Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_470
.pdf
Дата подачи заявки:
Август. 11, 1921, № 32773/20.
176,066 Заявка принята, март. 9, 7922.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования винтовых и аналогичных пропеллеров для самолетов.
Я, Сесил Снэнлиф Куксон, «Митчелдин», Кембридж-роуд, 17, Истборн, Сассекс, гражданин Великобритании,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное усовершенствование представляет собой
приспособление для любого авиационного пропеллера или винта. Вышеуказанная конструкция представляет
собой кольцо, изготовленное из обтекаемой трубы, внутри которого по всей окружности проходит стальная
жила, поддерживаемая верхним и нижним краями, приваренными к трубе. Такое расположение стальной
жилы предотвращает любые колебания, вызванные вращением пропеллера.
На прилагаемых рисунках (рис.) На рисунке I показан вид с торца пропеллера, оснащенного моей
модификацией, а на рисунке 2 — вид с торца. На рисунке II показан подробный способ крепления лезвий к
ободу.
На четырехлопастном тракторном винте диаметром одиннадцать футов, вращающемся со скоростью 1100
оборотов в минуту и создающем тягу в 1400 фунтов, моя модификация должна быть сконструирована
следующим образом: Возьмите 34 4/7 фута обтекаемой трубы диаметром 18 S.W.G., еще не закрытой,
обозначенной B, B, B, B на рис. 1, диаметром 1114 дюймов и внешним диаметром 32 4 дюйма, весом 16,84
фунта. Эту трубу необходимо согнуть и поместить в приспособление, представляющее собой деревянный
круг диаметром 11 футов с пазом, идущим по всей окружности, и зазором в 111 дюймов, чтобы можно было
проверить точность трубы B, B, B, B.
Теперь возьмем стальной пруток размером 34317 футов на 5,8 дюйма на 11 дюймов, который весит 9,11
фунтов.
Изогните трубу в форме буквы B, B, B, B, эту стальную жилу, обозначенную буквой D, теперь необходимо
просверлить в четырех местах в центре с помощью буровой установки 3116I, оставив ровно 5 футов и 1116
дюймов между центрами отверстий. [Цена 1/-]
Фитинги, обозначенные буквой c, с помощью которых адаптер B (45°) крепится к лезвиям A, надеваются на
стальную жилу D до соединения концов последней. Затем, когда найдено правильное положение фитингов c,
в нижней части трубки B вырезается паз шириной 5116 дюймов и длиной 1 дюйм M, чтобы шток c мог занять
положение, показанное на рис. II. Болт E теперь проходит прямо через верхнюю часть детали c, а также через
жилу D, четко показанную на рис. II. Вена D и фитинг c, которые теперь представляют собой единое целое,
помещаются в обтекаемую трубку B таким образом, чтобы стержень c попадал в паз, как описано выше. Затем
жила D приваривается к трубе B под углом 60 градусов, как показано на рис.
1
I так, чтобы он подходил к тому участку трубки B трубопровода, имеющей внутренний диаметр 31 дюйм.
Теперь трубку можно закрыть. 65 Деталь c изготовлена из куска круглого стального прутка диаметром 1/16
дюйма, длиной 61j дюймов, сплющенного до толщины 9/32 дюйма на 1/116 дюйма, с пазом по центру,
начинающимся на расстоянии 3/64 дюйма от верха и продолжающимся вниз на 70 до 3/64 дюйма в длину и
3/32 дюйма в ширину, оставляя по 3/32 дюйма с каждой стороны от D, к которой она крепится болтами. Другой
конец этого круглого стального стержня c теперь необходимо разрезать по центру, но примерно на 1/8 дюйма
от верхней щели 75 (через которую проходит жила D на другом конце), чтобы учесть угол между трубкой B, B,
B, B и передней кромкой кончика лопасти; сторона разреза, расположенная ближе к болту E, может
подниматься до 80 5/16 дюйма от трубки B, B, B, B, в то время как сторона, поднимающаяся до 1/16 дюйма (t),
должна учитывать изгиб передней кромки кончика лопасти винта.
i ii i i i ii i 11 1.
i i i 17. Этот конец теперь сплющен до ширины 1/37 дюйма и толщины 118 дюймов, таким образом, остается
1110 дюймов на 17132 дюйма для крепления с обеих сторон лопастей A, A, A, Al прямо вниз примерно на 1114
дюймов от передней кромки. При выравнивании этого конца его необходимо сузить таким образом, чтобы на
расстоянии 314 дюймов от конца среза длина составляла 1/1 дюйма (11 дюймов с каждой стороны от A) на
7116 дюймов, что обеспечит необходимую прочность крепления к винту.
