Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3920
.pdf
Усовершенствования, касающиеся бытовых печей и каминов.
Я, Рашфраэль Санцио Манксель, инженер, проживающий по адресу: Голдерс Гарденс, 22, Голдерс Грин,
графство Лондон, 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 бытовым печам и каминам, предназначенным для использования твердого
топлива, причем бытовые печи и камины представляют собой устройства с открытыми или закрытыми
топками или кухонными плитами, приспособленными для бытового использования и способными получать
топливо к стационарным топочным решеткам из бункера или бункеров с помощью толкающего устройства. В
бытовых печах и каминах такого типа топливо подается на топочные решетки, в результате чего часть его не
сгорает или попадает между этими решетками. Также было предложено подавать топливо из бункера к
стационарным топочным решеткам бытовой печи или камина с помощью скользящей пластины,
расположенной выше уровня указанных топочных решеток, но в этом случае топливо проходит через вторую
камеру, снабженную толкающим устройством, прежде чем попасть в камеру сгорания. Толкающее устройство
во второй камере служит для измельчения топлива, которое в ней слипается и которое необходимо
протолкнуть в камеру сгорания над топочными решетками.
В других типах бытовых печей и каминов, которые уже были предложены, топливо подается в трубопровод,
снабженный толкающим устройством. Однако в этих конструкциях топливо забрасывается в трубопровод
лопатой, а в одном из вариантов конструкции, включающем вертикальный трубопровод, внутренний конец
трубопровода приспособлен для подачи топлива в точку выше уровня противопожарных перегородок.
Из вышеизложенного становится очевидно, что ранее был предложен ряд конструкций бытовых печей и
каминов, оснащенных механизмами подачи топлива, но ни в одной из них не было предложено сочетание
деталей, подобное описанному ниже в соответствии с данным изобретением, хотя из вышесказанного
очевидно, что уже были предложены определенные комбинации деталей для подачи топлива в камеру
сгорания печи или камина.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование бытовых печей и каминов, оснащенных
механизмами подачи топлива, благодаря чему они лучше приспособлены для бытового использования, чем
раньше, и достигается повышенная эффективность работы.
Согласно настоящему изобретению, толкающее устройство или устройства бытовой печи или камина могут
приводиться в действие вручную и расположены и приспособлены для размещения на всей площади
поперечного сечения трубопровода или трубопроводов, соединенных с одним или несколькими бункерами,
при этом внутренний конец или концы трубопровода или трубопроводов предназначены для подачи топлива в
точку выше уровня неподвижных жаровых прутьев между верхней и нижней поверхностями горящей массы
топлива, при этом бытовая печь или камин сконструированы таким образом, чтобы обеспечить сжигание
твердых кусков топлива с максимальной экономичностью и теплоотдачей, а также без или с минимальным
количеством дыма, при этом топливо в виде сравнительно небольших кусков подается таким образом в самую
горячую зону O, в часть или части, находящиеся в непосредственной близости от нее, горящей массы
топлива, так чтобы газы, выделяющиеся из всего свежего топлива, подаваемого на колосниковую решетку,
проходили вверх через верхнюю часть частично сожженного топлива, и подвергнуться ионизации и сгоранию.
Таким образом, согласно данному изобретению, механизм подачи топлива включает в себя в комбинации
топливопровод 115 1 5, имеющий на одном конце реторту или подающее отверстие, расположенное выше
уровня неподвижных огневых планок, толкающее устройство, способное управляться вручную и занимающее
всю площадь трубопровода, и бункер, предназначенный для хранения запаса топлива и сообщающийся с
трубопроводом. Таким образом, подача свежего топлива в промежуточную часть (It) массы горящего топлива
на неподвижные жаровые балки из бункера или бункеров через трубопровод или трубопроводы с помощью
толкающего устройства (устройств), а не известным способом непосредственно на жаровые балки в нижней
части указанной массы, обеспечивается наличие вышеупомянутых преимуществ. Топливоподающее
отверстие или отверстия колосниковой решетки и часть или части топливоподающего трубопровода или
трубопроводов, непосредственно прилегающие к ним, расположены выше уровня жаровых прутьев
колосниковой решетки и действуют как реторты для топлива, при этом сгорание топлива в колосниковой
решетке приводит к нагреву двух частей реторты и выделению части летучих газов из топлива, находящихся в
ней. Выделенные таким образом газы попадают в верхнюю часть горящего топлива в колосниковой решетке,
а не в бункер или бункеры, где находится свежее топливо, чтобы избежать нагрева топлива в них.
Предотвращение нагрева топлива и бункера или бункеров крайне важно в случае с твердыми и подобными
мягкими видами топлива, поскольку их нагрев в значительной степени высвобождает часть содержащихся в
них смолистых веществ и приводит к слипанию отдельных кусков топлива и образованию однородной массы.
