Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4552
.pdf
отдельными катодными и анодными выводами на разных участках сетки. При скоростях дуги, достигаемых в
желобе умеренной длины, и токах 10 000 ампер и более, в противном случае на сетках образовались бы
горячие катодные пятна, расплавляющие металл сеток, а нагретый пар замедлил бы скорость деионизации.
С другой стороны, желательно сделать отверстия в решетках как можно меньше, чтобы увеличить скорость
деионизации, которая тем выше, чем равномернее распределяется металл деионизирующих листов по
дуговому пространству. Таким образом, практическая конструкция решеток представляет собой компромисс
между требованием больших отверстий на пути дуги, чтобы предотвратить ее расщепление на множество
малых дуг, и требованием малых отверстий решетки для обеспечения высокой скорости нарастания
напряжения повторного зажигания.
Предельная скорость повышения напряжения, которое может быть приложено без повторного возникновения
дуги, по-видимому, зависит от размера отверстий сетки, толщины сетки, расстояния между сетками и
количества сеток. В целом, предельная скорость нарастания напряжения на одну сетку увеличивается за счет
уменьшения расстояния между сетками, уменьшения размера отверстий в сетках и увеличения толщины
сеток.
Например, при использовании сеток из латунной марли, сотканных из проволок диаметром 0,032 дюйма и
расстоянием между проволоками 0,03 дюйма, было установлено, что предельная скорость нарастания
напряжения составляет 3,3 x 10 Гс в секунду на одну сетку при расстоянии между сетками 0,083 дюйма и 5,1 x
10⁶ вольт в секунду на одну сетку при расстоянии между ними 0,030 дюйма, что демонстрирует преимущество
свободного расстояния между сетками.
Опять же, при использовании сеток, состоящих из медных пластин толщиной '/,d' с круглым отверстием
диаметром 0,08 дюйма и расположенных на расстоянии '/122 друг от друга, было установлено, что
предельная скорость нарастания напряжения составляет 2 x 10⁶ вольт в секунду на одну сетку.
610 При одинаковой толщине пластины и расстоянии между ячейками сетки, но с отверстиями диаметром
0,04 дюйма, предельная скорость нарастания напряжения составила 3,7 x 10⁶ вольт в секунду на одну ячейку
сетки, что демонстрирует значительное преимущество меньших отверстий.
Для аналогичных сеток толщиной ½ дюйма, расположенных на расстоянии 1/32 дюйма друг от друга, с
диаметром отверстия 0,081 дюйма, предельная скорость повышения напряжения составила 3,4 × 10³ вольт в
секунду на одну сетку, тогда как для сеток толщиной ½ 70 дюймов, расположенных на расстоянии ½ дюйма
друг от друга, с круглым отверстием диаметром 0,081 дюйма, предельная скорость повышения напряжения
составила 6 × 10⁶ вольт в секунду на одну сетку. Это демонстрирует преимущества более толстых сеток. 75
Приведенные выше цифры указывают на то, что шаг сетки и ширина отверстий сетки должны быть как можно
меньше, насколько это соответствует механическим требованиям конструкции и опасности расплавления
отдельными дугами.
Очень хорошие результаты были получены при использовании сеток, расположенных на расстоянии 1/32
дюйма друг от друга. Дальнейшее уменьшение шага сетки создает трудности из-за естественного коробления
материала сеток, вызывающего их контакт друг с другом, а также из-за механической проблемы обеспечения
подходящего изоляционного материала требуемой толщины.
Как уже говорилось ранее, уменьшение размера отверстий сетки приводит к разделению области на
отдельные короткие дуги со скоростью движения дуги, сравнимой со скоростью движения дуги в дугоходе
средней длины.
Концы дуги на решетках расплавятся, что приведет к снижению деионизирующего действия. Было
установлено, что такое действие сеток происходит, когда напряжение дуги в 100 В превышает примерно 25 В
на сетку. Кроме того, было установлено, что для перемещения дуги в решетку без расплавления 105
требуется гораздо более сильное магнитное поле, когда размер отверстий в решетке уменьшается.
Разумеется, для успешного осуществления процесса деионизации желательно, чтобы повышение
напряжения на клеммах дуги при обнулении тока равномерно распределялось между сетками,
расположенными между клеммами дуги, во избежание чрезмерного напряжения на любой паре сеток. 11-5 В
высоковольтных системах, где количество последовательно соединенных сеток относительно велико, может
случиться так, что из-за емкости сеток относительно земли и из-за разницы в зарядах, накопленных во время
дугового разряда, предшествующего нулевому значению тока, напряжение может распределяться между
сетками неравномерно, так что некоторые из них могут быть перегружены и вызвать повторное зажигание
дуги.