Детали c теперь прикреплены к лезвиям A, A, A, A десятью гайками и болтами 4 B.A., проходящими насквозь
через лезвия, отмеченные на рис. II 1-10 также двадцать (20) 318 № 5 стальных винтов с потайной головкой,
расположенных между болтами, которые должны быть как можно заподлицо, чтобы ткань закрывала кончик
лопасти пропеллера, как обычно.
Соединение труб B, B, B, B (т.е., двух концов) должно располагаться посередине относительно соединения
стальной жилы D, и для обеспечения баланса на обоих концах должно использоваться одинаковое
количество сварки.
Теперь, подробно описав и определив природу указанного изобретения и способ его осуществления, я хотел
бы отметить, что мне известно о том, что в четырех принятых полных спецификациях уже предлагалось
использовать трубчатые обода обтекаемого сечения вокруг авиационных пропеллеров и морских винтов, и я
заявляю, что, с учетом данного оговорки,
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_176067.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=176067&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB176067A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: ноябрь. 16, 1920. № 32342/20 Полностью слева: сентябрь. 74, 1921.
Завершено: февраль. 16, 1922, ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, обеспечивающие это.
В «Способах принудительного подъема жидкости и получения энергии из жидкости под давлением и в
аппарате» я, Уильям Джозеф Русделл, проживающий по адресу: Бат-роуд, 6, Вулверхэмптон, графство
Стаффордшир, британский подданный, настоящим заявляю, что природа данного изобретения заключается в
следующем: В обычных поршневых насосах с приводом от двигателя, в которых вращательное движение
вращающейся части, такой как вал, передается кривошипом или его эквивалентом поршню, ковшу, плунжеру
или подобному элементу, далее именуемому поршнем, который воздействует на перекачиваемую жидкость и
заставляет ее двигаться, указанный поршень обычно движется приблизительно с гармоническим колебанием,
поскольку кривошип вращается приблизительно равномерно.
В большинстве насосов прохождение жидкости через насос является непрерывным, хотя в трубопроводах,
ведущих к насосу или от него, оно может быть более или менее непрерывным благодаря использованию
воздушных сосудов или подобных устройств на всасывающей и нагнетательной сторонах.
В других насосах предпринимались попытки добиться равномерного потока за счет использования импульса
относительно длинного столба жидкости и приложения к этому столбу, по сути, серии импульсов поршнем,
который совершает возвратно-поступательное движение вокруг своей оси с приблизительно гармоническими
колебаниями, получая свое движение от вращающегося кривошипа или аналогичного устройства.
Движение поршня может соответствовать только более равномерному движению столба жидкости, что
приводит к возникновению импульса в течение относительно небольшой части каждого оборота, и чем
равномернее движение столба жидкости, тем короче период импульса.
Целью настоящего изобретения является создание насоса с возвратно-поступательными поршнями, которые
получают свое движение [Цена 1/-] от приблизительно равномерного вращения вала, маховика или другой
части или частей, далее именуемых «вращающимися частями», или управляются таким движением,
обеспечивающим равномерную скорость нагнетания без использования воздушных сосудов или подобных
устройств и без необходимости использования движущегося столба жидкости, и, кроме того, в котором
скорость потока жидкости одинакова во всех частях насоса и остается непрерывной и равномерной в
соответствии со скоростью вращения управляющего вала. Таким образом, поскольку обратного направления
потока не происходит, и даже скорость потока не изменяется.
Насос можно эксплуатировать на высоких скоростях.
К перекачиваемой жидкости прикладывается ряд периодов равномерного давления, по сути, непрерывное
равномерное давление, так что количество перекачиваемой или принудительно подаваемой жидкости
пропорционально угловому перемещению вращающихся частей в течение любой или всех частей оборота.
Следовательно, если насос приводится в движение ремнем или зубчатой передачей, или напрямую от
двигателя или электродвигателя, то поглощается постоянный крутящий момент, что предотвращает
вибрацию ремня, люфт, а также нагрузки и удары на двигатель, электродвигатель или детали насоса.
Способ получения желаемого результата можно сначала рассмотреть следующим образом: два или более
поршня, каждый из которых работает в цилиндре, бочке или эквивалентном устройстве, последовательно друг
с другом, оказывают давление в одном направлении на перекачиваемую жидкость, предпочтительно каждый в
течение равной доли оборота вращающихся частей, и хотя это не обязательно, обычно желательно, чтобы
периоды давления перекрывались, то есть один поршень начинал оказывать давление.
