Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4976
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_266712.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=266712&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB266712A
[]
Дата проведения конвенции (США): февраль. 23, 1926. 2 т,
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 21, 1927. № 4878/27.
Завершено: 3 мая 1928 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Генератор давления жидкости.
Мы, Рой Джейомт Мистер [Эйз], механик, проживающий по адресу: 7768, бульвар Санта-Моника,
Лос-Анджелес, округ Лос-Анджелес, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, ранее проживавший по
адресу: 9052, Херланд Айенуэ, Шерман, Калифорния, и Фриц Гокц Хиберт, офицер полиции, проживающий по
адресу: 7768, бульвар Санта-Моника, Лос-Анджелес, округ Лос-Анджелес, штат Калифорния, Соединенные
Штаты Америки, ранее проживавший по адресу: 1108, улица Н. Эджмонт, Лос-Анджелес, Калифорния, оба
граждане Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к устройству для создания давления жидкости, используемого в механизмах,
приводимых в действие давлением жидкости, и, в частности, к устройству для создания давления воздуха.
Целью изобретения является создание устройства, в котором сжатый воздух может подвергаться
воздействию тепла в нагревательной камере для его расширения и, следовательно, повышения давления, а
также создание средства для автоматической подачи сжатого воздуха в нагревательную камеру для
вытеснения воздуха, отбираемого из камеры, с целью поддержания запаса сжатого воздуха в нагревательной
камере.
Еще одна задача — создание автоматического механизма для изменения теплового эффекта ряда
электрических нагревательных элементов в комбинированной камере нагрева и расширения, управляемого
изменением давления в камере.
Ещё одной целью является создание средства, позволяющего подавать воздух под давлением из резервуара
в камеру нагрева и расширения, содержащую воздух под давлением, превышающим давление сжатого
воздуха, и управлять этим процессом путём снижения давления в камере нагрева и расширения.
Исходя из вышеизложенных целей, а также с учетом других целей и преимуществ, которые могут появиться
впоследствии, изобретение в целом заключается в создании комбинированной камеры нагрева и расширения,
содержащей ряд электрических нагревательных элементов...
элементы, управляемые механизмом, срабатывающим от давления, благодаря которому электрический ток
55 может подаваться через один или несколько нагревательных элементов независимо от других, и
обеспечивает источник сжатого воздуха, сообщающийся с нагревательной и расширительной камерами через
инжектор, срабатывающий при снижении давления в нагревательной и расширительной камерах для подачи
сжатого воздуха в указанную камеру. 65 Изобретение также заключается в деталях, а также в сочетании,
конструкции и расположении деталей, описанных и заявленных ниже и проиллюстрированных в качестве
примера на прилагаемых 70 чертежах, на которых: На рисунке представлено схематическое изображение
аппарата с деталями в вертикальном разрезе.
Обращаясь к чертежам более подробно, на рисунке 5 показана комбинированная камера нагрева и
расширения, разделенная на две камеры А и В стенкой 6, которая имеет отверстие 7, снабженное обратным
клапаном 8, предназначенным для открытия камеры А, обеспечивая ограниченное сообщение между
камерами А и В, и обычно закрывающим камеру В относительно камеры А. В камере А расположен ряд
электрических нагревательных элементов 9 любого подходящего количества 85, каждый из которых
представляет собой электропроводящий и резистивный провод 10, спирально намотанный в виде катушки
вокруг изолирующего сердечника 11; один конец 90 этого провода соединен с проводником a, идущим от точки
контакта b на реостате 12, а другой конец этого провода соединен с проводником c, идущим продольно через
сердечник 11, и 95 соединен с проводником cd, идущим к заземлению. Таким образом, реостат 12 снабжен
рядом контактных точек b, соединенных через отдельные проводники со спиральными нагревательными
элементами 9.
Контактные точки b установлены на качающемся элементе 13, вращающемся вокруг оси 14, и снабжены
неподвижным сегментным контактным рычагом 15, с помощью которого контактные точки b последовательно
перемещаются внутрь и наружу электрического соединения при колебаниях [712 266,t12 элемента 13. Рычаг
15 соединяется с проводником, который, в свою очередь, соединяется с источником электропитания через
трансформатор любой подходящей известной конструкции; в данном случае источник электропитания показан
как включающий батарею и генератор электроэнергии, который может иметь любую подходящую
конструкцию.