Таким образом, подающее отверстие или отверстия расположены таким образом, чтобы подавать топливо к
корпусу частично сгоревшего топлива между его верхней и нижней частями либо спереди, либо с боков, либо
сзади, при этом нижний край каждого отверстия расположен над жаровыми прутьями для горящего топлива.
Хотя настоящее изобретение относится исключительно к бытовым печам и каминам, а не к таким топкам, как
газогенераторные печи, следует отметить, что в связи с такими печами уже предлагалось подавать твердое
топливо из бункера к топочным решеткам по трубопроводу, снабженному толкающим устройством, причем
трубопровод одним концом сообщается с бункером, а другим заканчивается выше уровня топочных решеток.
Бытовая печь или камин, соответствующие данному изобретению, могут быть снабжены известным способом
стенкой или перегородкой, расположенной между камерой сгорания и дымоходом, чтобы повысить
эффективность использования печи или камина, а также предотвратить засорение дымохода горящим
топливом, при этом продукты сгорания будут обходить стенку или перегородку и способствовать их нагреву. В
тех случаях, когда печь или камин оборудованы котлом, стена или перегородка обеспечивают сквозной
контакт горячих газов с котлом. Стена или перегородка может быть непроницаемой, перфорированной и/или
снабженной ребрами, ребрами, жабрами, выступами или их эквивалентами. Колосниковая решетка может
быть корзинчатой или аналогичной формы, снабженной топливопроводом, выступающим вверх из ее центра,
или может представлять собой закрытую печь или печь медленного сгорания, снабженную одним или
несколькими бункерами, расположенными на ее внешней стенке. Вместе с колосниковой решеткой может
быть предусмотрен задний отражатель, способный проецировать тепловые и световые лучи с задней стороны
решетки в сторону рейки 8, расположенной перед ней.
Для улучшения нагрева бытовых решеток открытого типа задняя и боковые стенки над камерой сгорания
могут быть снабжены ребрами, жабрами, ребрами или выступами или их эквивалентами, предназначенными
для поглощения тепла от отработанных газов сгорания, причем эти ребра, жабры, ребра, выступы или их
эквиваленты, выступающие вперед из задней или боковых стенок, имеют дополнительные участки на задней
части указанных задних или боковых стенок для нагрева воздуха, проходящего через камеры, расположенные
в указанной задней части, или такие камеры могут нагреваться указанной задней или боковыми стенками,
если они снабжены выступающими вперед ребрами, жабрами, ребрами или выступами.
Для того чтобы указанное изобретение было ясно понято и легко осуществимо, оно будет более подробно
описано, например, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: Рисунок 1 представляет собой
поперечный разрез кухонной плиты, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением.
Рисунок 2 представляет собой вид спереди, рисунок 3 — разрез, выполненный по линии 3--3 на рисунке 2, а
рисунок 4 — горизонтальный разрез, выполненный по линии 4-4 на рисунке 3, иллюстрирующий открытую
колосниковую решетку, снабженную усовершенствованиями в соответствии с данным изобретением.
Рисунок 5 представляет собой изображение, аналогичное рисунку 1, иллюстрирующее применение
изобретения к закрытой печи.
На рисунке 6 представлен поперечный разрез решетки для розжига корзинчатой формы, оснащенной
описанными ниже усовершенствованиями.
На рисунке 7 показан вид сверху на решетку для розжига в форме корзины (125), расположенную совместно с
упомянутым выше отражателем.
При применении изобретения к кухонной плите, изображенной на рисунке 1.]130 245,589 245,589 6 топливо
подается в камеру сгорания 10 из бункера 11 с помощью толкающего устройства 12, которое расположено на
одном конце подающего канала 13, образованного на другом или внутреннем конце с ретортой 14. Указанный
внутренний конец имеет расширяющееся отверстие, через которое топливо поступает в камеру сгорания.
Питающий трубопровод 13 может быть горизонтальным, как показано на рисунке, или наклоненным вверх к
указанному отверстию. Ретортовая часть 14 и указанное отверстие расположены ниже уровня раскаленной
или активно горящей части топлива в камере сгорания, и поэтому легколетучие газы и пары, образующиеся
при добавлении свежего топлива к горящему топливу, проходят через нее вверх (21) и полностью сгорают,
вместо того чтобы попадать в бункер 11, причем расширяющееся отверстие направляет указанные газы в
камеру сгорания, а не в бункер.
Таким образом, летучие газы проходят через горящее топливо, а не попадают в бункер, благодаря чему
топливо сохраняется в отдельных кусках, и его подача из бункера в камеру сгорания никоим образом не
затрудняется. Эта особенность имеет особое значение в отношении мягкого или битуминозного угля, который
легко слипается в присутствии таких газов.
Топливо размещается на жаровых брусьях 15 над зольным пространством 16. Огнезащитные планки 15 могут
иметь известную форму или быть съемно закреплены на передней и задней отливках. Передняя часть камеры
сгорания 10 полностью закрыта плитой 17 из огнеупорного материала, а между указанной плитой 17 и
расположенным перед ней бункером 11 находится облицовка 18 из теплоизоляционного материала.