Для обеспечения равномерного распределения напряжения по всем сеткам в деионизационной камере может
быть предусмотрен балансировочный резистор с высоким импедансом, шунтирующий несколько сеток. Таким
образом, как показано на рис. 11, в дугогасительной камере с одним разрывом может быть установлено
множество сеток 105 между дугогасящими электродами.
тропы 106 и 107. Отдельные сетки имеют клеммные соединения 108, выходящие за пределы дугогасительной
камеры, а к каждой из сеток параллельно подключено высокое сопротивление 109. Импеданс шунтирующего
резистора 109 настолько высок, что ток через него существенный.
Его влияние практически пренебрежимо мало, поскольку основная функция резистора заключается в
поддержании равномерного градиента напряжения между сетками.
Как уже говорилось ранее, соотношение между толщиной сетки и размером отверстий в ней влияет на работу
автоматического выключателя двумя способами. Во-первых, до определенного момента, при заданном
размере зазора сетки, чем толще провод сетки, тем выше допустимая скорость повышения напряжения без
повторного воспламенения. С другой стороны, увеличение толщины сеток повышает напряжение дуги на
каждую сетку в период до гашения дуги, вызывая расщепление дуги и чрезмерный нагрев сеток, что приводит
к снижению деионизирующего действия.
Величина тока, протекающего непосредственно к металлу сеток в дуге, зависит от напряжения дуги на каждой
сетке и пренебрежимо мала при напряжении менее 20 вольт на сетке. Однако увеличение напряжения дуги на
каждой сетке выше 30 вольт обычно приводит к чрезмерному току на сетке, и сетки начинают
функционировать как дуговые электроды, вызывая их расплавление.
Как показано на рис. 12, преимущества толстых сеток в отношении допустимой высокой скорости нарастания
напряжения могут быть объединены с преимуществами тонких сеток в отношении низкого напряжения дуги на
сетку путем соединения тонких проволочных сеток попарно резисторами 110.
Когда возникает дуга, в резисторах 110 между сетками каждой пары не протекает существенного тока,
поскольку зазоры между сетками достаточно велики, чтобы обеспечить свободное движение дуги,
шунтирующей указанные резисторы. Когда ток дуги достигает нуля, сетки, составляющие схему a5 pa:r,
приобретают одинаковый потенциал благодаря резисторным соединениям между ними и деионизируют
пространство, подобно толстой сетке.
Скорость, с которой происходит реакция деионизации в данной критической ионизирующей среде, зависит от
скорости движения положительных ионов через поверхность среды под действием электрического поля.
Скорость, с которой ионы движутся под действием поля единичной напряженности, является мерой
подвижности ионов и в газах обратно пропорциональна молекулярной массе. Таким образом, положительный
ион в водороде будет двигаться в семь или восемь раз быстрее, чем положительный ион 70 в воздухе.
Следовательно, если деионизирующая камера заключена в водородную атмосферу, отверстия в решетках
могут быть сделаны в семь раз больше, чем они должны быть в воздухе, чтобы обеспечить ту же скорость
деионизации.
На фиг. 13 показана модификация изобретения, в которой деионизирующая структура 111 заключена в
камеру 112, заполненную водородом, подаваемым через отверстия 113 из генератора водорода или
резервуара 114. Конструкция деионизирующего устройства включает в себя два дугогасительных терминала
119 и расположенный между ними блок сеток 120. Дуга 85 запускается срабатыванием соответствующего
механизма управления 121, прерывающего соединение между дугогасящими клеммами 119 цепи.
Скорость деионизации дугового пространства 90 также может быть увеличена за счет снижения давления
газовой среды, в которой заводится дуга, как показано схематически на рис. 14, где деионизирующая
структура 1'22, подобная показанной на рис. 13, заключена в камеру 123, которая поддерживается под
пониженным давлением с помощью вакуумного насоса 124.
Поскольку скорость ионов, приобретаемая под действием заданного электрического поля, увеличивается с
уменьшением давления, деионизирующее действие значительно улучшается при работе в таких условиях.
Таким образом, если давление будет снижено до [0] атмосферного давления, сетки с 105 отверстиями
шириной 0,5 дюйма обеспечат ту же скорость деионизации, что и сетки с отверстиями шириной 0,05 дюйма
при атмосферном давлении.