Когда соединение между источником электропитания 0 и нагревателями разрывается с помощью
выключателя i, генератор h может использоваться для зарядки батареи g. При замыкании выключателя i
генератор будет работать совместно с батареей j для выработки нагревательного тока.
Реостатный элемент 13 выполнен с периферийными зубьями, которые зацепляются с зубчатой рейкой 16,
входящей в цилиндр 17 и снабженной поршнем 18; пружина 19 опирается на поршень 18 и обычно
удерживает зубчатую рейку в ее самом нижнем положении, при этом точки контакта b находятся в
электрическом соединении с рычагом 15.
Из камеры А, соединяясь с нижним концом цилиндра 17 ниже поршня 18, отходит трубка 20, через которую из
камеры А подается воздух под давлением для обеспечения движения рейки вверх против пружины 19, в
результате чего контактные точки b последовательно выходят из электрического контакта с рычагом 15 и тем
самым прекращают подачу электрического тока по мере увеличения давления воздуха в камере А, направляя
электрический ток к одному или нескольким электрическим нагревательным элементам.
Из камеры А отходит труба 21, соединенная с инжекторной форсункой 22 в корпусе инжектора 23, которая
выводит воздух через горловину 24, соединяясь с трубой 25, ведущей в камеру В. Камера 26 в корпусе
инжектора, сообщающаяся с горловиной 24, соединяется с каналом 27, соединенным через автоматический
двухходовой клапан 28 с подающими трубами 29 и 30, ведущими от пары резервуаров сжатого воздуха 31 и
32, в которые сжатый воздух подается от воздушного компрессора 33 через нагнетательную трубу 34,
ведущую от последнего и соединяющуюся с автоматическим двухходовым клапаном 35, от которого отходят
трубопроводы 36 и 37, сообщающиеся с резервуарами 31 и 32. Обратный клапан 38 установлен в месте
соединения инжектора и камеры B и показан здесь в виде соединения между горловиной 24 и трубой 25. Этот
клапан обычно закрывает горловину 24 от противодавления из камеры B. Обратный клапан 39 установлен
между камерой 26 и каналом 27 и обычно закрывает последний от противодавления из инжектора.
Обратный клапан 40 установлен в трубе 34 между резервуарами 31 и 32 и воздушным компрессором 33 для
предотвращения обратного потока давления из резервуаров.
Клапаны 28 и 35 являются взаимодополняющими 70 и каждый из них включает в себя пару клапанных
элементов 41 и 42 с противоположным направлением открытия, соединенных штоком 4:3, и могут
попеременно открывать и закрывать соединения, ведущие к резервуарам C 75 31 и 32 и от них; клапанный
элемент 41 в клапане 28 и клапанный элемент 42 в клапане 35 обычно закрыты, когда открыты
взаимодополняющие клапанные элементы 41 в клапане 35 и 42 в клапане 28, и наоборот. 80 Из камеры B
отходит выпускная труба 45, снабженная регулирующим клапаном 46.
В процессе работы изобретения воздух 8 под давлением первоначально создается в камерах 85 А и В с
помощью компрессора 33; воздух, выходящий из компрессора, подается через один из резервуаров 31 и 32, а
также через инжектор 90 в камеры А и В, где воздух удерживается под давлением обратным клапаном 39.
При замыкании выключателя i в проводнике e электрический ток будет направлен через реостат, а затем
через 9 определенных нагревательных элементов в соответствии с контактными точками b, расположенными
в электрическом соединении с контактным элементом 15, которое определяется давлением воздуха в камере
А. Нагревательные элементы 00, через катушки которых таким образом направляется электрический ток,
будут осуществлять нагрев и тем самым вызывать расширение сжатого воздуха в камере А, увеличивая его
давление. По мере увеличения этого давления коэффициент полезного действия работающих
нагревательных элементов будет уменьшаться. Избыточное давление, возникающее в камере А, будет
передаваться в камеру В через трубы 21 и 25. При открытии клапана 46 для выпуска воздуха под давлением
из камеры B снижение давления в этой камере приведет к тому, что воздух будет протекать через трубу 21 и
через инжектор 22 в горловину 24, а оттуда в камеру B. Воздух, протекающий через инжектор, будет
всасывать сжатый воздух из любого из резервуаров 31 или 32 в камеру B, тем самым пополняя запас воздуха.
В случае возникновения избыточного давления в камере B это давление сбрасывается через обратный
клапан 8 в камере A (125).