Верхняя часть топливного бункера 11 закрыта дверцей 19, благодаря чему бункер может периодически
заряжаться. Для того чтобы можно было определить состояние огня, не оказывая существенного влияния на
тепловое воздействие горящего топлива в камере сгорания 10, и одновременно поддерживать в ней
максимально возможную температуру путем максимально возможного исключения воздуха, не необходимого
для полного сгорания топлива, предусмотрено смотровое отверстие, закрытое съемной пластиной 20. Вместо
пластины 20 смотровое отверстие может быть закрыто неподвижным куском слюды или другого подходящего
прозрачного материала. В тех случаях, когда для сгорания требуется дополнительный воздух, он подается в
камеру сгорания через отверстие, которое обычно закрывается пробкой 21. Заслонка имеет коническую или
иную подходящую форму, позволяющую регулировать количество подаваемого воздуха. Вместо пробки 21
можно использовать решетку или другую форму клапана или заслонки. Отверстие, снабженное пробкой 21
или клапаном или заслонкой, используемой вместо нее, сконструировано и расположено таким образом,
чтобы позволять вводить чугунные сковороды для перемешивания огня и удаления золы.
Камера сгорания 10 отделена от котла 22 задней плитой или перегородкой 23 из огнеупорного материала, что
предотвращает засорение дымохода 24 под котлом частично сгоревшим топливом и обеспечивает
прохождение продуктов сгорания по большей площади поверхности 8,1 котла, что позволяет достичь очень
высокой эффективности. Задняя плита 23, а также бункер 11, передняя плита 17 и верхняя часть плиты
предпочтительно должны быть съемными для очистки и других целей. В верхней части плиты расположена
съемная крышка 25, обеспечивающая доступ внутрь плиты.
В конструкции открытой колосниковой решетки, изображенной на рисунках 2, 3 и 4, 9(1) ретортообразная
часть 14 трубопровода расположена аналогично той, что уже была описана относительно огневых планок 15
или опоры для топлива и самой горячей или раскаленной зоны камеры сгорания 10, 95, которая в данном
случае открыта спереди и сообщается с дымоходом 26 через пространство между задней пластиной 27 и
съемным колпаком или передней пластиной 28. Задняя пластина 27 может простираться от задней части 29
камеры сгорания 10 до задней стенки дымохода, как показано пунктирными линиями, или может быть
наклонена от этой задней части 29 к задней стенке 30 пространства, предназначенного для размещения
открытой колосниковой решетки, как показано сплошными линиями. Таким образом, благодаря установке
пластины 27 предотвращается попадание продуктов сгорания в заднюю часть колосниковой решетки, а также
нагрев бункеров с топливом. Задний профиль 129 выполнен из огнеупорного кирпича или другого
подходящего огнеупорного материала и не доходит до огнеупорных прутьев 15, но между нижним краем
профиля 11 остается чистое отверстие или проем.
Сзади имеется выступ или подоконник 31 из огнеупорного материала, который выступает на определенную
высоту над уровнем огнезащитных планок 15, а также простирается по всей ширине отверстия. Последняя
сообщается с ретортой 14, которая, в свою очередь, соединена с бункерами для топлива 11, расположенными
по обеим сторонам колосниковой решетки.
Бункеры снабжены в верхней части загрузочными дверцами 19, а их нижние концы 12 5 соединены с
полукруглым или аналогичным по форме каналом 13, который наклонен вверх от концов к средней части, где
он сообщается с указанным отверстием 14 и указанным отверстием реторты, а задняя стенка средней части
снабжена выступающей внутрь заостренной или сужающейся частью или V-образным дефлектором 32 в
точке, противоположной вертикальной центральной линии указанного отверстия.
Заостренная или сужающаяся часть дефлектора 32 служит для равномерного распределения топлива,
подаваемого по трубопроводу 13 толкающими устройствами 12 на концах трубопровода, по противопожарным
перегородкам. Дефлектор 32 может быть подвижным и снабжен средствами для его перемещения таким
образом, как t5, чтобы облегчить подачу топлива из трубопровода через противопожарные перегородки.
Средство для перемещения дефлектора 32 может включать вращающийся вал, проходящий сбоку
колосниковой решетки от передней части к задней, причем передний конец снабжен рычагом управления, а
задний конец снабжен кривошипным рычагом, соединенным звеном с направленным вниз пальцем на
дефлекторе 2, причем этот палец проходит через прорезь в нижней части канала, соединенного с частью
реторты 14 или являющегося ее частью.
