Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_329
.pdf
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB173246A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 28 июня 1920 года. № 77,495/20.
1739,246 Полный текст слева: апрель. 27, 7921.
fi E11, - Если OComplete Accepted. Декабрь. 28, 7927.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования центробежных регуляторов для паровых двигателей и других силовых установок и
машин.
Я, Гармольд Фреденик Криссли Уайтхед, проживающий по адресу: Сент-Джеймс Роуд, Хитон Мур, Стокпорт,
графство Ланкастер, гражданин Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет
следующую природу: Данное изобретение, представляющее собой усовершенствование центробежных
регуляторов для паровых двигателей и других силовых установок и машин, состоит в простом, эффективном и
легко регулируемом средстве, позволяющем регулировать сопротивление, оказываемое центробежным
силам, возникающим при вращении шариков или грузов регуляторов, таким образом, чтобы регуляторы и
двигатели или машины, управляемые с их помощью, могли работать на разных скоростях, на разных
желаемых скоростях или в разных желаемых диапазонах скоростей.
В соответствии с данным изобретением, для того чтобы обеспечить меньшее или большее сопротивление
внешнему движению шариков или грузов регулятора в разное время в зависимости от различных скоростей
или диапазонов скоростей, при которых он и управляемый им двигатель или машина должны работать,
пружина или пружины воздействуют на рычаг и перемещаются относительно рычага для изменения или
изменения направления и устранения оказываемого воздействия. Перемещение рычага в положения с
большей или меньшей выгодой, а также в положения с большей или меньшей выгодой и в положение, не
позволяющее влиять на рычаг, также является подвижным и подвергается возрастающему напряжению при
перемещении из положения с большей выгодой в положение с меньшей выгодой или неспособностью влиять
на рычаг. Предполагается, что рычаг будет действовать, когда это возможно, как нагрузка на регулятор, чтобы
обеспечить меньшее или большее сопротивление движению грузов или шариков наружу.
В качестве примера одного из способов реализации данного изобретения, 45 пружина или пружины,
воздействующие на рычаг, служащий подвижным упором для сопротивления центробежным силам,
возникающим при вращении шариков или грузов регулятора, соединены с другим рычагом 50,
перемещающимся в различные положения, так что направление действия пружины или пружин, или и
направление действия пружины или пружин, и напряжение на них могут изменяться из положения с большим
углом наклона либо под прямым углом, либо под меньшим углом к рычагу через положения с меньшим углом
наклона в положение, в котором линия действия пружины или пружин проходит через основание 60 рычага, и
предусмотрен зубчатый сектор и фиксатор или другое удобное средство для закрепления рычага,
перемещающегося в различных положениях регулировки. Пружина или пружины, подвижные для целей
данного изобретения, могут быть изготовлены таким образом, чтобы напряжение на них изменялось
приблизительно равными приращениями или уменьшениями в движении пружины или пружин посредством
равных угловых перемещений или так, чтобы изменения напряжения были больше или меньше относительно
равных угловых перемещений в разных частях движения, посредством которого осуществляется изменение
направления действия пружины или пружин. Когда предусмотрено изменение напряжения на пружине или
пружинах, используемых в соответствии с данным изобретением, изменение напряжения может быть
пропорционально любым подходящим способом в зависимости от предполагаемых изменений скорости
работы регулятора.
Например, можно использовать пружину или L-образные пружины, способные изменять напряжение в
пределах удобного минимума и максимума, при этом диапазон изменения может быть ограничен по мере
необходимости. Предусмотрена возможность регулировки направления или направления и напряжения
пружины, применяемой в соответствии с данным положением, с шагом необходимой величины или путем
непрерывных изменений, которые могут быть желательны в любом случае.
В одном из удобных вариантов конструкции пружины, работающие на растяжение, соединены парами с
рычагами, установленными следующим образом: один — на рычаге, обеспечивающем сопротивление
перемещению шариков или грузов регулятора наружу, а другой — на рычаге, перемещающемся вокруг оси
для изменения направления пружин и напряжения на них.
Шариковые подшипники или другие подшипники, минимизирующие трение, предпочтительно
устанавливаются в рычаге или рычагах, а также в средствах крепления или подшипниках пружины или
пружин, предусмотренных или используемых в соответствии с пунктом 25 настоящего изобретения.
Данное изобретение применимо к центробежным регуляторам переменного тока.