Благодаря наличию автоматических клапанов 28 и 35, давление воздуха может подаваться из резервуаров 31
или 32 при уменьшении подачи воздуха под давлением 130, соединение может закрываться под избыточным
давлением в камере, чтобы предотвратить утечку воздуха из источника подачи или резервуара в указанную
нагревательную камеру.
4. Устройство для создания давления жидкости.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_266713.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=266713&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB266713A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
- Дата проведения конвенции (Франция): февраль. 27, 1926, 266,713 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): февраль. 21, 1927. Нет, 4924/27, завершено. Принято: дек.
1,
1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в системах отопления горячими жидкостями или связанные с ними.
Я, Огюст Боррьенн, гражданин Франции, проживающий по адресу: улица Маргетт, 25, Париж, Франция,
настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к устройству, позволяющему аккумулировать тепло для последующего
использования.
Принцип работы установки, позволяющей аккумулировать или накапливать тепло в виде горячей воды,
показанный на части рисунка 1 прилагаемого чертежа, известен.
На указанном рисунке А — тепловыделяющий элемент, например, паровой инжектор, трубчатый нагреватель,
использующий пар или отработанный пар котла; В — резервуар, заполненный водой; В — трубопровод для
использования тепла.
Циркуляция между точками А и В, В и С может быть обеспечена либо с помощью термосифона, либо с
помощью насоса, либо любым другим желаемым способом. Вода, поступающая в нижнюю часть резервуара
B, нагревается в точке A и возвращается в верхнюю часть резервуара B. В резервуаре B образуется
плоскость, или, точнее, зона, разделения между горячей и холодной водой.
Поскольку вода забирается из верхней части B для охлаждения в контуре нагрева C и после охлаждения
возвращается в нижнюю часть B, следует понимать, что если выходное напряжение контура A-B больше, чем
выходное напряжение контура B-C, зона разделения D-E будет уменьшена, и в аппарате будет накапливаться
больше тепла, чем он выделяет. Если выходное напряжение цепи B-C превышает выходное напряжение цепи
A-B, то зона D поднимется, и аккумулятор будет выделять больше тепла, чем получать.
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в описанной выше установке с целью получения
накопления или хранения тепла для последующего его использования.
На прилагаемом чертеже 50 на рисунках 2, 3, 4, 5 в качестве примера показаны различные практические
конструкции теплоаккумулирующего устройства с усовершенствованием.
Упомянутые выше комментарии.
Изобретение включает в себя, как показано на рисунке 1, дополнительное устройство, описанное на рисунке 1
ниже.
1. Регулятор 1R управляется температурой на выходе из источника тепла А, воздействуя на контур А-В и
увеличивая или уменьшая ее в зависимости от количества тепла, подаваемого в А, чтобы поддерживать
постоянную температуру воды, проходящей из А в В. Сам источник тепла А снабжен регулятором для
ограничения количества выделяемого тепла до максимального количества, которое подается контуром А-В,
когда клапан регулятора R полностью открыт. Второй регулятор управляется температурой в начале цепи и
срабатывает только тогда, когда температура немного превышает температуру регулирования первого
регулятора. 75 Регулирующее устройство R может быть любого типа и включает, например, чувствительный
элемент, размещенный в контуре горячего водоснабжения, который предназначен для открытия клапана,
подающего жидкость под давлением в нижнюю часть цилиндра, таким образом, чтобы поршень поднимался и
управлял рычагом, открывающим циркуляционный клапан.
На трубопроводе между клапаном и цилиндром имеется ответвление для отвода утечки, диаметр которого
значительно меньше диаметра клапана. Когда вода в контуре охлаждается, чувствительный элемент
закрывает клапан; вода, содержащаяся в цилиндре, стекает через отводной патрубок 90, и циркуляционный
клапан закрывается под действием груза.
266,713 Достигается состояние равновесия, соответствующее регулированию чувствительного элемента.
2.
Расширительный бак V сообщается с закрытым резервуаром B, образующим аккумулятор. В этом баке B
имеется вентиляционная трубка, поднимающаяся на определенную высоту над расширительным баком.
