Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3850
.pdf
передачи энергии и усовершенствованный механизм передачи энергии для буровой установки, позволяющие
устранить трудности и снизить затраты, связанные с бурением нефтяных сквадок с использованием
существующих методов и оборудования.
При использовании обычного оборудования возникают большие трудности при бурении в твердых породах
или в труднодоступных породах, содержащих тяжелые камни или другие твердые предметы, поскольку
подача бурового долота вручную с равномерной нагрузкой оказывается совершенно непрактичной.
Отсутствие подходящих средств для преодоления препятствий часто приводит к заклиниванию бура до такой
степени, что бурильное долото, бурильная труба или стержень с бурильным долотом откручиваются и падают
в скважину. Иными словами, отсутствует выход для энергии, подаваемой на бурильную колонну, в результате
чего бурильная колонна подвергается большему крутящему напряжению, чем рассчитано, что приводит к ее
разрушению. Это влечет за собой ненужные затраты времени и труда на вылавливание оторванной части.
«И очень часто это означает прекращение бурения».
Чтобы избежать трудностей, связанных с ручным сверлением, было предложено регулировать движение
сверлильного инструмента по всему обрабатываемому материалу автоматически с помощью
дифференциального устройства, противоположные части которого приводятся в действие
электродвигателем, подключенным к генератору или другому источнику энергии, а промежуточная часть
соединена с лебедкой. Один из двигателей, который также вращает бурильную колонну, приспособлен для
привода в противоположном направлении по отношению к другому двигателю и в направлении,
соответствующем опусканию груза на волочильном станке.
Согласно настоящему изобретению, усовершенствованный способ бурения скважин заключается в
механическом разделении мощности, получаемой от одного первичного двигателя, между средствами,
стремящимися создать вращательное движение бурильной колонны, и средствами, стремящимися создать
прямолинейное движение бурильной колонны, и регулировании мощности, подаваемой на одно средство,
посредством колебаний сопротивления мощности, подаваемой на другое средство, для поддержания
необходимого давления подачи и крутящего момента на бурильной колонне.
Устройство согласно изобретению включает в себя один приводной двигатель, механически соединенный с
механизмом вращения бурильной колонны и с механизмом подвешивания части веса бурильной колонны, а
также механизм, расположенный между механизмом вращения и механизмом подвешивания, для
регулирования распределения мощности приводного двигателя между механизмом вращения и механизмом
подвешивания для автоматического регулирования давления подачи и крутящего момента, приложенных к
бурильной колонне.
Таким образом, изобретение воплощает в себе простую и недорогую, но при этом чрезвычайно эффективную
конструкцию, механизм для регулирования давления подачи на буровое долото.
а также для автоматической компенсации изменений сопротивления вращению, вызванных продвижением
долота или препятствиями в стволе скважины, или изменениями характера встречающихся пластов. Данное
устройство дополнительно компенсирует неравномерность нагрузки на буровое долото и тяговое устройство,
причем последнее используется в качестве «отводчика» энергии, то есть выхода для энергии, которая в
противном случае была бы непосредственно направлена на вращение бурового ствола, что привело бы к
нежелательному результату, упомянутому выше. Кроме того, распределение электроэнергии достигается за
счет усовершенствованного метода и средств передачи, благодаря которым в значительной степени
исключаются ненадежные детали, такие как цепи, шкивы, звездочки и другие вспомогательные элементы
бурового оборудования, обычно использовавшиеся ранее. Данная трансмиссия также позволяет
регулировать положение приводимых в движение деталей, предоставляя оператору ранее недоступную меру
защиты.
Кроме того, настоящее изобретение воплощает в себе особенности, свойственные вспомогательным
средствам, которые в совокупности способствуют ускорению и облегчению процесса бурения скважины.
Например, конструкция редуктора такова, что при необходимости буровую установку можно быстро и легко
извлечь из скважины во время или после процесса без остановки источника питания или первичного
двигателя. Очень важной или коммерческой особенностью этого механизма является его гибкость,
позволяющая использовать двигатель внутреннего сгорания в качестве первичного двигателя; что до сих пор
не было осуществимо с оборудованием, используемым в настоящее время на нефтяных месторождениях.
7. Расположение элементов таково, что установка механизма в полевых условиях занимает менее половины
времени, необходимого для работы с существующим оборудованием, что само по себе существенно снижает
стоимость бурения скважины. 0. Для того чтобы изобретение было более понятным и легко применимым
специалистами в соответствующей области техники, будет представлено предпочтительное его воплощение
со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: — Рисунок 1 представляет собой боковой вид, частично
разрезанный, показывающий буровую машину с реализованными в ней усовершенствованиями настоящего
изобретения; — Рисунок 2 представляет собой план механизма передачи мощности и связанных с ним
частей; и — Рисунок 3 представляет собой детальный разрез дифференциала.