Данное изобретение может быть с большим преимуществом применено в регуляторах такого типа, в которых
противовес, пружина или другая среда используются для сопротивления центробежным силам, возникающим
при вращении шариков или грузов регулятора, и к этому противовесу, пружине или другой среде подключена
пружина или другая упругая среда, способная оказывать определенное давление, изменяющееся в
зависимости от сжатия или растяжения, которому она подвергается, и свободно перемещаться в ответ на
оказываемое на нее давление, но ее движение контролируется подходящей жидкостью в цилиндре. В
регуляторе этой системы, когда шарики или грузы регулятора движутся в ответ на изменения скорости
двигателя или другого механизма, управляемого средствами управления, сопротивление, оказываемое
центробежными силами, возникающими при вращении шариков или грузов, изменяется или регулируется в
соответствии с изменением центробежных сил на всем протяжении допустимого движения шариков или
грузов.
Кроме того, в регуляторе такого типа, в соответствии с соотношением между центробежными силами,
возникающими при вращении шариков или грузов регулятора в любом положении, и сопротивлением,
оказываемым пружиной, пружиной или другой средой сопротивления, используемой вместе, как указано
выше, регулятор может быть настроен на то, чтобы заставить двигатель или другой механизм, с которым он
используется, вращаться с постоянной скоростью в любое положение, в котором регулятор перемещает
шарики или грузы, или что изменения положения шариков или грузов позволят такому двигателю или
механизму вращаться с любой желаемой степенью увеличения или уменьшения скорости, когда шарики или
грузы меняют свое положение вращения в одном или противоположном направлении.
Дата: 26 числа. Июнь 1927 г.
Говард Чутаэм, дипломированный патентный поверенный, Манчестер, представитель заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования центробежных регуляторов для паровых двигателей и других силовых установок и
машин.
Я, Гарольд Фирдеричек Кроссли и Уайтхед, проживающий по адресу: Сент-Джеймс Роуд, Хитон-Мур,
Стокпорт, графство Ланкастер, гражданин Великобритании, настоящим заявляю о характере данного
изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено
следующим заявлением:
Данное изобретение относится к типу регулировочных устройств, позволяющих центробежным регуляторам
— во время вращения шариков или грузов — работать с различными скоростями или в различных диапазонах
скоростей, в которых рычаг, соединенный с шариками или грузами регулятора для образования подвижного,
но не вращающегося упора для центробежных сил, используется с пружиной или пружинами, действующими
против него, и также соединены или соединены с подвижным креплением или упором, с помощью которого
конец или концы пружины, наиболее удаленные от места приложения к рычагу, могут быть перемещены
относительно него для изменения направления пружины или пружин относительно радиального направления
от места приложения к 10.a ось, вокруг которой вращается рычаг (0 1 73, 2 4 6 n 1T7h,246), тем самым
изменяя сопротивление, оказываемое движению шариков или грузов наружу, и скорость работы регулятора.
Изобретение представляет собой регулировочные средства указанного типа, которые обеспечивают более
широкий диапазон регулировки, чем это было возможно ранее, и являются простыми и легко регулируемыми,
а также позволяют очень легко, удобно и безопасно контролировать скорости вращения регуляторов или
диапазоны скоростей, в которых вращается регулятор. Двигатели и машины, в которых они применяются,
предназначены для работы.
Согласно данному изобретению, звенья или рычаг, регулируемые и приспособленные для фиксации в
различных положениях вокруг оси с помощью винта и гайки, фиксатора и сектора или иным способом,
предназначены для переноса и в качестве средства для перемещения и ограничения движения подвижного
крепления или упора для пружины или пружин.
За счет обеспечения большей или меньшей степени перемещения звеньев или рычага, несущего подвижное
крепление или упор, пружина или пружины могут быть сделаны подвижными относительно рычага в
сочетании с шариками или грузами из положения с большим наклоном и механическим преимуществом либо
в положение с меньшим наклоном и преимуществом, либо в положение, в котором они не могут влиять на
него, находясь в радиальном направлении от места приложения к этому рычагу и его оси движения.
Перемещение звеньев или рычага для перемещения навесного оборудования или упора может изменять
только направление пружины или пружин, либо изменять также напряжение на ней или на них любым
подходящим образом в зависимости от предполагаемых изменений скорости работы регулятора. Например,
можно использовать пружины, способные выдерживать напряжение в диапазоне от удобного максимума до
минимума, при этом диапазон изменения может быть ограничен по желанию.
Если движение элемента крепления или опоры должно изменять напряжение в нем или в них, пружины или
пружины могут быть изготовлены таким образом, чтобы приблизительно равные приращения или уменьшения
напряжения достигались равными угловыми изменениями направления, или так, чтобы различные изменения
напряжения достигались равными угловыми изменениями направления в разных частях элемента крепления,
и чтобы изменения напряжения были пропорциональны.
