Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3502
.pdf
Для уменьшения количества необходимого цемента и некоторого облегчения столба перед заливкой бетона
можно установить на пол и между краями нижних полок 85 237,221 длинную треугольную опалубку со
скошенными краями, а после заливки достаточного количества бетона аналогичную опалубку устанавливают
между краями верхних полок и прижимают грузами, зажимными винтами или другими средствами, чтобы
вытолкнуть бетон наружу к полкам.
Эти формы образуют полосы 13 вдоль двух сторон столба, как показано на (1 рисунках. Если по какой-либо
причине это предпочтительнее, бетон можно заливать после того, как две балки будут установлены в
вертикальное положение, заливая бетон сверху, но в этом случае необходимо закрепить доски или пластины
с обеих сторон столба, чтобы закрыть зазоры между краями полок балок.
С помощью расположенных по центру столба отверстий в бетоне могут быть предусмотрены проемы для
крепления поперечных балок или других элементов, а также для уменьшения веса столба.
Мы предпочитаем использовать балки из I-образного или 26-дюймового швеллера, поскольку эти профили
обеспечивают максимальную прочность, а полки занимают значительную часть формы для нанесения
цемента, но могут использоваться балки и других профилей, например, Т-образные или L-образные.
Мы хотим, чтобы было понятно, что указанные выше размеры являются приблизительными и приведены
лишь в качестве иллюстрации, и могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от целей, для которых
предназначен данный столб.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_237222.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=237222&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB237222A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата изобретения (США): 17 июля 1924 г. Дата применения (в Соединенном Королевстве): 20 мая 1925 г. №
13149/25.
Полная спецификация принята: 29 апреля 1926 г.
Усовершенствования в области гидротермальных нагревательных приборов и связанные с ними разработки.
Мы, компания POWER SP:ECIALTY COMPANY, корпорация, зарегистрированная в соответствии с законами
штата Нью-Йорк, по адресу: Бродвей, город Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, правопреемники Джона
Эверетта Белла (покойного), гражданина Соединенных Штатов Америки, проживавшего по тому же адресу,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Наше настоящее изобретение относится к аппаратам для нагрева жидкостей, таким как пароперегреватель,
встроенный в стенку камеры сгорания печи или иным образом подверженный с одной стороны воздействию
источника лучистого тепла при высокой температуре, и касается механической конструкции и компоновки
таких аппаратов, и в частности, мер, принятых для компенсации или ограничения тенденции аппарата к
изменению своей формы и размеров в результате его теплового расширения и сжатия.
Изобретение предназначено для использования в сочетании с аппаратами для поглощения лучистого тепла, в
частности, пароперегревателями, в которых трубопроводы для жидкости представляют собой не обычные
трубки, как в открытом виде, так и в оболочке (как описано в патентной заявке № 208695), а так называемые
«удлинённые канальные элементы». Эти вытянутые каналообразные элементы состоят из одной или
нескольких цельных секций, каждая из которых имеет длину, возможно, несколько футов, и стенки которых
значительно толще, чем у обычных цилиндрических труб с той же площадью поперечного сечения, через
которую проходит поток. Эти секции, которые вполне могут быть изготовлены из литой стали, обычно имеют
прямоугольную форму или такое поперечное сечение, которое образует практически плоскую
теплопоглощающую поверхность, причем контур элемента и парового канала в нем в поперечном сечении
вытянут в направлении, параллельном теплопоглощающей поверхности.
При использовании такого элемента внутренняя сторона участка, прилегающего к источнику лучистого тепла,
нагревается до температуры, значительно превышающей температуру противоположной или внешней
стороны элемента, а стороны элемента, перпендикулярные теплопоглощающей поверхности, на своих краях,
прилегающих к теплопоглощающей поверхности, горячее, чем на противоположных краях. Если температура
в элементе изменяется постепенно и равномерно от теплопоглощающей поверхности элемента к
противоположной стороне, то элемент, если он прямой в холодном состоянии, при нагревании просто
изгибается в форме дуги выпуклой стороной к камере печи, если ему позволено свободно изгибаться, а при
охлаждении возвращается к своей первоначальной форме. В таких случаях изменения температуры не будут
подвергать элемент напряжению, если последний сможет свободно изгибаться и выпрямляться 70 градусов
описанным способом.
