Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_415
.pdf
1600 градусов по Фаренгейту, или примерно на 100 градусов выше средней температуры воздуха или
холодной воды, подаваемой в аппарат.
Согласно изобретенному мной методу 55, тепло непрерывно подается к воде или другой жидкости таким
образом, что жидкость доводится до температуры, приблизительно в 1000 раз превышающей температуру
источника холода или воздуха, и поддерживается на ней практически постоянно, иными словами, при
температуре, лишь немного превышающей температуру тепла, теряемого за счет излучения и подобных
причин. Еще одна особенность моего метода заключается в том, что он периодически и в течение
регулируемых периодов автоматически повышает температуру теплоносителя для компенсации добавления
холодной жидкости, необходимой для пополнения запасов. За исключением периодов, следующих за сливом
нагретой жидкости, средняя температура жидкости равномерно и постоянно поддерживается на 100% выше
температуры холодного теплоносителя или воздуха, благодаря чему полностью исключаются все потери,
связанные с испарением или изменением состояния, образованием отложений или накипи, а расход топлива,
хотя и непрерывный, сводится к минимуму.
Для практического применения описанного выше метода используемый мной аппарат (который я описываю
здесь в качестве примера для бытовой системы подогрева воды 85) состоит из сосуда 174970, который
обычно имеет форму вертикального металлического цилиндра для хранения необходимого количества воды и
окружен цилиндрической рубашкой, концентричной по отношению к нему.
Небольшое расстояние между двумя цилиндрами достаточно лишь для прохождения нагретых продуктов
сгорания, которые сначала ударяются о дно контейнера, а затем поднимаются через кольцевое пространство,
окружающее его цилиндрические стенки. Все радиационные потери от двух цилиндров сводятся к минимуму
за счет размещения снаружи третьего корпуса, который также может быть цилиндрическим или любой
желаемой формы, при условии, что между оболочкой и внешним корпусом обеспечено достаточное
пространство, например, для 21-дюймовой толщины непроводящего материала. Для этого непроводящего
материала я предпочитаю использовать так называемую ископаемую землю или кизельгур, а в некоторых
случаях — продукт, известный как шлаковая вата или магнезия. Я также накрываю всё это теплоизолирующей
крышкой.
Цилиндры удерживаются на месте и поддерживаются нижней плитой и ножками, удобно расположенными
таким образом, чтобы средство нагрева, будь то печь медленного горения для сжигания твердого топлива,
газовая горелка Бунзена или масляная печь, могло быть установлено непосредственно под контейнером при
условии, что во всех случаях поднимающиеся нагретые продукты сгорания, как указано выше, ударяются о
нижнюю поверхность цилиндра, а затем обволакивают ее до уровня верхней поверхности содержащейся в
нем воды.
Для регулирования подачи холодной воды в емкость и скорости нагревателя я использую следующие
средства.
Я подключаю все внешние соединения контейнера к! Нижняя пластина, сливной кран также проходит через
нижнюю пластину, труба подачи холодной воды также проходит через нижнюю пластину и достигает точки
немного выше желаемого уровня воды у верхней части емкости, где она снабжена шаровым краном обычной
формы, с помощью которого подача воды регулируется подъемом и опусканием поплавкового шарика,
прикрепленного к рычагу. Непосредственно под рычагом шарового крана я располагаю вертикальную трубу,
проходящую через дно емкости, которая поднимается до уровня воды и служит сливной трубой для
предотвращения перелива, а также позволяет пропустить через нее соединительный провод для соединения
рычага шарового крана с рычагом подводящего крана для газа, масла или с регулирующей заслонкой печи на
твердом топливе. Соединение между шаровым клапаном и регулятором подачи топлива выполнено таким
образом, что всякий раз, когда вода сливается через сливной кран или когда уровень воды в емкости
понижается и рычаг обратного хода шарового клапана опускается вместе с ней, подача топлива
вспомогательной горелки открывается и постепенно закрывается по мере подъема шарового клапана, когда
уровень воды поднимается до точки, близкой к верхней части сливной трубы.
7' В случае, если источником отопления является газ, я предпочитаю использовать постоянно горящее пламя
горелки Бунзена, размеры и регулировка которого таковы, что при непрерывном горении в течение 24 часов
оно обеспечивает достаточное количество тепла для компенсации всех тепловых потерь системы при
желаемой температуре. Симметрично, снаружи или рядом с этой горелкой, я размещаю вспомогательную
горелку, которая, на мой взгляд, должна представлять собой кольцо из форсунок Бунзена, окружающих
небольшую основную горелку. Однако эта вспомогательная горелка полностью отключается при закрытии
шарового крана подачи воды и снова зажигается основной горелкой, когда шаровой кран снова закрывается.