Для достижения полного ионизирующего эффекта сетчатых структур, конечно же, важно, чтобы дуга,
возникающая между дугообразующими контактами, перемещалась в сетки до того, как ток пройдет через
следующий нулевой контакт. Для перемещения этой области в структуру требуется относительно большая
сила (115). Соответственно,
Механизм магнитного пробоя, как показано на рис. 1–3 включительно, должен создавать сильное магнитное
поле в пространстве 120°, где образуется дуга, чтобы предотвратить застревание дуги на входных краях
решеток и их расплавление. Однако, как только область находится в структуре grid.d, нежелательно
перемещать дугу очень быстро, так как трудно поддерживать одинаковую скорость для всех частей дуги, и
дуга имеет тенденцию распадаться на отдельные области. Магнит, вызывающий срабатывание, показанный
на рис. 1–e включительно, представляет собой 130 — 258 934 рупора 41 и 42. Поскольку проводящие
пластины или рупоры 41 и 42 в этом пространстве расположены очень далеко друг от друга, деионизация
этого слоя горячего газа может происходить очень медленно и вызывать повторное воспламенение 70 после
того, как напряжение начнет расти в следующем чередовании.
Для преодоления этой трудности в модификации, показанной на рис. 17, изоляционные стенки 178,
закрывающие боковые стороны 75 дугообразной камеры 179, могут быть облицованы множеством
расположенных рядом изолированных металлических элементов, образующих миниатюрные
деионизирующие сетки с обеих сторон дугообразной камеры. Таким образом, на рисунке 17 (8G) концы
отдельных решетчатых листов 177 прилегают к изолирующим стенкам 178 с обеих сторон рогообразной
дуговой камеры 179. Отдельные решетки, разумеется, изолированы друг от друга с помощью слюдяных
прокладок 180.
На рис. 18 показана деионизационная камера, в которой дуга перемещается в дугогасительный желоб 181 с
помощью воздушного потока. Дуга проводится между двумя рупорообразными электродами 182 с помощью
контактного рычага 183. Воздушное сопло 181, которое получает воздух из источника высокого давления
через шланг 185, направляет струю воздуха на дугу, возникающую 95 между дугообразующими электродами
182. Вследствие относительно узкого воздушного канала в нижней части дугогасительных электродов 182
скорость воздуха очень высока, что приводит к быстрому перемещению дуги в структуру сетки, необходимому
для удовлетворительной работы.
Однако отверстие в дугогасительной трубе 181 значительно больше, чем отверстие в нижней части
дугогасительной рожки 182. 105 Соответственно, скорость воздушного потока значительно снижается, а
движение дуги замедляется до значения, необходимого для надлежащей работы автоматического
выключателя. 110 Для деионизации слоя газа вблизи изолирующих стенок (не показаны) с обеих сторон
дугообразных пластин 182, решетки 186 деионизирующей камеры имеют выступы 187, направленные вниз
вблизи изолирующих стенок, оставляя свободное пространство посередине для перемещения рычага
дугообразующего контакта 183.
Трудности, возникающие при создании дуги между электродами вне структуры 120 gTid и последующем её
продувке в сетчатую структуру, можно избежать, создавая дугу через отверстия в самой сетчатой структуре.
Подобная конструкция показана на фиг. 19, 125, где сетки 191 в дугогасительной камере 192 снабжены
продольным отверстием 193, через которое перемещается дугогасительный контактный элемент 194 с
помощью дугогасительного контактного рычага 195, аналогичного 130, предназначенного для уменьшения
плотности магнитного поля в верхней части дугогасительной камеры, при этом полюсные наконечники 55
заканчиваются примерно посередине дугогасительной камеры, а верхняя половина пластин полюсных
наконечников 56 имеет уменьшенную толщину для уменьшения плотности поля.
На фиг. 15 показана однокамерная деионизирующая структура 150, в которой магнитное поле внутри
решетчатой структуры дополнительно уменьшается за счет наличия на пластинах 151, расположенных по обе
стороны решеток, больших перфораций 152l, что значительно увеличивает сопротивление этой части
магнитной цепи и, как следствие, приводит к уменьшению напряженности поля.
На рис. 16 показан дугогасительный желоб, аналогичный показанному на рис. 15, в котором магнитное поле
внутри решетчатой конструкции дополнительно уменьшается за счет размещения немагнитных,
высокопроводящих пластин 161 с обеих сторон решетчатой конструкции рядом с пластинами 162 полюсных
наконечников. Такая конструкция обеспечивает быстрое затухание магнитного поля при входе дуги в
решетчатую структуру, поскольку вихревые токи в высокопроводящих немагнитных пластинах 161 оказывают
экранирующий эффект B30, предотвращая проникновение потока, создаваемого полюсными наконечниками
162, в верхнюю часть деионизирующей конструкции.