Однако на практике такого равномерного градиента температуры металла элемента не существует. Сторона
элемента, удаленная от теплопоглощающей поверхности, будет холоднее вблизи парового канала, чем на
стороне, удаленной от парового канала, из-за охлаждающего действия пара и того факта, что тепло, которое
эта сторона передает пару, принимается полностью или преимущественно путем теплопроводности через
участки элемента, перпендикулярные теплопоглощающей поверхности. Вследствие этого, когда элемент
вводится в эксплуатацию и, таким образом, нагревается, он стремится изогнуться в форме дуги выпуклой
стороной к источнику лучистого тепла, но этот изгиб создает внутренние напряжения, которые стремятся
сжать материал в той части элемента, которая примыкает к источнику лучистого тепла, и растянуть части
элемента, более удаленные от источника лучистого тепла.
В практическом применении тепловых перегревателей температура, которой подвергается более горячая
часть элемента, является хорошей температурой отжига, в то время как температура части элемента, более
удаленной от источника лучистого тепла, ниже температуры отжига. Вследствие этого, когда более горячая
часть элемента подвергается сжимающему напряжению, она в большей или меньшей степени
деформируется под этим напряжением и приобретает остаточную деформацию.
После охлаждения элемент не стремится вернуться к своей первоначальной прямой форме, а изгибается в
виде дуги, вогнутая сторона которой обращена к источнику лучистого тепла. В некоторой степени это
изменение формы является кумулятивным по мере последовательного нагрева и охлаждения элемента, и в
конечном итоге последний приобретает постоянную кривизну в холодном состоянии, вогнутой стороной к
печи. Если элементы сравнительно короткие, скажем, 4, 5 или 6 футов в длину, эта предельная кривизна
обычно не является особенно неприятной, и мы обнаружили, что такие элементы могут быть установлены
таким образом, чтобы они могли свободно изменять свою форму, что и происходит при изменении
температуры.
Однако при большей длине искажения в собранных конструкциях, которые возникают из-за изменений
температуры, являются нежелательными и должны быть ограничены или предотвращены. С этой целью,
согласно изобретению, мы устанавливаем элементы в опорную конструкцию, приспособленную для
обеспечения физического удлинения и сжатия элементов, но при этом эффективно ограничивающую
значительные изгибающие движения элементов при их нагревании и охлаждении.
В большинстве случаев целесообразно, чтобы опорный каркас или конструкция и элементы были собраны в
самодостаточный блок, который может быть установлен в стенке печи и который будет поглощать
напряжения, возникающие из-за изменений температуры, не передавая при этом какую-либо их часть на
другие участки стенки печи.
Склонность металла, такого как литая сталь 56, к удлинению и сжатию в ответ на изменения температуры
нередко рассматривается как практически непреодолимая сила. Однако мы обнаружили, что при
использовании в настоящее время в тепловых пароперегревателях с лучистым нагревом элементов из литой
стали, таких как сталь марки -60, тенденция элемента к прогибу в результате температурных изменений,
которым он подвергается, составляет всего около 400 фунтов на фут длины элемента, и что на практике
вполне возможно предотвратить нежелательный прогиб элементов, прикрепив их к каркасу, обладающему
необходимой прочностью. Способ практического применения данного изобретения будет более подробно
описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых: - - 75 Фиг. 1 представляет собой частичное
поперечное сечение части стенки камеры сгорания котла-топки, включающего тепловой пароперегреватель с
лучистым нагревом; Фиг. 2 представляет собой вертикальное сечение, выполненное по линии 80 2-2 на Фиг. 1;
Рис. 3 представляет собой план, частично в разрезе по линии 3-3 на рис.
2;
Рис. 4 — это вид сбоку, выполненный аналогично рис. 1, иллюстрирующий модифицированную конструкцию;
рис. 5 — это разрез по линии 86 5- 5. Рис. 4; Рис. 6 — сечение по линии 6-6 на рис. 4; Рис. 7 — вид сбоку части
внешней стороны еще одного типа перегревателя стенки печи камеры сгорания; Рис. 8 — сечение по линии
8-8 на рис. 7; Рис. 9 — сечение по линии 9-9 на рис. 7.
На чертежах, обращаясь сначала к конструкции, показанной на фиг. 1, 2 и 3, А представляет собой стенку
корпуса топки котла, расположенную в задней части камеры сгорания а, которая находится под водотрубными
трубами котла B. В стенку А, являющуюся ее частью, встроен теплоперегреватель, состоящий из литых
стальных элементов С прямоугольного сечения, как показано на фиг. 3. Каждый элемент C соединен своими
концами посредством поперечных и более или менее гибких трубных соединений 105 D с входными и
выходными патрубками пара E и E1, и каждый элемент C закреплен в своем центре: соответствующим
соединением с горизонтальной двутавровой балкой F. В показанной конструкции, в которой
пароперегреватель занимает всю ширину топочной камеры большого размера, пароперегреватель
фактически разделен на две секции, с двутавровой балкой F для каждой секции; две балки F расположены
встык и каждая соединена своим концом рядом с другой с общей вертикальной двутавровой балкой G.