Как видно, наличие крана, расположенного вне шарового клапана, позволяет контролировать время,
необходимое для наполнения емкости после каждого слива, и таким образом очень удобно регулировать
температуру, компенсируя приток холодной воды, пополняющей емкость. С помощью описанного выше
метода и устройства обеспечивается непрерывно работающая система отопления воды или другой жидкости,
в которой, при постоянном поддержании средней температуры, необходимой для обычных бытовых или
промышленных целей, жидкость никогда не доводится до кипения. В результате полностью исключается
образование отложений солей извести или магния, которые образуют корку или «налет» или непроводящее
покрытие во всех котлах, когда вода жесткая или содержит обычный процент этих солей извести. Кроме того,
хотя источник тепла постоянно горит день за днем, фактическое потребление топлива для заданных объемов
нагретой жидкости более экономично, чем в существующих и обычных условиях.
L2 (Дата: 31 августа 1920 г.)
WM. BROOKES & SON, 55156, Chancery Lane, London, W.C. 2, Chartered Patent Agents, 174,970 ПОЛНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный способ и устройство для нагрева воды или других жидкостей, используемых в
бытовых, промышленных и других целях.
Я, Эрик Эвелин Белл Кномиптон, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Трипландс,
Кенсингтон-Корт, Лондон, Западный Лондон, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Мое изобретение относится к аппаратам для нагрева воды или других жидкостей, используемых в бытовых,
промышленных и других целях, в которых подача тепла осуществляется непрерывно, а дополнительный
нагрев происходит при сливе воды или другой жидкости из аппарата, при этом предусмотрены средства для
автоматического ограничения максимального повышения температуры.
1 Было отмечено, что существующие методы отопления жилых помещений являются расточительными,
поскольку постоянные потери происходят не только за счет испарения или изменения состояния, но и за счет
излучения и конвекции из всех частей системы; эти потери приходится компенсировать сжиганием
дополнительного топлива. Были предложены усовершенствования обычных методов, например, сочетание
непрерывной и мгновенной подачи газа или аналогичных средств отопления, с целью обеспечения
непрерывного нагрева с помощью небольшой или пилотной газовой форсунки, тепловая эффективность
которой усиливается в момент слива воды из нагревателя и подачи холодной воды на ее место. Затем
непрерывная горелка дополняется дополнительными горелками, управляемыми термостатами или другими
специальными клапанами, которые перекрывают дополнительную подачу газа при достижении желаемой
температуры.
Я заметил, что, хотя горячая вода, необходимая для бытовых нужд, таких как мытье посуды, стирка белья и
купание, обычно используется при температуре около 120 градусов по Фаренгейту, обычно сначала воду
нагревают почти до точки кипения, чтобы отвести необходимое количество, а затем добавляют достаточно
холодной воды, чтобы снизить температуру примерно до 5,5°C. Но поскольку потери на излучение
приблизительно пропорциональны разнице температур между нагретой водой и наружным воздухом, они,
следовательно, пропорционально больше, если вода нагревается до точки кипения 65°C, чем если бы вода
нагревалась только до 120°C в первый раз. Таким образом, практика перегрева воды нерентабельна.
Я также заметил, что эффективность работы нагревательных приборов обычного типа значительно
снижается, а расход топлива соответственно увеличивается из-за отложений, выбрасываемых обычной
городской или сельской водопроводной водой в виде «накипи» или отложений, и это особенно заметно там,
где нагревательная поверхность выполнена в виде змеевиков или трубок, которые трудно очистить или
удалить от отложений. Образование корки обычно не происходит до достижения температуры
приблизительно 1700 градусов по Фаренгейту. Целью моего изобретения является устранение уже
упомянутых потерь и упрощение конструкции и эксплуатации усовершенствованного аппарата, который я
использую для бытового применения в тех случаях, когда хрупкие приборы неудобны.
В моем устройстве тепло подается на воду или другую жидкость таким образом, чтобы температура жидкости
постоянно поддерживалась ниже той, при которой происходит образование отложений, то есть температура
жидкости никогда не повышается более чем примерно на 1000 градусов выше температуры источника холода.
За исключением периодов, следующих за сливом нагретой жидкости, температура жидкости поддерживается
равномерно и постоянно на уровне приблизительно 90-100 градусов. по сравнению с подачей холода,
благодаря чему практически все потери из-за испарения или изменения состояния, а также образования
отложений или накипи, исключаются, и потребление топлива, хотя и непрерывное, сводится к минимуму. Мне
известно, что уже было предложено принять практически те же температурные ограничения, что указаны
выше, но с использованием средств, работающих в электрическом нагревательном оборудовании.