На рисунке 4 схематически изображена буровая установка для нефтяных скважин, сконструированная в
соответствии с настоящим изобретением, а также силы, действующие во время работы механизма.
Как видно из прилагаемых чертежей, предусмотрена традиционная форма фундамента, состоящая из
кирпичных или бетонных столбов 10 и 11, на которых опирается каркас 12, обычно состоящий из деревянных
балок 18-13. Этаж 14, на котором 75 размещено буровое оборудование, установлен на фундаментных опорах
10 и 11.
В соответствии с данным изобретением, буровое оборудование получает энергию от 80-градусного силового
вала 15, соответствующим образом соединенного с паровым двигателем, двигателем внутреннего сгорания
или другим первичным двигателем 151; этот вал имеет муфту 16 для отключения источника энергии от
бурового оборудования и лебедки. Вал 15 приводит в движение промежуточные валы 17 и 18 посредством
обычного дифференциального механизма, расположенного в корпусе 19. Детали этой шестерни хорошо
известны специалистам в данной области; конструкция была лишь немного изменена для размещения двух
муфт, как будет описано далее. На свободном конце вала 17 расположен реверсивный червяк 20, который
входит в зацепление с червячной передачей 21, установленной на поворотном столе 22. Вращающийся стол
приводит в движение буровую штангу 23, на которой установлено вращающееся буровое долото, и которая
относится к стандартному типу 100, поэтому она показана лишь в общих чертах. Как правило, при бурении
стенок, как показано на рисунке 1, в землю закладывается ограничитель, который предотвращает обрушение
стенок на буровое долото и буровую платформу 23.
Вал 18 обрывается в корпусе 25 и обычно соединяется с промежуточным валом 26 посредством муфты 27,
расположенной внутри корпуса 25, при этом указанная муфта 110 может управляться снаружи корпуса с
помощью рычага 28. Вал 26 входит в корпус 29, содержащий редуктор, то есть механизм переключения
скорости 115, предназначенный для изменения соотношения скоростей между валом 26 и валом 30, причем
этот вал 30 выступает для привода механизма 31, состоящего из барабана 32, и служит для привода
указанного барабана через соответствующий червячный механизм 120, расположенный в корпусе 33. Как
указано в описании принципа работы аппарата, тягач 31 иногда должен приводить в движение вал 18, а в
другое время — вал 125, следовательно, червячная передача, очевидно, должна быть подходящего
реверсивного типа.
Как уже указывалось, «тяговые механизмы» могут иметь любую стандартную конструкцию и, как обычно,
снабжаются тормозными барабанами и 130 244 174 лентами 70, управляемыми рычагом 71. На барабан
намотан свободный кабель 34, на который намотаны барабаны 60 и 61, а вал, в свою очередь, приводится в
движение через раму 12, коническую зубчатую передачу 62 от вертикального домкрата через шкив и соединен
с валом 63, который, в свою очередь, приводится в движение верхним концом бурового долота 23 в точке 35.
Следует понимать, что это происходит от промежуточного вала 64 через соответствующий вал, при этом
имеется в виду коническая зубчатая передача 65. Вал 64 имеет единую конструкцию, установленную в
соответствующих подшипниках 66 под кабелем 34 (см. рисунок). Необходимый блок и тали (обычно
шестисекционные) могут быть установлены оператором между концом буровой штанги 15 и кабелем,
обеспечивая передачу необходимой мощности при извлечении буровой штанги и бурового долота из
скважины. Вал 64 приводится в движение от вала 15 через подходящую коническую штангу 75 и кабелем,
обеспечивая работу редуктора и вертикального домкрата 67. Последний имеет подходящую муфту 68,
встроенную в него. Механизм переключения передач работает аккуратно и отключает вал 57 от силового вала
15.
Конечно, при требуемом соотношении мощности 80 между валом 57 и поворотным столом 22, работающим в
нормальных условиях, вал 57 может быть неподвижным, но в случае необходимости его регулировки,
барабаны 60 или 61 могут быть удобно расположены. Детальная конструкция дифференциального механизма
лучше всего показана на рисунке 3. Для этой цели используется изображение 85. Вид на рисунке 3 взят из
[ссылка на источник]. В процессе работы мощность подается на задний вал 15, чтобы ведущая шестерня,
передаваемая по валу 15, не скрывала [ссылка на источник] через дифференциальный механизм. Валы 17 и
18 — это валы 17 и 18. Обычно, когда буровая установка выполнена в соответствующих подшипниках 37 и 38,
вал 18 удерживается неподвижно подшипниками 90 соответственно, причем указанные подшипники несут всю
мощность, передаваемую через корпус 191 на буровую штангу и буровое долото. Корпус 39 несет крестовину
40 под весом буровой штанги, что приводит к опусканию бурового долота в грунт. Корпус установлен в
соответствующих подшипниках 42, которые автоматически регулируются корпусом 19.