Возможно, целесообразно предотвратить движение дуги вверх, за пределы сетки. С этой целью на обеих
сторонах верхней части решетчатой конструкции 164 деионизационной камеры может быть установлен
выдувной магнит 163. Магнит 163, вызывающий срабатывание дуги, соответствующим образом возбуждается,
чтобы оказывать направленную вниз силу на дугу.
На рис. 17 показана еще одна выгодная конструкция, обеспечивающая желаемое снижение магнитного поля в
сетчатой структуре. Полюсные наконечники 171 расположены в шахматном порядке, и создаваемое ими поле
имеет тенденцию смещать дугу в сторону одной из сторон свободного пути 173 в сетках дугогасительной
камеры. Такое дуговое движение способствует непрерывности дуги и препятствует ее расщеплению.
Высокопроводящие немагнитные пластины 174 выступают над опорными наконечниками 171, предотвращая
проникновение магнитного потока, создаваемого опорными наконечниками, в сетчатую структуру. Дуга
перемещается в дугогасительной камере главным образом за счет конвекционных потоков окружающего газа,
как в случае хорошо известной дуги, возникающей в молниеотводах 60O.
Обращаясь снова к рис. 1, следует отметить, что при перемещении дугового разряда в сетчатую структуру
слой горячих ионизированных газов обычно прилипает к изоляционным стенкам 52 с обеих сторон
дугогасительного контактного плеча 258,234 на рис. 15. Контактный элемент 194, создающий дугу,
предпочтительно имеет прямоугольное поперечное сечение, узкую ширину и относительно большую высоту,
так чтобы перфорация в сетках имела такую ширину, которая обеспечивала бы деионизацию дугового
пространства в случае, если дуги малого тока продолжают возникать в перфорации 193, не перемещаясь в
сетки.
На фиг. 20 показана еще одна конструкция для надежного обеспечения образования дуги внутри сетчатой
структуры, в которой подвижный дугообразующий электрод 201 контактирует с сетками 202 в нижней части
деионизирующей камеры 203. Один конец дугогасящего контактного элемента 201 покрыт блоком
изоляционного материала 204, который выровнен по поверхности дугогасящего контактного элемента 201
таким образом, чтобы скользить под сетками, за проводящей поверхностью контактного элемента. Дуга
создается подвижным контактным элементом 295 (элемент 201) и вдавливается в сетчатую структуру
изолирующим элементом 204.
В приведенном выше объяснении были описаны сетчатые конструкции, изготовленные из проволочной сетки.
Разумеется, очевидно, что может быть использована любая другая конструкция, которая разделяет
пространство между дугогасящими электродами на большое количество малых пространств, причем все эти
пространства должны быть снабжены проводящими центрами ядер для осуществления деионизирующего
действия по всему пространству между дугогасящими электродами.
На рис. 21 и S2 сетки показаны в виде металлических листов 210 с перфорациями 211, обеспечивающими
свободный путь для распространения дуги между дугообразующими электродами 212. В показанных на
рисунке решетках определенного типа перфорации выполнены таким образом, что образуют двойной
гребенчатый элемент, с обеих сторон которого расположен узкий прямоугольный контактный элемент 213
дугового выключателя. Сетчатые листы изготовлены из упругого материала, такого как фосфористая бронза.
Расстояние между концами зубцов гребенки 214 меньше ширины лезвия выкидного ножа 213, так что.
Когда устройство находится в закрытом положении, как показано на рисунке, зубья деионизирующих гребенок
отгибаются наружу, готовые вернуться в исходное положение и образовать узкую щель сразу после
извлечения выключателя. Такая конструкция обеспечивает эффективное деионизирующее действие при
размыкании автоматического выключателя, поскольку дуга, создаваемая контактной пластиной 213 в
пространстве между зубцами 214 сетки 210, полностью охватывается проводящим деионизирующим
элементом, который обеспечивает быстрое восстановление дугового зазора до его первоначального
непроводящего состояния без необходимости дальнейшего перемещения дуги.
- Для срабатывания описанного выше автоматического выключателя правая часть 215 гребенчатой сетчатой
структуры может быть 7(.
немного сдвинут вправо, чтобы обеспечить достаточно большое отверстие для вставки складного ножа 218.
