Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3628
.pdf
Для обеспечения отключения цепи при внезапных сильных перегрузках, например, при коротком замыкании,
обычный предохранитель может быть соединен последовательно с новым устройством защиты от перегрева
(60). Для того чтобы в случае короткого замыкания или подобных событий срабатывал только этот обычный
предохранитель, а не параллельно соединенные предохранители термозащитного устройства, при
непосредственном подключении параллельно соединенных предохранителей к защищаемой цепи, номинал
последнего должен быть таким, чтобы все они вместе могли пропускать ток большей силы, чем
предохранитель от короткого замыкания.
Новое устройство защиты от перегрева и обычный или короткозамыкающий предохранитель могут быть
объединены в одном защитном элементе, который размещается на распределительном щите, в
распределительной коробке или подобном устройстве. В этом случае защитное устройство, состоящее из
параллельно соединенных предохранителей, термовыключателей и нагревательного элемента 86, может
располагаться в съемной головке элемента, что позволяет производить их замену особенно быстро и просто.
Поскольку, если все предохранители расположены в общем элементе 85a, то снаружи будут видны лишь
некоторые из обычных индикаторов предохранителей, в соответствии с настоящим изобретением
используется новый тип индикаторного устройства, которое может быть отдельным 9d' 39, 4i и
расположенным на некотором расстоянии от предохранителей и может, например, быть размещено в
отдельном продольном канале или проеме в защитном элементе. Данное индикаторное устройство основано
на открытии инженеров Джонсона и Рлиахбека, показавшем значительное притяжение между двумя
соприкасающимися гладкими поверхностями проводника и полупроводника или двух полупроводников при
протекании тока от одной поверхности к другой. Его конструкция подробно описана ниже.
Различные конструктивные варианты осуществления изобретения проиллюстрированы в качестве примера на
прилагаемом чертеже, где на фиг. 1 показан вертикальный продольный разрез элемента безопасности в
соответствии с первым примером, на фиг. 2 — поперечный разрез по линии А-А на фиг. 1, а на фиг. 3 —
принципиальная схема для него.
На рис. 4 представлен вертикальный продольный разрез элемента безопасности в соответствии со вторым
примером, рис. 5 – поперечное сечение по линии B-B на рис. 4.
На рис. 6 представлена принципиальная схема нового индикаторного устройства, а на рис. 7 —
принципиальная схема элемента безопасности согласно третьему примеру.
В первую очередь, обратимся к рисункам.
1
-3, 1 Это гнездо защитного элемента, которое крепится к распределительному щиту или подобному
устройству.
Нижний конец розетки I снабжен двумя штекерными контактами или клеммами 2, 3, а внутри нее расположен
нижний контакт 5, окруженный направляющим кольцом 4, для обычного подключения.
Предохранитель картриджного типа, который должен быть вставлен в гнездо, например, предохранитель 6
типа, известного под зарегистрированной торговой маркой «D'iazed», а также резьбовое кольцо 7 для
обеспечения возможности навинчивания головки 8 элемента.
Нижний контакт 5 соединен, как обычно, с одним из выводов, а именно с выводом 2, а резьбовое кольцо
соединено с другим выводом 3.
Головка предохранительного элемента содержит резьбовую трубку 9, которая может ввинчиваться в кольцо 7,
а также верхний контакт 10 для предохранителя 6. Этот верхний контакт образован головкой винта или болта
11, стержень которого проходит вверх через продольное отверстие в головке элемента наружу, где на него
навинчивается гайка 12, которую можно прикрутить вдоль него. Эта гайка служит не только для крепления
верхнего контакта 10, но и для удержания на месте отдельной съемной крышки 13, которая крепится к головке
8 элемента. Гайка 12 расположена в углублении в крышке 13, которое закрыто съемной металлической
крышкой 14.
Верхняя часть головки элемента содержит цилиндрическое углубление 15 70, которое концентрично стержню
винта 11 и обычно закрывается крышкой 13. В этом углублении находится нагревательная спираль 16,
которая окружает хвостовик 11, внутренний конец которой припаян к хвостовику винта 75, а внешний конец —
к металлической трубке 17, окружающей спираль.
Данная нагревательная катушка сконструирована таким образом, что нагревается максимально точно в
соответствии с защищаемой цепью, например, обмоткой магнита тяжелоатлета или подобным устройством.