176.037 C:12QQ — это fl,, "I 176,067 давление до того, как предыдущий поршень перестанет оказывать
давление. Поршни могут быть снабжены клапанами обычного автоматического обратного типа,
позволяющими жидкости проходить через поршень, или же клапаны могут располагаться в неподвижной
части вблизи поршня. В любом случае, дело в клапанах! может управляться автоматически, а не работать в
автоматическом режиме.
Если имеется два поршня, каждый из них может оказывать давление на протяжении более половины оборота.
Если имеется три поршня, каждый из них может оказывать давление более чем на одну треть оборота;
фактически, при необходимости, каждый поршень может оказывать давление значительно более чем на
половину оборота.
Преимущество перекрытия периодов давления заключается в том, что становится возможным обеспечить
закрытие в любой момент времени клапанов, относящихся как минимум к одному поршню, и, следовательно,
исключить проскальзывание.
Жидкость последовательно проходит через различные комплекты клапанов, расположенных как в поршнях,
так и в неподвижных механизмах, и поршни последовательно воздействуют на жидкость. По сути, поршни
действуют и оказывают давление на один столб жидкости, хотя, как уже упоминалось, изобретение устраняет
необходимость в том, чтобы столб был длинным для достижения равномерной скорости. С другой стороны,
колонна может быть длинной, не вызывая при этом ударных нагрузок на поршни или клапаны.
3,5 Два или более поршня, каждый из которых работает в цилиндре или его эквиваленте, могут работать
параллельно для увеличения производительности или улучшения механической работы, и такая группа
поршней может работать последовательно с другим отдельным поршнем или группой поршней, работающих
параллельно.
Ниже будет описан один из вариантов устройства для реализации изобретения: предполагается, что
мощность передается от равномерно вращающегося двигателя или мотора к валу, который будет вращаться
равномерно. Вал несет на себе ряд кулачков, соответствующих количеству поршней — в данном случае два,
и поршни в этом случае снабжены клапанами. Каждый кулачок имеет такую форму, что передает движение
своему поршню a, как показано ниже: Этап 1. Для обеспечения равномерного перемещения поршня в течение
1 'A оборота в прямом направлении.
Этап 2. Чтобы поршень остановился на 11B оборота, то есть в оставшейся части оборота, и изменил
направление своего движения на обратном ходе, а после завершения обратного хода снова остановился,
затем изменил направление его движения и достиг равномерной скорости на этапе 1, на прямом ходе.
Теперь, благодаря соответствующей конструкции кулачка, можно добиться того, чтобы A превышало '2', когда
B становится меньше 2 для Ij.k+, IB должно равняться 1.
Этап 2 можно рассматривать как подразделенный на три части: крайнюю часть, где скорость поршня
изменяется на противоположную, и среднюю часть, где поршень проходит большую часть своего обратного
хода, и в некоторых случаях может быть желательно, чтобы поршень двигался с постоянной скоростью в
указанной средней части.
На первом этапе, который представляет собой рабочий ход или его часть, клапаны в поршне закрыты, а на
втором этапе клапаны открываются, позволяя жидкости проходить через поршень.
Предположим, что в данном случае имеются два поршня, приводимые в движение кулачками. Последний
должен быть настроен таким образом, чтобы первая ступень одного поршня совершала пол-оборота впереди
или позади первой ступени другого поршня. Следовательно, если A равно 2, поскольку оба поршня действуют
последовательно на жидкость, равномерное движение одного поршня во время рабочего хода начинается
немедленно, как только равномерное движение другого поршня прекращается, так что жидкость всегда
равномерно выталкивается одним или другим поршнем.
Обычно клапаны будут автоматического обратного типа, так что, когда один поршень в своем заданном
движении перестает двигаться с равномерной скоростью вперед на этапе 1, клапаны откроются на этапе 2,
чтобы позволить жидкости следовать за движением другого поршня, теперь на этапе 1.
Если значение A превысит 2, то можно будет наблюдать перекрытие этапов 1, что даст время клапанам
одного поршня закрыться до того, как откроются клапаны другого поршня, и тем самым предотвратит
возможность одновременного открытия клапанов обоих поршней. Таким образом, возможность
проскальзывания через клапаны и последующего гидравлического удара может быть исключена, поскольку,
поскольку клапаны соединены последовательно, при закрытии одного комплекта может произойти
проскальзывание.
Чем больше значение A, тем больше степень перекрытия, но при этом значение B должно уменьшаться, и,
следовательно, тем выше должна быть скорость поршня на обратном ходе.