Верхняя поверхность массы горящего топлива поддерживается выше верхней части указанного отверстия,
чтобы свежеподанное топливо после прохождения через ретортообразную часть попадало в самую горячую
или раскаленную зону массы горящего топлива, при этом расположение отверстия 3 относительно этой зоны
обеспечивает прохождение через горящее топливо летучих газов, выделяющихся из топлива, находящегося в
ретортообразной части 14, причем наклонная часть 33 4) способствует этому. При желании,
ретортообразующая часть 14 или прилегающие к ней части могут быть снабжены отверстиями для подачи
воздуха, способствующего сгоранию продуктов дистилляции, происходящему вблизи ретортообразующей
части. Такие отверстия могут быть снабжены устройствами для регулирования количества подаваемого
воздуха. Задняя часть 29 колосниковой решетки может образовывать переднюю часть камеры воздушного
нагрева и может быть снабжена рядом выступающих вперед ребер 34, расположенных вертикально на пути
продуктов сгорания, поступающих в дымоход. Благодаря способу сгорания топлива, продукты сгорания не
выделяют большого количества дыма, а сажа, если она и образуется, медленно скапливается на этих ребрах,
поэтому они очень полезны для поглощения тепла от указанных продуктов сгорания и использования его для
отопления.
Вместо плавников могут использоваться сплошные или полые жабры, ребра или выступы, которые вместе с
плавниками могут быть плоскими, сужающимися, гофрированными или аналогичной формы, а в случае
гофрирования гофры могут располагаться горизонтально, вертикально или по диагонали. Нагрев указанной
воздушной камеры может осуществляться не только с помощью задней части 29, но и за счет продолжения
сплошных или полых ребер, жабр или выступов 34 через заднюю часть 29 в указанную камеру. Для
предотвращения нагрева боковых стенок топливных бункеров, прилегающих к камере сгорания 75, между
этими стенками и прилегающими к камере сгорания стенками может быть предусмотрено пространство.
При желании между указанными сторонами можно разместить теплоизоляционный материал. Камера 80 для
нагрева атмосферного воздуха состоит из вертикальной стенки 35 (показана на рисунке 3) и задней стенки 29
камеры сгорания. Предпочтительно, воздух подается снизу, ниже уровня 85 огнеупорных перегородок, и
выходит через соответствующие отверстия в помещение или другое пространство.
Колосниковая плита с каждой стороны окружена наклонными в противоположных направлениях передними
стенками 36, которые могут быть изготовлены из отражающего материала для излучения части тепла,
получаемого от горящего топлива. Передние стенки 36 могут образовывать передние стенки топливных
бункеров, как показано более подробно на рисунке 4, или передние стенки бункера 9! 5 Перфораторы могут
быть отделены от передних стенок 36 колосниковой решетки и изолированы от них.
В закрытой печи, показанной на рисунке 5, свежее топливо подается непосредственно к нижней поверхности
горящего топлива через выступающий вверх трубопровод 13, который служит для подачи топлива в
вертикальном направлении, а не в наклонном направлении, как описано в рисунке 105 со ссылкой на рисунки
1, 2, 3 и 4. Топливо подается в камеру сгорания 10 снизу, с уровня выше жаровых прутьев 15, до точки выше
них, при этом топливопровод отходит от бункера для топлива 11 и заканчивается на или около
ретортообразной части 14 печи, которая снабжена отверстием, ведущим в камеру сгорания, причем это
отверстие образовано с одной стороны выступом или подоконником 31 из огнеупорного материала.
При такой конструкции трубопровод 13 расширяется в сторону печи, что облегчает подачу топлива.
Как и в ранее описанных конструкциях 120, легколетучие газы топлива отгоняются в реторте 14 или около него
и проходят вверх через горящее топливо, где они сгорают без образования дыма. 125 Для обеспечения
возможности подачи дополнительных потоков воздуха вблизи реторты 14, трубопровод 13 снабжен
отверстиями 37, позволяющими вводить в него чугун 189.
224,589 245,589 7 дуит. Предпочтительно, отверстия 37 управляются вращающимся кольцом 38 с
отверстиями для регулирования количества подаваемого воздуха. Подача топлива 9 по трубопроводу
осуществляется с помощью толкающего устройства 12, которое частично проходит поперек нижнего
отверстия бункера 11. Горящее топливо поддерживается в камере сгорания с помощью жаропонижающих
планок 15, которые могут быть расположены под углом на кронштейнах 438'. В качестве альтернативы
жаропонижающие планки могут быть установлены подвижно. Камера сгорания 10 разделена огнеупорной
перегородкой 23, которая наклонена вниз и назад и служит для удержания горящего топлива в передней и
нижней части, а также отделяет от нее дымоход 24, ведущий к дымовой трубе. Под огневыми решетками 15
расположен зольник 39, который служит крышкой бункера 11, будучи свободно прикреплен к нему на
шарнирах. Зольник также может отсоединяться от бункера 11 для закрытия нижней поверхности жаровых
прутьев 15 и предотвращения попадания значительного количества воздуха через указанные жаровые прутья.