Головка 8 элемента снабжена множеством (пятью в показанном варианте исполнения) продольных каналов
18, которые проходят через нее и расположены вокруг углубления 15. В каждом из этих каналов находится
предохранительный провод 19, 19a и т. д. Нижние концы этих пяти предохранительных проводов прикреплены
к металлическому кольцу 20, которое электрически 90 соединено с резьбовой трубкой 9. Верхний конец
одного из этих предохранительных проводов, а именно 19, прикреплен к металлической полосе 21, которая, в
свою очередь, механически и электрически соединена с металлической трубкой 17, окружающей
нагревательную катушку 16. С другой стороны, верхние концы оставшихся проводов предохранителей 19а
соединены с металлическими болтами или штифтами 22, которые закреплены в верхних концах каналов 18
соответственно и на которых вращательно установлены небольшие переключатели 23.
Рычаги переключателей 23 расположены в углублениях 24 в верхней части головки 8 элемента и 105
расположены таким образом, что они могут вращаться вокруг штифтов 22, не нарушая их электрического
соединения с указанными штифтами. В некоторых случаях они также могут быть соединены со штифтами с
помощью 110 способов, например, небольших гибких полосок или чего-то подобного. Переключатели 23
обычно находятся в положении, показанном на рис. 2, в котором они прилегают своими свободными концами к
металлической трубке 17, окружающей нагревательный элемент 16, и припаяны к этой трубке с помощью
сплава, который плавится при заданной температуре.
Указанные рычаги находятся под воздействием плоских пружин 25, которые стремятся повернуть рычаги 23
(120) в направлении стрелки y (рис. 2), но обычно этому препятствуют паяные соединения.
Предположим теперь, например, что защищаемая цепь может выдерживать постоянный ток 12 ампер без
чрезмерного нагрева. В данном случае предохранительные провода 19, 19а, каждый из которых должен
обладать одинаковыми характеристиками в отношении отключения тока, имеют сечение 180 Ом, такое, что
каждый из них может постоянно пропускать ток менее 12 ампер без отключения цепи, а когда сила тока равна
12 амперам или превышает это значение, один предохранитель расплавится через соответственно большее
или меньшее время.
Таким образом, все предохранительные провода 19, 19а вместе могут пропускать ток силой в ампер до
срабатывания предохранителя. Предохранитель №6, с другой стороны, имеет такой размер, что плавится при
силе тока в 25 ампер.
по-прежнему.
Описанное выше защитное устройство "I" подключается к одному из токопроводящих проводов
электрического аппарата, машины или подобного устройства, которое необходимо защитить. Ток течет от
клеммы 2 через нижний контакт 5, предохранитель 6 и контакт 10 к нагревательной катушке 16. После этого
ток разветвляется и проходит через металлическую полосу 21 и рычаги выключателя 23 к пяти параллельно
соединенным предохранительным проводам 19, 19а, а затем протекает через металлическое кольцо 20,
резьбовую трубку 9 и резьбовое кольцо 7 к другому клеммному разъему 3.
При протекании нормального рабочего тока в 12 ампер, а также при кратковременных перегрузках,
возникающих при подключении двигателей, потребляющих большой пусковой ток, таких как трехфазные
асинхронные двигатели, трехфазные двигатели с тормозными магнитами и тому подобные, защитное
устройство не срабатывает. Однако, если сила тока превысит 25 ампер по другим причинам, например, из-за
короткого замыкания, предохранитель 6 расплавится и тем самым разомкнет опасную цепь без срабатывания
устройства защиты от перегрева, состоящего из предохранительных проводов 19, 19а и нагревательного
элемента 16beiic. С другой стороны, это устройство срабатывает в случае недопустимого перегрева
защищаемого оборудования или машины, потребляющей ток, вследствие относительно небольших
длительных перегрузок или крупных кратковременных перегрузок, когда защищаемая машина еще теплая
после работы, причем такие перегрузки не влияют на предохранитель 6.
В этом случае нагревательная катушка 16 также нагревается одновременно выше максимально допустимой
температуры в цепи, что приводит к расплавлению паяных соединений переключателей 23 и, следовательно,
к размыканию этих переключателей. Поскольку из-за неизбежных небольших различий в количестве припоя
на каждом соединении и в силе отдельных пружин 25 все выключатели никогда не будут размыкаться
одновременно, провода предохранителей 19а будут отключаться один за другим, причем период времени
между срабатываниями выключателей будет больше или меньше в зависимости от силы перегрузки.
