Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3913
.pdf
подвергаются никакому воздействию. Когда движение втулки клапана изменяется на противоположное при
отпускании ножного рычага 88, клапан 41 будет вынужден встать на место, преодолевая пружины 51,
находящиеся внутри него, после чего клапан 40 и клапан 42 откроются. Это приводит к тому, что
всасывающая камера 17 сообщается с частью цилиндра, расположенной позади поршня, и одновременно к
тому, что часть цилиндра, расположенная перед поршнем, сообщается с атмосферой.
Воздух будет отводиться из задней части цилиндра через всасывающие каналы, а воздух, поступающий в
переднюю часть поршня, будет перемещать поршень назад.
Выходящий из цилиндра воздух может постепенно подаваться во впускной коллектор путем надлежащей
регулировки ограничительного клапана 64 в трубе 62, так чтобы это не мешало работе двигателя, а отвод
воздуха мог быть замедлен настолько, насколько это необходимо, поскольку первое движение поршня назад
снизит давление тормозов, и неважно, чтобы поршень двигался назад так же быстро, как вперед, чтобы
сработали тормоза. Таким образом, отвод воздуха может быть распределен на больший или меньший период
времени в зависимости от регулировки клапана 64, чтобы избежать чрезмерного разбавления взрывчатых
зарядов или подачи слишком малого количества углеводородного топлива. Когда поршень возвращается в
нормальное положение, ступица поршня входит в зацепление с соседним концом цилиндра, а втулка привода
клапана 20-20а фиксируется деталью 26, входящей в зацепление с регулируемым толкателем, которым
снабжен сальник 21, и клапаны 41 и 42 слегка приподнимаются над своими седлами пружинами 51, таким
образом, обе секции цилиндра располагаются по разные стороны поршня в сообщении с всасывающей
камерой 17, и откачка воздуха из цилиндра с передней стороны поршня продолжается без какой-либо
тенденции к перемещению поршня вперед, пока в цилиндре с обеих сторон поршня не будет достигнута
одинаковая степень разрежения.
Это позволяет поршню немедленно и эффективно сработать и задействовать тормоза в любой момент.
Поскольку степень разрежения во всасывающих каналах двигателя периодически изменяется, мы
устанавливаем щечной клапан 65 в трубу 62, так что после того, как цилиндр подвергается наибольшему
разрежению, создаваемое таким образом разрежение будет сохраняться, и, поскольку тормоза обычно
срабатывают с интервалами, максимально возможное разрежение, как правило, будет постоянно
существовать в цилиндре привода, готовое эффективно 65 применить тормоза описанным выше способом.
Как будет показано далее, между приводной втулкой клапана 2020a' и поршнем 70 и полым штоком поршня
имеется определенный люфт, и мы предпочитаем предусмотреть средства для ограничения этого люфта,
чтобы после его устранения физическая сила оператора могла быть непосредственно передана поршню и
соединенным с ним деталям 75. В данном случае мы показали секцию втулки 203, снабженную углублением
20b и воротником 20, а также шток поршня, снабженный расположенными напротив друг друга установочными
винтами 5a, входящими в углубление или углубления 20b, так что когда втулка 20-20a перемещается вперед
ножным рычагом для включения тормозов, и поршень следует за ней, приводя тормоза в действие на полную
мощность привода, оператор может, толкая ножной рычаг 88 вперед до тех пор, пока задний конец углубления
20b не войдет в зацепление с винтами 5a, приложить свою физическую силу к поршню и штоку поршня
привода, и тем самым к тормозному механизму, в дополнение к мощности привода.
Из этой конструкции также следует, что в случае отказа привода по какой-либо причине оператор, переместив
ножной рычаг 88 вперед и зацепив задний конец углубления 20b с винтами 5C, может приложить свою
физическую силу к поршню, а оттуда к тормозному механизму 100, поскольку клапаны настроены таким
образом, чтобы допускать это движение и подавать воздух за поршнем, а также выпускать пар из цилиндра
перед поршнем.
Таким образом, оператор, используя свои физические силы, может задействовать тормоза почти так же
эффективно, как если бы привод отсутствовал, за исключением необходимости преодолевать небольшое
трение деталей привода. Аналогичным образом, когда рычаг длиной 110 футов отпускается, возвратная
пружина 89 перемещает его назад и сдвигает втулку привода клапана, чтобы сбросить давление в цилиндре в
случае отключения питания, а передний конец углубления 115 20b входит в зацепление с винтами 5a и
перемещает поршень и шток поршня назад, чтобы освободить тормоз. Мы предпочитаем использовать в
вакуумном трубопроводе 62 обратный клапан типа, изображенного на рисунке 120 11, в котором клапан
обычно удерживается в закрытом положении пружиной, предпочтительно с возможностью регулировки, как
описано в нашем предыдущем заявлении, упомянутом ранее. Таким образом, на рисунке 11 корпус обратного
клапана снабжен шарнирным клапаном 67, снабженным пружиной 68, удерживающей его в закрытом
положении с заданным давлением 245444, которое может быть получено путем калибровки пружины, но мы
предпочитаем снабдить пружину регулировочным винтом 69, как показано на рисунке 11, с помощью которого
можно установить ее натяжение для обеспечения желаемого сопротивления.