Если группы поршней используются последовательно, 12 можно еще больше увеличить эффект перекрытия
или уменьшить скорость обратного хода. Таким образом, при заданном уровне перекрытия значение -A может
уменьшиться, а значение 12 B — увеличиться.
При наличии трех поршней обычно удается установить соответствующие ступени на треть оборота друг
относительно друга, а при наличии четырех поршней — на четверть оборота друг относительно друга и так
далее.
Что касается строительства, то возможны различные варианты. Таким образом, для последовательного
приведения в действие двух или более поршней или групп поршней может использоваться только один
механизм, например, путем расположения поршней для работы в противоположных направлениях или
расположенных в линию друг с другом, при этом трубы, соединяющие соответствующие цилиндры, могут быть
расположены с прорезями.
Подходящая конструкция получается путем соединения пар цилиндров с помощью изгиба на 180 градусов или
нескольких изгибов или крышек и попеременного перемещения поршней в противоположных направлениях с
помощью одного или нескольких кулачков.
Кулачки могут воздействовать предпочтительно через ролики или другие антифрикционные устройства
непосредственно на скользящие детали, прикрепленные к поршням или поршневым штокам, либо через
рычаги.
Приводя в действие клапаны и подавая жидкость под давлением, устройство может использоваться в
качестве двигателя. Возможность перекрытия ступеней очень полезна, поскольку в этот период клапаны
можно удобно регулировать.
Одновременно можно открывать один клапан или группу клапанов, и поскольку во время открытия одного
клапана другой клапан или группа клапанов, соединенных последовательно, уже закрыты, чтобы
противостоять давлению, клапан, который необходимо открыть, может быть открыт свободно, а не против
давления. Форма кулачков может быть немного изменена по сравнению с предпочтительной для насоса,
чтобы обеспечить тенденцию к открытию клапанов в нужное время и, таким образом, помочь механизмам
управления клапанами.
Для целей «заполнения насоса» в подходящем месте может быть предусмотрен дополнительный клапан или
комплект клапанов.
Между поршнем и кулачком могут использоваться пружины для предотвращения ударов, которые могут быть
вызваны ошибками в конструкции, такими как незначительные неточности в форме кулачка или диаметра
поршня; или из-за того, что клапан (клапаны) не могут закрыться или открыться в нужное время из-за
какого-либо препятствия.
Кулачок или кулачки могут быть простыми или сложными, либо могут использоваться другие аналогичные
устройства.
Датировано 16 ноября 1920 года.
У. Дж. РИТСДЕЛЛ.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования методов принудительного вытеснения или повышения выработки энергии из жидкости.
1,
Уильям Джозеф Р. С. Блэлл, проживающий по адресу: Бат-роуд, 6, Вулверхэмптон, графство Стаффордшир,
подданный Великобритании, настоящим заявляет о природе данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующей ситуации: В обычных
поршневых насосах с приводом от двигателя, в которых вращательное движение вращающейся части, такой
как вал, передается через кривошип или его эквивалент на поршень, шкив, плунжер или подобное устройство,
далее именуемое поршнем, которое воздействует на перекачиваемую жидкость и заставляет ее двигаться,
указанный поршень обычно движется приблизительно с гармоническим колебанием, поскольку кривошип
вращается приблизительно равномерно.
В большинстве насосов прохождение жидкости через насос носит прерывистый характер, хотя в трубах,
ведущих к насосу или от него, оно может быть более или менее непрерывным из-за использования воздуха и
давления, а также в аппаратных сосудах или подобных устройствах на всасывающей и нагнетательной
сторонах.
В других насосах предпринимались попытки добиться равномерного потока за счет использования импульса
относительно длинного столба жидкости и приложения к этому столбу, по сути, серии импульсов поршнем,
который совершает возвратно-поступательные движения с приблизительно гармоническим колебанием,
получая свое движение от вращающегося кривошипа или аналогичного устройства.
Движение поршня может соответствовать более равномерному движению столба жидкости, создавая импульс
лишь в течение относительно небольшой части каждого оборота, и чем равномернее движение столба
жидкости, тем короче период импульса.
Одной из целей настоящего изобретения является создание насоса с 10 возвратно-поступательными
поршнями, движение которых обеспечивается или контролируется приблизительно равномерным вращением
вращающегося вала, маховика или другой части или частей, далее именуемых вращающимися частями, что
обеспечивает практически равномерную скорость нагнетания без использования воздушных насосов или
подобных устройств и без необходимости использования импульса движущегося столба жидкости.