Устройство, которое я описываю (и которое я описываю здесь как применяемое в бытовой системе
водоподготовки исключительно в качестве примера), проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, где на
рисунке 1 изображен вертикальный разрез, на рисунке 2 — план разреза (частично поврежденный и
выполненный по линии А, А рисунка 1), а на рисунке 3 — перспективный вид, частично поврежденный,
нагревательной горелки и ее соединений.
В представленном на чертежах варианте изобретения устройство включает в себя вертикальный
металлический цилиндр или контейнер 1 такого размера, который вмещает необходимое количество воды и
окружен цилиндрической рубашкой 2, концентричной по отношению к нему.
Цилиндр или контейнер 1 опирается на ряд кронштейнов 3, прикрепленных болтами к внутренней стенке
оболочки 2, а на его верхнем конце по периметру контейнера выполнено распорное кольцо 4, которое отводит
контейнер от внутренней стенки оболочки.
представляет собой изолированную крышку или кожух, закрывающий верхнюю часть контейнера 1 и также
выступающий над верхней частью концентрической оболочки 2, а 6 представляет собой резиновое или
аналогичное уплотнительное кольцо.
Как видно, крышка 5 плотно прилегает благодаря фланцу 7, который входит в верхний открытый конец
контейнера 1, и фланцу 8, который надевается на внешнюю стенку рубашки 2. Пространство между
контейнером 1 и внутренней стенкой рубашки 2 достаточно для свободного прохождения продуктов сгорания
от источника тепла, которые сначала ударяются о дно контейнера 1, а затем поднимаются через кольцевое
пространство, окружающее контейнер.
Оболочка 2 и крышка 5 заполнены подходящим непроводящим материалом, таким как древесные опилки,
окаменелая земля или кизельгур, а в некоторых случаях может использоваться шлаковая вата или магнезия.
Таким образом, все потери от излучения и конвекции сводятся к минимуму.
Оболочка 2 опирается своей опорой на кольцевой уголок из листового железа или другую подходящую раму 9,
поддерживаемую ножками 10, которые заканчиваются на поддоне 11 или опираются на него, а под
контейнером 1, опираясь на кольцевой фланец, поддерживаемый зажимами 12, прикрепленными болтами к
раме 9, находится свободное полое дно 13 с центральным отверстием, снабженное подходящим
непроводящим материалом.
5. Источником тепла для содержимого контейнера 1 может быть газовая или масляная горелка,
сконструированная таким образом, что в любом случае поднимающиеся нагретые продукты сгорания, как
указано выше, ударяются о нижнюю поверхность 1a цилиндра 1, а затем обволакивают его, выходя через
отверстия 2a в кольцевую выхлопную камеру 2b, образованную на внутренней стенке рубашки 2 или
расположенную на ней, и оттуда отводятся от аппарата по дымоходу 2c 65, регулируемому заслонкой 2d.
На чертежах источник тепла показан в виде газовой горелки, включающей в себя газопровод 14, имеющий
форму подковы и являющийся неотъемлемой частью опорной пластины 15 и 70, из которой выступают
вспомогательные горелки 16.
Пластина 15 имеет 17 вентиляционных отверстий.
Через центр пластины 15 выступает непрерывно горящая горелка 18, 75, которая также служит запальником
для зажигания вспомогательных горелок 16, а газ подается к вспомогательным горелкам 16 и запальной
горелке 18 по основной подающей трубе 19, имеющей шарнирное соединение 20 и ведущей 80 в ответвления
21 и 22, соответственно сообщающиеся через колена 23, 24 со вспомогательной и запальной горелками.
Важно правильно подобрать размер непрерывной горелки 18, которая выполняет главную работу по
поддержанию температуры жидкости после того, как она была доведена до требуемого значения.
Я считаю, что для обычных бытовых целей подходит емкость объемом в галлоны, и что для поддержания
температуры 1600 °F (710 °C) 30 галлонов воды постоянно используется бессветная горелка типа «крыло
летучей мыши» 95, потребляющая не менее 40 кубических футов и не более 60 кубических футов газа в 2,5
часа, что обеспечивает весьма экономичные результаты, поскольку этого размера более чем достаточно для
компенсации радиационных и других потерь.
Перфорированная и формованная пластина 14o, показанная только на рисунке 1, опирается на пластину 15 и
служит для ограничения распространения пламени от горелок и повышения их эффективности нагрева.