Противоположные концы механизма вытягивания 31 по мере углубления отверстия.
Корпуса 39 уменьшены и снабжены 11. Однако, если сверло ударится о препятствие, вместо того чтобы
продолжить движение к -35, что будет описано далее. Спуск, вызывающий чрезмерное крутящее напряжение,
воздействует на буровую штангу через короткие валы 47 и 48 соответственно. Момент, когда сопротивление
вращению бурового долота становится больше, чем сопротивление вращению, создаваемое кольцевой
шестерней 49, которая, в свою очередь, получает движение от ведущей шестерни 50, и начинает вращаться в
обратном направлении. При этом пара конических шестерен 45 и 46 несут нагрузку, которая должна быть
приложена к буровой штанге, и указанная крестовина вращается на заданную величину, регулируемую
кольцевой шестерней 49, которая, в свою очередь, передает передачу. Обычно это происходит на внутреннем
конце вала 15. Это происходит в момент, когда сверло соприкасается с валами 17 и 18 соответственно, и пара
муфт 51 и 52 служат для соединения соответствующих валов и муфт 17, при этом мощность передается за
счет дифференциального механизма, который в настоящее время поставляется с валом 26 через муфту 27,
корпус 39. Короткие валы 47 и 48 упираются в валы, соответственно, и пара муфт 17 и 18; служат для
соединения, после чего мощность передается за счет соответствующих коротких валов и - упирающихся в
валы, или для блокировки коротких валов с валом 26 через муфту 27, корпус 39.
Это достигается либо с помощью трансмиссионной передачи, либо путем зацепления муфт 51 и 52 с
механизмом 31, что поднимает бурильную колонну, ее соответствующие корпуса муфт или долото и
предотвращает поломку тех же элементов 115 с муфтами 53 и 54 из-за приложения избыточной мощности,
передаваемой на внутренние концы валов 17 к бурильной колонне, когда она находится под нагрузкой 18. -
Соответствующие рычаги 55 и 56, направленные на аномальное крутящее напряжение; направлены из
облегчающего 19 руководства fdr, aetua- Очевидно, что в качестве дополнительной части указанных муфт 51 и
52, соответствующие части колонны соединены с ними 120 соответственно. Представленные муфты
являются фрикционными муфтами, используемыми в процессе бурения скважины, но при необходимости их
вес может быть компенсирован зубчатыми муфтами. X чертежные работы, изменение скорости
трансинструмента для бурения скважин, предназначенного для обработки тяжелых объектов, после установки
в положение, предварительно определенное для этой цели.
Другими словами, любая тенденция к слишком быстрой подаче сверла вместе с буровым механизмом и
слишком быстрой тяге будет компенсироваться механизмом, и по этой причине предусмотрен вал 57,
установленный в подходящих подшипниках 58 и 59. Вал 57 обеспечивает слишком быструю подачу, что
приводит к тому, что если сверло заклинит или будет подаваться слишком быстро, это окажет влияние на
тяговый механизм и вызовет его срабатывание. Также станет очевидным, что если мощности, получаемой от
первичного двигателя, такого как двигатель внутреннего сгорания, окажется недостаточно для преодоления
сопротивления бурению, то переключение передач или трансмиссии может быть произведено для
компенсации этого необходимого изменения положения бурового оборудования относительно лебедки.
Еще одной важной особенностью работы является то, что она выполняется двумя муфтами 51 и 52. В случае,
если необходимо поднять сверло, штангу и сверло, не вращая их, и одновременно приложить всю
необходимую мощность к этому процессу, рычаг 55 перемещается таким образом, чтобы муфта 51
отсоединилась от муфты 53 на валу 17, при этом рычаг перемещается до тех пор, пока муфта 51 не войдет в
зацепление с муфтой 43 корпуса 39. Таким образом, короткий вал 47 будет зафиксирован в корпусе.
и заставил вращаться вместе с собой. Если этого не сделать, вал 47, не оказывающий никакого
сопротивления, будет вращаться самостоятельно, и вал 18, разумеется, перестанет вращаться. В этих
условиях передача может быть смещена по мере необходимости для обеспечения требуемого передаточного
отношения мощности к барабану 32, что позволит поднять буровое долото из скважины. Это особенно важно
в тех случаях, когда буровая установка часто заклинивает из-за обрушения грунта в скважину.
Когда необходимо передать всю мощность на вал 17, рычаг 56 перемещается на 40F таким образом, что
муфта 52 блокирует корпус 39 на коротком валу 48 и разъединяет вал 18. Установив рычаги 55 и 56 в
нейтральное положение, можно отключить питание обоих валов 17 и 18, но такая необходимость возникает
редко, поскольку это может быть обеспечено сцеплением 16.