Если подвижное крепление или упор необходимо перемещать пошагово, механизм может быть
сконструирован таким образом, чтобы шаги имели необходимую величину.
Шариковые подшипники или другие подшипники, минимизирующие трение, предпочтительно
устанавливаются в рычаге, используемом в качестве подвижного упора, и в той части, где он воздействует на
регулятор, а также в любом другом желательном месте, например, в месте крепления пружины или пружин.
Один из способов применения данного изобретения к одному типу центробежных регуляторов показан на
прилагаемом чертеже, на котором фиг. 1 представляет собой боковой вид механизма 7,5, выполненного в
соответствии с данным изобретением, и части центробежного регулятора, в котором он применяется. На фиг.
2 представлен план некоторых деталей, показанных на фиг. 1, а на фиг. 3 — боковой вид некоторых из 80
деталей, представленных на фиг. 1, показывающий некоторые из них в другом положении, а другой способ
применения данного изобретения в таком регуляторе показан на фиг. 4 и 5, которые представляют собой
соответственно боковой вид 85 и план показанных деталей. Для обозначения соответствующих частей на
всех рисунках используются одни и те же буквы и цифры.
На фиг. 1 и 3 показана втулка a 90, которая приводится в движение в работе регулятора посредством вала
или шпинделя b, установленного на пьедестале или стойке c и подверженного воздействию пружины или
пружин, груза или другого противовеса, предусмотренного обычным способом в регуляторе для
противодействия внешним движениям шариков или грузов при вращении, и поднимается с помощью рычагов
l, несущих шарики или грузы регулятора, которые показаны диагонально на фиг. 1.
e — это рычаг, зацепленный со втулкой a, а f — это пружина, которая служит нагрузкой на регулятор,
обеспечивая меньшее или большее сопротивление движению грузов или шариков наружу путем меньшего
или большего воздействия на рычаг e, который под действием пружины J служит подвижным упором для
сопротивления центробежным силам, возникающим при вращении шариков или грузов регулятора.
Уровень e выполнен в виде рамы из боковых стержней 1el и прутков с буртиками и резьбой 115 на концах,
снабженных гайками или заклепками и образующих поперечные элементы e2, и установлен с помощью
шарикоподшипников g на шпильках ht, закрепленных ушко i, образованных маслом 1 2 рычагами j,
выступающими из воротника k, окружающего и закрепленного на части пьедестала или стойки e. Рычаг e
изготовлен с помощью шарикоподшипников 1 и имеет кольцо, охватывающее шейку 125, образованную на
втулке a, и удерживается с помощью шарикоподшипника n на кольце o, закрепленном на этой шейке, так что
давление пружины f, стремящейся повернуть рычаг e в направлении, указанном стрелкой A, будет стремиться
прижать втулку a или удерживать ее в нажатом положении, преодолевая центробежные силы и
вращательные движения шариков или грузов регулятора. Пружина f выполнена таким образом, что одним
концом она опирается на полое седло I или гнездо p с цапфами q mi, соединенными с рычагом e, а другим
концом — на выступ на втулке r, установленной вокруг и подвижной по длине стержня s, закрепленного в
гнезде lp. Таким образом, втулка r и стержень s удерживают пружину в нужном положении.
Втулка i- выполнена с зажимами il, между которыми помещена гайка t, через которую проходит винт u,
вращение которого приводит к изменению направления пружины f относительно рычага e. Гайка t ограничена
в движении по круговой траектории с помощью звеньев r, которые образованы шарнирами, установленными
для вращения в подшипниках внутри рычагов j, и снабжены шпильками uw, проходящими через подшипники,
образованные в губках -r, в подшипники, образованные в гайке. Винт a- установлен таким образом, чтобы его
можно было вращать, но он закреплен с помощью рукоятки a, закрепленной на нем для вращения, и
соединительного элемента y против продольного перемещения в кольце, установленном таким образом,
чтобы он мог колебаться вокруг концов шпилек 1, выступающих в подшипники внутри него и закрепленных в
резьбовых отверстиях в рычагах j. Воротник 2 крепится штифтом к винту, предотвращая его
непреднамеренное отвинчивание от гайки. На рисунке показано, что гайка может перемещаться с помощью
винта на расстояние, достаточное для перемещения пружины из положения, в котором направление ее
действия приблизительно равно сорока пяти градусам, к радиусу, на котором она опирается на рычаг, в
положение, в котором направление ее действия совпадает с этим радиусом, как показано на рис. 1, и для
того, чтобы пружина f могла расшириться примерно на одну седьмую своей длины при движении, а ее
давление на гнездо p и плечо стержня r соответственно уменьшилось.