В итоге в цепи остается только один предохранительный провод, а именно провод 19, и этот провод 70,
поскольку сила тока превышает его проводящую способность, отключает опасную токопотребляющую
аппаратуру или машину. Конечно, при более сильных перегрузках обрыв цепи может произойти даже тогда,
когда последний из проводов предохранителя 19а еще подключен к цепи, и тогда оба провода перегорят. В
любом случае предохранитель 19 плавится именно в тот момент, когда выключатель последнего
предохранителя 19а размыкается. Несмотря на то, что весь рабочий ток в этот момент протекает через этот
выключатель, осуществляющий разъединение, образования дуги и появления искр на этом выключателе 85
не следует опасаться, поскольку соответствующий предохранительный провод 19а, имеющий ту же толщину,
что и провод 19, также мгновенно плавится и тем самым размыкает цепь. 90 Конструктивный пример,
показанный на фиг. 4 и 5, существенно отличается от примера на фиг. 1-3 только тем, что нагревательная
спираль 16 и параллельно соединенные предохранители 19, часть которых снабжена 95
термовыключателями 25, вместо того чтобы быть расположенными в головке предохранительного элемента,
расположены в неподвижной части последнего, т.е. в гнезде.
В данном случае гнездо элемента разделено и состоит из опорной пластины 1a, на которой расположены
соединительные клеммы 2, 3 и промежуточный элемент 1, закрепленный на ней, нижняя часть которого
содержит центральное углубление для размещения нагревательного элемента 16 и пять продольных каналов.
или -каналы 18, расположенные вокруг этого углубления для проводов предохранителя 19, 19а. В данном
случае термореле 23 также расположены в нижней части промежуточного элемента I 10 lb.
Верхняя часть промежуточного элемента lb содержит нижний контакт 5a вместе с направляющим кольцом 4
для картриджа 6 и резьбовым кольцом 7, позволяющим привинчивать головку 8a элемента. Голова в этом
футляре сформирована известным и обычным способом. Винт или болт 26, несущий нижний контакт 5h,
обеспечивает электрическое соединение между предохранителем 6 и катушкой 16 аналогично винту 11 в
примере, показанном на фиг. 1-3, и, кроме того, одновременно служит для крепления промежуточного
элемента 125 lb к основанию la. В данном случае гайка 27, которая навинчивается на болт 26, расположена на
нижней стороне опорной пластины la, так что промежуточный элемент lb может быть освобожден только в том
случае, если весь элемент In 239,741 был удален из коммутационной панели. Данное устройство
рекомендуется использовать, если не только предохранитель 6, но и защитное устройство, состоящее из
нагревательной катушки 16 и параллельно соединенных проводов предохранителя 19, 19а, должно быть
сконструировано таким образом, что их нельзя заменить предохранителями и катушками с другими
характеристиками.
Принцип действия тот же, что и при конструктивном варианте, показанном на рис. 1-3.
В обоих описанных выше конструктивных вариантах предохранительные провода 19, 19а и картридж 6 могут
быть снабжены индикаторами известного типа, которые показывают, сработали ли предохранители и
необходимо ли их заменить. Однако из этих индикаторов снаружи виден только тот, который относится к
предохранителю 6, в конструктивном примере, показанном на рис. 4 и 5, поэтому для того, чтобы остальные
индикаторы стали видимыми, элемент необходимо открыть. Для преодоления этого недостатка индикаторное
устройство, изображенное на рис. 6, может быть целесообразно использовать в сочетании с новым защитным
устройством.
Этот индикатор может располагаться на расстоянии и отдельно от предохранителей и может быть размещен
в боковом проходе 28 в элементе безопасности, причем этот проход имеет беспрепятственное смотровое
отверстие.
(См. нижний левый угол рисунка.)
и рис. 6.) Приведенное на иллюстрации устройство, по существу, состоит из клиновидного корпуса 29,
изготовленного из материала, являющегося лишь частичным проводником электричества (так называемый
полупроводник), например, сланца, и гибкого корпуса 30 из материала, являющегося хорошим проводником,
например, металлической полосы. Эти два элемента расположены один за другим в канале 28
предохранительного элемента таким образом, что металлическая полоса 30 прилегает на части своей длины
к клиновидной поверхности полупроводника 29, который имеет выгодную дугообразную форму, и опирается
своей задней стороной на металлический элемент 31. Металлическая полоска 30 и кусок металла 31
соединены посредством выводов 32, 33 с тем выводом защищаемой цепи, который содержит защитное
устройство, таким образом, что полупроводник и металлическая полоска находятся в шунтировании с этим
предохранителем, например, предохранительными проводами 19, 19а, состояние которых должно быть
указано. Если эти предохранители расплавятся из-за перегрузки по току, на их клеммах возникнет полное
напряжение, и это напряжение, действуя за счет электростатического притяжения, вызовет движение
металлической полоски 30, которая изгибается в сторону полупроводника 29, так что ее верхний, загнутый
конец 30а, который ранее не был виден через смотровое отверстие 34 прохода 28, теперь появляется в
отверстии.