- Важным преимуществом также является компактность устройства и его различных частей. - Благодаря
показанной конструкции, выравнивание деталей может быть удобно организовано, что позволяет разместить
трансмиссию, сцепление 27, дифференциал и сопутствующие детали на одной доске, которая может быть
установлена в полу буровой установки. При необходимости для соединения валов могут использоваться
карданные шарниры, но ввиду очевидной механической целесообразности такого решения в некоторых
случаях, они не показаны на чертежах.
При необходимости, при использовании двигателя внутреннего сгорания, в трансмиссию может быть
встроена передача заднего хода или ряд передач.
Для более наглядной демонстрации того, как описанные выше результаты получаются с помощью
представленного здесь оборудования и как можно осуществить бурение скважин с помощью описанного
оборудования, далее будет дано описание различных сил, действующих во время работы. В этой связи
следует отметить, что, поскольку буровая штанга 23 описана и показана как расположенная вертикально,
часть веса которой подвешена на лебедке 31, а часть опирается на прикрепленное к ней буровое долото, то
та часть веса, которая не поддерживается лебедкой, будет представлять собой эффективное давление
подачи, приложенное к долоту. Буровая колонна способна к такому переменному распределению своего веса,
поскольку она способна к продольному сжатию, 85 благодаря тому, что состоит из множества различных
соединений, имеет большую длину и, следовательно, обладает значительной эластичностью, а также потому,
что она имеет тенденцию принимать извилистую форму в скважине.
Все 90, что хорошо понимается и ценится в этом виде искусства. Таким образом, видно, что когда первичный
двигатель 151 приводится в действие для передачи мощности на главный вал 15, мощность передается 95.
через дифференциальную передачу к валам домкратов 17 и 18 соответственно, ни один из которых,
следовательно, не соединен жестко с главным валом 15. Вместо этого, дифференциальный редуктор
направляет силу 100 и мощность от источника исходной энергии по двум путям, по которым эти силы
передаются к общей точке приложения, т. е. бурильной колонне; и с помощью такого дифференциального
редуктора отношение мощности 105, передаваемой на поворотный стол 22 и на лебедку или механизм
управления подъемом 31, автоматически регулируется для осуществления автоматического управления.
В процессе действия изобретения, со ссылкой на фиг. 4, сила, исходящая от главного вала 15 и приложенная
к промежуточному валу 17, равна силе, приложенной к промежуточному валу 18, поскольку
дифференциальная передача, как описано, имеет равное передаточное отношение между этими валами.
На рис. 4 сила, передаваемая от главного вала 15, обозначена стрелкой E; сила, приложенная от него к
промежуточному валу 17 120, обозначена стрелкой R, а сила, приложенная от него к промежуточному валу 18,
обозначена стрелкой L. Сила R, приложенная к промежуточному валу 17, передается в качестве движущей
силы через вращающийся стол для выполнения работы вращения бурильной штанги и автоматически
прикладывается к бурильной штанге практически постоянным крутящим моментом после ввода бурового
оборудования в эксплуатацию. Сила L, приложенная к валу домкрата 18, создает 130 244 174
дифференциала; любое такое изменение сопротивления вращению бурильной штанги нарушит описанное
выше состояние равновесия, и в результате такого нарушения на валу 18 возникнет результирующая сила 70,
стремящаяся создать линейное движение в конце бурильной штанги, к которому прикреплено
приспособление.
- В процессе бурения долото удаляет материал со дна скважины, что приводит к опусканию нижнего конца
бурильной колонны. Удлинение бурильной колонны приводит к увеличению подвешенного веса, снижению
давления подачи, уменьшению сопротивления вращению и снижению крутящего момента, необходимого для
вращения бурильной колонны. Все эти тенденции приводят к изменению сил, приложенных к валу домкрата
85 18 и валу домкрата 17. Тенденция к увеличению силы W и уменьшению силы L приводит к дисбалансу сил,
действующих при захвате, вызывая падение и срабатывание механизма. Это движение тяги под углом 90°
уменьшает подвешенный вес и силу W, увеличивает сопротивление вращению долота (за счет увеличения
давления подачи) и увеличивает крутящий момент, который необходимо приложить к бурильной колонне под
углом 95°, тем самым снова стремясь к тому, чтобы R равнялось W.
В результате этих тенденций постоянно присутствует стремление автоматически поддерживать механизм в
состоянии равновесия, сохранять требуемый крутящий момент на выбранном оптимальном уровне и
вызывать непрерывное регулируемое прямолинейное движение долота вперед для компенсации бурового
воздействия.