Сопротивление, оказываемое движению шариков или грузов регулятора наружу, соответственно уменьшается
как за счет того, что пружина 1 5a расположена в положении с меньшим механическим преимуществом
относительно рычага e, так и за счет уменьшения сжатия пружины e. Таким образом, изменение положения
гайки меняет направление действия пружины, а также напряжение на ней. Когда пружина f находится в
положении, изображенном на рис. 1, она будет оказывать определенное сопротивление движению шариков
или грузов регулятора наружу, и по мере того, как она перемещается все меньше или больше в сторону
положения, изображенного на рис. 3, она будет оказывать все меньшее сопротивление движению шариков
или грузов наружу, пока не окажется в положении, изображенном на рис. 7, которое она изображает на рис. 1,
она не будет оказывать никакого сопротивления их движению наружу. Таким образом, благодаря тому, что
гайка I ввинчивается в различные положения, средство винта i/ пружина j может быть изготовлена таким
образом, чтобы противодействовать внешнему движению шариков или грузов регулятора большей, меньшей
или нулевой нагрузке, или дополнительному сопротивлению, помимо того, которое обеспечивается пружиной
или пружинами или другим компенсатором 8( регулятора, и, соответственно, скорость, с которой шарики или
грузы могут вращаться без перемещения втулки, может быть сделана больше или меньше, и таким образом
регулятор может быть отрегулирован для работы на более высокой $.i или более низкой скорости в пределах,
определяемых нагрузкой, которая может быть приложена с помощью пружины / и конструкцией или
регулировкой самого регулятора, как это может быть желательно время от времени 9(.
Движения гайки t и звеньев c, а также сила пружины f могут быть подобраны таким образом, чтобы они
взаимодействовали друг с другом в любой степени, которая путем вычислений или экспериментов 95 может
быть признана необходимой для обеспечения того, чтобы сопротивление, оказываемое пружиной J в
различных положениях гайки t движению втулки a шариками или грузами регулятора, было адаптировано 100
к скоростям, с которыми шарики или грузы регулятора должны вращаться в соответствующих положениях
гайки t.
Масса шариков или весов регулятора 10a, а также более высокие и более низкие скорости или диапазоны
скоростей, при которых или через которые...
Поскольку известно, что регулятор должен работать, сопротивление, необходимое для противодействия
действию шариков или грузов при 110 различных скоростях вращения, может быть определено путем
вычислений или эксперимента. Сопротивление, которому противодействует груз или гирям пружина или
другой противовес регулятора (11.5), определяет максимальную скорость, при которой регулятор будет
работать без дополнительной нагрузки. Также известна разница или различия между ней и общим
сопротивлением, необходимым при различных скоростях (12). Дополнительное сопротивление, необходимое
на самом высоком пределе, или дополнительное сопротивление, необходимое на самом низком и самом
высоком пределах диапазона скоростей, при которых должен работать регулятор, даст величину нагрузки или
дополнительного сопротивления, которое должно быть обеспечено с помощью пружины и рычага. После этого
можно провести расчеты или эксперименты, чтобы определить, какие прочность и способность к изменению
напряжения при различных степенях сжатия необходимы для пружины.
Какой должна быть длина линии, чтобы изменять напряжение на пружине необходимым образом при
изменении положения?
Пружина I и звено V, а также допустимая величина воздействия на звено I могут быть затем подобраны и
пропорционированы в соответствии с установленными требованиями. Обычно для обеспечения изохронности
или приблизительной изохронности работы регулятора на любой из предполагаемых скоростей, траектория
оси цапф гайки должна быть параболической, но на практике достаточно, чтобы она двигалась по круговой
дуге, приблизительно соответствующей истинной параболической кривой.
На одном из звеньев v закреплен сектор 3, градуированный с 6 угловыми делениями, которые не могут быть
пронумерованы, чтобы показания считывались относительно индекса 4, закрепленного на одном из рычагов j,
что облегчает наблюдение и регулировку положения звена v и положения пружины. Я могу быть обязан
предоставить данные, указывающие на скорость работы губернатора, когда сектор 3 будет приведен в
соответствие с индексом 4.
Пружина и средства для ее перемещения, изображенные на фиг. 1, 2 и 3, имеют простую и эффективную
конструкцию и расположение, однако при применении данного изобретения к центробежным регуляторам
могут использоваться и другие варианты расположения пружин и средств для их перемещения, которые могут
оказаться желательными или удобными. Например, как показано на рис. 4 и 5, пружины, работающие на
растяжение, могут быть соединены парами с рычагами, установленными на одном рычаге, обеспечивающем
сопротивление перемещению шариков или грузов регулятора наружу, а другой — на рычаге, подвижном
вокруг оси вращения, для изменения направления пружин и напряжения на них.