Поскольку бак и трубка заполнены водой, при нагревании воды в баке за счет циркуляции значительная
циркуляция в вентиляционной трубке отсутствует. Вода в указанной трубке нагревается исключительно за
счет теплопроводности и циркуляции внутри трубки, то есть вниз вдоль стенок (за счет охлаждения) и вверх в
центре. Вследствие этого температура в верхней точке B повышается до значения, близкого к точке кипения,
соответствующей давлению, создаваемому напором воды h, при этом температура кипения не достигается ни
в одной точке восходящей трубки. Таким образом создается накопительная масса, температура которой,
во-первых, поддерживается постоянной с помощью ИК-регулятора, а во-вторых, может быть повышена до
значения, близкого к температуре кипения, соответствующей доступной высоте вентиляционной трубки.
Если этот аккумулятор установлен, например, в подвале здания и снабжен вентиляционной трубой,
проходящей через всю высоту здания, он относится к категории систем водяного отопления и, следовательно,
не требует согласования с органами власти. Аппарат может использоваться различными способами:
40. Например, при использовании для нагрева горячей воды он может работать двумя разными способами:
(а) с помощью нагревателя (Рисунок 2): Горячая вода, забираемая из верхней части B, поступает в
нагревательный элемент C, погруженный в бак, выполняющий функцию водонагревателя. Если высота 7h
расширительного бака над верхней частью аккумулятора составляет 25 метров, то кипение в точке D будет
происходить при температуре 139 °C. Регулятор легко поддерживает эту температуру в районе 130 °C, при
этом нагрев горячей воды осуществляется при начальной температуре воды 90 °C и температуре обратной
воды 70 °C. Используя нагреватель с противотоком, обратную воду можно сбрасывать в аккумулятор при
температуре 75°C.
Таким образом, количество запасенных тепловых единиц составляет 130-75=55 на килограмм воды, или 55
000 на кубический метр.
Термостат Т, чувствительный элемент которого расположен в начале восходящей нагревательной колонны,
управляет контуром B-( и регулирует количество тепла, подаваемого в нагреватель, до значения,
необходимого для обеспечения надлежащего нагрева.
(б) путем смешивания (Рисунок 3): Нагревательный прибор соединен с аккумулятором посредством
смесительной камеры М. Расширительный бак нагревательного прибора также используется для расширения
воды в аккумуляторе. Происходит: (1) циркуляция между [75 аккумулятором и смесителем. (2) циркуляция
между смесителем и нагревателем.
аппарат. В смесителе горячая вода, поступающая из 0, смешивается с частью возвратной воды, прежде чем
подняться в отводящую колонну D. Регулируя циркуляцию с помощью клапана V, управляемого
термостатическим элементом T, можно обеспечить подачу тепла в аккумулятор и, следовательно,
температуру воды в отводящей колонне.
Возврат в аккумулятор происходит при температуре ниже, чем температура исходящей колонны D), и выше,
чем температура возврата B; эта возвратная вода, благодаря своей большей плотности, стремится
опуститься на дно смесителя, как только попадает в него. Часть выходит наружу. 95. Действие смешивания.
Если вода вытекает, например, из точки D при температуре 90°, а расширительный бак находится на высоте
25 метров, и температура в точке C может достигать 130°, то накопление происходит при разности температур
от 130° - 90° = 40° до 130° - 70° = 60°.
Таким образом, количество аккумулированного тепла составляет от 40 000 до 60 000 тепловых единиц на
кубический метр. 105 В случае отопления под низким давлением (а) с помощью нагревателя (Рисунок 4):
Принцип тот же, что и для отопления горячей водой, только нагреватель заменен котлом низкого давления
(110), снабженным теплообменником для горячей воды. Например, если давление составляет 110 грамм, то
температура воды и пара будет равна 103 граммам. Вода, поступающая в змеевик 115, охлаждается до
108°C. Если подача осуществляется при температуре 1300, разница составляет 130 - 108 = 2, что позволяет
аккумулировать 22 000 тепловых единиц на кубический метр.
При использовании вакуумного нагрева температура кипения может быть снижена при вакууме 38 см ртутного
столба примерно до 82 °C, а температура воды на обратном пути в сам аккумулятор — до 82 + 5 = 87 °C.
Разница 125, на которой происходит хранение, увеличивается до 130 - 87 = 430, а количество хранимого
вещества на кубический метр — до 43 000 тепловых единиц. Циркуляция в контуре B-C регулируется
давлением в котле-нагревателе таким образом, чтобы поддерживать это давление на уровне, необходимом
для обеспечения надлежащего отопления.