При запуске двигателя на оборотах коленчатого вала, даже при практически закрытой дроссельной заслонке,
как это обычно бывает, впускной коллектор практически не уплотняется, но некоторое количество воздуха
выходит из цилиндра привода либо одновременно с разбавлением смеси из карбюратора, либо, если
дроссельная заслонка плотно закрыта, этот воздух может выйти за 1,5 секунды до того, как произойдет
какое-либо разрежение через карбюратор, что в любом случае приводит к задержке в получении
взрывоопасной смеси. При использовании такой конструкции обратного клапана, клапан 67 останется
закрытым при запуске двигателя, предотвращая тем самым разбавление или задержку взрывного заряда, и не
откроется до тех пор, пока двигатель не достигнет рабочей скорости. Мы также предпочитаем устанавливать в
линии всасывания к цилиндру привода вентиляционный клапан, открывающийся наружу, который может быть
удобно расположен в корпусе обратного клапана, как показано на отметке 67'. Цель этого вентиляционного
клапана состоит в том, чтобы, если ножной рычаг приводится в действие, когда двигатель не работает, а
дроссельная заслонка и впускной клапан двигателя закрыты, и в цилиндре недостаточное давление для
привода силового актуатора, движение поршня вперед с помощью ножного рычага должно было бы сжимать
воздух, выталкиваемый из цилиндра, не только до степени, необходимой для преодоления пружины 68 и
открытия обратного клапана, но и для выталкивания его через закрытую дроссельную заслонку, и это
давление оказывало бы замедляющее воздействие на работу тормозного механизма за счет физической
силы оператора, что увеличило бы требуемую от оператора физическую силу.
При наличии вентиляционного клапана 67', предпочтительно шарового клапана, удерживаемого в закрытом
положении очень легкой пружиной, вентиляционный клапан будет оставаться закрытым во время нормальной
работы деталей благодаря наличию частичного вакуума в вакуумной линии. Однако если при вышеуказанных
обстоятельствах между вентиляционным клапаном и поршнем привода возникнет какое-либо давление,
вентиляционный клапан 67a мгновенно откроется, тем самым сбросив давление из цилиндра и всасывающей
линии, так что привод можно будет легко перемещать, а тормозной механизм работать без существенного
сопротивления.
Для целей, описанных выше, помимо пружин 51, могут использоваться иные средства, позволяющие
удерживать всасывающие клапаны 41 и 42 слегка приподнятыми над своими седлами в нормальном
положении. Например, мы можем предложить седла клапанов 14 и 15, а также конические поверхности
всасывающих клапанов, которые взаимодействуют с ними, причем конические поверхности должны иметь
небольшую гофрированность достаточной глубины, чтобы предотвратить герметичное соединение клапанов
со своими седлами под действием механизмов отвода. При этом указанные клапаны, как указано выше,
предпочтительно из податливого или упругого материала, такого как формованная резина, так что при
воздействии несколько большего давления, например, сжатия механизмами отвода, клапаны будут
принудительно входить в герметичное соединение со своими седлами. 80 На рисунках 3 и 4 показан,
например, клапан, обозначенный цифрами 141-142, изготовленный из формованной резины или другого
эластичного материала и имеющий скошенную поверхность с мелкими гофрами 85, 141а, несколько
преувеличенными на рисунках 3 и 4, которые будут достаточны для предотвращения заедания клапанов в
нормальных условиях, когда части привода находятся в нормальном положении 90 или «выключено», но
сплющатся и позволят любому клапану обеспечить герметичное соединение со своим коническим седлом при
воздействии несколько большего давления в работе реверсивного механизма клапана 9,5, как описано выше.
Принцип работы компонентов с таким типом клапана будет таким же, как описано ранее.
На рисунке 5 показана еще одна модифицированная версия нашего усовершенствованного актуатора, в
которой упомянутые выше результаты получены несколько иным способом. В данной конструкции цилиндр,
поршень и механизм реверсивного клапана привода выполнены в основном так, как показано на рисунке 2 и
описано ранее, за исключением того, что пружины 51 для снятия всасывающих клапанов отсутствуют, а
соответствующие детали обозначены теми же номерами, что и на рисунке 5, с добавлением 200, и не требуют
подробного описания. В данной модификации нашего изобретения центральный воротник 22 в вакуумной
камере 217 расположен таким образом относительно упора 226, образованного зацеплением пробки или
воротника на приводной втулке клапана 230 с регулируемым толкателем сальниковой коробки 12(221), что,
когда детали возвращаются в свои нормальные положения с помощью возвратных пружин ножного рычага и
тормозного механизма, поршень будет зафиксирован зацеплением его ступицы с концом 125 цилиндра, а
приводная втулка клапана 220 будет находиться в таком положении, что центральный воротник 222 будет
удерживать клапан 242, в данном случае, с правой стороны вакуумной камеры 217, 130 245,444, как показано
на рисунке 5, немного смещенным от своего седла, в то время как воротник 232 обеспечивает посадку
впускного клапана воздуха 240.