Пилотная и вспомогательная горелки расположены в центральном отверстии в свободном днище 1-3, при
этом пластина 15 закреплена зажимами 15a, привинченными к ее нижней стороне, а на удобном расстоянии
над указанными горелками установлена перегородка 13a, опирающаяся на кронштейны 1.3b, которые
крепятся к дну 13 с камерами.
Для регулирования подачи холодной воды в емкость 1 и скорости сгорания нагревателя я использую
следующие средства. Все внешние соединения я прикрепляю к нижней пластине 1a контейнера 1. 25 120 —
это труба подачи холодной воды, снабженная краном 26, которая проходит через нижнюю пластину 1a и
поднимается до точки, расположенной немного выше желаемого уровня воды 174,00Ji вблизи верхней части
контейнера 1, и там снабжена шаровым краном 27 обычной формы, с помощью которого подача воды
регулируется подъемом и опусканием поплавкового шара 28, прикрепленного к поворотному рычагу 29.
Непосредственно под рычагом 299 расположена вертикальная трубка 30, проходящая через дно 8
контейнера, до которой трубка 10 поднимается до уровня воды и которая служит переливной трубой.
Указанная трубка 30 также служит направляющей для шатуна или проволоки 31, которая проходит через нее и
соединена сверху с рычагом 29, а снизу с рычагом 32 подающего крана 33, установленного на газовом
ответвлении 21; последнее соединение выполнено с помощью штифта и паза, как показано на рисунке, или
иным подходящим способом. В верхней части вертикальной трубки 30 расположена втулка 30a (показана в
разрезе), закрытая с верхнего конца, но имеющая отверстие, позволяющее стержню или проволоке 31
свободно перемещаться внутри нее. Или же втулка 2 5 30a может быть прикреплена к рычагу 29 и может
иметь скользящее движение по трубке 30. Эта втулка 30а служит для герметизации переливной трубы или
трубки 30, предотвращая утечку любых паров, которые могут скапливаться выше уровня воды, и
предотвращает их попадание в помещение, где может быть размещен аппарат, а также предотвращает утечку
воздуха в пространство горелки.
3
5 34 представляет собой пластину, регулируемо установленную у основания стержня или проволоки 3i и
несущую штифт 35, входящий в паз 36 в рычаге 32.
37 38 — это выходная труба для горячей воды, а 38 — это установленный на ней сливной кран.
Таким образом, соединение между шаровым краном 27 и топливным регулирующим краном 33 организовано
таким образом, что всякий раз, когда вода сливается через сливной кран 38, или когда уровень воды в
емкости понижается и рычаг шарового крана 29 опускается вместе с ним, открывается топливный клапан 33
для вспомогательных горелок 16, и газ воспламеняется пламенем постоянно горящей запальной горелки 18,
тем самым увеличивая тепло, подаваемое в емкость 1, пропорционально притоку холодной воды.
Клапан 33 автоматически закрывается при подъеме шара 28, когда уровень воды поднимается до точки,
близкой к торцу трубы 30.
Разместив кран 26 снаружи шарового клапана, можно контролировать время, необходимое для наполнения
емкости 1 после каждого слива, а также очень удобно регулировать температуру, чтобы компенсировать
приток холодной воды, пополняющей емкость.
65 Аппарат запускается при частичном заполнении водой, то есть кран 26, расположенный снаружи шарового
клапана, закрывается, когда уровень воды достигает точки, при которой шаровой клапан начинает
подниматься.
После отсоединения соединения между стержнем 31 и рычагом 32 горелка опускается вокруг своего
шарнирного соединения 20, зажигается пилотная горелка 15, и горелка 75 снова поднимается. Через короткое
время вспомогательные горелки 16 зажигаются путем ручного управления рычагом 32 и остаются
включенными до тех пор, пока жидкость не достигнет температуры приблизительно 1200 градусов по
Фаренгейту. Затем рычаг 32 снова соединяется со штоком 31, и шаровой кран регулирует положение рычага
32 на открытом кране 26, постепенно перекрывая подачу газа к 85 вспомогательным горелкам. С этого
момента аппарат работает непрерывно, и опыт показывает, что в течение нескольких месяцев он не требует
обслуживания. Таким образом, эффективность расхода газа на галлон нагретой воды (90%) остается такой
же, как и первоначально.
В случаях, когда газ недоступен и используется мазут, я заменяю пластину 15, на которой установлена
горелка 18, масляной горелкой, питаемой от внешнего резервуара с мазутом 95.
Эта масляная горелка, которая заменит горелки 16 и 18, может быть фитильного типа, используемого в
обычных масляных лампах с пламенем, но прозрачный стеклянный дымоход будет заменен металлическим
дымоходом такой высоты, что его верхний конец будет заканчиваться близко к нижней стороне пластины 13а.