На конце, удаленном от двутавровой балки G, каждая двутавровая балка F соединена с вертикальным
швеллером H. Каждый швеллер H соединен своими верхним и нижним концами с верхним и нижним концами
двутавровой балки G швеллерами I. Элементы F, G, H и I образуют основные элементы 125 несущего каркаса
для пароперегревателя, который достаточно прочен и жесток, чтобы удерживать элементы C
пароперегревателя от изгиба при соединении с ним, как описано ниже, и 130 g -237,222, который
предназначен для встраивания в стенку корпуса печи и восприятия веса той его части, которая находится над
пароперегревателем.
Для соединения каждого элемента C с двутавровой балкой F с задней стороны элемента к его задней стороне
приваривается или иным жестким образом крепится соединительная деталь C'. Часть C1, напоминающая
ярмо, охватывает балку и соединена (0) сквозным штифтом J1 с язычком J, образованным соседними
фланцами из угловых профилей, расположенных друг напротив друга и приклепанных к двутавровой балке F.
Для компенсации неравномерности относительных пропорций различных элементов C и ярм C! Для
облегчения сборки пространство в деталях C' имеет ширину, превышающую толщину язычка J, так что с
помощью шайб J2 на каждом штифте J1 (лучше показано на рис. 6) соответствующий элемент C может быть
отрегулирован по вертикали.
На каждом конце каждый элемент C соединен с соответствующей балкой из швеллера I с помощью
приспособлений, которые не препятствуют продольному расширению и сжатию элемента, но предотвращают
его перемещение к балке I и от нее. Эти приспособления, как показано на рисунке, включают в себя
язычкообразный выступ C2, приваренный или иным образом закрепленный на конце элемента C, и
вертикальный штифт K1, с помощью которого язычок C02 соединен с боковыми стенками швеллера K,
основание которого закреплено у прилегающего фланца балки I.
Преимуществом, как показано на рисунке, является то, что швеллеры K выполнены из литой стали, и длина
каждого из них равна ширине примерно трех или четырех элементов C. Расстояние между параллельными
фланцами швеллеров K достаточно велико, чтобы толщина выступающего элемента C2 позволяла
последнему скользить вдоль штифта KI по мере необходимости для компенсации продольного расширения и
сжатия элементов C.
В показанной предпочтительной конструкции пространство между элементами C и внутренними кромками
элементов рамы F, G, H и I заполнено подходящим теплоизоляционным и газонепроницаемым материалом,
таким как асбестовая композиция, и этот материал удерживается на месте с помощью накладок L,
закрепленных на элементах H, J и K.
Нижние горизонтальные элементы каркаса I могут опираться непосредственно на нижележащую кирпичную
кладку стены А, но, ввиду необходимости обеспечения продольного сжатия и расширения элементов С и, как
следствие, перемещения концевых соединений D вверх и вниз, в конструкции, показанной на фиг. 1, 2 и 3,
элементы I устанавливаются на литые металлические опоры M, встроенные в стену жилого дома, и между
нижележащей кирпичной кладкой стены жилого дома и нижними концевыми соединениями D предусмотрено
пространство, в которое входят верхние концы опор M и через которое проходят нижние концевые соединения
D. Это пространство целесообразно заполнить асбестовым составом или аналогичным теплоизоляционным
материалом, предотвращающим утечку газа, который будет деформироваться, позволяя перемещениям
трубных соединений D по мере расширения и сжатия элементов C. Как показано на рисунке, внешний конец
этого пространства закрыт крышкой 0, выполненной из секций и имеющей отверстия 8() для размещения
одной или двух труб D.
Секции крышки 0 прижимаются к внешнему краю пространства, заполненного асбестовой смесью, с помощью
уголков 0l, между которыми зажимаются трубные соединения D 85. Как показано на рисунке, уголки 01
выполнены в виде коротких секций, и каждая из них соединяется с двумя или тремя трубами D.