Если предохранители 19, 19а повреждены и их необходимо заменить новыми, металлическая полоска
благодаря своей эластичности возвращает 7() в исходное положение. Поскольку ток, протекающий через
шунтирующую цепь, очень слаб, можно проводить работы на аппарате, несмотря на протекающий через него
ток, без какой-либо опасности. Если индикаторное устройство должно одновременно показывать и состояние
предохранителя 6, то один из проводников шунтирующей цепи, а именно 32, подключается за
предохранителем 6, как показано пунктирными линиями на рис. 6. Особое преимущество нового
индикаторного устройства заключается в том, что картридж или аналогичный элемент, содержащий
предохранительные провода, закрыт со всех сторон и может быть сделан полностью устойчивым к давлению.
Очевидно, что возможно множество изменений в представленных вариантах осуществления, а также в других
формах конструирования изобретения. Например, параллельно соединенные предохранительные провода
19, 19а могут быть такого размера, что каждый из них способен пропускать лишь часть постоянного
допустимого рабочего тока. Количество параллельно соединенных предохранительных проводов 95 19, 19a
может отличаться от приведенных в примерах, а предохранительные провода, расположенные
непосредственно в продольных каналах 18 в головке 8 элемента или в промежуточном элементе 100 фунтов,
также могут быть заменены небольшими трубчатыми предохранителями, которые легко заменяются.
Индикаторное устройство, вместо того чтобы состоять из полупроводника и исправного проводника, может
также состоять из двух полупроводников 10,5, один из которых является гибким.
В качестве основных полупроводников следует рассматривать электролитически проводящие твердые тела,
такие как желатин, кожа, соли и минералы, в частности сланец, литографический камень, агат и тому
подобное.
Вместо прямого подключения к защищаемой цепи, как в вариантах исполнения, показанных на фиг. 1-5,
параллельно соединенные предохранители 19, 19a 115 вместе с их термовыключателями 23 и
нагревательной катушкой 16 могут быть также подключены параллельно этой цепи. Пример этого
схематически показан на рис. 7. На рисунке 19, 120 19a снова представлены параллельно соединенные
предохранители, часть из которых снабжена температурными переключателями 23, на которые воздействует
нагревательный элемент 16. Предохранители 19, 19а и нагревательный элемент 16 соединены параллельно
цепи, которую необходимо защитить.
Обычно они закорочены с помощью выключателя 40, 41, который также выполнен в виде температурного
выключателя. Подвижная часть этого переключателя, которая состоит из основных элементов 1.30 239,41.
Первоначально стержень 41, находящийся под действием пружины 42, стремящейся его открыть, обычно
удерживается в закрытом положении, поскольку стержень 41 припаян к трубке 43, которая окружена второй
нагревательной спиралью 44, подключенной к защищаемой цепи. В нормальном режиме работы
электрический ток протекает главным образом через термовыключатель 40, 41 и нагревательную катушку 44,
в то время как шунтирующая цепь, содержащая предохранители 19, 19а и нагревательную катушку 16,
пропускает лишь небольшую часть тока. Если происходит недопустимый нагрев цепи 1, подлежащей защите,
и, следовательно, нагревательной катушки 44, то сначала срабатывают выключатели 40, 41 из-за
размягчения паяного соединения в трубке 43, а затем размыкаются пружиной 42. Теперь полный рабочий ток
протекает через шунтирующую цепь, так что нагревательная катушка 16 также нагревается. В результате
срабатывают термовыключатели 23, при этом общее количество предохранителей 3]9, 19а постепенно
уменьшается, так что отключение цепи осуществляется оставшимися предохранителями аналогично тому, как
это было подробно описано выше со ссылкой на пример, показанный на рис. 1-3.
Хотя нагревательная спираль 44 должна иметь такие размеры, чтобы нагреваться соответственно цепи или
потребляющему ток аппарату или машине, подлежащей защите, в случае спирали 16 это не требуется. В
описанном выше случае данная катушка может быть сконструирована таким образом, что нагревается до
такой степени при прохождении только нормального рабочего тока или даже тока меньшей силы, что
срабатывает температурный выключатель 23.
Устройство защиты от перегрева может, как и в ранее описанных примерах, представлять собой обычный
предохранитель или устройство защиты от короткого замыкания 6, которое обеспечивает отключение при
внезапной сильной перегрузке без срабатывания устройства защиты от перегрева.