Вместо звеньев для управления движением опоры или мест крепления пружин могут использоваться другие
средства в соответствии с траекториями их перемещения, при этом пружины могут подвергаться
повышенному или пониженному напряжению при перемещении из более выгодных положений.
На фиг. 4 и 5 показаны пружины f, действующие на растяжение и соединенные парами на одном конце с
рычагами 5, установленными с помощью шарикоподшипников и колеблющимися вокруг шарниров 6,
расположенных на рычаге e, а на другом конце.
Рычаги 7, установленные с помощью 65 шарикоподшипников, колеблются вокруг шарниров 8, удерживаемых
рычагом 9, образованным из параллельных соединенных между собой рычагов, который приспособлен для
фиксации в различных положениях регулировки с помощью фиксатора 10, предназначенного для 70
взаимодействия с неподвижным сектором 11 и выполняет функцию звеньев v, показанных на рис. 1, 2 и 3, за
исключением того, что перемещение рычага 9 из положения большей выгоды в положение невозможности
повлиять на рычаг и пружины из-за увеличения напряжения на таких пружинах I.
Сравнивая рисунки 4 и 5 с рисунками 3, 2 и 3, можно понять конструкцию и, следовательно, принцип работы
механизма, показанного на рисунках 4 и 5, без дополнительных пояснений.
Преимущественно, и как показано на прилагаемых чертежах, это изобретение 86 может быть применено с
регуляторами такого типа, в которых центробежные силы, возникающие при вращении шариков или грузов,
компенсируются противовесом, пружиной или другим элементом, соединенным с пружиной 91, или другим
упругим элементом, способным оказывать определенное давление, изменяющееся в зависимости от
приложенного к нему сжатия или давления и регулируемое подходящей жидкостью в цилиндре при его
движении в ответ на давление, оказываемое на него, и, следовательно, сопротивление, противодействующее
центробежным силам, изменяется в соответствии с изменениями положения шариков или грузов на
протяжении всего их движения, так что в зависимости от способа изменения этого сопротивления регулятор
будет работать с постоянной скоростью, даже если положение шариков может изменяться, или будет
работать с любой желаемой увеличенной или уменьшенной скоростью при изменении положения шариков.
На прилагаемом чертеже втулка a представляет собой часть, подверженную воздействию шариков или грузов
регулятора 110 и соединенную с противовесом, используемым для сопротивления центробежным силам,
возникающим при вращении шариков или грузов, или предназначенную для противодействия ему. Следует
понимать, что пружина или пружины f представляют собой переменную дополнительную нагрузку для
регулятора.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
1
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_173247.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=173247&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB173247A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 30 июня 1920 года. №: 17,877/ 20. 173,247 4 больших. Полностью принято: дек. 30,
1921.
g.,B ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области или относящиеся к аппаратуре управления питанием электропечей.
(Сообщение от компании VANADIUM CONPORATION OF AMERICA, корпорации, зарегистрированной в
соответствии с законодательством штата Делавэр, с местом ведения бизнеса в Бриджвилле, округ
Аллегейни.) Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки).
Я, Гарольд Уэйд, дипломированный патентный поверенный, проживающий по адресу: Хаттон Гарден, Лондон,
E.C. 1, гражданин Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Настоящее
изобретение относится к управлению электропитанием, и в частности к управлению мощностью, подаваемой
на электропечь электродного типа.
Предложенная система управления особенно применима к электропечам того типа, в которых мощность
подается в печь с заданной скоростью, а потребляемые элементы управляются таким образом, чтобы
потреблять определенную долю от общей подаваемой мощности.
Электрические системы управления такими устройствами, как правило, осуществляют регулирование путем
контроля одного из нескольких задействованных электрических факторов, хотя все эти факторы в
совокупности влияют на фактически потребляемую электрическую энергию, а именно: силу тока и напряжение
в постоянном токе, а также силу тока, напряжение, коэффициент мощности и частоту в переменном токе. В
результате, несмотря на то, что один фактор контролируется (обычно сила тока), изменения других факторов
негативно влияют на работу энергопотребляющего устройства, приводя к неравномерной работе, потере
мощности или низкому коэффициенту нагрузки.
Кроме того, чувствительность таких систем управления, как правило, была низкой, поскольку управление
обычно осуществлялось только в определенных фиксированных точках, между которыми регулирование было
невозможно.
Колебания различных факторов, влияющих на потребление электроэнергии, могут возникать по-разному.