К перекачиваемой жидкости прикладывается ряд равномерных периодов давления, по сути, непрерывное
однородное давление, так что количество перекачиваемой или принудительно подаваемой жидкости
пропорционально угловому перемещению вращающихся частей в течение любой или всех частей оборота.
Следовательно, если насос приводится в движение ремнем или зубчатой передачей, или напрямую от
двигателя или электродвигателя, то при перекачивании жидкости может поглощаться постоянный крутящий
момент, что предотвращает вибрацию ремня, люфт или нагрузки и удары на двигатель, электродвигатель или
детали насоса.
Способ получения желаемого результата можно сначала рассмотреть следующим образом: — Два или более
поршня, каждый из которых работает в цилиндре, бочке или эквивалентном устройстве, воздействуя на
жидкость последовательно друг с другом.
Оказывать давление на перекачиваемую жидкость в одном и том же направлении, предпочтительно в течение
равной доли оборота вращающихся частей, и хотя это не обязательно, обычно желательно, чтобы периоды
давления перекрывались, то есть один поршень продолжал оказывать давление до того, как предыдущий
поршень 3P перестал оказывать давление.
Поршни могут быть снабжены клапанами обычного автоматического обратного типа, позволяющими жидкости
проходить через поршень, или же клапаны могут быть расположены в неподвижной части вблизи поршня. В
любом случае клапаны могут управляться вручную, а не работать автоматически.
Если имеется два поршня, каждый поршень может оказывать давление на протяжении более половины
заданного диапазона. Если имеется три поршня, каждый из них может оказывать давление более чем на одну
треть оборота; или, при желании, каждый поршень может оказывать давление значительно более чем на
половину оборота.
Преимущество перекрытия периодов давления заключается в том, что становится возможным обеспечить
закрытие в любой момент времени как минимум одного клапана, относящегося к поршню, и, следовательно,
свести проскальзывание к минимуму или полностью исключить.
Жидкость последовательно проходит через различные комплекты клапанов, расположенных либо в поршнях,
либо в неподвижных частях, и поршни последовательно воздействуют на жидкость. В данном случае поршни
воздействуют и оказывают давление на один столб жидкости, хотя, как уже упоминалось, изобретение
устраняет необходимость в том, чтобы столб был длинным для обеспечения равномерной скорости. С другой
стороны, колонна может быть одиночной, не вызывая ударных нагрузок на поршни или клапаны.
Два или более поршня, каждый из которых работает в цилиндре или его эквиваленте, могут работать
параллельно для получения большей емкости и обеспечения лучшего механического устройства, и такая
группа поршней может работать последовательно с другим отдельным поршнем или группой поршней
параллельно. 75 Устройства, способные работать в соответствии с изобретением, могут использоваться в
качестве двигателя путем подачи жидкости под давлением и, предпочтительно, управления клапанами.
Возможность расположения ступеней с перекрытием очень полезна, поскольку во время перекрытия клапаны
можно удобно регулировать. Одновременно можно управлять только одним клапаном или группой клапанов, и
поскольку во время открытия одного клапана другой клапан или группа клапанов, соединенных
последовательно, уже закрыты для сопротивления давлению, клапан, который необходимо открыть, может
быть открыт свободно, а не против давления. Конструкция кулачков может быть незначительно изменена по
сравнению с предпочтительной в варианте с кулачковым механизмом, чтобы обеспечить открытие клапанов в
нужное время и тем самым облегчить работу механизмов управления клапанами.
Для целей заполнения насоса жидкостью 9.
В подходящем месте может быть установлен дополнительный клапан или комплект клапанов.
Между пистолетом и кулачком могут использоваться пружины для предотвращения ударов, которые могут
быть вызваны ошибками в конструкции, такими как незначительные неточности в форме кулачка или в
диаметре поршня, или из-за того, что клапан (клапаны) был заблокирован каким-либо препятствием для
закрытия или открытия в нужное время. Прилагаемый рисунок более или менее схематично иллюстрирует
устройство, пригодное для практического применения изобретения.
Обращаясь к рис. 1, в параллельных цилиндрах 3а и 3б, соединенных изгибом 4, соответственно приводятся в
действие поршни с клапанами 2а и 2б. Поршневые штоки 6a, (36 скользят по сальникам 7a, 7b и несущим
роликам Sa, Sb, взаимодействуя с кулачками 9a, 9b, которые в реальной конструкции могут быть установлены
на 1l.