Параллельно соединенные предохранители 19, 19а, нагревательный элемент 16 и выключатели 40, -41 могут
быть установлены в защитном элементе на передней панели распределительного щита, в то время как
второй нагревательный элемент 44 расположен в отдельном корпусе на задней панели распределительного
щита 5b. В этом случае трубка 43, содержащая паяное соединение, и стержень 41 проходят через отверстие в
распределительном щите внутрь катушки 44. Конструктивный вариант, представленный на фиг. 7, особенно
подходит для непосредственной встраивания в устройство, потребляющее ток и подлежащее защите,
например, в двигатель. В данном случае паяное соединение температурного переключателя 40, 41
непосредственно подвержено воздействию устройства, потребляющего ток, поскольку трубка 43 выступает в
одну из катушек или обмоток устройства, потребляющего ток.
Таким образом, катушка 44 на рис. 7 заменяется катушкой или обмоткой двигателя или подобного устройства.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы 75
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_239742.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=239742&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB239742A
[]
AMNt)ED SPIOCIFICATtON.
Перепечатано с поправками в соответствии с решением помощника контролера, действующего от имени
генерального контролера, от 8 марта 1926 года.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: декабрь.
1,
1924. № 28785/24.
Полная спецификация принята: 17 сентября 1925 г.
Усовершенствования в производстве огнеупорных металлов.
Я, Альфред Стюарт Какомайль, проживающий по адресу: Норфолк-стрит, 2, Стрэнд, Лондон, Западный
Кейп-2, подданный короля 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 производству тугоплавких металлов, пригодных для нитей накаливания
электрических ламп и подобных им изделий, и, в частности, к контролю кристаллического строения таких
металлов, и особенно вольфрама, путем добавления отдельных материалов.
Одной из целей изобретения является получение нитевидного материала из вольфрама, молибдена или
подобных металлов, к которому добавляется соль или соли щелочных и/или щелочноземельных металлов,
причем процесс осуществляется таким образом, чтобы контролировать развитие кристаллов.
Еще одной целью изобретения является изготовление огнеупорной металлической проволоки или
нитевидного материала с кристаллической структурой, которая является неподвижной и не подвержена
дальнейшим усовершенствованиям при использовании в лампах накаливания и подобных устройствах,
благодаря чему в значительной степени предотвращается провисание, скручивание или другие деформации.
:- Еще одной целью изобретения является предварительное определение формы и расположения
кристаллов, образующих вольфрамовую нить или подобное изделие, путем добавления к материалу или к
оксиду, из которого оно должно быть изготовлено, небольшой доли одного или нескольких щелочных или
щелочноземельных металлов или соединения или соединений щелочных или щелочноземельных металлов,
выбранных в соответствии с желаемым типом кристаллической структуры металла при изготовлении в
когерентную форму, которая зависит от назначения нити.
Ещё одной целью изобретения является производство проволоки, состоящей из металла класса вольфрама,
реагирующего на кратковременную термообработку, благодаря чему в ней может быть удобно сформирована
зернистая или кристаллическая структура, в которой устанавливается равновесие, то есть отсутствуют
внутренние напряжения, возникающие из-за роста или перестройки кристаллов, благодаря чему проволока не
будет провисать, скручиваться или иным образом деформироваться даже при использовании в жестких
условиях.
В настоящее время хорошо известно, что кристаллическая структура тугоплавких металлических материалов,
таких как вольфрам, может быть изменена путем добавления или включения в него определенных веществ,
благодаря чему тенденция нитевидного вольфрама и подобных ему материалов к определенным физическим
изменениям, и особенно к «смещению» при сильном нагреве, может быть в значительной степени
преодолена. Было установлено, что степень таких изменений в значительной степени зависит от
кристаллической структуры нитевидного материала, и что добавляемые вещества контролируют или
изменяют кристаллическое развитие такого материала. Таким образом, хорошо известно, что смещение в
вольфрамовой нити может быть значительно уменьшено, если определенные вещества, и в частности
диоксид тория, вводятся в вольфрам до его спекания.
Настоящее изобретение основано на открытии, сделанном в ходе значительных исследований, что при
определенных условиях материалы, специально приспособленные для контроля или модификации
кристаллического развития, такие как щелочные и щелочноземельные металлы, способствуют
кристаллическому развитию тугоплавких металлических материалов, тогда как некоторые другие материалы,
по-видимому, подавляют или замедляют такое кристаллическое развитие. Поэтому установлено, что
элементы, образующие оксиды, которые обычно классифицируются как невосстанавливаемые водородом,
могут быть разделены на два общих класса: те, которые противодействуют или подавляют кристаллизацию
при добавлении к вольфраму или другому подобному тугоплавкому металлу, и те, которые способствуют
такой кристаллизации. Примерами первых являются торий и алюминий, а примерами вторых — щелочные и
щелочноземельные металлы.