Для получения результатов, достигнутых с помощью описанной выше схемы газовых горелок, я обнаружил,
что для 30-галлонного контейнера необходим фитиль диаметром от 1 до 1,5 дюймов и металлический
дымоход диаметром 2,54 дюйма и высотой 5 дюймов, чтобы регулировать пламя от небольшого,
соответствующего пламени, излучаемому непрерывной горелкой 18, до большого пламени, соответствующего
пламени, излучаемому вспомогательными горелками 16, причем большое пламя должно давать тепловые
продукты, равные расходу обычного газа в 10 кубических футов в час.
Регулировка фитиля, как легко понять, может быть очень просто осуществлена с помощью реечного
механизма, предназначенного для перемещения фитиля из его самого низкого положения в самую высокую
точку, в которой он будет давать синее бездымное пламя, обеспечивая необходимое количество тепла. Кроме
того, этот зубчатый механизм может быть соединен с системой подачи холодной воды путем удлинения вала
шестерни и установки на него второй шестерни, а также расположения последней таким образом, чтобы она
зацеплялась с зубчатой рейкой, образованной на пластине 34 или прикрепленной к ней, расположенной у
основания стержня или проволоки 31, идущей от рычага поплавка 29. Таким образом, шарик 28 может
регулировать высоту фитиля и, следовательно, подачу тепла, аналогично тому, как это уже было описано в
связи с газовыми горелками.
- Продукты сгорания могут быть вынесены за пределы помещения или здания, в котором находится аппарат,
или с ними можно поступить любым подходящим или желаемым способом.
Описанный выше метод и устройство обеспечивают непрерывно работающую систему нагрева воды или
другой жидкости, в которой, при постоянном поддержании средней температуры, необходимой для обычных
бытовых или промышленных целей, жидкость никогда не доводится до кипения. В результате полностью
исключается образование отложений извести или магнезии, которые образуют корку или «налет» или
непроводящее покрытие во всех котлах, когда вода жесткая или содержит обычный процент этих солей
извести. Кроме того, несмотря на то, что источник тепла постоянно горит день за днем, фактическое
потребление топлива для заданного количества нагретой жидкости становится более экономичным, чем в
существующих и обычных условиях.
Следует понимать, что точные детали конструкции аппарата могут варьироваться в зависимости от того,
требуется ли установка для бытовых или промышленных целей, без отступления от основных особенностей
изобретения.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_174971.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=174971&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB174971A
[]
- > в,,
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки:
Сентябрь.
2
,1920, Нет, 25,357/20.
1749971 Завершено: 2 февраля 1922 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Автоматически повторно включающиеся автоматические выключатели.
Я, ESTEL.L i. Лельт РА.2\Y, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: 6-я и
Уэсли-авеню, Колумбус, Огайо, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляет о подлинности данного
изобретения и о том, в какой степени оно должно быть выполнено, в соответствии с описанием и уточнением,
содержащимся в следующем заявлении: Данное изобретение относится к автоматическим повторным
включениям секционных автоматических выключателей для соединения пары секций цепи.
Автоматический выключатель, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, в частности, в части
1.5, специально предназначен для соединения двух цепей, которые в определенные моменты времени
питаются током от независимых источников, а в другие моменты времени желательно подавать ток на обе
секции от одного и того же источника.
Для выполнения этих условий настоящее изобретение предлагает автоматический выключатель, который
будет работать одинаково хорошо независимо от того, находится ли он под напряжением от одной секции, от
другой или от обеих одновременно.
Ранее было предложено создать автоматический секционный автоматический выключатель с повторным
включением, включающий главный контактный элемент для соединения двух секций цепи, средства для
автоматического замыкания указанного контактного элемента всякий раз, когда любая из секций находится
под напряжением приблизительно нормального потенциала, в то время как другая секция свободна от
коротких замыканий, и резистивный элемент 3 5, заполняющий зазор между указанными секциями и
служащий для ограничения потока тока между такими секциями, когда контактный элемент находится в
разомкнутом положении.
4
() Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной формы секционного
автоматического выключателя для соединения цепей или секций, который размыкается при коротком
замыкании или нарушении напряжения, но не замыкается, пока в любой из секций или цепей присутствует
короткое замыкание или аномально низкое напряжение, но замыкается, когда короткое замыкание
устраняется в одной секции при условии наличия достаточного напряжения в другой секции, независимо от
того, питаются ли обе секции или цепи независимо или только одна.