В верхней части пароперегревателя между верхней балкой I из швеллера 90° и кирпичной кладкой стенки
корпуса котла над пароперегревателем предусмотрено пространство, через которое проходят верхние
трубные соединения D, и в котором они окружены асбестовым составом или подобным материалом, как в
нижней части пароперегревателя 95°. С этой целью на верхней части верхних балок I установлены литые
стальные элементы в виде двутавровых стержней P, которые поддерживают секционные литые стальные
накладки P1, на которых опирается кирпичная кладка над пароперегревателем. Внешний край этого
пространства закрыт элементами 0 и 01, аналогичными тем, которые используются в нижней части
пароперегревателя. 1()5 Гибкость соединений труб D может быть достаточной для компенсации продольного
расширения и сжатия элемента C при жестком монтаже коллекторов E и El. Однако в некоторых случаях, к
счастью, коллекторы E и E1 могут быть подпружинены для уменьшения изгибающего напряжения в трубных
соединениях D. Такая подпружиненная опора, показанная на фиг. 1, 2 и 3 115, обеспечивается пружинами Q,
опирающимися на кронштейны Q', закрепленные на стойках корпуса котла Q2 и соединенные их верхними
концами гайками на концах элементов хомута Q3, с помощью которых коллекторы E и E1 подвешены 120 к
кронштейнам Q'.
При описанной конструкции станет очевидно, что элементы С могут удлиняться и укорачиваться по мере
повышения и понижения температуры без создания чрезмерной нагрузки на какую-либо часть аппарата,
однако их склонность к изгибу в плоскостях, параллельных их длине и перпендикулярных их
теплопоглощающим поверхностям, будет предотвращена опорной рамой нагревателя super1 i 237,222, если
последняя достаточно прочна, что вполне может быть достаточно для противостояния склонности элементов
к изгибу. Поддержание гладкой и сравнительно плоской поверхности теплопоглощающего пароперегревателя
особенно желательно для обеспечения эффективной работы устройств для продувки сажей - С50,
предназначенных для очистки поверхности пароперегревателя струями пара или другой чистящей жидкости с
целью удаления осевшей печной пыли. Пароперегреватель в целом представляет собой самодостаточный
узел, встроенный в корпус топочной камеры котла, и напряжения, возникающие в различных частях
конструкции пароперегревателя, а также допустимые относительные перемещения его частей в ответ на
изменения температуры, которым подвергается пароперегреватель, не влияют на каменную кладку корпуса
котла и не нарушают ее целостность.
На рисунках 4, 5 и 6 показана конструкция, которая по своим общим характеристикам в основном идентична
конструкции, показанной на рисунках 1, 2 и 3, за исключением некоторых специфических различий,
обусловленных тем, что элементы пароперегревателя a расположены горизонтально на рисунках 4, 5 и 6.
Вследствие этого балки FA и IA на рис. 4, 5 и 6, которые соответствуют балкам F и I описанной ранее
конструкции, являются вертикальными и соединены на своих верхнем и нижнем концах двумя
горизонтальными швеллерными балками HA.
Соединения между элементами a и балками FA и IA аналогичны соединениям между элементами C и балками
F и I в впервые описанной конструкции. На фиг. 4, 5 и 6 тенденция элементов к вращению под действием силы
тяжести вокруг штифтов K' и J1 компенсируется концевыми соединениями 1), которые для этой цели
поддерживаются рядом с элементами C секционными опорными элементами R, образованными
горизонтально вытянутыми пазами RI', позволяющими элементам C удлиняться и сжиматься. Как показано,
пластины R поддерживаются вертикальными швеллерами IB вдоль швеллеров IA и отделены от последних
пространством, которое может быть заполнено асбестовым составом для обеспечения газонепроницаемой и
теплоизолирующей упаковки вокруг концевых соединений D, при этом внешние края этих пространств
закрыты накладными пластинами 01 и уголками O, как в первоначально описанной конструкции. На фиг. 4, 5 и
6 вертикальные выступы E жестко закреплены на стойках корпуса Q' путем их крепления к поперечным
балкам Q4, которые привинчены к стойкам болтами.
В конструкции, изображенной на рис.
4,
На рисунках 4, 5 и 6 элементы C расположены в двух горизонтальных рядах, разделенных огнеупорным
материалом S, который может опираться на верхний элемент в нижнем ряду.
Возможность включения огнеупорного материала в теплопоглощающую поверхность пароперегревателя
является выгодной, поскольку иногда желательно уменьшить площадь теплопоглощающей поверхности
пароперегревателя без соответствующего уменьшения площади стенки топочной камеры котла,
образованной пароперегревателем в целом.