Например, в устройстве, потребляющем электроэнергию, линия электропередачи, подающая питание, может
вызывать изменения как электрических параметров, так и характеристик самого аппарата. Хорошо известно,
что предприятия, использующие электроэнергию, особенно те, которые расположены на некотором
расстоянии от электростанции, часто подвергаются воздействию колебаний напряжения, а в случае
переменного тока — колебаниям частоты в линиях электропередачи. Подобные колебания могут существенно
повлиять на эффективность использования потребляемой энергии. В случае с электрическими печами,
например, подаваемая мощность должна оставаться постоянной или изменяться только оператором в
соответствии с изменяющимися условиями в печи.
До настоящего времени предлагалось создать печь указанного типа, в которой положение различных
электродов регулируется реверсивными двигателями, приводимыми в действие управляющими
устройствами, обеспечивающими поддержание постоянного потребления электроэнергии и разности
потенциалов между любым электродом и подом. Однако в такой печи электроды управляются устройствами,
которые регулируются дифференциально в зависимости от потребляемой мощности и разности потенциалов
между электродами и подом.
Согласно данному изобретению, в печи указанного типа предусмотрены регулирующие средства,
посредством которых положение различных электродов относительно заряда регулируется реверсивными
двигателями или другими электрическими механизмами, цепи 401 173,247 которых управляются
устройствами, реагирующими исключительно на изменения мощности, и отдельными устройствами,
реагирующими на любое существенное изменение потенциала между любым электродом и зарядом, причем
эти отдельные устройства вызывают разрыв цепей всех указанных двигателей или других механизмов
независимо от действия устройств, регулирующих мощность.
Изобретение представлено в виде электрической плавильной печи, в которой электроды автоматически
поднимаются или опускаются для поддержания практически постоянного уровня энергопотребления печи
независимо от изменений, происходящих в печи, и независимо от колебаний напряжения или частоты, или
того и другого, в входящих линиях электропередачи.
А0. Обращаясь к изображенному варианту осуществления изобретения:
На рисунке 1 представлена схематическая иллюстрация принципов работы системы управления,
применяемой к одному из электродов печи.
На рисунке 15 представлен детальный вид регулировочного диска.
На рис. 2 представлена схема подключения одного двигателя.
На рисунке 3 представлена схема подключения всех трех двигателей.
На рисунке 4 показан вертикальный разрез одного из концевых выключателей, а на рисунке 5 —
вертикальный разрез другого концевого выключателя.
-35 Электропечь F является дуговой и снабжена тремя электродами A, B и C, выступающими вниз в камеру
печи, в которой находится руда или другой материал, подлежащий плавке. Электроды A, B и C соединены
соответственно выводами a, b и c с шинами 2a, 2b и 2c, которые питаются от трехфазного генератора
переменного тока (не показан), способного подавать питание на шины по длинной линии электропередачи.
Каждый из электродов А, В и С поднимается или опускается с помощью механизма с электрическим
управлением, показанного в данном случае в виде трехфазного электродвигателя 3, приводящего в движение
шкив 4, вокруг которого намотан трос 5, подвешивающий электрод в печи.
На рисунке 1 изображен один двигатель, соединенный с одним из электродов, и система цепей и устройств
для управления этим двигателем, но следует понимать, что для каждого из трех электродов предусмотрен
отдельный двигатель, а система цепей и устройств управления (60) дублирована для нескольких двигателей.
Один из выводов двигателя 3 напрямую соединен проводом 6 с одной из шин, скажем, с шиной "go". Второй
вывод на двигателе соединен через провод 7 с контактами 8 и 9 двух двухполюсных однопозиционных
выключателей 10 и 11 соответственно. Третий вывод двигателя соединен через провод 12 с контактами 13 и
14 соответствующих выключателей 10 и 11. Стационарные контакты 15 и 16 этих переключателей соединены
через провод 17 с шиной 2a, а стационарные контакты 21 и 22 соединены через провод 23 с шиной 2b. Эти
соединения выполнены таким образом, что если выключатель 10 замкнут, то выводы двигателя 7 и 12
соединены с шинами 2a и 2b соответственно, а когда выключатель 11 замкнут, соединения меняются
местами, и выводы двигателя 7 и 80 12 соединяются с шинами 2b и 2a соответственно. Такое изменение
направления соединений ниотора с шинами позволяет изменить направление вращения двигателя: двигатель
работает для подъема электрода 85 А при замыкании выключателя 11 и работает в противоположном
направлении для опускания электрода при замыкании выключателя 10.
Переключатели 10 и 11 приводятся в действие электромагнитами 24 и 25 соответственно. 90 Соседние
клеммы катушек магнита соединены между собой и через общий провод 26 подключены к шине 2а. Другой
вывод катушки магнита 24 соединен через реле 27 и провод 28 с шиной 2b, а другой вывод катушки магнита
соединен через реле 30 и провод 28 с шиной 2b.