Если сопротивление вращению изменяется по причинам, вызванным переменными условиями бурения, а не
колебаниями давления подачи, возникающими в процессе бурения, соотношение между частью веса,
приходящейся на долото, и частью веса, удерживаемой в подвешенном состоянии с помощью лебедки,
останется неизменным. 115 Следовательно, W останется постоянным, но W будет несбалансированным по
отношению к L, в результате чего будет происходить прямолинейное движение подвешенного конца или
верхней части бурильной колонны. Например, если при уменьшении сопротивления на 120 единиц
потребуется также уменьшение силы R, то произойдет соответствующее уменьшение подъемной силы. L
приложена к валу домкрата 18.
Подъемная сила L больше не способна компенсировать статическую силу W, приложенную к ней. Таким
образом, это позволяет механизму развернуться, снижая центр тяжести бурильной колонны, уменьшая
подвешенный вес и создавая дополнительную подъемную силу на бурильную колонну посредством
приводного механизма 31.
Любой вес бурильной колонны, поддерживаемой лебедкой, оказывает силу, стремящуюся размотать лебедку,
и этому противодействует сила L, действующая на нее. Величина этой силы прямо пропорциональна
подвешенному весу бурильной колонны, а также зависит от передаточного отношения между бурильной
колонной и валом 18. Это передаточное число можно изменять по желанию с помощью трансмиссии с
селективным переключением передач, но после установки передаточного числа оно остается неизменным до
тех пор, пока не будет изменено в трансмиссии. Сила, пропорциональная весу подвешенной буровой штанги,
которая приложена к валу 18, обозначена стрелкой W на рис. 4.
Эта сила W также действует через дифференциал на вал 17, создавая на нем силу W', стремящуюся
повернуть буровую штангу.
Вследствие своей продольной упругости любое изменение общей длины бурильной колонны приведет к
соответствующему изменению вертикального положения ее центра тяжести и изменению соотношения между
той частью веса бурильной колонны, которая будет поддерживаться лебедкой, и той частью, которая
опирается на долото.
Любое изменение вертикального положения бурового долота, не сопровождающееся равномерным
перемещением верхнего конца буровой штанги, к которой крепится буровой механизм, приведет к изменению
значения W и наоборот.
Равенство длин стрелок L, W, W1' и R указывает на то, что эти силы имеют одинаковую величину и
иллюстрируют состояние, которое существует, когда аппарат находится в равновесии. Подвешенный вес
бурильной колонны W уравновешивается подъемной силой L, создаваемой валом домкрата 18, таким
образом удерживая этот вал в неподвижном состоянии, а вся энергия, получаемая от первичного двигателя,
передается за счет вращения вала 17, приложенного к работе вращения вала домкрата, и сила E,
создаваемая первичным двигателем, уравновешивает и преодолевает противодействующую нагрузку
сопротивления бурильной колонны вращению. Любое изменение R или W, разумеется, нарушит равновесие.
Крутящий момент, приложенный к работе вращения бурильной колонны, конечно же, уравновешивается и в
процессе работы равен сопротивлению вращению бурильной колонны, поскольку действие и
противодействие должны быть равны. Следовательно, любое изменение сопротивления вращению бурового
стержня приведет к изменению силы R, приложенной к работе вращения бурового стержня.
Поскольку сила R не может изменяться без сопутствующего изменения подъемной силы L из-за присущего
долоту давления подачи, этот эффект в процессе работы стремится увеличить сопротивление долота
вращению с соответствующим увеличением R. Сила W стремится уменьшиться до значения L, а R стремится
вернуться к своему прежнему значению. Таким образом, вновь устанавливается состояние равновесия, при
котором результирующий крутящий момент R в значительной степени равен, но не превышает...
0 Ниже приведено заранее определенное оптимальное значение.
В случае увеличения сопротивления вращению вследствие вышеописанных причин или любых
неконтролируемых факторов, IR увеличивается, L увеличивается, и устанавливается ряд тенденций,
обратных описанным выше, с конечным результатом в виде восстановления состояния равновесия, при
котором сила R превышает заданный оптимум, но существенно меньше этого оптимума и значительно ниже
коэффициента запаса прочности механизма. Такое незначительное отклонение от оптимального крутящего
момента обусловлено неспособностью изменений давления подачи всегда точно компенсировать изменения
удельного сопротивления сверлящегося материала.
Здесь следует отметить, что в моменты, когда сопротивление вращательному движению бурильной колонны
отклоняется от заданного оптимального значения, прямолинейное движение вверх, которое автоматически
передается бурильной колонне, передается только верхнему концу бурильной колонны и в первую очередь
используется для устранения сжатия или провисания, и, следовательно, не обязательно извлекает буровое
долото из рабочего положения. Сверло извлекается из рабочего положения только тогда, когда непрерывное
приложение чрезмерного сопротивления вращению буровой штанги в течение такого времени позволяет
устранить весь люфт в буровой штанге.