Впоследствии гребенчатая структура s была возвращена в нормальное рабочее положение 75, в котором
зубцы гребенки решеток изогнуты контактным лезвием выключателя, как показано на чертеже.
Автоматический выключатель может быть также сконструирован таким образом, что контактная пластина
вставляется в гребенчатую структуру с одной стороны и извлекается из нее с другой стороны, как показано
стрелкой 216 на рис. 22. Над гребенчатой структурой может быть размещена дополнительная сетчатая
структура 217 для приема 85, которые нарисованы между гребенчатыми сетками, при этом дуга движется
вверх.
На фиг. 23 и 24 показана деионизационная камера, обеспечивающая эффект гребенчатой структуры,
показанной на фиг. 21 и 22, с конструкцией, использующей проволочные сетчатые решетки. Камера
деионизации разделена на нижнюю часть 231 и верхнюю часть 232, прижимающие с обеих сторон контактную
пластину 233 дугового выключателя 95, при этом сетки изготовлены из упругого материала, а пазы для
контактной пластины несколько уже ширины выключателя, так что концы сеток, обращенные к контактной
пластине 1003, отскакивают назад после извлечения пластины из сетчатой конструкции в направлении,
указанном стрелкой 234.
— Очень простой механизм предотвращения опасности повторного зажигания по причине 105 невозможности
перемещения дуги в структуру деионизирующей сетки показан на рис.
25. Один из дугогасящих электродов показан в виде проводящего сосуда 251, содержащего ртуть 252. Другой
электрод 110 представляет собой металлическую пластину 253, которая может перемещаться вниз до тех
пор, пока не соприкоснется с ртутью. Металлическая пластина 253 несет изоляционный корпус 254, в котором
установлен блок 115 из горизонтально расположенных решеток 255. Сетки 255 расположены под подвижным
электродом 253 и полностью погружаются в него, когда подвижный электрод находится в контакте с ртутью.
Когда электрод 120 253 поднимается в открытое положение, как показано на рисунке, область прижимается
между поверхностью электрода и мерной кривизной и ограничивается пространством, занимаемым сетками
255. Таким образом, обеспечивается быстрое деионизирующее действие.
Другой механизм протягивания дуги через деионизирующие сетки с помощью ртути показан на рис. 26, 130 1
25812104, где электроды дуги выделяют значительные количества паров металла. Такой пар обладает
гораздо более низким ионизирующим потенциалом, чем воздух, и, следовательно, термически ионизируется
при гораздо более низкой температуре, чем воздух. Соответственно, когда проволока расположена близко к
одному из электродов дуги, она окружается парами металла, и для создания большого тока в проволоке
достаточно относительно низкого потенциала. 75 Однако, когда проволока находится дальше от электрода,
она окружена воздухом, и ток к ней будет незначительным, даже если приложенный потенциал относительно
высок. На рис. 27 показана деионизационная камера, в которой решетчатые листы 270 защищены от
воздействия парового потока 271, исходящего от дуговых клемм 272, на электроды путем изгибания клеммных
пластин 273 в сторону от решетчатой конструкции и придания им формы рогов. По мере перемещения дуги
271 вверх в решетчатой конструкции, клеммы дуги смещаются наружу на клеммных пластинах 273, и
взрывная волна 271 направляется от решеток, а не в них, как в случае, когда клеммные пластины
параллельны решетчатым листам.
95 Для защиты решетчатых листов от прямого воздействия паров, исходящих от дуговых электродов, могут
быть использованы и другие конструкции.
Таким образом, на рис. 28 дугогасительная камера 100 280, аналогичная камере на рис. 11, снабжена
изоляционными барьерами 281, прерывающими прямой путь между клеммными пластинами 282 и
деионизирующими листами 283, при этом искрение между двумя клеммными пластинами 105 282 происходит
по несколько извилистому пути через расположенные в шахматном порядке отверстия 284 в изоляционных
барьерах.
На фиг. 29 показана еще одна модификация изобретения, в которой решетчатые листы 290 удерживаются
между изоляционными пластинами 291, которые снабжены в середине отверстиями 292 для дуги. Клеммные
пластины 293 115, между которыми возникает дуга, создаваемая прерывающими клеммами, расположены
снаружи изоляционных пластин 291 и расположены таким образом, что дуговой разряд 294, исходящий от
клемм, направлен в сторону от отверстий 292 в изоляционных пластинах 291.
с обеих сторон сетки.