Когда реле 27 замкнуто, магнит 24 (100) находится под напряжением, замыкая выключатель 10, а когда реле
30 замкнуто, магнит 25 находится под напряжением, замыкая выключатель 11. Релейные выключатели 27 и
30 приводятся в действие электромагнитами 32 и 33, 105 соответственно. Соседние клеммы катушек магнитов
32 и 33 соединены между собой и через общий провод 20 подключены к шине 2b. Другой вывод магнита реле
32 соединен через провод 34 с верхним регулируемым неподвижным контактом 35, а другой вывод магнита
реле 33 соединен через провод 36 с нижним и противоположным неподвижным контактом 37 переключателя
115 38, имеющего подвижный контакт 39, который соединен через провод 40 с шиной 9a.
Подвижный контакт 39 установлен на наклонном элементе устройства мощностью 120 Вт, обозначенного в
целом ссылочным номером 50. Это показано на примере весов Кельвина, имеющих катушки с
фиксированным током 31, соединенные через трансформатор тока 52 с шиной 2a, и 125 подвижных катушек
потенциала 53, соединенных с подвижным контактом 39, который находится вне контакта с неподвижными
контактами 35, 65 и 37. Если мощность, подаваемая на электрод А, упадет ниже значения, указанного на
шкале, весы Кельвина под действием пружины переместятся в противоположном направлении, чтобы
прижать подвижный контакт 7G 30 к верхнему неподвижному контакту 35, замыкая цепь через реле 32 и
замыкая выключатель 10. Это приведет к вращению двигателя в противоположном направлении, опусканию
электрода А 75 и, следовательно, увеличению тока, потребляемого электродом. На практике весы Кельвина
50 постоянно вибрируют взад и вперед, а двигатель 3 вращается, поддерживая мощность на заданном уровне
80 Вт.
Два других электрода, B и C, аналогично отрегулированы по положению для поддержания постоянной
мощности тока, потребляемого ими, с помощью управляемых систем, дублирующих систему управления
электрода A.
Данное правило может быть в равной степени применено и к линиям постоянного тока, в этом случае
трансформатор 52 будет заменен резистором, к которому параллельно будут подключены токовые катушки 90
ваттметра. Регулятор, и в частности, показанный на иллюстрации регулятор балансового типа Кельвина,
может использоваться для регулирования силы тока или напряжения. Для регулирования силы тока 95
обмоток весов Кельвина соединены последовательно и подключены к цепи трансформатора тока 52.
Для стабилизации напряжения катушки соединены последовательно, но намотаны 100 тонким проводом и
подключены к двум шинам.
Схема подключения регулирующего механизма для одноэлектродного двигателя показана на рисунке 2, а для
трехэлектродных двигателей — на рисунке 3.
Сначала обратимся к рисунку 2, на котором ссылочные обозначения указывают на части, обозначенные теми
же символами, что и на рисунке 1: Печь F имеет электроды 110, подобные показанным на рисунке 1, один из
которых поднимается или опускается двигателем 3 через любое подходящее соединение, как показано,
например, на рисунке 1. Двигатель имеет три вывода: 6, 7 и 12. Провод 6 (115) подключен к контакту 71
двухпозиционного трехполюсного ручного выключателя 70, который, будучи поднятым, соединяет провод 6 с
шиной 2c. Провода 7 и 12 соединены с выключателями 10 и 11, которые, в свою очередь, соединены с
шинами 2ao и 2b через провода 17 и 23 и контакты 72 и 73 выключателя 70, когда он находится в верхнем
положении.
Переключатели 10 и 11 приводятся в действие магнитами 24 и 25, расположенными соответственно между
шинами 2a и 2b. Катушки потенциала 53 установлены на поворотном рычаге 54, шарнирно закрепленном в
точке 5a, на котором установлен рычаг 56, несущий подвижный контакт переключателя 39. Пружина 57
соединена с рычагом 56, стремясь поднять его вверх. Натяжение пружины можно регулировать с помощью
гайки 58, на которой расположен указатель 59, перемещающийся по калиброванной шкале 60. Гайка 58
навинчена на винтовой шпильку 61, которая может перемещаться внутри неподвижной циферблатной
пластины 62.
Несколько катушек 51 и 53 весов Кельвина намотаны таким образом, что когда ток протекает через шину 2a,
левая потенциальная катушка, как показано на рисунке 1, будет притягиваться нижней токовой катушкой и
отталкиваться верхней токовой катушкой, а правая потенциальная катушка будет притягиваться верхней
катушкой и отталкиваться нижней токовой катушкой, так что рычаг 56 будет прижиматься вниз, преодолевая
натяжение пружины 57, что будет легко понятно специалисту в данной области.