Основные формальные различия между конструкциями, показанными на рис. 7, 8, 89 и 9, и конструкциями на
рис. 1-6 обусловлены тем, что на рис. 7, 8 и 9 основные элементы несущего каркаса пароперегревателя
образованы множеством двутавровых балок GB 85, параллельных пароперегревателю, элементы С которых
являются вертикальными. Балки E GB соединены на своих концах кронштейнами FBI0 с балками швеллерного
сечения ITB.
Промежуточные балки GB, как показано на рисунке 9, расположены смежными парами, при этом две балки
каждой пары отстоят друг от друга на небольшом расстоянии, а смежные балки смежных пар — на большем
расстоянии с помощью коротких горизонтальных балок FB и кронштейнов FB 10 примерно посередине между
верхним и нижним концами элементов C.
Две балки каждой пары также соединены горизонтальными перекладинами FB11 и кронштейнами FB10 под
углом 10°.
В данной конструкции элементы С выполнены в виде двух секций приблизительно одинаковой длины,
которые соединены друг с другом с помощью внутреннего резьбового ниппеля Cl 105, а также путем сварки
смежных концов секций. Каждый элемент C закреплен вблизи своего центра двумя соединениями, по одному
на каждом конце каждой из двух секций элементов. Соединения для верхних секций включают заклепки или
болты для крепления выступов C11, приваренных к секциям, к вертикальной полке уголка FPC,
горизонтальная полка которого приклепана к горизонтальной полке второго уголка FD115, вертикальная полка
которого приклепана к балкам GB. Аналогично, выступы C11 в верхней части каждого элемента нижней
секции прикреплены к вертикальной полке уголка FO120, горизонтальная полка которого приклепана к
горизонтальной полке уголка FD, вертикальная полка которого приклепана к балкам GB и к поперечным
балкам FB. При такой конструкции анкерные крепления l2,5 для нижних концов верхних секций элементов 0
обладают достаточной гибкостью, чтобы компенсировать удлинение и сжатие части 237,222 каждого
элемента между двумя его центральными выступами 011C.
Каждый элемент 0 снабжен рядом со своим верхним концом опорным выступом C'l-6, который крепится
болтом, проходящим через отверстие F1S в вертикальной полке уголка FE, горизонтальная полка которого
приклепана к горизонтальной полке уголка FF, который, в свою очередь, приклепан к балкам GB. Каждый
элемент C аналогичным образом соединен своим нижним концом уголками FE и FF с балками GB.
Отверстия F15 в уголках FE для болтов, закрепленных на выступах Cl, больше самих болтов, чтобы
компенсировать удлинение, вызванное расширением и сжатием элементов C, а также увеличены по
горизонтали для компенсации неровностей формы и пропорций деталей и, таким образом, для облегчения
сборки. Отверстия для болтов или заклепок F16 в уголках FO могут быть аналогично удлинены для той же
цели, как показано на рисунке.
Как показано на рис. 8, стенка, в которую встроен пароперегреватель, образует заднюю стенку камеры
сгорания, которая простирается только под передними частями водотрубных труб и поддерживает нижний
край перегородки, проходящей поперек водотрубных труб. Эта перегородка опирается на полые коробчатые
детали PA из литого металла, через которые свободно проходят верхние концевые соединения D.
Пространство внутри коробок PA вокруг концевых соединений D заполнено асбестовым составом или
подобным материалом, при этом внешние концы этих пространств практически закрыты коллектором
пароперегревателя E, который в данной конструкции соединен с элементами C довольно короткими трубными
соединениями D. Нижние концевые соединения D проходят через крышки 0, которые перекрывают кожухи L и
LA между элементами C и их несущей рамой.
Помимо предотвращения нежелательных деформаций самих элементов за счет ограничения их склонности к
изгибу, особое преимущество заключается в предотвращении изгибных движений концевых участков
элементов благодаря благоприятному воздействию на поперечные концевые соединения. Когда коллекторы
жестко закреплены, удлинение и сжатие элементов 0 неизбежно приводят к соответствующим изгибающим
движениям концевых соединительных ниппелей или трубок D. Тенденция таких изгибающих движений к
отсоединению ниппелей D от элементов и коллекторов, разумеется, существенно усиливается изгибающими
движениями элементов, когда последние упомянутые движения не ограничены.
На практике эта трудность более важна в отношении соединений между элементами C и штуцерами D, чем
между последними и заголовками, поскольку обеспечить надежное соединение между заголовками и
штуцерами D гораздо проще, чем между последними и элементами. Соединение элементов С в
непосредственной близости от их концов с жестким несущим каркасом, как в конструкции, показанной на фиг.