Следует понимать, что вышеупомянутые эффекты возникают при нагревании или отжиге нити накаливания,
содержащей такую примесь. Кроме того, каждое добавленное вещество, такое как соединения лития, натрия,
калия, рубидия, цезия, бериллия, стронция, кальция, бария и других металлов, оказывает различное
воздействие на свойства образующихся кристаллов. Подобный эффект, по-видимому, является
определяющим фактором при формировании формы и контура кристаллов, направлении максимального
роста, скорости кристаллизации и точке прорастания. С практической точки зрения, характеристики
кристаллов нити или проволоки можно предопределить до начала производства металла, контролируя состав
добавки или добавок.
Некоторые факторы, такие как примеси в веществах, препятствующих росту кристаллов, могут мешать
формированию структуры, характерной для любого из этих материалов. Например, металл мог быть
обработан соединениями калия, и обычно от него ожидаются свойства, характерные для калия. Однако, если
такая примесь, как диоксид тория, присутствует в достаточном количестве, кристаллическая структура может
быть значительно изменена. Некоторые другие материалы, если они присутствуют в достаточном количестве,
также, по-видимому, оказывают аналогичное воздействие, замедляя или подавляя развитие кристаллов.
По-видимому, материалы, исключенные из процесса кристаллизации и сегрегирующие на границах зерен,
оказывают аналогичное воздействие на кристаллическую структуру вольфрама и подобных ему материалов,
то есть препятствуют росту кристаллов и способствуют образованию мелких зерен однородного размера. В
этой связи мне известно, что ранее предлагалось вводить щелочные или щелочноземельные металлы или
соединения этих металлов в вольфрам в процессе его производства с целью изменения кристаллической
структуры нитей и, в частности, для предотвращения их смещения.
Таким образом, мне известны процессы, описанные в британских спецификациях № 1161 от 1911 г., № 26287
от 1912 г., № 186497 и № 202001, американском патенте № 1363162 и австрийском патенте № 70118, в
которых щелочные или щелочноземельные металлы вводятся в вольфрам, обычно вместе с другими
веществами, но условия во всех случаях таковы, что стимулирование развития характерных кристаллических
свойств щелочными или щелочноземельными металлами, как описано выше, не достигается из-за
относительно больших количеств используемых добавок, маскирующего эффекта других добавок или
присутствующих примесей, а также проведения процессов в неподходящих условиях. Таким образом, в
подобных предшествующих процессах добавки и/или примеси 95 подавляют развитие кристаллов либо по
самой своей природе (оксид тория, оксид алюминия, диоксид кремния, оксид магния и тому подобное
оказывают такое воздействие), либо путем сегрегации на границах зерен материала 100, так что образуются
только мелкие зерна.
Результаты вышеупомянутых исследований показывают, что некоторые соединения щелочных или
щелочноземельных металлов, такие как соединения лития, оказывают сильное воздействие, в то время как
другие, такие как соединения натрия и калия, оказывают определенное, но более слабое воздействие.
Примеси не будут так сильно препятствовать формированию кристаллической структуры у материалов,
подобных первому типу, как у материалов, подобных второму типу.
Когда примесь представляет собой соединение щелочного или щелочноземельного металла в определенных
пропорциях, образующаяся кристаллическая структура может не быть характерной ни для одного из них, а
являться результатом модифицирующего воздействия примеси на добавочный материал. 120 Различные
соединения одного и того же металла, например, хлорид лития или нитрат лития, дают одинаковую
кристаллическую структуру, характерную для литиевых материалов. Это указывает на то, что, вероятно,
именно металл, а не связанный с ним радикал, определяет конечную структуру проволоки. Есть основания
полагать, что соединения каждого элемента или, по крайней мере, каждого металлического элемента, 1 30 (
239,746 при введении в тугоплавкий металл, без сегрегации на границе зерен, например, вольфрама, будут
оказывать определенное воздействие и образовывать мелкие зерна.
Влияние на кристаллическую структуру такого металла станет более понятным. Этот факт характерен для
представленного материала, и для того же материала эффект одинаков, если только на рис. 1 не показана
микрофотография, смещенная другими факторами, такими как примеси, демонстрирующие протравленный
продольный срез, которые противодействуют этому эффекту. Для того чтобы любой материал мог
изменяться, например, кристаллическая структура вольфрамовой нити имеет приблизительно 0,175
миллиметра в диаметре и 75 мкг/м³, она, будучи приготовленной с добавлением какой-либо примеси,
каким-либо образом, вероятно, должна принимать участие в кристаллическом образовании соединения.