общий вал или, соответствующим образом, «соединенные шестернями так, чтобы вращаться вместе в
направлениях стрелок». Пружины 1)Oa 10b обеспечивают контакт роликов с кулачками. 1 На схеме,
представленной на рисунке, видно, что, поскольку ролики и валики совершенно одинаковы, движения
поршней также будут совершенно одинаковыми, но в противоположных направлениях: движение одного будет
происходить на пол-оборота ролика перед или позади движения другого.
Предполагается, что кулачки вращаются равномерно. Форма кулачка 9a такова, что в течение периода
времени между моментом, когда линия a' кулачка пересекает вертикальную линию a', и моментом, когда
линия a' кулачка совпадает с x, поршень 2a движется вниз с постоянной скоростью. Аналогично, форма
кулачка 9b такова, что в течение периода времени между моментом, когда линия b1 пересекает вертикальную
линию l, и моментом, когда линия W совпадает с l, поршень 2b движется вверх с постоянной скоростью,
причем начало равномерного движения приходится на половину оборота кулачков, находящихся перед или
позади начала равномерного движения поршня 2a вниз. Однако, поскольку угол между al и a' и угол между 5l и
bV в направлении вращения превышает 180°, равномерное движение поршня 2b вверх начинается раньше,
чем прекращается равномерное движение поршня 2a вниз, и xice cersa. Величина, на которую
рассматриваемый угол превышает 1860 градусов, будет зависеть от практических соображений работы.
В момент прохождения линии a2 через точку a, движение поршня 2a сначала замедляется до тех пор, пока
поршень не остановится, затем поршень движется вверх, останавливается в верхнем положении, а затем
ускоряется вниз до тех пор, пока линия a2 снова не пройдет через точку a2, после чего поршень снова не
начнет двигаться вниз с постоянной скоростью.
Имеет определенные преимущества то, что кулачок должен иметь такую форму, чтобы, когда равномерное
движение вниз прекращается, то есть когда линия a2 пересекает линию a', скорость изменения скорости
поршня и других возвратно-поступательных частей оставалась приблизительно постоянной, как если бы
поршень двигался под действием приблизительно равномерной силы, приложенной снизу (в данном случае
пружиной l-0a), так что под действием силы поршень и его части сначала останавливаются, а затем
ускоряются вверх до скорости, необходимой для завершения хода вверх. Таким образом, замедление
скорости движения вниз и последующее ускорение могут поглотить более или менее постоянную часть силы,
приложенной пружиной 1Oa, так что давление последней может быть уменьшено до уровня, достаточного для
того, чтобы ролик оставался в контакте с пружиной и компенсировал трение между деталями с разумной
точностью.
Таким образом, давление ролика на кулачок во время реверсирования движения может быть сведено к
минимуму, и в то же время может быть исключена возможность отрыва ролика от кулачка из-за инерции.
Кроме того, желательно, чтобы форма кулачка была такой, чтобы в конце обратного хода замедление и
ускорение были приблизительно постоянными, так чтобы давление между роликом 70 т1с и кулачком было
приблизительно постоянным.
При равномерном движении поршня 2а вниз его клапаны закрыты, и жидкость выталкивается вниз в цилиндре
3а 75 и вверх в цилиндре 85. Во время равномерного движения поршня 2b вверх его клапаны закрыты, и
жидкость выталкивается вверх в цилиндре 3b, чтобы выходить через входное отверстие 1 в цилиндре 3a и
течь вниз; таким образом, скорость не изменяется независимо от того, какой поршень совершает движение.
Когда один из поршней не движется равномерно в направлении потока, его клапаны открываются на 8,5°,
чтобы обеспечить поток жидкости, вызванный движением другого поршня.
Обычно клапаны открываются и закрываются автоматически, как это хорошо известно, но иногда их можно
приводить в действие механически.
Как уже указывалось, равномерное движение поршня Onc не прекращается до истечения определенного
периода времени после начала равномерного движения другого поршня, и, следовательно, существует
определенный период времени, в течение которого клапаны последнего могут закрыться до того, как этот
поршень должен будет приступить к своей работе по принудительному перемещению жидкости, и, при
условии, что клапаны закроются в течение этого периода, практически не происходит прекращения
постоянного давления на жидкость, и, следовательно, не может произойти существенного изменения скорости
жидкости, а гидравлические потери устраняются или минимизируются. 105 Чем больше угол между a1 и a2,
превышающий 180°, тем больше «перекрытие» между равномерными периодами движения двух поршней и,
следовательно, тем больше время, доступное для закрытия клапанов. Однако для обеспечения этого
обратные ходы должны происходить с большей скоростью, чем выходные ходы, и оптимальные параметры
кулачков будут зависеть от практических соображений, таких как скорость вращения, ход поршня и
допустимая скорость жидкости, проходящей через клапаны.