Этот клапан 242 был предварительно открыт для соединения всасывающей камеры с частью цилиндра,
расположенной позади поршня, и по мере приближения поршня к положению покоя клапан не закрывается
полностью, так что в задней части поршня, справа на рисунке 5, постоянно поддерживается частичное
разрежение или вакуум. В данном случае мы показали канал 242, идущий от седла клапана 215,
предназначенного для клапана 242, через поршень к его передней стороне (слева на рисунке 3). Этот канал
может быть создан путем сверления поршня сверлом малого диаметра, так что воздух не будет проходить
через него с достаточной скоростью, чтобы мешать работе поршня в обратном направлении, или вправо, как
показано на рисунке 5, когда клапан 242 открыт.
Когда, как уже говорилось, детали останавливаются, всасывающая камера 217 будет сообщаться с
цилиндром, расположенным позади поршня, благодаря незакрытому положению клапана 242, а также будет
соединена с цилиндром, расположенным впереди поршня, через канал 2429 и будет медленно выпускать
воздух, находящийся в этой части цилиндра и поступающий через клапан 240 для осуществления обратного
движения поршня. Когда приводная втулка клапана 220 перемещается вперед в направлении стрелки на
рисунке 5, клапан 242 полностью закрывается, герметизируя таким образом канал 242%, а также канал 235,
прежде чем откроются клапаны 241 и 243 для срабатывания тормозов.
На рисунке 6 мы показали еще одну незначительную модификацию нашего изобретения, в которой
соответствующие части обозначены теми же цифрами, что и на рисунке 2, с добавлением числа 300. В
данном случае клапан 342 удерживается вне своего седла в нормальном положении деталей точно так же, как
и в конструкции, показанной на рисунке 5, обеспечивая таким образом выравнивание или частичный вакуум в
той части цилиндра, которая находится позади поршня или справа на рисунке 6, с которой вакуумная камера
317 сообщается через канал 335, и для установления сообщения между противоположными концами
цилиндра используется дополнительный клапан. Для обеспечения отвода жидкости из части цилиндра,
расположенной с другой стороны поршня, основной корпус поршня в данном случае снабжен отверстием или
каналом, обозначенным цифрой 3429, имеющим седло клапана 342b на конце, прилегающем к передней
поверхности поршня, для приема клапана 342, обычно удерживаемого в закрытом положении пружиной 3421,
взаимодействующего со штоком клапана 342e.
Шток клапана 342e выступает из задней поверхности поршня (справа на рисунке 6) в достаточной степени,
чтобы зацепиться с неподвижной частью цилиндра, например, головкой 302, когда поршень достигает своего
нормального или втянутого положения, и тем самым сжать пружину 342d и открыть клапан 3420, устанавливая
таким образом сообщение между двумя концами цилиндра по обе стороны от поршня. При «приоткрытии»
клапана воздух, поступающий в цилиндр с передней стороны поршня 80 для обеспечения его втягивания или
возвращения в нормальное положение, будет выходить, как только поршень остановится, поддерживая таким
образом частичный вакуум внутри цилиндра с обеих сторон поршня 85, когда детали находятся в состоянии
покоя, а двигатель работает.
Вместо того чтобы размещать дополнительный клапан непосредственно в поршне, его можно расположить в
головке цилиндра и открывать при возвращении поршня в нормальное положение, чтобы установить
сообщение между двумя концами цилиндра, расположенными по разные стороны от поршня. Подобная
конструкция показана на рисунке 7, где соответствующие части обозначены теми же цифрами, что и на
рисунке 2, с добавлением 400, чтобы избежать излишнего описания. В данном случае клапан 442
удерживается вне своего седла, когда детали находятся в нормальном положении, таким же образом, как
указано и описано ранее со ссылкой на рисунки 5 и 6. В данном случае головка цилиндра 402 снабжена
каналами 105, обозначенными как 442a, сообщающимися с углублением 442b и управляемыми клапаном 442,
шток которого выступает внутрь цилиндра достаточно далеко, чтобы быть ударенным ступицей поршня, когда
он 110 возвращается в свое нормальное или втянутое положение, открывая тем самым клапан 4420.
Углубление 442b соединено обводным трубопроводом или трубой, обозначенной цифрой 4421, с
противоположным концом цилиндра, причем труба удобно проходит через один из полых болтов 402a,
соединяющих головки цилиндра. Результатом такой конструкции, как было описано ранее, станет размещение
обоих концов цилиндра по разные стороны поршня в сообщении с вакуумной камерой 417, когда детали
возвращаются в нормальное или втянутое положение, так что внутри цилиндра 125 с обеих сторон поршня
постоянно будет поддерживаться частичный вакуум.
На рисунке 8 показана дальнейшая модификация изобретения, в которой желаемые результаты достигаются
без нарушения нормальной работы клапанного механизма, то есть, в которой все четыре клапана
реверсивного клапанного механизма могут плотно прилегать друг к другу, когда детали находятся в
нормальном положении. На этом рисунке аналогичные описанные ранее детали обозначены теми же
порядковыми номерами, с добавлением 500 во избежание излишнего описания, и будут идентичны деталям,
описанным ранее со ссылкой на рисунок 2. В данном случае головка цилиндра, 502, снабжена каналом или
каналами, 542a, сообщающимися с углублением, 542b, в котором расположено седло клапана, 542c,
взаимодействующее с подвижным клапаном 542d, который при нажатии на тормоза закрывает сообщение
между углублением, 542b, и внутренней частью цилиндра с обеих сторон поршня.