Настоящее изобретение представляет собой автоматический выключатель с повторным включением,
включающий главный контактный элемент 55 для соединения двух секций цепи, средства для
автоматического замыкания указанного контактного элемента всякий раз, когда одна из секций находится под
напряжением приблизительно нормального потенциала, а другая секция свободна от коротких замыканий 60,
и резистивный элемент, перекрывающий зазор между указанными секциями и служащий для ограничения
потока тока между такими секциями, когда контактный элемент находится в разомкнутом положении, и 65, в
котором резистивный элемент и средства замыкания соединены таким образом, что заданный ток,
проходящий через указанный резистивный элемент, будет создавать практически одинаковый потенциал на
средствах замыкания 70 при приложении заданного потенциала к любой из секций.
Настоящее изобретение также включает в себя автоматический секционный автоматический выключатель с
автоматическим вращением, содержащий клеммы 75, которые соединены с каждой из двух секций цепи,
основной контактный элемент для соединения указанных клемм, средства для замыкания указанного
контактного элемента, обеспечивающие свободное прохождение тока от одной секции 80 к другой,
резистивный элемент, соединенный между указанными секциями, для ограничения прохождения тока от
одной секции к другой, когда основной контактный элемент находится в разомкнутом положении, средства
для 85, управляющие указанными средствами замыкания в ответ на 174,971.
к заданному потенциалу, и средства, которые управляют указанным потенциалом, будут в равной степени
подвержены влиянию данного потенциала при его приложении к любому из выводов.
Настоящее изобретение дополнительно отличается тем, что указанные средства закрытия остаются
работоспособными независимо от того, включена ли вторая секция независимо или нет.
Дополнительные особенности данного изобретения будут описаны ниже и четко указаны в прилагаемых к
настоящему документу пунктах формулы изобретения.
Обращаясь теперь к прилагаемым чертежам, которые наглядно иллюстрируют один удобный способ
реализации данного изобретения: Рисунок 1 представляет собой частично схематическое изображение моего
устройства, показывающее выключатель в замкнутом положении.
Рисунок 2 представляет собой частично схематическое изображение того же устройства, показывающее
выключатель в разомкнутом положении.
Рисунки 3 и 4 представляют собой упрощенные схематические изображения, наглядно иллюстрирующие
принцип работы моего аппарата.
На чертежах, в частности, на рисунках 1 и 2, я показал секции «А» и «В», которые соединены автоматическим
выключателем, включающим основной подвижный контактный элемент 1], предназначенный для
взаимодействия с расположенными на некотором расстоянии друг от друга контактными точками 2 и 3.
Подвижный элемент l приводится в действие рабочей катушкой 4 посредством плунжера 5 и рычага 6. Эта
рабочая катушка 4 находится под управлением выключателя защиты от перегрузки 7, который, в свою
очередь, управляется катушкой 8 посредством плунжера 9.
Вместе с рабочей катушкой 4 я предусмотрел механизм блокировки, предназначенный для предотвращения
повторного включения щетки до истечения заданного периода времени после открытия и достижения
заданного напряжения. Этот блокировочный механизм включает в себя рычаг 10, шарнирно закрепленный в
точке 11 и снабженный пружиной 12, стремящейся притянуть его к контакту 13. Этот рычаг 10 открывается под
действием упорного элемента 14 в точке контакта 1, когда этот контакт замыкает точки контакта 2 и 3.
Рычаг 10 снабжен удлинителем фиксатора, расположенным ниже его оси вращения, который
взаимодействует с защелкой 15, подверженной воздействию трехкатушечного элемента 16. Катушка
срабатывания 16 предназначена для освобождения такой защелки посредством плунжера 17, но это не может
произойти до тех пор, пока пружинный переключатель 18 не будет замкнут, преодолевая тормозящее
действие демпфера 19, и до тех пор, пока не будет достигнуто надлежащее предварительное условие.
Для работы катушки возникло необходимое напряжение.
Действие рычага 10 заключается в отключении сопротивления 20, когда эта катушка освобождается и
начинает двигаться относительно своего комплементарного контакта 113 6,5, а также во все остальные
моменты времени, чтобы сделать это сопротивление 20 частью рабочей цепи катушки 4. Сопротивление 20
имеет достаточно большое значение, чтобы уменьшить сопротивление катушки 4 до величины, достаточной
для удержания выключателя в свободном состоянии, но не настолько большой, чтобы позволить
выключателю повторно включиться.