Большинство материалов этого класса лития, таких как щелочные и щелочноземельные металлы,
демонстрируют довольно длительное испарение. На рис. 2 показан аналогичный продольный вид нити
накаливания, приготовленной с добавлением небольшого количества стронция, так что значительная часть
материала, несомненно, испарится во время термообработки тугоплавкого металла.
На рис. 3 представлен аналогичный вид нити накаливания, к которой было добавлено соединение 0),
соединяющееся с металлическим вольфрамом или оксидом этилена в процессе обработки с образованием
соединения или фталевой структуры; соединения более тугоплавкие, чем добавки. На рис. 4 и 5
представлены аналогичные виды филаментного материала, и таким образом некоторые из них сохраняются в
слитке или в процессе производства составного шлака во время обработки. Такие соединения калия; и,
вероятно, 90 комбинаций затем поглощаются (рис. 6 представляет собой аналогичное изображение нити в
кристаллах, которая оказывает свое воздействие на форму и процесс производства соединения такого
размера). В качестве добавки может использоваться рубидий.
или может не уменьшаться в процессе обработки. Следует отметить, что добавление лития к материалу,
используемому для приготовления огнеупорной металлической нити, не только влияет на кристаллическое
развитие, но и приводит к образованию крупных кристаллов, что делает готовый продукт достаточно
регулярным по размеру и форме, как показано на рис. «Оксид тугоплавкого металла до восстановления, но
тот же самый, введенный в металлическую проволоку, – кристаллический порошок металла или даже сама
проволока, по-видимому, специально адаптированы для получения желаемого результата». – С учетом
вышеизложенных соображений, настоящее изобретение, касающееся его эффектов, заключается в
стимулировании роста кристаллов или, как будет отмечено на рис. 1.
С другой стороны, калий, как тугоплавкий металл, образует соединение, по меньшей мере, одного или смеси
соединений, образующих вытянутые, взаимосвязанные кристаллы щелочных или щелочноземельных
металлов неправильной формы и размера, в таких количествах, что это показано на рис. 4 и 5. Такой рост или
развитие кристаллов (50%) достигается путем формирования, наиболее подходящего для нитей, характерных
для добавленного материала, или для нитей меньшего размера.
материалы. Таким образом, процесс включает в себя – Обращаясь к рис. 6, можно отметить использование
чистых материалов, то есть рубидий – образует характерный оксид тунистости или подобное вещество, из
которого изготавливается и получается тугоплавкий металл с использованием калия в качестве свободного
соединения щелочных или щелочноземельных металлов. Кристаллические эффекты, аналогичные тем,
которые наблюдаются при использовании таких количеств веществ, как на рис. 6, будут наблюдаться при
сравнении рис. 6 с рис. 4 и 5.
подавлять или замедлять рост кристаллов или - Следующий эксперимент был проведен для сравнения
относительного воздействия Co или мешал характерным эффектам калия, натрия и лития в качестве добавок.
Он также включает в себя легирование или "допирование" материала в форме добавления таких малых
количеств тугоплавких металлических нитевидных материалов, что, как считается, они принимают участие в
образовании кристаллов. Регулярно очищенный оксид вольфрама был разделен на четыре части по 8 кг
каждая, одна часть была восстановлена без добавления какого-либо кристаллизационного материала, а
другие части были восстановлены. Металл 1 2 3 Добавленный материал - KOH NaOH LiNO. Все партии
нагревали примерно до 500-600 °C и восстанавливали с помощью Тот же процесс. Металл прессовали в
заготовки массой 220 грамм, длиной 114 дюймов и диаметром 16 дюймов, подвергали обработке и повторной
обработке по той же схеме.
Обрабатывающий ток составлял 1600 ампер в течение 12 минут, а отключающий ток составлял 80% от тока,
рассчитанного для образования расплава стержня или заготовок диаметром 4 миллиметра.
Оксид был приготовлен таким образом, чтобы изначально не содержать каких-либо веществ, которые могли
бы повлиять на его кристаллическую структуру; поэтому структура, полученная из металла № 1, представляет
собой нормальную структуру, модифицированную добавлением гидроксида калия, гидроксида натрия и
нитрата лития соответственно.
Процентное содержание оксида щелочного металла по весу: 16 18 для чистого вольфрама или, по крайней
мере, для вольфрама, полученного из использованного оксида. Затем, проведя одинаковые эксперименты и
сравнив результаты, полученные при добавлении соединений щелочных металлов, с результатами,
полученными при добавлении чистого вольфрама, был разработан метод оценки влияния различных
материалов, контролирующих кристаллизацию. Были приняты все меры предосторожности для обеспечения
параллельной обработки всех слизней, например, обработка проводилась одновременно, и перед повторной
обработкой использовался один и тот же шлифовальный штамп. В следующей таблице представлены
результаты, полученные в отношении развития зерна.