Было описано множество структур и изложены принципы, позволяющие размыкать цепи, по которым
протекают очень большие токи при высоких напряжениях, без использования масла для гашения дуги,
возникающей между клеммами, прерывающими цепь. На рисунке 130 изображен сосуд 260 из изоляционного
материала, который шарнирно закреплен и может перемещаться из горизонтального положения, показанного
на чертеже, в вертикальное положение. Сосуд 260 имеет два расширенных отсека 261 и 262 на своих торцах,
а пространство между двумя отсеками заполнено рядом решеток 263, конструкция которых аналогична
описанной в связи с другими деионизирующими сооружениями. Электроды 264 и 265 проходят в отсеки 261 и
262 соответственно, являясь дуговыми клеммами автоматического выключателя.
Сосуд 260 содержит ртутный блок 266, заполняющий его нижнюю часть и обеспечивающий соединение между
двумя электродами 264 и 265. При повороте сосуда 260 в вертикальное положение ртуть разрывает контакт с
электродом 264, который перемещается вверх, и отступающая ртуть создает дуговой разряд через сетки, в
результате чего дуга деионизируется.
При проектировании деионизирующей камеры необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать
повреждения решетчатых листов электрической дугой, возникающей между основными дугогасительными
пластинами. С этой целью желательно обеспечить перемещение дуги внутри желоба, чтобы предотвратить ее
застревание и прохождение через определенный участок сетчатой структуры. Однако было установлено, что
паровой поток, исходящий от клемм на пластинах с обеих сторон решетчатой конструкции, при определенных
условиях может оказывать пагубное воздействие на решетки.
Нагрев деионизирующих решеток в дуговом разряднике происходит двумя способами: во-первых, за счет
излучения и теплопроводности от горячих газов дуги, и во-вторых, за счет непосредственного выделения
тепла на поверхности материала решетки под действием токов, протекающих через решетки. Было
установлено, что при помещении проволоки в зону вблизи дугового разрядника и подаче на нее напряжения к
проволоке протекает значительный ток. Если проволоку отодвинуть дальше от дугового разрядника, ток,
протекающий по проволоке, станет пренебрежимо малым. Таким образом, в случае дуги силой 50 ампер,
провод, расположенный на расстоянии одной шестнадцатой дюйма от каждого электрода и поддерживаемый
при напряжении 30 вольт отрицательном относительно дуги, пропускал большой ток, в то время как тот же
провод, расположенный на расстоянии половины дюйма от электрода и поддерживаемый при напряжении 140
вольт отрицательном относительно дуги, пропускал лишь очень малый ток.
Считается, что изменение величины тока, протекающего по проводу, в зависимости от расстояния между ним
и клеммой, обусловлено тем фактом, что было указано в пункте 258,234. В автоматических выключателях
переменного тока повторное зажигание дуги может быть успешно предотвращено путем искусственного
увеличения скорости деионизации дугового пространства и, таким образом, контроля скорости повышения
напряжения на клеммах дуги, чтобы градиент потенциала в деионизированном пространстве никогда не
достигал значения, при котором произойдет повторное зажигание.
Изобретение может быть реализовано во многих других конструкциях, а особенности искусственного
увеличения скорости деионизации могут быть реализованы в других типах автоматических выключателей и в
других устройствах, где важно предотвратить повторное зажигание дуги. В частности, усовершенствованная
деионизирующая структура может быть успешно применена в автоматических выключателях, использующих
жидкие гасящие среды, такие как масло.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_258235.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=258235&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB258235A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Франция): 8 сентября 1925 г.
2
8.
делать. Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): август.
4,
1926. № 19304/26.
Завершено: 29 сентября 1927 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в методе и аппаратуре комбинированного радио- и сверхзвукового типа для целей
навигации.
Мы, Шарль Луи Флориссон, гражданин Франции, проживающий по адресу: площадь де л'Альбони, 6, Париж,
Франция, и компания SocInTf: DE CONDENSATION ET D'APPLICATIONS MEcHANIQuEs, анонимное общество,
организованное в соответствии с законодательством Франции, проживающее по адресу: площадь Эдуарда
VII, 10, Париж, Франция, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Известны процессы и устройства, позволяющие судну определять свое местоположение относительно
расстояния от фиксированной точки или от другого судна. В таких процессах подводные сигналы и
радиосигналы передаются одновременно с передающей станции, при этом расстояние между передающей и
приемной станциями измеряется интервалом времени, разделяющим прием двух сигналов различной
природы.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование процессов, заключающееся в использовании
сверхзвуковых сигналов. Как известно, эти сверхслышимые сигналы позволяют передавать направленные
лучи, благодаря чему становится возможным использовать это свойство сверхслышимых волн для указания
направления лучей, что позволяет судну определять свое положение не только по расстоянию, как в
известных процессах, но и по направлению, без необходимости, как уже предлагалось, использовать сигналы,
передаваемые двумя различными береговыми станциями.