Клапан приводится в действие кольцом 542h, снабженным одним или несколькими выступами 542e,
выступающими в цилиндр достаточно далеко, чтобы быть ударенными ступицей поршня, когда поршень
возвращается в нормальное положение, тем самым обеспечивая открытие клапана 542d. Седло клапана,
542c, соединено гибкой трубкой.
5422, Всасывающая труба 562, независимо от ее соединения с механизмом реверсивного клапана, через
полую втулку клапана 520 и седло клапана 542c, также соединена трубой 542g с цилиндром с передней
стороны поршня таким же образом, как показано на рисунке 7. Из этой конструкции следует, что при движении
поршня вперед клапан фиксируется за счет трения с поршневым штоком и может удерживаться на седле
легкой пружиной 542i, когда поршень возвращается в нормальное положение. При движении поршня вправо
на рисунке 8 ступица поршня входит в зацепление с штифтами 5420 и открывает клапан 5421, тем самым
устанавливая сообщение между вспомогательной выхлопной трубой 5422 и обоими концами цилиндра,
отводя воздух из цилиндра с передней стороны поршня, а также поддерживая частичный вакуум в цилиндре в
задней части поршня, создаваемый при возвращении поршня в нормальное положение.
На рисунке 10 показана еще одна небольшая модификация устройства, изображенного на рисунке 8. Рисунок
10 представляет собой частичный поперечный разрез, на котором детали, изображенные на рисунке 2,
обозначены соответствующими цифрами, с добавлением числа 600.
На этом рисунке вспомогательный клапан расположен не по центру головки цилиндра, а практически внутри
сальниковой камеры, как показано на рисунке 8.
U5 расположен в отдельном фитинге, обозначенном цифрой 644, снабженном резьбовой частью 645, которая
ввинчивается в отверстие в головке 602 цилиндра. Данный фитинг снабжен каналом 642a, сообщающимся с
внутренней частью цилиндра 70 и управляемым вспомогательным клапаном 642a, обычно удерживаемым в
закрытом положении пружиной 642b, закрепленной в нужном положении соответствующей крышкой 642b, а
также фитинг снабжен резьбовым отверстием для приема гибкой всасывающей трубы 642f, сообщающейся с
основной всасывающей трубой, как описано со ссылкой на рисунок 8, и фитинг также снабжен трубой 642w,
которая сообщается с 8! X другой конец цилиндра с противоположной стороны от поршня. Вспомогательный
клапан 642d снабжен штоком клапана 642e, который выступает в цилиндр в положении, позволяющем ему
взаимодействовать с поршнем 85, когда последний возвращается в свое нормальное положение, чтобы
открыть клапан и установить сообщение между вакуумной трубой или всасывающей трубой, ведущей к
коллектору двигателя, и обоими концами цилиндра 90, тем самым поддерживая частичный вакуум внутри
цилиндра с обеих сторон поршня точно так же, как было описано ранее со ссылкой на рисунок 8.
95 На рисунке 9 представлена еще одна модификация нашего изобретения, в которой те же желаемые
результаты достигаются путем механического отсоединения всасывающих клапанов механизма реверсивного
клапана, когда их части находятся в отведенном или нормальном положении. Детали, показанные на этом
рисунке, которые соответствуют деталям, показанным и описанным ранее на рисунке 2, обозначены теми же
порядковыми номерами с добавлением 700 105 во избежание излишнего описания, и по своей сути эти
детали идентичны по конструкции и принципу работы ранее описанным, за исключением случаев, особо
отмеченных ниже. 11e В конструкции, изображенной на этом рисунке, центральный воротник внутри
вакуумной камеры, 717, вместо того, чтобы быть выполненным из одной детали, образован из двух частей.
Одна из этих деталей, 722, прочно закреплена на приводной втулке клапана 115, 720, и расположена
относительно стопорного кольца, 726, таким образом, что когда последнее входит в зацепление с
регулируемым толкателем, 721a, сальниковой коробки, 721, когда детали переходят в втянутое или
нормальное положение, секция кольца, 722, слегка смещает клапан, 741, обеспечивая сообщение между
вакуумной камерой, 717, и цилиндром на передней стороне поршня 125 через канал, 784. Другая часть
воротника, обозначенная цифрой 722%, подвижна в продольном направлении относительно приводной
втулки клапана 70 посредством шатуна 744. 130 находится в нормальном положении, и двигатель работает,
так что сам цилиндр действует как накопительное пространство, и дополнительный бак или другое
дополнительное накопительное пространство не требуется. Во всех 70 вариантах нашего изобретения
отсутствует накопительный бак, и после запуска двигателя воздух в цилиндре привода и трубопроводе,
ведущем к впускному коллектору или другому всасывающему каналу двигателя, 75 отводится, когда
устройство находится в своем наиболее эффективном и рабочем состоянии, при этом в цилиндре с обеих
сторон поршня существует частичный вакуум.
