линией 22, в кожух.
В другом варианте первоначального заполнения может быть достаточно без минимального напора, при этом
выходное отверстие может быть заполнено только до начального внутреннего уровня.
Я предпочитаю двухточечную или многоточечную подвеску аппарата, например, с помощью болтов 23, 23,
чтобы предотвратить нарушение регулировки головки из-за наклона или раскачивания, и может быть
предусмотрен выключатель или контакт, обозначенный на 24, срабатывающий от уровня внутренней воды,
чтобы подавать предупреждение, когда он достигает максимально допустимой высоты; как показано на
рисунке, весь якорь и обмотки, а также коммутатор расположены значительно выше максимальной высоты.
На рисунке 2 показана конструкция, в которой обычная полностью закрытая (водонепроницаемая) машина 26
используется вне камеры сжатия, но с возможностью свободного прохождения внутренней атмосферы через
горловину 27. Насос имеет входной и выходной фланцы 28, 29, которые герметично закреплены винтами на
соответствующих поверхностях (с отверстиями) в корпусе, а внешняя жидкость поступает через уплотнение
31. Нижняя часть корпуса и уплотнения может быть выполнена с учетом необходимых пропорций, например,
для обеспечения первоначального заполнения водой с целью компенсации расширения, если это
потребуется.
Уплотнение дополнительно удерживает слой масла, когда машина поднята.
Кратко обратимся к схемам, прилагаемым к предварительному описанию.
№ 4801121. На рисунке 1 показана конструкция, очень похожая на рисунок 1, прилагаемый к настоящему
описанию, в которой камера сжатия полностью закрыта, за исключением отверстия сбоку, очень близко к
верхней части, которое может использоваться для создания начального напора жидкости. Вал проходит от
корпуса двигателя к камере сжатия через сальник или масляное уплотнение, а воздух или другой газ подается
в верхнюю часть корпуса двигателя по трубе или каналу, показанному на рисунке, соединяющему камеру
сжатия с корпусом двигателя.
Или же можно обойтись без сальника или уплотнения, а воздух или аналогичный поток может циркулировать
через корпус двигателя с помощью небольшого вентилятора или винта в месте входа вала в главный колокол
75. На рисунке 2 показана зубчатая передача, расположенная в камере сжатия; двигатель получает воздух
либо в месте входа его вала в камеру сжатия, либо через канал или трубу, как показано на рисунке 1 (рисунок
80).
На рисунке 3 показана конструкция, в которой всасывающая сторона рабочего колеса насоса соединена как с
внутренней, так и с внешней стороной корпуса через широкое отверстие 8a вместо ранее упомянутых портов
11. На рисунке 4 показана камера сжатия, широко открытая снизу и служащая основанием для двигателя и
насоса, которые почти или полностью разделены диафрагмой или перегородкой (проходящей вниз в камеру
сжатия) для защиты двигателя от возможной утечки воды из сальника насоса. Вода подается вниз в основную
камеру сжатия; показаны узкие отверстия для насоса и двигателя.
На рисунках 5 и 5а показан процесс подачи жидкости через полый шпиндель рабочего колеса насоса. На
рисунке 6 показана простая установка насоса, полностью расположенного внутри камеры сжатия, при этом
вода для камеры и насоса поступает через отверстия в нижней части. На рис. 7 показан редукторный
двигатель и горизонтальный привод для 105 внешне расположенных устройств с подачей воды через
центральное уплотнение, включающее фильтр. На рисунке 8 показана конструкция, аналогичная рисунку 6, но
с раздельным поступлением воды к насосу 110 и камере сжатия, причем последняя имеет отверстия,
окружающие входное отверстие насоса. На рисунках 9 и 10 показаны дополнительные варианты зубчатой
передачи и горизонтального привода к внешнему устройству: на первом показан входной патрубок для воды
115 и уплотнение сбоку, а на втором — центральный входной патрубок и внешнее уплотнение. Следует
понимать, что хотя некоторые из этих форм предназначены исключительно для использования с насосами,
другие могут использоваться для любых других целей, и что различные детали, показанные на одном рисунке,
могут сочетаться с другими деталями на других рисунках.
Обращение ко всем чертежам покажет, что каждая изображенная форма обеспечивает 125 специальной
защиты для электрического динамо-генератора 173,010 - 4. Погружное устройство, как указано в заявлении.
Соседние файлы в папке патенты