1–9, значительно 7,5 упрощает поддержание прочности и герметичности соединений между ниппелями D и
элементами.
Преимущество такого соединения элементов С друг с другом вблизи их концов 80 в значительной степени
обусловлено тем, что в практической эксплуатации различные элементы не подвергаются одинаковой
тенденции к изгибу одновременно. Вследствие этого, деформация элемента, в котором тенденция к изгибу
относительно велика, ограничивается его соединением с элементами, в которых тенденция к изгибу
относительно мала.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_237223.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=237223&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB237223A
[]
[Третье издание.] ]
-- -:- ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ ii. - - -Дата заключения конвенции (США): 21 июля 1924 г.
237,223 Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 25 мая 1925 года. № 13,593/25.
Завершено/Принято: 18 марта 1926 г.
- Полная спецификация.
Усовершенствования электромагнитных устройств для записи или воспроизведения звука или подобных
вибраций.
Британская компания T-Homson-Hiouston Limited, зарегистрированный офис которой находится по адресу:
Grown House, Aldwychl, London, W.C. 2, (правопреемники Пола Роберта Фортина, 1805 года, Eastern Parkway,
Slchenectady, New York, Соединенные Штаты Америки, гражданина Соединенных Штатов Америки),
настоящим заявляет о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно
описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям 1) в звукопередающих устройствах и состоит, по
существу, из нового приемного устройства, предназначенного для преобразования звуков музыкальных
инструментов в электрический ток, который может передаваться на расстояние.
Изобретение относится, в частности, к устройству, которое может использоваться для передачи
фортепианной музыки без потери четкости и чистоты звучания, характерной для микрофонной передачи такой
музыки.
В практике радиовещания было замечено, что, хотя продолжительные тоны, подобные тем, которые издает
скрипка, виолончель...
Звук духовых инструментов передается с относительной точностью обычным микрофоном, чего нельзя
сказать о ударных музыкальных инструментах, таких как фортепиано. Таким образом, когда музыка
инструмента последнего упомянутого типа «улавливается» расположенным рядом с ним микрофоном и
передается, обнаруживается, что полученный на приемной стороне тон значительно уступает оригиналу, –
воспроизведение 4) имеет характер «звенящего» или «дребезжащего» звука вместо глубокой,
продолжительной ноты, желаемой исполнителем и характерной для прекрасного фортепиано. Кроме того,
из-за недостатков, присущих современным радиосхемам, в процессе передачи и воспроизведения музыки
возникают значительные искажения, поэтому эти факторы также способствуют низкому качеству излучаемого
продукта. Помимо механических и электрических несовершенств, еще одним недостатком микрофонной
системы для записи фортепианной музыки является ее необычайная чувствительность и подверженность так
называемым «шумам помещения»55, таким как порывы воздуха, шорох одежды и бумаги, используемой
артистами.
Подобные шумы заставляют микрофон передавать так называемые «шипящие» звуки. 60 Были предприняты
попытки «градуировать» или регулировать фортепиано, чтобы преодолеть некоторые из вышеупомянутых
трудностей, исходя из теории, что соответствующая модификация значений высоких, низких и средних частот
относительно друг друга позволит улучшить микрофонную передачу. Таким образом, учитывая тот факт, что
современные громкоговорители и телефонные воспроизводящие устройства в целом склонны приглушать
звуки низких частот, начиная примерно со средней ноты «до» на фортепиано, необходимо использовать
фортепиано, у которого нижняя часть звучат в несколько раз громче, чем верхняя. Попытки «оценить»
фортепиано таким образом не увенчались заметным успехом, особенно учитывая тот факт, что, поскольку
музыка, воспринимаемая музыкантом за 80 клавишами, искажена, артист, даже будучи убежденным в том, что
радиослушатели слышат идеальные тона, не может в полной мере проявить себя на инструменте, который не
реагирует на его прикосновение.
85 Еще один недостаток использования обычного микрофона заключается в сложности достижения и
поддержания надлежащего баланса передачи звука между множеством музыкальных инструментов и
солистов, независимо от того, насколько тщательно они расположены относительно положения микрофона.
Солист часто заглушает инструментальное сопровождение, особенно во время громких фраз, из-за чего
вокальная партия монополизирует микрофон. Единственное решение заключается в изменении положения
артистов и инструментов относительно друг друга, что, однако, является явно непрактичным решением.