В основе автоматического выключателя лежат два одинаковых сопротивления 21 и 2. На стыке резистора (2
75 и 22 находится соединение 2 3, от которого ток подается на рабочую катушку 4 через провод 24, гибкое
соединение 2.5 к контакту (26, провод 27 к контакту 13, а затем либо через резистор 20, либо через контакт 80,
рычаг 10 к поворотному проводу 11l)28, через катушку 4, провод 29 к проводу 30). При расположении деталей,
как показано на схеме 2, также имеется цепь от точки 23 через провод: 1, сопротивление 0,39, катушку 1 (1,
провод:33, контакт 85, рычаг IS, к контакту t. Провод 30 к обратной стороне линии. Операция описывается
следующим образом:
При нормальном соединении секции A и секции B они будут соединены с помощью проводов, показанных на
рисунке 1. В случае короткого замыкания или перегрузки любого из элементов -;ecii, через последовательно
соединенную катушку S пройдет чрезмерный ток. В этом случае плунжер 9 поднимется и войдет в зацепление
с выключателем 7 таким образом, что выведет его из контакта с точкой 26.
Это приводит к обесточиванию рабочей катушки 4 и, как следствие, к размыканию выключателя. Теперь
детали занимают положение, показанное на рисунке 2.
Сразу после снятия перегрузки поршень 9 вернется в исходное положение, и контактный рычаг 7 10.5 снова
замкнет цепь рабочей катушки 4. Однако сопротивление 20 имеет такое значение, что катушка 4 не получит
достаточного напряжения для повторного включения выключателя до тех пор, пока сопротивление 20 снова
не будет закорочено плечом 10. Плечо 10 управляется защелкой 15, которая размыкается под действием
катушки 16 всякий раз, когда ее потенциал достигает значения, для которого она настроена. Срабатывание
катушки 16 размыкает контактное плечо 10, которое, в свою очередь, поворачивается и соприкасается с
точкой 13, тем самым отключая сопротивление 20. Теперь катушка 4 будет подвергнута полному напряжению
сети и получит достаточное напряжение для замыкания выключателя, после чего детали снова окажутся в
положении, показанном на рисунке 1.
Когда катушка 4 подвергается воздействию полного сетевого потенциала и перемещает контактный элемент
125 1 в замкнутое положение, элемент 14 174,971 вступает в контакт с элементом 10.
Однако этот элемент 10 остается в контакте с точкой 13 до тех пор, пока выключатель не будет практически
замкнут. В этом положении поршень катушки 4 находится очень близко к упору в верхнем конце корпуса
катушки, и магнитное притяжение в этом положении очень сильное, даже при уменьшенном токе в рабочей
катушке 4. В практической опере-.
0 В результате инерция движущихся частей перемещает выключатель в полностью замкнутое положение
после того, как резистор вставлен в рабочую катушку. Таким образом, небольшой ток в катушке 4
поддерживает достаточное магнитное притяжение между плунжерной катушкой 4 и упором в верхнем конце
корпуса катушки, чтобы удерживать выключатель в замкнутом состоянии. Следует также учитывать, что
конструкция рычага механизма такова, что даже очень небольшого давления вверх от рабочего плунжера
катушки 4 достаточно для создания значительного давления на главный контактный элемент 1
автоматического выключателя из-за углового соотношения между рычагом 6 и опорным элементом контакта.
На рисунках это изменение угла лучше всего иллюстрируется сравнением рисунков 1 и 2. При сравнении этих
данных можно заметить, что угловое соотношение между рычагом 6a и контактным опорным элементом на
рисунке 1 значительно меньше при замкнутом выключателе, а центральный рычаг 6 расположен почти под
прямым углом 3a к контактному элементу.
Предпочтительно, чтобы напряжение на катушке 16 было несколько выше пятидесяти процентов от
нормального линейного потенциала, так чтобы выключатель не мог повторно включиться при наличии
короткого замыкания, но мог повторно включиться, когда потенциал на одном участке приблизительно
нормальный и на другом участке отсутствует короткое замыкание или нагрузка с чрезвычайно низким
сопротивлением. Если оба участка "А" и "В" находятся под напряжением, потенциал, подаваемый на катушку
16, будет равен среднему потенциалу участков "А" и "В".
Чтобы наглядно показать, что автоматический выключатель 5(j) не включится повторно при наличии короткого
замыкания на любом из участков, и что его можно настроить на повторное включение при различных степенях
сопротивления нагрузки, я привожу конкретный пример, в котором дано рассчитанное значение . S —
значения потенциала, существующие в различных частях цепи при различных условиях.
Обращаясь к рисунку 4, предположим, что между участком «А» и точкой заземления 36 существует короткое
замыкание io. Предположим, что потенциал между участком "B" и обратным проводом 36 равен 600 вольт, а
сопротивления 21 и 22 равны 10 Ом.