Одним из преимуществ усовершенствованного процесса, являющегося предметом настоящего изобретения,
является то, что, поскольку ультразвуковые волны могут иметь частоту, идентичную частоте радиоволн, на
передающей станции 45 можно использовать один и тот же генератор для электрических колебаний в
радиопередатчике и в ультразвуковом передатчике, поскольку они расположены в одной и той же
электрической цепи, и, аналогично, на приемной станции можно передавать в одно и то же приемное
устройство электрические колебания посредством радиоантенны или приемного устройства и ультразвуковые
волны 55 посредством ультразвукового приемного устройства.
Указанный метод и способы его осуществления подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи,
приведенные в качестве примера.
Предположим, есть станция А и станция В (то есть наземная станция и судно, или два судна). Если эти
станции оборудованы следующим оборудованием:
А. Радиопередающее устройство.
Б. Приемный радиогониометр.
А. Ультразвуковой передатчик подводного типа (с горизонтальной передачей).
B. Ультразвуковой приемник, расположенный в горизонтальной плоскости в виде гониометра. Станция B в
течение 75 секунд передачи от станции A может определять ее местоположение, то есть определять ее
направление, и с помощью морского компаса B может определять азимуты станции A.
Короче говоря, с помощью этих устройств станция B может определить свое положение в направлении (и
только в этом) относительно или географически относительно точки А.
Расстояние АБ недостает для определения его фактического положения. 85 Но хотя для навигации очень
полезно уметь определять направление к заданной станции относительно точки t: Пока.
Находясь на побережье или относительно другого судна, этого будет недостаточно для полного решения
проблемы безопасной навигации в туманную погоду.
Полное решение получается, когда положение данной станции может быть немедленно определено
относительно удаленной точки.
Наш усовершенствованный метод полностью решает эту проблему за счет использования определенной,
известной конструкции оборудования, благодаря чему судно B может немедленно определить свое
относительное или географическое положение относительно станции A, или два судна B1 и B2 могут взаимно
определить свои положения, обеспечивая таким образом совершенно безопасную навигацию в туманную
погоду.
I. Станция А оборудована следующим образом: (а) известным сверхзвуковым передатчиком подводного типа
с горизонтально направленным излучением, который либо стационарен и передает сигнал под заданным
углом, либо может вращаться в горизонтальном направлении, либо, кроме того, сверхзвуковым передающим
устройством, которое передает сигнал во всех направлениях; (б) устройством, генерирующим электрические
колебания сверхзвуковой частоты и подающим питание на указанный сверхзвуковой передатчик известным
способом. Аппарат (а) и (б) образуют сверхзвуковое передающее устройство известного типа; (в) антенну или
радиоантенну, которая может по желанию излучать радиоволны либо во всех направлениях, либо в
определенных направлениях. В последнем случае азимут радиоволн соединен по вращению с азимутом
сверхслышимых волн, передаваемых подводной лодкой, и эти два азимута могут совпадать или быть
разделены заданным углом; (d) новая схема цепей и специальных элементов, позволяющая производителю
высокочастотного сигнала b обеспечивать питанием как указанную антенну, так и сверхслышимый
передатчик.
Такая общая компоновка аппаратуры позволит станции А передавать как радиосигналы, так и сверхзвуковые
сигналы, которые могут быть синхронными.
При нынешнем применении метода мощность, излучаемая антенной (или радиоантенной), регулируется
таким образом, что практическая дальность действия радиосигналов будет превышать практическую
дальность действия сверхслышимых сигналов подводных лодок.