Для обеспечения плотного прилегания нижней поверхности огнеупорных прутьев передняя и задняя стенки
зольника имеют отверстия для зацепления с крюками 40, расположенными рядом с передним и задним
концами огнеупорных прутьев. Предпочтительно, задняя стенка зольника выполнена с отверстием в нижней
части 3) для прохождения золы из зольника при его поднятии вокруг шарнира, как это потребуется при
загрузке бункера или при его размещении в наклонном положении на крюках 40. При желании передняя
стенка или другая часть зольника может быть снабжена отверстиями, управляемыми раздвижными или
откидными дверцами, для обеспечения и регулирования потока воздуха к нижней поверхности топочных
прутьев, когда зольник прикреплен к указанным крюкам 40.
Для облегчения удаления золы или посторонних примесей, переносимых на заднюю сторону перегородки 23
продуктами сгорания при их попадании в дымоход, в нижней задней части перегородки 23 предусмотрено
отверстие, обычно закрываемое дверцей или заглушкой 41.
Печь снабжена известными съемными дверцами 25 и 42, закрывающимися соответственно сверху и спереди.
Показанная на рисунках 6 и 7 колосниковая решетка в форме корзины включает в себя держатель 43,
расположенный в приподнятом положении для сжигания топлива, причем держатель имеет форму корзины и
соединен с верхним концом трубопровода 13, благодаря чему свежее топливо подается в держатель 43.
Трубопровод 13 расположен аналогично тому, как это было описано ранее со ссылкой на рисунок 5, но
держатель или корзина 43 установлена на подставке 44, которая вращается вокруг своей оси. Для облегчения
вращения держателя или корзины ролики или шарики 45 установлены в теплоизолированных фитингах между
указанным держателем или корзиной и верхним концом подставки 44. Для регулировки высоты держателя или
корзины 43 относительно выходного конца или отверстия трубопровода 13, она установлена на кольцевых
стойках 46, благодаря чему необходимое поднятие или опускание может быть осуществлено путем поворота
одной стойки относительно другой. Топливный трубопровод 13 проходит от подставки или корзины 43 через
зольник, который может быть закреплен на подставке 44 или установлен на ней съемным способом, либо
такой зольник может быть расположен под трубопроводом.
85 Топливо подается в трубопровод 13 из бункера 11 и перемещается по трубопроводу с помощью
толкающего устройства 12, конструкция которого аналогична описанной ранее со ссылкой на рис. 5 (см. рис.
90), за исключением того, что бункер 10 не снабжен откидной или съемной крышкой, показанной на рис. 5.
Подставка 44 выполнена с отверстиями 47 для подачи воздуха и введения 9) чистящего инструмента в
отверстия 37, расположенные в верхнем конце трубопровода 13, причем отверстия 37 расположены
аналогично показанным на рисунке 5 и снабжены регулирующим устройством 38. Как показано на рисунке 6,
верхний конец трубопровода 13 выступает в держатель или корзину 43 и включает в себя ретортообразную
часть 14 для дистилляции легколетучих газов 105 из топлива, при этом выделяющиеся газы проходят вверх
через горящее топливо аналогично описанному ранее.
Ретортовая часть 14 трубопровода является сменной благодаря тому, что она выполнена отдельно от него
(110) и снабжена штифтами 48 для зацепления с байонетными пазами. Корзинчатая форма колосниковой
решетки может быть расположена относительно отражателя 49, способного работать аналогично
отражающим сторонам 36 открытой колосниковой решетки, описанной со ссылкой на рисунки 2, 3 и 4. Однако
отражатель 49 простирается до задней части решетки, как показано на рисунке 7, и служит 12) для отражения
тепла, исходящего как с боков, так и с задней стороны решетки. При желании подставка 44 может быть
выполнена с дополнительными отверстиями 50 для поступления и циркуляции воздуха внутри нее. 125 Что
касается ребер, жабр, ребер или выступов, описанных выше со ссылкой на рисунки 2, 3 и 4, следует отметить,
что они могут быть использованы в связи с деталью 245,589 245,589 23, показанной на рисунках 1 и 5, и/или с
котлом 22, рисунок 1. В тех случаях, когда жабры, плавники или их эквиваленты используются в связи с
указанной перегородкой 23, последняя может иметь полую конструкцию и/или быть снабжена каналами или
отверстиями для прохождения воздуха для целей горения или для прохождения продуктов сгорания.
Кроме того, перегородка может быть полой для прохождения воздуха в целях, отличных от сжигания.
В настоящее время, подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я
заявляю, что то, что я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_245590.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=245590&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB245590A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 17 июля 1924 года. № 17,163/24. 245,51 Фотография слева: 17 апреля 1925 года.
Полностью принято: 18 января 1926 г., ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в парораспределительных клапанах и клапанном механизме для локомотивов и других
паровых двигателей.
Я, АЛДБРТ АЛКСАНДР ШАРП, проживающий по адресу: Белгрейв-роуд, 62, Уонстед, графство Эссекс,
подданный Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер:
данное изобретение относится к парораспределительным клапанам и клапанному механизму для
локомотивов и других паровых двигателей.