Даже в условиях такого сильного сопротивления, как полное предотвращение вращения бурильной колонны,
главный двигатель не создает опасной крутящей нагрузки на бурильную колонну, поскольку в этих условиях
вся мощность отводится в дифференциале от работы вращения бурильной колонны и направляется на
работу подъема бурильной колонны.
Таким образом, видно, что всякий раз, когда действуют силы. L и W находятся в дисбалансе, после чего
происходит передача энергии по пути, включая тяговое устройство, направление которой зависит от того,
опущен или поднят центр тяжести бурильной колонны, т.е. от того, выдает ли бурильная колонна энергию или
поглощает ее. Таким образом, видно, что буровая штанга в процессе работы не только служит опорой и
приводом для прикрепленного бурового долота, но и выступает в качестве резервуара для приема и передачи
энергии с целью поддержания правильных усилий, действующих на устройство, для осуществления
автоматического непрерывного бурения.
На начальных этапах бурения общий вес используемой короткой бурильной колонны может оказаться
недостаточным для создания достаточной силы \W на валу домкрата 18, необходимой для поддержания
достаточного крутящего момента на IR при 17. В таких случаях, используя искусственное сопротивление
вращению вала 18, создаваемое обычными тормозами 70 лебедки или другими тормозами, можно создать
необходимое дополнительное сопротивление вращению вала домкрата 18, чтобы дифференциальный
механизм мог прикладывать необходимый крутящий момент 80 через вал 17 к вращающемуся столу.
Обычный тормоз 70 тягового механизма 81, конечно же, может также использоваться для более точной
регулировки крутящего момента, чем это возможно при использовании трансмиссии с изменяемой скоростью
85.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я 90
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_244175.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=244175&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB244175A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 12 сентября 1924 г., № 21591/24.
Полный текст слева: 13 июля 1925 г., Корнеллете принят: Декан. 14, 1925 244,175 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в конструкции магнитов для телефонных трубок и аналогичных устройств, а также
связанные с ними усовершенствования.
Я, Уильям Джеймс Патл, проживающий по адресу: Бангалор-стрит, 27A, Патни, Лондон, юго-западный Лондон,
подданный Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующую природу:
Данное изобретение включает в себя усовершенствования и связанные с ними магнитные конструкции для
телефонных приемников и подобных устройств, и в частности касается магнитных конструкций, пригодных
для использования в громкоговорителях, используемых с беспроводными приемными устройствами, в
которых требуется максимальная магнитная сила при минимальной возможности создания вихревых токов.
Целью данного изобретения является создание магнитной конструкции, которую можно легко изготовить с
низкими затратами и которая способна создавать и удерживать высокоэффективное магнитное притяжение
на своих полюсах.
Согласно данному изобретению, пара стержневых магнитов и пара полюсных наконечников плотно скреплены
между собой в фиксированном положении, так что использование винтов или болтов, проходящих через
магниты, полностью исключается. Полюсные наконечники выполнены таким образом, что их части
перекрывают концы стержневых магнитов, что позволяет осуществлять зажим, при этом части полюсных
наконечников расположены в зазоре между такими стержневыми магнитами.
Согласно данному изобретению, полюсные наконечники крепятся к стержневым магнитам с помощью
зажимных средств, что позволяет избежать образования в магнитах отверстий для винтов или подобных
элементов. Два или более стержневых магнита и пара полюсных наконечников могут быть плотно скреплены
друг с другом в фиксированном положении, при этом полюсные наконечники изогнуты таким образом, чтобы
образовать горизонтальные участки, которые зажимаются на концах стержневых магнитов, и вертикальные
участки, которые служат отверстиями для катушек. Конструкции, соответствующие этим
усовершенствованиям, позволяют создавать телефонные магниты, обладающие достаточным запасом
мощности для сопротивления размагничиванию катушками в случае случайного подключения клемм
последних к неправильным полюсам батареи. 50 Два стержневых магнита могут быть расположены друг над
другом с небольшим зазором между ними за счет вставки кусков листового железа между их концами, а
полюсные наконечники могут представлять собой L-образные полоски из мягкого железа 65, расположенные
на концах стержней, причем вертикальные участки этих полосок направлены к середине и служат
сердечниками для катушек.
Зажимные планки накладываются на горизонтальные участки 60 этих полос и прикручиваются болтами к
немагнитному основанию, на котором установлен магнит, тем самым плотно скрепляя магниты и полюсные
наконечники. Было обнаружено, что разделение стержневых магнитов 65 вставленными элементами
приводит к увеличению магнитной мощности по сравнению со структурой, состоящей из стержневых магнитов,
расположенных непосредственно друг на друге. Вместо того чтобы располагать стержневые магниты друг на
друге, целесообразнее размещать их параллельно друг другу с зазором. В этом случае опорные элементы
могут представлять собой детали из листового железа 75, отштампованные в форме буквы Т, при этом
стержень буквы Т загнут под прямым углом. Головка Т-образного элемента проходит через два смежных
конца стержневых магнитов и может быть закреплена сверху или снизу последнего по желанию.