Шкала 60 предпочтительно откалибрована для прямого считывания показаний в киловаттах, так что
натяжение пружины 57 будет точно уравновешивать магнитное усилие катушек баланса Кельвина, когда шина
2a подает на электрод А число киловатт, указанное стрелкой 59, а подвижный контакт 39 будет подвешен
посередине между неподвижными контактами 35 и 87.
На вторичной обмотке трансформатора тока 52 установлен амперметр 200, показывающий ток,
потребляемый электродом А.
Принцип работы аппарата, показанного на рисунке 1, следующий: стрелка 59 устанавливается для
отображения количества киловатт, которое необходимо подать на электрод А.
Если по какой-либо причине на электрод подается большая мощность, балансир Кельвина 50 опустит рычаг
56, преодолевая натяжение пружины 57, приведя подвижный контакт 39 к нижнему неподвижному контакту 37
и замкнув цепь через магнит реле 33, чтобы замкнуть реле 30.
Релейный выключатель 30 замыкает цепь через магнит 25, который, в свою очередь, замыкает выключатель
11 и приводит двигатель в движение в направлении, поднимающем электрод А, тем самым увеличивая длину
дуги и ее сопротивление и, следовательно, уменьшая ток через шину 6l0 2a. Когда электрод поднимается
достаточно высоко, чтобы снизить мощность до значения, заданного на циферблате, весы Кельвина
возвращаются в нейтральное положение173,247, которые управляются реле 27 и 30 соответственно, которые,
в свою очередь, управляются через магниты 32 и 33 и соединения 34 и 30 весами Кельвина, в основном так,
как было описано в связи с рисунком 1.
На рисунке 3 показаны соединения для управления тремя двигателями, по одному для каждого из электродов.
Схема подключения каждого двигателя такая же, как и показанная для отдельного двигателя на рисунке 2.
— Соответствующие порядковые номера на рисунке 3 относятся к тем же деталям, что и на рисунке 2.
Суффиксы a, b и c, равные 1,5, используются для обозначения частей системы управления двигателем для
трех электродов A, B и C соответственно.
Как показано на рисунке 3, три двигателя 3a, 3b и 3c соединены между собой для подъема или опускания трех
электродов печи A, B и C посредством соответствующего механического соединения.
например, как показано на рисунке 1, где изображены веревка и шкив. Двигатели 3a, 3b и 3c снабжены
системой регулирования, включающей, соответственно, балансир Кельвина 50a, 5Gb и 50c. Каждый.
Весы Кельвина управляют соответствующим двигателем через систему реле и переключателей цепи
двигателя; три группы переключателей показаны в правом верхнем углу рисунка 3, причем эти группы
соответствуют группам, показанным на рисунке 2, с добавлением суффиксов a, b и c, указывающих, к какому
конкретному двигателю они относятся.
На рисунке 2 показаны два так называемых концевых выключателя 80 и 90, расположенные в проводах 86 и
34 соответственно, которые являются проводами от неподвижных контактов весов Кельвина к магнитам реле
33 и 32. Эти концевые выключатели SO и 90 соединены таким образом, чтобы управляться потенциалом,
возникающим между электродом и расплавленным металлом в печи, и размыкают цепи соединений 36 и 34
соответственно, в случае, если этот потенциал превышает или опускается ниже определенных заданных
пределов. Это предотвращает поднятие электрода двигателем в случае аномального увеличения падения
потенциала на дуге или опускание электрода в случае аномального уменьшения падения потенциала на дуге.
Структура этих переключателей подробно показана на рисунках 4 и 5. Выключатель 80, который можно
обозначить как высоковольтный выключатель, включает в себя вертикально перемещающийся контактный
блок S1, который при поднятии вверх замыкает два неподвижных пружинных контакта 82, расположенных
между собой в цепи 36. Контакт N 173,247 81 установлен на нижнем конце стержня 83, перекладина которого в
верхнем конце крепится к рычагу 84, шарнирно закрепленному в точке 85 и снабженному регулируемым
противовесом 86. На стержне 83 расположен поршень 87, который сконструирован таким образом, чтобы
опускаться вниз, когда катушка магнита 88 получает достаточное напряжение. Груз 86 регулируется вдоль
рычага 84 таким образом, чтобы 70 удерживать переключатель в замкнутом состоянии, противодействуя
притяжению плунжера 87 магнитом 88 вниз при нормальных условиях напряжения. Выключатель 90, который
может быть обозначен как низковольтный выключатель, имеет подвижный контакт 91, замыкающий
Соседние файлы в папке патенты