На рис. 1 оси a и b вращения кулачков не расположены вертикально над осями вращения роликов,
составляющими 120°. Правильно подобрав величину этого смещения, можно практически исключить боковую
тягу на направляющих, поддерживающих ролики 126, в периоды равномерного движения, так что в периоды,
когда выполняется только полезная работа, тяга и, как следствие, трение и износ значительно снижаются.
6 Стержни hla и llb прикреплены к поршням 2a и 2b и проходят через сальники 12a и 126 соответственно; это
исключает любое дифференциальное воздействие, которое могло бы нарушить непрерывное равномерное
движение жидкости. В тех случаях, когда строго равномерный и непрерывный поток не требуется, такие
хвостовые штанги можно опустить.
На рис. 2 показано равномерное движение в направлении потока вниз для обоих поршней диаметром 1,5
дюйма. Кулачки аналогичны показанным на рис. 1, но установлены под углом 180° друг к другу, а ролики 8a и
8b расположены соответственно ниже своих кулачков, при этом положение пружины 10b соответственно
изменяется. Принцип работы будет легко понятен из описания, приведенного на рис. 1.
При высоком рабочем давлении, высокой скорости вращения или склонности клапанов для жидкости с
поршневым потоком 2,5 к медленному закрытию, как в случае с большими клапанами, может быть
целесообразно использовать более двух поршней. Таким образом, на рис. 3 показаны три поршня, каждый из
которых приводится в действие кулачком, аналогичным тем, которые показаны на рис. 1 и 2. Данная
конструкция соответствует рис. 2 в том смысле, что все поршни движутся вниз во время хода равномерного
движения.
При такой компоновке с тремя поршнями можно обеспечить значительно большее перекрытие между
периодами равномерного движения поршня. Таким образом, предположим, что равномерное движение
каждого из поршней в направлении потока занимает пол-оборота, а кулачки установлены под углом 120° друг
к другу, тогда, скажем, кулачок 9b будет находиться на 120° позади кулачка 9c, а кулачок 9a будет находиться
на 120° позади кулачка 96. Период равномерного движения поршня 2b начинается за 6 оборотов до окончания
периода равномерного движения поршня 2c, при этом перекрытие составляет 1 оборот или 600, и в течение
этого периода оба поршня 2c и 2b движутся с одинаковой равномерной скоростью в направлении потока.
Даже если клапаны во втором поршне 2b не закроются до самого конца периода перекрытия, в жидкости в
направлении потока все равно будет поддерживаться практически постоянное равномерное давление.
Аналогичное перекрытие, конечно же, будет наблюдаться и в движении поршней 21) и 2a, а также 2a и 2c.
При желании период перекрытия может быть еще больше за счет конструкции кулачков таким образом, чтобы
период равномерного движения в направлении потока занимал более половины оборота. На рис. 3 поршень
2a c 5 только начинает свое равномерное движение, а поршень 2b завершил примерно 2'- периода своего
равномерного движения, в то время как поршень 2v совершает обратный ход вверх.
Кулачки, конечно, могут быть сконструированы таким образом, что каждый период равномерного движения в
направлении потока занимает менее половины оборота, тем самым уменьшая перекрытие, но последнее
будет равно нулю, если период равномерного движения составляет менее 1 из 7 оборотов. При наличии
более чем 3 поршней и 3 распредвалов можно получить еще большее перекрытие.
Вместо пружин, удерживающих ролики в контакте с кулачками в случае их склонности к разъединению, можно
использовать силу тяжести или другую внешнюю силу, либо разъединение кулачков может вызвать обратный
ход.
Необязательно, чтобы ролики и кулачки соприкасались во время обратного хода, но во избежание ударов это
обычно желательно.
Хотя для простоты описания было принято предположение, что 13 поршней в одном аппарате имеют
одинаковый размер и движутся с одинаковой скоростью в течение периода равномерного движения, это не
обязательно, при условии, что смещение поршней соответствует друг другу. Таким образом, в течение
периодов движения поршней в направлении потока существенно лишь то, чтобы скорость перемещения
жидкости поршнями была одинаковой, и больший поршень, движущийся с низкой скоростью, может иметь ту
же скорость перемещения, что и меньший поршень, движущийся с более высокой скоростью; кулачки,
конечно, будут пропорциональны, чтобы обеспечить требуемые скорости.
Вместо одного поршня могут использоваться два или более поршня, расположенных параллельно, и они
могут работать с одинаковой или разной скоростью.