Например, одна из практических конструкций включает в себя пару параллельных стержневых магнитов,
расположенных на немагнитном основании и находящихся на соответствующем расстоянии друг от друга. 85
Т-образные наконечники из мягкого железа имеют изогнутые таким образом концы, что их концевые части
перпендикулярны плоскости головок и остальной части наконечников. Эти полюсные наконечники
устанавливаются на стержневые магниты, при этом штыри проходят поперек концов параллельных
стержневых магнитов и действуют как ярма, а стержневые части проходят вдоль пространства между
стержневыми магнитами, так что перпендикулярные части, которые служат сердечниками для катушек,
расположены на подходящем расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность намотки катушек на
них.
На Т-образные зажимы устанавливаются зажимные пластины, а через основание, Т-образные головки и
зажимные пластины пропускаются небольшие латунные болты или аналогичные детали. При затягивании гаек
этих болтов, ярма или полюсные наконечники и стержневые магниты прочно прижимаются к основанию и
соприкасаются друг с другом.
Наблюдается хорошая проводимость силовых линий от магнитов через ярма к сильно намагниченным
полюсным наконечникам. Потеря магнетизма, обычно возникающая из-за образования отверстий для болтов
или винтов в магнитах, не происходит, однако крепление магнитов, тем не менее, осуществляется надежно.
Можно предусмотреть возможность регулировки магнитной конструкции в направлении к диафрагме или от
нее, например, с помощью регулировки, воздействующей на основание, на котором установлена конструкция.
Разумеется, при желании между параллельными стержневыми магнитами можно установить распорные
устройства. Или же их расположение может быть однозначно определено формациями на немагнитной
основе.
Согласно другому варианту конструкции, Т-образные опорные элементы крепятся к опорной плите, а торцы
загнутых концов обрабатываются или шлифуются с высокой точностью до нужной высоты. Затем стержневые
магниты укладываются на головные части Т-образной конструкции, а зажимные планки, расположенные
поперек концов стержневых магнитов, плотно прикручиваются болтами к опорной пластине. При таком
способе производства металлическая пыль, образующаяся в результате шлифовки полюсных поверхностей,
удаляется до установки магнитов, благодаря чему такая пыль не оседает на конструкции магнита.
Немагнитное основание может быть выполнено в виде столбиков, к которым болтами привинчиваются
зажимные планки. В MoTeover основания могут быть изготовлены методом литья под давлением и иметь
формы, подходящие для фиксированного позиционирования магнитов, причем последние могут быть
встроены в отливку оснований, полученную методом литья под давлением.
Описанная выше магнитная структура демонстрирует высокую эффективность в работе с акустическими
системами, в которых реализованы усовершенствования, описанные в моей предварительной спецификации.
№ 239,935.
Дата: 12 сентября 1924 года.
JENSEN & SON, 77, Chancery Lane, Лондон, W.C. 2, дипломированные патентные поверенные.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в конструкции магнитных элементов телефонных приемников и аналогичных устройств,
а также связанные с ними аспекты.
Я, Уильям Джеймс Палмер, проживающий по адресу: Бангалор-стрит, 27А, Патни, Лондон, юго-запад 15,
подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о том, каким образом
оно должно быть реализовано:
сформированный, подлежащий подробному описанию и установлению в следующем утверждении:
Данное изобретение включает усовершенствования магнитных структур для телефонных приемников и
подобных устройств, и в частности, касается магнитных структур для использования в громкоговорителях,
применяемых с беспроводными приемными устройствами, в которых требуется максимальная магнитная сила
при минимальной вероятности возникновения вихревых токов. Целью данного изобретения является
усовершенствование конструкции магнита, состоящего из параллельных стержневых магнитов и L-образных
полюсных наконечников, каждый из которых расположен таким образом, чтобы собирать силовые линии от
аналогичных полюсов стержневых магнитов и служить сердечником для одной из катушек магнита. 95
Согласно данному изобретению, горизонтальная часть каждого L-образного полюсного наконечника плотно
закреплена на двух аналогичных полюсах двух магнитов, а вертикальные части полюсных наконечников
служат сердечниками 100 для катушек магнитов обычным способом.
Благодаря такой конструкции обеспечивается прямая передача силовых линий от двух или более полюсов
магнита к полюсному наконечнику, а зажим, обеспечивающий плотное соединение (105°), предотвращает
образование нежелательных отверстий для винтов в магнитах.