Когда необходимо привести в действие тормозной механизм, 80 давление ноги оператора на ножной рычаг
смещает механизм реверсивного клапана таким образом, чтобы часть цилиндра с одной стороны поршня
сообщалась с вакуумным каналом 86 двигателя, а часть цилиндра с другой стороны поршня сообщалась с
атмосферой, и воздух мгновенно поступает внутрь, обеспечивая быстрое и эффективное срабатывание 90
тормозного механизма без подачи значительного количества воздуха внутрь коллектора, так что
срабатывание тормозов не влияет на работу двигателя на холостом ходу. 95 Как уже говорилось ранее,
сравнительно небольшое движение поршня обеспечивает практическое разблокирование тормозов, когда
требуется их длительное использование, поэтому в впускной или всасывающий канал поступает
сравнительно небольшое количество воздуха до полного разблокирования тормозов. Откачка воздуха,
подаваемого для обеспечения работы тормозного механизма, а также воздуха, подаваемого впоследствии с
передней стороны поршня для его возврата, осуществляется после отпускания тормозов и может
осуществляться постепенно и в течение значительного периода времени, если это необходимо, путем
соответствующей регулировки регулирующего клапана 64, показанного на рисунке 1, так что работа двигателя
существенно не нарушается, и при возвращении поршня в нормальное положение в цилиндре с обеих сторон
поршня постоянно поддерживается частичный вакуум, так что силовой привод постоянно находится в
рабочем состоянии во время работы двигателя для немедленного и эффективного использования для
срабатывания тормозов.
Обратный клапан 65, показанный на рисунке 1 и расположенный во всасывающем патрубке, обеспечивает
максимальное обдув цилиндра с обеих сторон поршня, что возможно в любое время при работе двигателя
путем управления дроссельной заслонкой, в то время как вентиляционный клапан 67a, показанный на рисунке
1, обеспечивает стравливание воздуха из цилиндра, если двигатель 130 проходит через полую гильзу 720 и
соединен своим передним концом с приводным элементом, предназначенным для приведения в действие,
когда элементы достигли своего нормального или втянутого положения. В данном случае мы показали
вакуумную трубку 762, соединенную с втулкой клапана фитингом, обозначенным как 745, имеющим шаровой
наконечник 746, закрепленный в сферическом гнезде в упорном кольце 726 приводной втулки клапана, так что
фитинг 745 может совершать небольшое качательное движение вдоль втулки 720. На этом фитинге 745
расположена регулируемая втулка 747, которая может быть выполнена в виде гайки, входящей в зацепление
с резьбовой частью на внешней стороне фитинга 745, и снабжена стопорным штифтом 748, который входит в
зацепление с частью цилиндра, в данном случае с толкателем 721D сальниковой коробки 721, так что фитинг
745 качается в направлении стрелки на рисунке 9, когда втулка клапана возвращается в свое втянутое или
нормальное положение 26 с помощью возвратной пружины ножной педали, способом, описанным ранее.
В данном случае передний конец шатуна 744 ввинчивается в шар 746 таким образом, что качательное
движение, передаваемое фитингу 745, перемещает секцию воротника 722' в направлении к клапану 742
достаточно далеко, чтобы слегка сместить клапан и таким образом установить сообщение между вакуумной
камерой 717 и той частью цилиндра, которая находится позади поршня. Когда приводная втулка клапана
перемещается вперед для приведения в действие тормозного механизма, открытие клапана 743 вызовет
сжатие демпфирующего устройства 750 и закроет клапан 742, восстанавливая подвижную секцию воротника
722a и соединенные с ней части, поскольку выступ 748 будет освобожден. Работа исполнительного
механизма осуществляется описанным выше способом. Как видно, при обратном движении поршня штифт
748 войдет в зацепление с толкателем сальниковой коробки 721P и вызовет «приоткрытие» клапана 742, в то
время как втулка 720 зафиксируется в таком положении, чтобы удерживать клапан 741 в слегка
«приоткрытом» состоянии, тем самым обеспечивая нормальное сообщение между вакуумной камерой 717 и
цилиндром с обеих сторон поршня и поддерживая в ней частичный вакуум.
Следует отметить, что во всех представленных здесь вариантах устройств, с целью иллюстрации различных
вариантов осуществления нашего изобретения, которые могут быть использованы в общей установке,
изображенной на рисунке 1, вакуум непрерывно поддерживается в цилиндре привода с обеих сторон поршня,
когда W4,444 . - 245d444 останавливается или вакуум прекращается в любой момент, и если оператору
потребуется применить тормоза с помощью физической силы.
Нам известно, что при работе тормозов железнодорожных поездов было предложено использовать два
комплекта паровых выхлопных форсунок, одна из которых работает непрерывно и поддерживает состояние
разрежения в тормозных цилиндрах с обеих сторон поршня, в сочетании с ручным регулирующим клапаном
для подачи воздуха с одной стороны поршней, который затем отводится вспомогательными выхлопными
форсунками. Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_245445.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=245445&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB245445A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
j.1 Дата проведения Конвенции (США): 5 января 1925 г.
245A445 _ E E A Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 28 декабря 7925 г., № 3.2,7201 25, Полная
версия принята: ноябрь. 18, 1926.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ и устройство для регулирования уровня жидкости в сосуде под давлением.