Целью изобретения является создание простой, надежной и эффективной системы клапанов и клапанного
механизма, в которой достигается балансировка, значительно снижается трение по сравнению с
существующими системами, и в которой исключаются многочисленные шарнирные соединения и соединения,
присутствующие в рычажном механизме клапанных механизмов ранее распространенного типа, что повышает
надежность работы.
Дополнительным преимуществом усовершенствованной конструкции распределительного клапана и
клапанного механизма является возможность его установки на существующие локомотивы и аналогичные
двигатели с умеренными затратами и лишь незначительными модификациями существующих деталей.
Согласно изобретению, используются двухседельные сбалансированные клапаны, приводимые в действие
вращающимися кулачками, имеющими подходящий изменяющийся профиль, обеспечивающий любое
желаемое изменение степени открытия и закрытия клапанов в соответствии с различными требуемыми
степенями отсечки. Кулачки установлены таким образом, чтобы скользить по вращающемуся валу, и
снабжены средствами, позволяющими легко перемещать их для реверсирования и регулировки отсечки.
Изобретение также заключается в таком расположении распределительного вала, при котором один комплект
кулачков служит для управления комплектами клапанов обоих цилиндров двухцилиндрового двигателя. В
таком порядке[Piee 11/-] IMo 4s.
Имеется в виду, что штоки толкателей клапанов расположены радиально относительно распределительного
вала под углом 90% друг к другу, так же, как и два коленчатых вала на оси. При соответствующем радиальном
расстоянии между толкателями в 45 градусов один комплект кулачковых валов может обслуживать три,
четыре или более цилиндров двигателя.
Следует отметить, что использование кулачков позволяет обеспечить быстрое открытие и закрытие клапана
на 50 градусов, а также получить любое желаемое время открытия и закрытия. При использовании обычных
механизмов переключения передач раннее отключение неизбежно влечет за собой ранний выпуск пара и
ранний запуск сжатия, 55 тогда как с усовершенствованным механизмом согласно настоящему изобретению
как выпуск пара, так и сжатие могут происходить позже, что в сочетании с ранним отключением должно
привести к более плавной работе и 60 экономии пара.
Вращающийся распределительный вал приводится в движение косозубым или коническим зубчатым колесом,
или другим подходящим способом, относительно коленчатого вала, и все трущиеся части шестерни
расположены таким образом, чтобы работать в масле, что сводит трение к минимуму и износ практически
незначителен.
Усовершенствованная конструкция механизма не только значительно дешевле в первоначальном и
техническом обслуживании, но и устранение многочисленных шарниров и соединений рычажного механизма,
несомненно, повысит надежность локомотива. Поскольку двухседельные клапаны практически
сбалансированы, для их работы требуется небольшое усилие (75), что приводит к экономии мощности
двигателя.
Любой двигатель, даже мощный, можно легко перевести в реверсивное движение вручную, и для этого не
требуется паровой или другой реверсивный механизм.
При адаптации усовершенствованных клапанов к существующим локомотивам, оснащенным поршневыми
клапанами, нет необходимости каким-либо образом изменять цилиндры; двухседельные клапаны и их корпуса
могут быть легко установлены в клапанные камеры вместо поршневых золотников и втулок, так что
переоборудование существующих локомотивов на усовершенствованную систему может быть осуществлено
с относительно небольшими затратами.
Для лучшего понимания сути изобретения будет описана конкретная конструкция распределительного
клапана и клапанного механизма локомотива, воплощающая данное изобретение. Поскольку клапаны на
каждом конце каждого цилиндра идентичны, достаточно будет описать клапаны только на одном конце одного
цилиндра. Эти клапаны представляют собой пару трубчатых двухтактных клапанов, расположенных тандемом
в перфорированной втулке, имеющей седла для двух клапанов и закрепленной внешним фланцем на
соответствующем конце паровой камеры цилиндра. Указанная втулка устанавливается в перфорированную
втулку, которая, в свою очередь, устанавливается в отверстие клапанной камеры вместо обычной поршневой
втулки клапана. Паровой впускной клапан, являющийся внутренним из двух, закреплен на внутреннем конце
шпинделя, проходящего через трубчатую втулку, на внутреннем конце которой закреплен наружный или
выпускной клапан. Эта трубчатая втулка проходит через соответствующим образом сальник в торцевой
стенке перфорированной втулки клапана, а наружный конец трубчатой втулки снабжен соответствующим
образом сальником, через который проходит шпиндель впускного клапана. Вблизи своего наружного конца
шпиндель впускного клапана имеет регулируемо закрепленную на нем втулку, опирающуюся на наружную
поверхность которой представляет собой раздвоенный рычаг, закрепленный на верхнем конце штока
толкателя.
Этот толкатель, который может иметь квадратное поперечное сечение, изогнут в виде дуги окружности и
свободно скользит в неподвижной дугообразной направляющей. Он установлен таким образом, чтобы
свободно вращаться на нижнем конце дуги.