Может использоваться пара расположенных на расстоянии друг от друга стержневых магнитов с полюсными
наконечниками между ними, при этом полюсные наконечники выполнены таким образом, чтобы их части
перекрывали концы стержневых магнитов, что позволяет осуществлять зажим по силовым линиям,
проходящим от стержневых магнитов через полюсные наконечники. Для того чтобы обеспечить возможность
реализации изобретения, необходимо использовать якорь. Диск-носитель легко понять, он представляет
собой отливку из алюминиевого сплава, и, если требуется прилагаемый чертеж, на нем могут быть сделаны
углубления. 70 Два примера конструкции, в которых верхняя поверхность отливки предназначена для приема
стержневых магнитов. Кроме того, на рисунке 1 показан боковой вид громкоговорителя, при желании можно
использовать стержневые магниты! Конструкция динамика, в которую встроен магнит, отлитый в форме, так
что нижние части встроены в нее. 75 усовершенствований. На рисунке 2 показан план рисунка 1, где
Т-образные элементы h A1 могут располагаться между стержневыми магнитами g gl и магнитной системой.
[Диафрагма удалена для отображения диска], в этом случае части h2 могут заменять сердечники катушек.
Рисунок 3 представляет собой центральное поперечное сечение рисунка 1, причем сечение выполнено под
прямым углом к плоскости листа.
Рисунок 4 представляет собой перспективный вид модифицированной конструкции двух стержневых
магнитов, показанных на рисунках 1–3. Т-образный полюс с полюсным наконечником и зажимными
стержневыми элементами h Abl IS2 может быть сначала закреплен на нем. На опорной пластине] и полюсные
поверхности загнутых концов h2 могут быть обработаны или точно отшлифованы до нужной высоты. Рисунок
5 представляет собой план одного из полюсов.
Рисунок 6 представляет собой центральный разрез модифицированной магнитной конструкции на несущей
пластине, головные части h Т-образных элементов и зажимные планки j укладываются поперек концов
стержневых магнитов и плотно прикрепляются болтами к опорной пластине. Обращаясь к рисункам 1–3, а
представляет собой тонкую пластину. С помощью этой диафрагмы из подходящего материала, например,
методом, металлическая пыль, образующаяся в результате шлифовки алюминия, периферия которого
зажимается между полюсными поверхностями, может быть удалена до того, как магниты будут установлены
на опорной пластине, так что в центре этой диафрагмы не будет прилипать тонкая мелкая пыль к конструкции
магнита.
арматура из листового железа, например. Эти детали, известные по конструкции громкоговорителей и дисков,
имеют преимущество в том, что перфорация в четырех местах обеспечивает направляющие. Эти
усовершенствования касаются только штифтов 1, которые проходят через описанную магнитную структуру и
крепятся к основанию. На несущей пластине или диске укладываются небольшие винты, проходящие через
последнюю. Пружины сжатия n, два стержневых магнита g, гелевые, эти стержневые магниты расположены
между головками 1 из 105, параллельны друг другу, а шпильки I и диск f постоянно стремятся быть
разделенными подходящим расстоянием. При каждом нажатии диск прижимается к опорной пластине d.
На концах пары стержневых магнитов расположен большой полый винт o с фрезерованной или шероховатой
головкой o', который служит для регулировки жесткости листового железа, головка h Т-образного винта
простирается к диафрагме, противодействуя сопротивлению пружин n для стержня h1, расположенного над
пространством между ними. Конец стержня Ah1 — это поверхности полюсов и якоря e.
Изогнутые под прямым углом для образования сердечника hA2. В этой конструкции и расположении, на
котором установлена катушка магнита, показанная линиями цепи на рисунках 1-3, потери магнетизма, как
правило, обусловленные образованием болтовых или винтовых отверстий в магнитах, отсутствуют. Зажимная
планка j расположена вдоль головки или винтовых отверстий в магнитах, но крепление магнитов, тем не
менее, надежно осуществляется. Очевидно, что винт k проходит через диск-держатель, а устройства для
регулировки зазора могут быть установлены между 120 / и через отверстие в зажиме параллельных
стержневых магнитов g gI, если это необходимо.
В соответствии с модификацией, гайка k1 устанавливается на выступающую часть винта. На рисунках 6 и 7
показано, как стержень плотно закреплён гайками Ak, при этом стержневые магниты g и g' накладываются
друг на друга: один на диске или держателе f, а полюсные наконечники прочно зажимаются, при этом
расстояние между зажимными стержнями j и держателем f составляет 125°. Держатели разделены
небольшими кусочками мягкого железа p.
диск риера / и надежно удерживаются в нужном положении на концах наложенных друг на друга магнитов.
Хороший контакт достигается между g gl, установленными в перевернутом L-образном ярме, головными
частями h Т-образных элементов, так что элементы q и на этих последних обеспечивают хороший магнитный
путь для расположенных L-образных полюсных наконечников r. Эти 130 244,175 244;175 замененные
магнитные элементы расположены так, что их концы находятся между опорами, которые могут быть отлиты
Соседние файлы в папке патенты