Согласно изобретению, электромагнитное устройство для «уловки» звука музыкального инструмента
включает в себя проводник или катушку, расположенные в практически постоянном магнитном поле и
механически соединенные для приема вибраций его вибрирующего элемента, например, бриджа или
резонансной деки фортепиано. Предпочтительно катушка или проводник соединены с помощью шарнирно
установленного рычага, который может приводиться в движение пружиной, со щупом, расположенным таким
образом, чтобы контактировать с вибрирующим элементом, и могут быть предусмотрены средства для
демпфирования собственной частоты соединения.
--. В патентной заявке № 26143/1913 уже предлагалось приводить в действие передатчик
угольно-гранулированного типа с помощью дополнительной диафрагмы, пружинно соединенной с
диафрагмой передатчика, причем эта дополнительная диафрагма также механически соединена с
резонансной декой фортепиано. Кроме того, патентная заявка № 8049
1914 Описывается особый тип углеродного гранулированного излучателя с подвижным электродом, который
может быть напрямую соединен с резонансной декой фортепиано.
Настоящее изобретение дополнительно включает в себя устройство, состоящее из множества
электромагнитных приборов, каждый из которых связан с различным тональным полем музыкального
инструмента.
Изобретение также включает в себя схемы, природа которых более подробно описана ниже в связи с
прилагаемым чертежом. На чертеже (фиг. 1) показан вид спереди устройства захвата, сконструированного и
примененного в соответствии с изобретением.
На рис. 2 показан вид сбоку, демонстрирующий расположение устройства на резонансной деке музыкального
инструмента.
На рис. 3 показана схема, предназначенная для усиления электрического выходного сигнала устройства или
нескольких таких устройств для радиовещания, записи или аналогичных целей. На рисунке также показана
схема микрофона, адаптированная для использования в сочетании с электрической схемой электромагнитных
приемников.
Устройство для приема сигнала, показанное на фиг. 1 и 2, по сути представляет собой динамо-машину или
генератор, способный вырабатывать импульсы тока. Ссылаясь на конкретную конструкцию прибора, 1
обозначает магнит 70, который предпочтительно должен быть подковообразным или метровым постоянным
магнитом, хотя вместо него может использоваться электромагнит подходящей конструкции. Магнит снабжен
75 полюсными наконечниками 31 и 32, прикрепленными к раме магнита винтами 35.
Для обеспечения симметричной цельной конструкции, облегчающей крепление подшипников и
сопутствующих элементов 80, которые в противном случае было бы трудно закрепить на раме магнита из
закаленной стали, воздушные зазоры в верхней и нижней части полюсных наконечников закрываются
перемычками из немагнитного материала 33, удерживаемыми на месте винтами (не показаны). С верхней
частью моста связаны опоры 34, также изготовленные из немагнитного материала и предназначенные для
размещения поворотных винтов 3 и 4, между которыми расположена катушка проволоки или простая форма
якоря 2 под углом 90°, находящаяся в индуктивной близости к магнитным полюсам и способная пересекать
силовые линии магнитного поля. Данная катушка может иметь любую подходящую конструкцию. 95 Магнит
установлен на раме 5, имеющей зажимное устройство в виде тисков, включающее губки 6 и 7 и винты 8,
зафиксированные гайками, с помощью которого корпус инструмента может быть расположен на относительно
не вибрирующей части фортепиано, такой как ребристая рама 10 литой детали, поддерживающей
резонансную деку 11, таким образом, катушка остается свободной для соединения с каким-либо 105 активно
вибрирующим элементом музыкального инструмента.
Такое соединение осуществляется с помощью стилуса 13, который крепится рычагом 12, в свою очередь, к
катушке 2.
Игла располагается на наиболее активно вибрирующей части фортепиано, такой как дека или,
предпочтительно, какой-либо элемент, являющийся ее неотъемлемой частью, например, бридж, поскольку
последний поглощает большую часть результирующего звука, чем первый. Для наглядности — и во
избежание сложностей — мостик и резонаторная доска могут быть представлены как единая конструкция.
С держателем иглы 12 120 связаны регулировочные винты 14, которые могут использоваться для того, чтобы
игла врезалась в вибрирующий элемент музыкального инструмента в нужной степени для обеспечения
передачи вибраций на катушку 125. Пружинный элемент 15 используется для поддержания относительного
положения обмотки якоря в магнитном поле.