КОЛИЧЕСТВО ЗЕРНА.
Исходный. Перед обжимкой.
% Разница между максимальным и минимальным количеством металла после повторной обработки.
Подсчет после обработки.
% Разница между максимальным и минимальным значениями 1 1050 2 2340 3 2040 4 2690 Контраст размеров
зерен, рассчитанный на основе максимального изменения количества зерен, полученных в результате трех
определений, которые в каждом случае составляют среднее значение, имеет порядок номеров металлов 2, 1,
3 и 4; то есть, наибольший контраст размеров зерен наблюдался при использовании калия, а наименьший —
при использовании лития.
60) Однако после обработки этих слитков до толщины 4 миллиметра количество зерен и процентное
содержание зерен в повторно обработанных или отожженных образцах меняются на противоположные.
Последовательность расположения зерен уменьшается с увеличением атомной массы добавляемого
металла, при этом процентное содержание зерен увеличивается от металла 2 к металлу 4, а не уменьшается,
как это было при первоначальной обработке. Эти 7) фактов являются неопровержимым доказательством того,
что различные добавки, даже на этом раннем этапе процесса, оказали характерное воздействие на
вольфрам.
Этот эффект можно проследить на протяжении всего процесса -75. Характеристики, проявляющиеся у
некоторых из этих материалов, отожженных в виде протянутой проволоки диаметром около 0,175
миллиметра, показаны на прилагаемых чертежах. Как показано на рис. 1, для протянутой нити материал,
обработанный литием, особенно отличается размером кристаллов и довольно регулярными границами.
Практическое применение описанного выше открытия может быть проиллюстрировано на примере
производства нитевидного материала для ламп кинофильмов или проекторов.
Такие лампы состоят из четырех параллельных друг другу спиральных нитевидных секций, расположенных на
определенном расстоянии друг от друга. Изображения свернутых секций отражаются между соседними
секциями с помощью специально расположенного зеркала, создавая эффект непрерывной полосы света при
проецировании на экран. 95 Когда нить накаливания работает при высокой температуре, необходимой для
таких ламп, часто обнаруживается, что части витков расходятся, вызывая явление провисания. Еще один
дефект, который возникает и нарушает распределение света, известен как скручивание, то есть смещение
одного участка катушки относительно другого вокруг оси, расположенной посередине между участками и
параллельной им.
Скручивание может происходить и другими способами, но это наиболее распространенная форма.
Любое смещение любого участка катушки, как описано выше, или иным образом, которое нарушает
распределение света, делает лампу неэффективной и требует ее замены.
Опыт показал, что крайне сложно получить нить накаливания, которая была бы устойчива к развитию всех
этих дефектов при работе при высоких температурах, и поэтому следует считать, что к нити накаливания для
киноламп описанного выше типа ламп накаливания предъявляются необычайно жесткие условия. Были
разработаны оригинальные устройства в попытках устранить деформацию таких нитей. Среди них можно
упомянуть специальные анкеры, предотвращающие скручивание, а также намотку соседних катушек в
обратном направлении, благодаря чему тенденция к скручиванию нейтрализуется между любыми двумя
соседними катушками. Эти ухищрения приводят к увеличению затрат и усложнению процесса.
в процессе производства и часто оказываются неэффективными.
3
,5 Согласно настоящему изобретению, изготовлена проволока или нить накаливания, отвечающая всем
условиям, необходимым для киносветильника, и устойчивая как к провисанию, так и к скручиванию.
Приведенный ниже метод является примером того, как может быть изготовлена такая проволока, но
очевидно, что в деталях описанного процесса и пропорциях составляющих могут быть внесены различные
изменения.
Кроме того, изобретение не ограничивается указанными выше деталями, и следует понимать, что соединение
лития может быть заменено одним или несколькими соединениями металлов, таких как церий, стронций,
кальций и барий, с добавлением или без добавления других материалов, таких как соединения щелочных
металлов, для получения кристаллических структур, аналогичных той, которая образуется при использовании
лития, что будет видно при сравнении рисунков.
1, 2 и 3.
Было установлено, что очищенный оксид вольфрама различается по своим свойствам в зависимости от
метода, использованного для его очистки. Эти различия очевидны для тех, кто знаком с материалом, и могут
проявляться как разница в плотности, размере частиц или химической активности.
Соседние файлы в папке патенты