На рис. 4 схематически, в боковой проекции, показано устройство насоса с двумя поршнями, имеющими
общую ось.
Входное отверстие для жидкости находится в точке 1 и ведет в насосный цилиндр 3а, в котором скользит
поршень 2а, а ниже него находится поршень 26, скользящий в насосном цилиндре 3б, в данном случае
являющийся продолжением точки 1 3а. Выходное отверстие для жидкости находится на отметке 0,5.
Шток насоса 66 проходит через поршень 2а и трубчатый шток насоса 6а, при этом обычно используется
какое-либо уплотнение для предотвращения утечек. 129 Насосный шток 6b несет ролик 8b,
взаимодействующий с кулачком 9b, а насосный шток Ga несет два одинаковых ролика Sa,
взаимодействующих с двумя одинаковыми кулачками 9a, причем ролики и кулачки 9a и Sa дублируются,
обеспечивая равномерное воздействие на насосный шток.
Три элемента крепятся к валу c0mmlllon0 и вращаются вместе; профиль 1 ? G,067 -L 0 VU0 j Кулачки
аналогичны описанным ранее или имеют другую подходящую модифицированную форму, при этом
одиночный кулачок i9b установлен на 180°, а два кулачка 9a действуют как один кулачок. Ролики
удерживаются в контакте с кулачками любым подходящим способом.
Принцип действия насоса весьма схож с принципом, показанным на рис. 2, при этом равномерное движение
поршней в направлении потока направлено вниз.
Аналогичным образом могут использоваться три или более поршней, приводимых в действие эквивалентным
количеством кулачков или наборов кулачков, расположенных под углом друг к другу и действующих
последовательно, как поясняется со ссылкой на рис. 3.
Рис. 5. Схематическое изображение в боковой проекции модифицированного варианта, подходящего для
колодцев, скважин и трубопроводов. Имеется два поршня, расположенных таким образом, что поток
направлен вверх.
Шток насоса 6a проходит через поршень 2b и трубчатый изодиаметр насоса Gb, причем последний, при
необходимости, направляется радиальными рычагами 13. Насосные штоки Ga и Gb прикреплены к
удлинителям 14a и 14b, которые передают вертикальное перемещение роликов Sa и 8b на насосные штоки и
поршни. Ролики Sa и Sb катятся по кулачкам 9a и 9b, и их равномерное движение в направлении потока
направлено вверх, при этом стержни 14a и 14b находятся в напряженном состоянии. Такая конструкция
позволяет использовать силу тяжести для поддержания или облегчения контакта роликов с кулачками,
особенно если штоки длинные, а возвратно-поступательные части тяжелые.
В этом случае каждая кулачковая головка может быть выполнена таким образом, что с момента прекращения
равномерного движения вверх возвратно-поступательные части могут двигаться так, как если бы на них
действовала равномерная сила, направленная вниз, несколько меньшая по величине, чем вес указанных
частей, до тех пор, пока к концу хода вниз движение не замедлится, чтобы поршни остановились, а затем
снова начали равномерное движение вверх. Если сами поршни имеют значительный вес, то при
вышеуказанных условиях штоки 14a и 14b могут постоянно находиться в натяжении, так что с помощью
соответствующих направляющих роликов и соединений они могут быть изготовлены из гибкого материала,
такого как веревка, что обеспечивает недорогую конструкцию, особенно подходящую для быстрого снятия
поршня для осмотра и ремонта.
На рис. 6 схематически показано, как поршни 2a, 2b и 2c могут быть расположены таким образом, чтобы
работать в непрерывном цилиндре по схеме, аналогичной описанной со ссылкой на Фиффа. 5.
На рис. 7 показано использование клапанов в неподвижных частях аппарата.
Непробитые поршни 2a и 2b расположены в виде плунжеров 65, скользящих в коротких стволах 3a и
перегородке (соответственно упакованных) в перегородке 15a, 15b, а клапаны для жидкости расположены в
этой перегородке.
Поршни имеют аналогичное движение, как и поршни на рис. 1, которое удобно обеспечивается аналогичными
кулачками, при этом равномерное движение поршня 2a в направлении потока направлено вниз, а поршня 21i
— вверх. 7.5 Во время указанного движения поршня 2a вниз жидкость равномерно втягивается через входное
отверстие 1 и подается через клапаны в перегородке 15b и выходное отверстие 5, при этом клапаны в
перегородке 15a остаются закрытыми. b0 Во время аналогичного равномерного движения поршня 2b вверх
жидкость равномерно втягивается через входное отверстие 1 и клапаны в перегородке 15a и подается через
Соседние файлы в папке патенты