Действие пружины 15 облегчается резиновым амортизатором 16; основная функция 130 237,228 (на
иллюстрации) заключается в использовании двух звукоснимателей: один, обозначенный цифрой, расположен
в высокочастотном диапазоне фортепиано, а другой, 21, — в низкочастотном. Следует понимать, что еще
один звукосниматель 7Q может быть размещен в среднем регистре, и что целесообразно разместить
несколько звукоснимателей, сконструированных в основном так, как описано выше, в разных точках регистра
75:
любое или любое тональное поле инструмента, не выходя за рамки изобретения. На изображенной схеме
датчики 20 и 21 зашунтированы соответственно реостатами 22 и 23 для регулирования их индивидуальных
выходных сигналов, а еще один реостат 24 предназначен для регулировки общего выходного сигнала.
Выходные сигналы отдельных приемных устройств и устройства 21 также могут регулироваться путем
подключения к их магнитам переменных магнитных шунтов.
Выходной сигнал приемных устройств подается на схему усиления. Схема усилителя с резистивной связью
показана на рисунке 3 (90), хотя, конечно, можно использовать любую подходящую схему. Схема включает
входной трансформатор 25, который соединен с входной цепью первого усилительного устройства
пространственного тока 26 95, от которого ток последовательно подается на остальные устройства
пространственного тока, также обозначенные цифрой 26. Для изменения смещения сетки на первом
устройстве предусмотрен потенциометр 51. Катоды 100 устройств пространственного тока 26 снабжены
регулирующими реостатами 28, а источники катодного и анодного тока обозначены на рисунке 37. Схема
дополнительно включает в себя разделительные конденсаторы 27, резисторы утечки сетки 30 и
разделительные резисторы 29. Выход трансформатора 49 может быть подключен к любому желаемому типу
записывающего или воспроизводящего устройства, либо может использоваться непосредственно для
модуляции высокочастотных токов в целях вещания.
Когда необходимо передавать вокальные фрагменты в сопровождении фортепианной музыки,
электромагнитное устройство захвата звука согласно изобретению 115 может использоваться в сочетании с
обычным вещательным микрофоном, так что каждая категория звука может быть уловлена индивидуально с
исключительной чистотой, а выходной сигнал каждого передатчика 120 модулируется вместе в некоторой
центральной точке для трансляции эфирными волнами. Подобная схема также показана на рис. 3, где схема
микрофона 38 организована таким образом, что ее легко связать с электрической схемой электромагнитных
считывающих устройств. Схема микрофона включает в себя микрофон 38, трансформатор 39, потенциометр,
который, однако, предназначен для подавления собственного периода колебаний или частоты пружинного
рычага, стилуса и других металлических частей, связанных с ним, чтобы предотвратить возникновение биений
и других нежелательных звуков. Концы обмотки якоря отводятся проводниками 36 к клеммам 17, 18,
расположенным на раме 5, удерживающей магнит, и соответствующим образом изолированным от нее, как
показано на рисунке 19, и от которых можно осуществлять подключение к соответствующим приборам
вещания, записи или воспроизведения.
Таким образом, описанный выше инструмент представляет собой устройство, которое может быть
присоединено и отсоединено по желанию. Несколько таких элементов могут быть расположены в различных
точках резонансной деки фортепиано. Таким образом, один инструмент может быть расположен в басовом
регистре, один в среднем регистре, а один в крайнем верхнем регистре, чтобы охватить все тембровые поля
фортепиано. Наличие этого устройства не мешает обычному использованию пианино, но, разумеется, при
желании звукосниматель можно в любой момент снять. Следует понимать, что конструкция зажима, с
помощью которого звукосниматель удерживается на музыкальном инструменте, может отличаться от
описанной выше, а форма магнита и общая конфигурация электромагнитного генератора могут быть
изменены для обеспечения возможности адаптации к различным типам фортепиано, таким как рояли и
пианино, а также к другим музыкальным инструментам, и все это без выхода за рамки изобретения.
Принцип работы звукоснимателя согласно изобретению заключается в следующем: при воспроизведении
звука вибрация деки передается на катушку звукоснимателя через систему стилуса и рычага, вызывая тем
самым аналогичную вибрацию катушки. Эта вибрация катушки в поле магнита создает пульсирующий ток,
который можно рассматривать как электрическое воспроизведение вибраций резонансной доски. Полученный
таким образом пульсирующий ток может быть усилен и передан на расстояние для воспроизведения
музыкальных звуков в громкоговорителе соответствующей конструкции, или же он может быть использован
для целей радиовещания.
Электрический ток также может приводить в действие устройства, предназначенные для воспроизведения
звукозаписей, такие как фонографы, телеграфы и тому подобные.
Способ использования приемного устройства изобретения схематически показан на рисунке 3, который
демонстрирует подходящую схему усиления тока, получаемого от такого устройства. Здесь используются
Соседние файлы в папке патенты