Фигурный толкатель представляет собой ролик или шарик, или, предпочтительно, опору с частично
сферической опорной поверхностью, предназначенную для соприкосновения с вращающимся кулачком,
расположенным в неподвижной масляной ванне. Для обеспечения постоянного прижима ролика, шарика или
ножки к указанному кулачку установлена винтовая или ламинированная пружина, которая опирается на
внутреннюю поверхность кольца на валу клапана, и следует понимать, что именно эта пружина возвращает
клапан в его седло. Аналогичный дугообразный стержень с раздвоенной головкой и вращающейся опорой
соединен с регулируемым кольцом на выпускном клапане. Втулка и винтовая или ламинированная пружина
прижимаются к внутренней поверхности указанного кольца, чтобы вернуть клапан на седло и постоянно
прижимать вращающуюся опору к соответствующему кулачку на распределительном валу.
Кулачки двух клапанов могут быть выполнены как единое целое или надлежащим образом собраны на втулке,
установленной для скольжения по вращающемуся валу кулачка, и для того, чтобы перемещать кулачок вдоль
его вала в обратном направлении, рифленый выступ на кулачковом элементе входит в зацепление с
раздвоенным нижним концом поворотного рычага, другой конец которого несет цапфовую гайку, которая
входит в зацепление с резьбой на соответствующим образом расположенном рабочем валу. Удлинитель
этого вала также имеет резьбу и входит в зацепление с цапфовой гайкой рычага регулировки кулачка,
соответствующего скользящему кулачковому элементу 80, который управляет клапанами на другом конце
цилиндра.
Вращающийся распределительный вал может быть соединен, например, универсальным или гибким
шарниром любого подходящего типа, с валом 85, приводимым в движение, например, косозубым зубчатым
колесом с равным передаточным отношением, работающим в масляной ванне от коленчатого вала
локомотива.
Для того чтобы использовать один комплект кулачков для привода клапанов двух цилиндров локомотива,
вращающийся вал кулачков расположен посередине между двумя цилиндрами, а толкатели клапанов
радиально отходят от кулачков под углом 90° друг к другу, что соответствует углу между двумя кривошипами
оси.
- Масляная ванна, в которой вращаются кулачки, может представлять собой коробку, выполненную из двух
половин, а именно нижней и верхней половин, причем верхняя половина имеет выступы, несущие
направляющие для толкателей.
— Следует отметить, что усовершенствованный механизм обеспечивает равномерное распределение пара
по цилиндрам, потребляет мало энергии для работы и может быть сконструирован таким образом, чтобы
обеспечивать открытие и закрытие выпускного отверстия, подходящее для эффективной работы в любой
точке отключения. — Износ деталей практически не повлияет на равномерное распределение пара, и в этом
отношении усовершенствованный механизм превосходит рычажные механизмы. Конструкция механизма,
описанная в примере 115, подходит для применения на существующих локомотивах. В случае новых
двигателей, разработанных для оборудования с улучшенными клапанами и клапанным механизмом,
конструкция может быть упрощена. 12'i В деталях конструкции могут быть внесены любые желаемые
изменения без отступления от изобретения; например, вместо пружин для возврата клапанов в седла в
некоторых случаях может быть возможно использовать кулачки, которые обеспечивают возврат клапанов, или
для этой цели может использоваться давление жидкости.
Вместо того чтобы штоки клапанов работали через сальники, заполненные твердым наполнителем (130
245,590 245,590), герметичность пара в некоторых случаях могла быть достигнута любым подходящим
известным способом без использования твердого наполнителя.
Поскольку устраняются проблемы, связанные со смазкой, и отсутствуют поверхности трения, подверженные
воздействию тепла, усовершенствованная система клапанов и клапанного механизма обладает особыми
преимуществами при использовании перегретого пара.
Дата: 17 июля 1924 года.
JOHN P. O'DONNELL & Co., агенты заявителя, Виктория-стрит, 47, Лондон, юго-запад 1.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в парораспределительных клапанах и клапанном механизме для локомотивов и других
паровых двигателей.
— Я, АЛЬБЕНТ АЛЕКСАНДР САН-Н, проживающий по адресу: Белгрейв-роуд, 62, Уонстед, графство Эссекс,
подданный 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 парораспределительным клапанам и клапанному механизму для локомотивов и
других паровых двигателей.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной, простой, надежной и эффективной
конструкции и расположения клапанов и клапанного механизма для паровых двигателей локомотивов и
подобных им, в которых распределение пара регулируется двухседельными сбалансированными клапанами,
приводимыми в действие посредством соответствующего механизма с помощью продольно регулируемых
кулачковых втулок на валу, расположенном между цилиндрами и приводимом в движение от ведущей оси.
Согласно изобретению, парораспределительные клапаны указанного двухседельного сбалансированного
типа расположены попарно, по одной паре на каждом конце клапанной коробки каждого цилиндра, при этом
указанные клапаны работают в перфорированных втулках, установленных на концах клапанной коробки, а
внутренний клапан каждой пары приводится в действие штоком, который скользит по полому штоку,
приводящему в действие другой клапан пары.