Я, Грант Камипбеэль, проживающий по адресу: Саут-Террас, Шорт-Хиллз, штат Нью-Джерси, Соединенные
Штаты Америки, гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю, что характер данного
изобретения и способ его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение представляет собой новый регулятор уровня жидкости или устройство для
регулирования высоты воды или другой жидкости в сосуде под давлением. Изобретение обычно
представляется и воплощается в устройстве для регулирования уровня воды в котле, широко известном как
регулятор питательной воды, но поскольку принципы применимы и к регулированию других жидкостей в
различных сосудах под давлением, изобретение не ограничивается использованием в паровых котлах, хотя
оно будет специально описано в форме, адаптированной для регулирования питательной воды в котле, как
наиболее удобная иллюстрация изобретения.
Ранее использовались различные типы регуляторов котловой воды с переменным успехом, среди которых
можно отметить устройства, использующие принцип инжектора или эжектора и работающие за счет
изменения уровня котловой воды, в которых два сопла расположены настолько близко друг к другу, что
котельный пар, проходящий через одно из них в другое, вызывает поток воды путем всасывания во второе
сопло и оттуда в котел при помощи насоса или другого источника давления. В случае с котлами точное
поддержание уровня не всегда желательно, скорее требуется сохранение примерно равномерных значений
-40°, что соответствует другому желательному условию, а именно, подаче воды в котел со скоростью, точно
соответствующей изменяющейся скорости отвода пара из котла. Другие области применения изобретения
включают различные устройства, в которых пары или газы могут генерироваться из воды, масла или другой
жидкости, и в которых уровень жидкости может регулироваться либо путем увеличения, либо путем
уменьшения относительного количества жидкости или газа в сосуде.
Слово «газ» включает в себя пар или другие испарения; а слово «жидкость» включает в себя либо жидкость,
либо газ, либо их смесь. 55 Изобретение может быть сформулировано как устройство для автоматического
регулирования уровня жидкости в котле или другом сосуде, содержащем жидкость и газ под давлением,
включающее средства для 60, вызывающие изменение уровня жидкости, в сочетании с системой диафрагм и
соединениями от сосуда под давлением, предназначенными для подачи в систему диафрагм жидкости или
газа или их комбинации или смеси 65 в соответствии с изменениями уровня жидкости в сосуде, при этом
система диафрагм имеет камеру давления или множество последовательных камер давления, каждая из
которых имеет входное отверстие для жидкости и 70 газа, служащее для ограничения притока и снижения
давления, а также для обеспечения испарения жидкости, и выходное отверстие для ограниченного выхода
жидкости из камеры, и средства, с помощью которых результирующее изменяющееся 75 пониженное
давление в системе диафрагм контролирует работу средств изменения уровня жидкости и тем самым
регулирует уровень жидкости в сосуде.
На чертеже показан вариант осуществления 80, содержащий достаточное количество элементов устройства
подачи воды в котел и сопутствующих деталей для объяснения принципов его работы, которые обозначены
на схеме или в поперечном сечении.
Сам котел не показан, но изображен соединенный с ним сосуд 8,5, по сути являющийся частью котла, а
именно, расположенный в прилегающей водяной колонне 5, имеющий верхнюю и нижнюю трубы 6 и 7,
предназначенные для соединения соответственно с паровым и водяным пространствами котла, при этом
уровень воды в колонне 90 i f1 245,445 показывает уровень внутри котла. Возможно, имеется стеклянная
измерительная трубка 8, позволяющая визуально контролировать уровень воды.
Предпочтительно соединение осуществляется от водяного столба 6 к описываемым средствам управления и
может представлять собой канал или трубу 9, вставленную в резьбовой выступ 10 в промежуточной точке на
высоте столба. Когда уровень воды поднимается чрезмерно, например, до уровня а, труба 9 может забирать
из колонны только воду, тогда как если уровень воды аномально падает, например, до уровня с, труба 9
может забирать только пар, а на промежуточном уровне, таком как b, труба может забирать смесь воды и
пара. Целью настоящего изобретения является поддержание уровня воды практически на уровне b или рядом
с ним, при этом труба 9 расположена на правильной высоте для обеспечения достижения этой цели. При
желании способ соединения трубы 9 с колонной 5 может быть изменен. Например, могут быть предусмотрены
дополнительные соединения 9' сверху и 9b снизу для обеспечения правильного пропорционального потока
воды и пара в канал 9. При желании прямое соединение трубы 9 с колонной можно опустить и осуществлять
работу через верхний и нижний каналы 9a и 9b, что позволит минимизировать влияние колебаний в колонне,
вызванных пульсациями в котле.
Следует понимать, что для целей данного изобретения подойдет любой тип водяного столба, при условии,
что он представляет собой камеру, соединенную сверху и снизу с котлом, обеспечивающую уровень воды,
соответствующий уровню воды в котле, и из которой можно отбирать воду, пар или смесь в различных
пропорциях для целей управления. В особых случаях регулирующий трубопровод или канал 9 может
соединяться непосредственно с барабаном котла выше и ниже уровня воды; в котлах, не подверженных
пульсациям, соединение с колонной 5t) не требуется.