II. Станция B оборудована следующим образом: (e) сверхзвуковым аппаратом, который является тем же
аппаратом, что и (a), но используется в качестве приемника и может поворачиваться во всех направлениях, а
также средствами для считывания углов направления (или пеленгов), что представляет собой известное
устройство; (f) электрическим приемником сверхзвуковых волн известного типа, состоящим, как правило, из
усилителя с трехэлектродными лампами, с гетеродином или без него, что напоминает известный
радиоаппарат (усилитель для электрических колебаний); 75 Аппараты (c) и (/) образуют сверхзвуковой
приемный комплект известного типа; (g) приемной антенной, приспособленной для приема радиоволн во всех
направлениях, а также приемной антенной направленного типа, например, рамой радиогониометра; азимут
направленного радиоприемника предпочтительно соединен с азимутом сверхзвукового подводного
приемника; (h) новая схема цепей и устройств, позволяющая радиоприемной антенне (g) обеспечивать
приемник (f) одновременно с подачей сигнала от сверхзвукового устройства (a); при таком общем
расположении аппарата тот же аппарат (/) будет использоваться для приема как сверхзвуковых сигналов
подводных лодок, так и радиосигналов; (i) устройство, включающее реверсивное реле с задержкой
срабатывания, поворотные реле, ручной переключатель, хронограф и источник местного тока, которые
соответствующим образом соединены между собой и с аппаратом (f), как будет описано далее, что позволяет
измерять время между двумя сигналами, принимаемыми аппаратом (/), с помощью устройств, которые
срабатывают либо автоматически, либо по указанию наблюдателя.
К аппарату (i) можно добавить: (j) ручной переключатель, управляющий реле для передачи и приема между
110 сигналами, и одновременно отключающий хронограф (i). Реле для передачи и приема сигналов
представляет собой реле, обозначенное в целом цифрой 36 на прилагаемых 115 чертежах, описанных ниже,
которое может срабатывать для отправки сигналов, но автоматически переводит цепи в режим приема в
интервалах между излучением 120 сигналов.
Данное реле включает в себя, совместно с тем же моторным элементом, прерыватель для управления
передачей от генератора электрических колебаний и двухсторонний коммутатор, автоматически
соединяющий систему, передающую или принимающую радио- или ультразвуковые колебания, причем это
соединение осуществляется — в случае передачи258,235 — на работающий генератор электрических
колебаний, а в случае приема — на приемное устройство станции.
(k) дополнительная схема, позволяющая заменить указанный хронограф реле с запаздывающим действием,
предназначенное для многократных операций, и управляющая только что упомянутым реле таким образом,
что как только приемник 27 (/) получит сигнал, можно немедленно передать сигнал заданной длительности
либо автоматически, либо вручную с помощью аппарата (b) и (a) или (c). Указанное специальное реле
обеспечивает последовательность манипуляций, необходимых для этой операции, как будет сообщено
далее.
МЕТОД.
Станция А с помощью вышеупомянутого оборудования a b c dC синхронно передает радио- и сверхзвуковые
сигналы.
Станция B, находясь в зоне приема ультразвука и используя ненаправленную антенну и аппаратуру e] g h, в
данный момент времени принимает радиосигналы от станции A посредством ненаправленного радиоприема.
Затем станция B заменяет указанную антенну направленным антенным устройством, например, рамой
радиогониометра, и может определить направление на точку А известным способом. Это позволит направить
сверхзвуковой подводный приемник в сторону точки А, что автоматически происходит при соединении двух
устройств.
Когда расстояние между точками АВ и А оказывается в пределах слышимости, станция В может немедленно
услышать сигналы, посылаемые из точки А.
Каждый сигнал от А (радио или сверхслышимый) передается в В, во-первых, радиоволнами со скоростью
света, что происходит практически мгновенно, и, во-вторых, сверхслышимыми вибрационными упругими
волнами, скорость распространения звука в воде которых равна v (около 1500 метров в секунду).
Приём сигнала, передаваемого двумя различными способами, показан на рисунке B, когда он исходит из
аппарата f и разделяется двумя сигналами, расположенными на расстоянии друг от друга на время t.
Это расстояние или задержка t измеряется с помощью хронографа i.
Расстояние AB = d определяется уравнением d = t (хронограф может быть градуирован непосредственно по
расстояниям).
Поскольку расстояние d известно, и, с другой стороны, направление на точку А было определено с помощью
радиогониометрии для больших расстояний и с помощью ультразвуковой гониометрии (которая более точна)
для коротких расстояний, станция В теперь будет располагать достаточными данными для определения
своего положения относительно точки А (относительно или географически, используя направление для
определения азимута с помощью компаса).
Таким образом, проблема определения положения точки B относительно точки A решена.
III. – Для частного случая двух судов BI1 и B2. 75 Каждая из двух станций оснащена комбинированным
оборудованием I и II.
(Радио- и ультразвуковая аппаратура.) Данная комбинация двух комплектов аппаратуры, а именно
комбинированного передатчика 80 и приемника для радио- и ультразвуковых волн, реализуется посредством
вышеупомянутого реле.
Соседние файлы в папке патенты