сопротивление каждого. Предположим также, что катушка напряжения 16 настроена на работу при
напряжении 310 вольт, а суммарное сопротивление катушки 16 и ее защитного сопротивления 32 составляет
2000 Ом. Кроме того, что рабочая катушка 4 70 и ее защитное сопротивление 20 имеют суммарное
сопротивление 2000 Ом. Станет очевидно, что суммарное сопротивление двух путей через катушку 16 и
катушку 4 между точками 2.3 и проводом 75 36 составит 1000 Ом. Сила тока, которая будет отведена от
участка 21, будет практически незначительной с точки зрения ее влияния на падение потенциала на участке
80 21. При коротком замыкании с нулевым сопротивлением между участком "А" и проводом 36 практически
все напряжение 600 вольт, проходящее через участок "В", будет израсходовано на протекание тока через 85
резисторов 21 и 22. Величина этого тока составит 600, деленное на 10, плюс 10, или 30 ампер. На практике
падение напряжения между участком «B» и точкой 23 составит 300 вольт, а падение потенциала от точки 23
через сопротивление 21, через участок «A», через короткое замыкание до провода 36 также составит
приблизительно 300 вольт.
При потенциале катушки 16, установленном на 310 вольт, станет очевидно, что автоматический выключатель
9,5 В не сможет повторно включиться до тех пор, пока сопротивление между секцией «А» и проводом 36 не
увеличится до величины, достаточной для того, чтобы вызвать падение потенциала между точкой 23 и
проводом 36 на 310 вольт. Это означает, что в точке работы падение потенциала между секцией «B» и точкой
23 не может превышать 290 вольт. Аналогично, падение потенциала между точкой 23 и участком «А» не
может превышать 290 вольт. 105 Другими словами, падение потенциала на резисторах 21 и 22 составит 580
вольт, а разница между 580 и 600, или 20 вольт, должна быть создана током, проходящим через резисторы
21, 110 и 22 в цепи нагрузки участка «А». Величина этого тока будет равна 580, деленному на 20, или 29
амперам.
Следовательно, сопротивление нагрузки между участком «А» и проводом 36 должно иметь минимальное
значение, равное 20, деленное на 20 Ом или 0,69 Ом, прежде чем автоматический выключатель снова
включится.
При сопротивлении нагрузки менее 69 Ом потенциал между точкой 23 120 и проводом 36 будет недостаточен
для замыкания выключателя. Однако сопротивление нагрузки, превышающее 0,69 Ом, создаст потенциал,
превышающий 310 вольт между точкой 23 и проводом 36, и автоматический выключатель немедленно
откроется. Это состояние представляет собой одно из возможных состояний, существующих в
распределительной сети, когда участок «А» может питаться током от одного или нескольких источников.
Приведенный выше пример основан на предположении, что секция «А» в тот момент не получала питания ни
от какой другой точки, кроме секции «В».
Еще одним условием, которое может возникнуть при работе такой системы, является случай, когда секция
«А» получает питание от другого источника, помимо ее соединения с секцией «В». Предположим снова, что
автоматический выключатель был разомкнут между секцией "А" и секцией "В" из-за тока перегрузки,
протекающего из секции "В" в секцию "А" или наоборот, и в этом случае короткого замыкания нет, и секции "А"
и "В" питаются от отдельного источника питания. Замыкание выключателя произойдет сразу после истечения
временного интервала при условии, что среднее напряжение между секцией «А» и секцией 2,5 «В» равно
значению напряжения на катушке 16. То есть, если потенциальная катушка 16 настроена на работу при
напряжении 310 вольт, то для того, чтобы напряжение секции "B" плюс напряжение секции "A", деленное на n0
2, было равно или превышало 310 вольт.
Предположим, что потенциал секции "B" на выключателе составляет 400 вольт, а напряжение секции "A" на
выключателе — 300 вольт. В таком случае результирующий потенциал между точкой 2:3 и проводом 3:6
составит 350 вольт, чего будет достаточно для срабатывания катушек 16 и 4 и замыкания выключателя,
соединяющего две секции. Предположим, что напряжение на участке "B" составляет 400 вольт, а напряжение
на участке "A" — всего 200 вольт. В таком случае результирующий потенциал между точкой 23 и проводом 36
составит 300 вольт, что ниже предполагаемого значения напряжения катушки 16, и в этих условиях
выключатель откажется замыкаться.
Следует понимать, что катушка 16 снабжена регулировками, позволяющими настроить ее на подачу любого
желаемого потенциала в диапазоне от пятидесяти процентов от нормального напряжения до нормального
напряжения для обеспечения ее работы. Это обеспечивает работу автоматического выключателя,
Соседние файлы в папке патенты