Как уже говорилось, средства изменения или восстановления уровня жидкости в сосуде под давлением или
котле, nima, работают путем управления либо газом, либо жидкостью внутри него.
5. В случае парового котла регулятором является водоподающий механизм, насос или другое средство
создания давления, соединенное с клапаном соответствующего типа; и в представленном варианте
осуществления регулирование в соответствии с данным изобретением осуществляется посредством
управления клапаном 12, взаимодействующим с водоподающим механизмом, таким как автоматический
подающий насос. На чертежах показан регулирующий клапан 12, установленный в секциях 13 и 14
трубопровода питательной воды, любая из которых, предпочтительно труба 13, может доходить до котла, а
другая соединять питательный насос и клапан. Насос, хотя и не показан на рисунке, может быть любого
известного типа, но предпочтительно, чтобы его управление осуществлялось автоматически в зависимости от
степени давления или сопротивления, с которыми он сталкивается. Это может быть, например, паровой
насос, в котором повышение давления подаваемой воды приводит к автоматическому отключению подачи
пара 7b к насосу. Однако следует понимать, что непосредственная регулировка подачи воды в котел
осуществляется клапаном 12, а подача воды под высоким давлением может быть обеспечена любым
подходящим способом (80).
Изображенный клапан выполнен в сбалансированном исполнении, имеет два седла 15, взаимодействующих с
двумя дисками 16, установленными на штоке 17. В данном случае стебель равен 8.
показано соединенным или прикрепленным к поршню 18, перемещающемуся в продольном направлении в
цилиндрическом корпусе 19. Для наглядности клапан показан полностью закрытым, при условии, что уровень
воды в столбе 9t) находится выше желаемого уровня b. Над поршнем и цилиндром показана пружина клапана
20, предназначенная для давления вниз и стремящаяся закрыть клапан. Верхний конец пружины может быть
снабжен головкой или колпачком 21, регулируемым по вертикали с помощью резьбового стержня 2 для
изменения натяжения пружины, при этом стержень вращается внутри резьбового цилиндра 23,
установленного над удлинительным корпусом 24, охватывающим пружину 100 над цилиндром 19. Могут
использоваться и другие типы клапанов.
В соответствии с данным изобретением пружина 20 имеет недостаточную силу или натяжение, чтобы
достаточно сильно опустить поршень 18, преодолевая давление воды под ним, и закрыть клапан. Когда
уровень воды в котле будет в норме, клапан будет находиться в положении значительно выше показанного, и
питательная вода 110 будет непрерывно поступать в котел.
Система управления, описанная в настоящем изобретении, обеспечивает закрытие или открытие клапана в
большей или меньшей степени в соответствии с изменяющимися условиями в котле № 115. Как будет
показано далее, когда вода подается в котел на слишком большую высоту, сила пружины, направленная вниз,
будет усиливаться, толкая поршень вниз против сопротивления, оказываемого снизу, и тем самым уменьшая
поток через клапан 12.
Давление, оказываемое на поршень 18, может быть либо давлением, создаваемым питательным насосом или
другим источником питательной воды 125, либо давлением, обусловленным внутренними условиями в котле,
в зависимости от необходимости. Если предположить, что труба 13 идет к котлу, а труба 14 — от питательного
насоса, то давление от последней создает сопротивление поршню, взаимодействуя с противодействующим
давлением сверху, для управления клапаном. Это подходит для многих типов подающих насосов и позволяет
избежать трудностей с первоначальным открытием клапана, если трубы были перевернуты, и котел временно
остался без давления.
Принцип действия настоящего изобретения основан на потоке жидкости (жидкости или газа) через систему
отверстий, которая может состоять из одного правильно расположенного отверстия или, предпочтительно, из
ряда отверстий; жидкость может состоять из воды или другой жидкости в случае, если в котле или другом
аппарате уровень жидкости значительно завышен, и из пара или другого газа в случае, если уровень
значительно занижен, и из комбинации или смеси жидкости и газа в различных пропорциях, где уровень
находится практически на желаемом уровне или вблизи него. Результаты также зависят от различий в
воздействии жидкости или газа, их смеси или комбинации, через отверстие. Трубу 9 можно рассматривать как
вход в систему управления, описанную в данном изобретении, и, если взять случай котла, можно сказать, что
вода регулирует свой собственный уровень за счет подачи в трубу 9 воды, пара или их пропорциональной
комбинации, которые действуют через систему отверстий, описанную в данном изобретении, регулируя
скорость потока питательной воды в котел.
На рисунке показано, что труба 9 сначала проходит через фильтр, состоящий из корпуса 25, содержащего
сетку или фильтрующий материал 26, который иногда используется для удаления твердых частиц из
отверстий и, таким образом, предотвращения остановки работы. От фильтра горизонтально отходит труба 27,
соединенная коленом 28 с нисходящей трубой 29, предназначенной для подачи жидкости или жидкостей из
котла в систему отверстий, представляющую собой элемент настоящего изобретения.
Данная система отверстий включает в себя расположение или ряд отверстий, по меньшей мере двух,
направленных вниз.