Существующие локомотивы, оснащенные поршневыми клапанами, могут быть легко оснащены
усовершенствованной системой клапанов с относительно небольшими затратами, поскольку двухседельные
сбалансированные клапаны и втулки, в которых они работают, могут быть установлены в клапанные камеры
вместо поршневых золотниковых клапанов и их втулок без каких-либо изменений цилиндров.
Удобно, что клапаны могут приводиться в действие от кулачков на распределительном валу, расположенном
между цилиндрами, посредством изогнутых толкателей, работающих в неподвижных дугообразных
направляющих.
Следует понимать, что вращающиеся кулачки имеют изменяющийся профиль, обеспечивающий желаемое
изменение открытия и закрытия клапанов в соответствии с различными требуемыми степенями отсечки. 65 По
сравнению с широко используемыми рычажными механизмами клапанных шестерен, шестерни указанного
типа имеют преимущества в том, что трение меньше, а многочисленные шарнирные соединения и
соединения, присутствующие в рычажном механизме клапанных шестерен, исключаются, что повышает
надежность работы. Следует отметить, что использование кулачков позволяет обеспечить быстрое открытие
и закрытие клапанов, а также получить любое желаемое время открытия и закрытия. При использовании
обычных механизмов переключения передач раннее отключение неизбежно влечет за собой ранний выпуск
пара и более раннее начало сжатия, тогда как при использовании клапанов и клапанного механизма того типа,
к которому относится изобретение, как выпуск пара, так и сжатие могут происходить позже, что в сочетании с
ранним отключением должно привести к более плавной работе и экономии пара. 85 Вращающийся
распределительный вал приводится в движение косозубым или коническим зубчатым колесом, или другим
подходящим способом, относительно коленчатого вала, а все трущиеся части шестерни расположены таким
образом, чтобы работать в масле, благодаря чему трение снижается как минимум до 90°, а износ практически
незначителен.
Поскольку двухседельные клапаны практически сбалансированы, для их работы требуется небольшое
усилие, что приводит к экономии мощности двигателя. Любой двигатель, даже большой мощности, может
быть реверсирован вручную, и реверсивное движение с помощью пара или другого источника энергии не
требуется. На фиг. 1 прилагаемых иллюстративных чертежей показано расположение клапанов и механизма
управления, воплощающих изобретение, применительно к двухцилиндровому локомотивному двигателю, при
этом направляющие для штоков клапанов показаны в разрезе, соответствующем линии A-B на фиг. 2.
На рис. 2 представлен поперечный разрез деталей, показанных на рис. 1. 110 На фиг. 3 и 4 представлены
поперечные сечения в плоскостях, перпендикулярных друг другу, показывающие косозубую шестерню,
посредством которой распределительный вал 245590 приводится в движение от коленчатого вала двигателя.
На рис. 5 в плане показано расположение ламинированных пружин для возврата клапанов в их седла.
На рис. 6 представлен поперечный разрез одной из направляющих штока толкателя, соответствующий линии
O-D на рис. 1.
Поскольку клапаны на обоих концах двух цилиндров двигателя идентичны, достаточно будет описать клапаны
только на одном конце одного цилиндра. Эти клапаны представляют собой пару трубчатых двухтактных
клапанов 1 и 17, расположенных тандемом в двухсекционной перфорированной втулке 2, образованной с
седлами 3 для двух клапанов и закрепленной внешним фланцем 4 к соответствующему концу паровой камеры
5 цилиндра 6. Указанная двухкомпонентная втулка 2 устанавливается в перфорированную втулку 7, которая, в
свою очередь, устанавливается в расточенный конец клапанной камеры вместо обычной поршневой втулки
клапана.
Втулка 2 имеет выступы 2', которые упираются во фланцы 7', выступающие внутрь от втулки 7. Паровой
впускной клапан 1, являющийся внутренним из двух, крепится, например, путем навинчивания, к внутреннему
концу шпинделя 8, проходящего через трубчатую втулку 9, на внутреннем конце которой соответствующим
образом закреплен наружный или выпускной клапан 1. Трубчатая втулка 9 проходит через сальниковое
уплотнение 10 в торцевой стенке втулки 2 клапана с отверстиями, а наружный конец трубчатой втулки
снабжен соответствующим сальником 11, через который проходит шток впускного клапана 8. Вблизи своего
внешнего обода на штоке впускного клапана 8 регулируемо закреплена втулка, образованная гайкой и
контргайкой 12, к внешней поверхности которой прилегает раздвоенный рычаг 13, закрепленный на верхнем
конце штока толкателя 14. Этот толкатель 14, который, как показано на рисунке, может иметь квадратное
поперечное сечение, изогнут в виде дуги окружности и свободно скользит в дугообразной направляющей 15.
Соседние файлы в папке патенты