Они могут быть соединены различными способами, но предпочтительно использовать ряд диафрагменных
блоков 31, 32, 33 и 34, или большее или меньшее число 56, соединенных последовательно.
Последовательные узлы выполнены с последовательными отверстиями или соплами 36, 37, 38 и 39, через
которые жидкость должна проходить последовательно.
Таким образом, система отверстий предпочтительно включает две или более камер, расположенных между
тремя или более отверстиями, при этом давление в камере после первой камеры используется для
регулирования уровня жидкости.
Каждый отверстие или элемент может состоять из основной стенки 40, предпочтительно выпуклой, и
обеспечивать камеру значительного объема. Верхний или входной конец 41 устройства, как показано,
снабжен внутренней резьбой для приема трубы 29, а также для удобства шестигранным или другим штифтом
42, облегчающим соединение аппарата. Нижний или выпускной конец 43 устройства выполнен с внутренней
резьбой, в которую вставляется отверстие 75 или сопло 36, и наружной резьбой, предназначенной для
зацепления с внутренней резьбой на верхнем или входном конце следующего за ним отверстия. Таким
образом, последовательные блоки жестко взаимосвязаны. На рисунке показано, что конечный или нижний
дроссельный узел 34 имеет соединительную муфту 45 и отходит от выходной трубы 46, по которой
отработанная жидкость поступает в любую желаемую точку. 86 Существующее давление внутри
последовательных камер или блоков постепенно уменьшается, при этом давление в самом нижнем блоке 34
является самым низким. Любая из камер 90, расположенных между первым и последним отверстием, может
использоваться в целях регулирования.
Например, на рисунке показано, что конечный блок 34 соединен трубой 48 с резьбовым выступом 49 на одной
из стенок цилиндра 19 клапана 12, так что жидкость в отверстии может поступать в замкнутое пространство
или камеру управления над поршнем клапана 18 и, таким образом, передавать существующее давление
жидкости на верхнюю сторону поршня 100 для работы совместно с пружиной 20, управляя движениями
поршня и, следовательно, открытием и закрытием клапана.
Принципы работы элемента 1Q5 в расположении последовательно соединенных отверстий в целом
следующие. Давление внутри последовательных дроссельных блоков или камер постепенно снижается.
Скорость потока из каждой камеры в следующую через промежуточное отверстие определяется состоянием
жидкости (газообразное или жидкое), давлением по обе стороны отверстия, а также размером или свойствами
отверстия 115. Предпочтительное использование ряда последовательных отверстий позволяет добиться
значительного общего падения давления поэтапно. Первое отверстие может быть устроено таким образом,
чтобы значительно ограничивать расход 12 (в последующую камеру), и, следовательно, общий объем потока
через систему отверстий будет относительно небольшим, так что количество пара и воды, поступающих в
отходы через выходную трубу 125 46, может быть незначительным.
На рисунке показаны последовательные диафрагменные сопла 36, 37, 38 и 39 с отверстиями постепенно
увеличивающегося диаметра, что иногда выгодно при регулировании последовательных давлений или
понижений давления и общей скорости потока через систему.
Принцип работы описанного аппарата можно объяснить, рассмотрев конкретный пример. Если предположить,
что давление пара в колонне 5 составляет 100 фунтов на квадратный дюйм, а в котле имеется значительный
избыток воды, как показано на чертежах, то трубы и каналы 9, 27, 28 и 29, а также дроссельный узел 31
заполнятся водой. Давление до первого отверстия 36 составит примерно фунты. Жидкость, проходящая через
отверстие в следующий блок или камеру 32, частично испарится из-за снижения давления, и в результате
камера будет в основном заполнена смесью воды и пара, вероятно, находящейся в очень активном и
перемешиваемом состоянии из-за сильного потока или струи, поступающей через сопло 36.
Точное снижение давления между камерами 31 и 32 не имеет значения и зависит от отверстия и других
упомянутых факторов. Аналогичное действие и падение давления происходят в жидкостях, переходящих из
камеры 3 в камеру 33, и аналогичное действие наблюдается при переходе в конечную камеру 34, в которой
преобладает самое низкое давление в системе, и показано наибольшее выходное отверстие 39. Данное
изобретение использует пониженное давление в любой промежуточной точке штока клапана в качестве
движущей силы для управления и приведения в действие клапана или другого средства, регулирующего
уровень жидкости в сосуде под давлением.
:40 Общее падение давления от котла до конечной камеры 34 может составлять, например, от 100 до 44
фунтов при предполагаемых условиях, когда уровень воды в котле настолько высок, что канал 9 полностью
заполняется водой. Результирующее давление в 44 фунта в блоке 34 передается по трубе 48 и
прикладывается к верхней части поршня 18, где оно взаимодействует с пружиной клапана 20, чтобы опустить
поршень до упора, как показано на рисунке, преодолевая восходящее давление подаваемой воды в клапане.
Опускание поршня полностью закрывает клапан и, таким образом, прекращает подачу питательной воды в
котел до тех пор, пока уровень воды снова не опустится значительно ниже уровня а. Как уже говорилось,
подающий насос имеет функцию саморегулирования и регулирует скорость потока в соответствии с
Соседние файлы в папке патенты