(б) путем прямой эмиссии пара (рисунок 5).
Аккумулятор B соединен с расширительным баком посредством двух труб C и D, подводящей и обратной.
Судно закрыто и снабжено предохранительным сифоном, предотвращающим повышение давления более чем
на 0,3 кг.
Вода хранится при температуре 1300°C в точке B. Если открыть клапан D, циркуляция начнется в
направлении C-D. Как только вода при температуре 130°C достигнет высоты, соответствующей ее точке
кипения, она испарится и отделится от воды в расширительном баке, образуя котел. Регулируя клапан D с
помощью давления в расширительном баке, можно контролировать циркуляцию и, следовательно, подачу
пара в соответствии с количеством, затрачиваемым на отопление.
Собранная в точке E конденсированная вода возвращается в контур насосом P.
Вода, возвращаемая в систему циркуляции, D имеет температуру испарения при рабочем давлении в
расширительном баке, то есть, 110 граммов при температуре 1030. Хранение осуществляется при разности
температур 130 - 103 = 270 или 27 000 тепловых единиц на кубический метр.
При использовании вакуумного нагрева необходимо добавить воздушный насос, при этом давление в
расширительном сосуде может быть понижено на пол-атмосферы абсолютного вакуума (88 см вакуума), что
соответствует температуре кипения 820°C. Разница температур составляет 130-82=480, что соответствует 48
000 единицам тепла на кубический метр.
В устройстве, показанном на рисунке 5, горячая вода, поступающая из точки B, испаряется, как только
достигает высоты, соответствующей давлению, при котором происходит кипение при ее температуре.
Например, если температура воды составляет 1300 °C, а рабочее давление в расширительном баке — 0,11
кгс, то кипение наступит, когда вода поднимется на высоту 16 м от уровня в баке. Образование пузырьков
пара в столбе воды высотой 16 м вызывает шум, а на начальном этапе даже свист, кроме того, отделение
пара от воды при очень низкой температуре приводит к внезапной конденсации.
Чтобы избежать этого недостатка, целесообразно использовать конструкцию, показанную на рисунке 6,
включающую: 1) одну цепь между аккумулятором B и смесителем M; 2) одну цепь между смесителем M 65 и
расширительным баком E.
Клапан V1 регулируется термостатом, расположенным на выходе из смесителя таким образом, чтобы
обеспечивать тепло, необходимое для поддержания в восходящей колонне (70°) между смесителем и
расширительным баком температуры, лишь на несколько градусов превышающей температуру в
расширительном баке. В этих условиях кипение происходит только в верхней части поднимающегося столба.
Циркуляция между смесителем и расширительным баком регулируется клапаном V2, управляемым
давлением в расширительном баке. 80 Очевидно, что приведенные выше числовые данные не носят
ограничивающего характера и могут изменяться в зависимости от обстоятельств без отступления от
изобретения. 85 Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я
заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_266714.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=266714&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB266714A
[]
[Второе издание.] ]
все.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): февраль. 27, 1926.
266,714 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 21, 1927. № 4926 27.
Завершено: 21 мая 1928 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Подводные сигнальные кабели.
Мы, компания WESTERN ELECTRIC COMPANY, INCORPORATED, корпорация штата Нью-Йорк,
расположенная по адресу: 195, Бродвей, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки,
правопреемники Джона Джозефа Гилберта, телеграфиста, проживающего по адресу: 8 Коверт-стрит,
Порт-Вашингтон, округ Нассау, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки. Являясь гражданином
Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к подводной сигнализации.
Целью изобретения является повышение эффективности передачи сигналов по подводным сигнальным
кабелям.
Целью изобретения также является снижение увеличения эффективного сопротивления подводного
сигнального кабеля, вызванного наличием ленты из вермишели, используемой для защиты изоляции кабеля
от повреждений, вызываемых червями-вермишелями.
Обычно для защиты от червей-древоточцев гуттаперчу или аналогичную изоляцию участков подводного
сигнального кабеля, проложенного на мелководье, наносят непосредственно на жилу тонкую медную или
латунную ленту с достаточным перекрытием, чтобы предотвратить проникновение червей-древоточцев.
Было установлено, что в случаях, когда непрерывная нагрузка на кабель обеспечивается одним или
несколькими спиральными элементами с высокой магнитной проницаемостью при низких намагничивающих
силах, происходит существенная потеря эффективности из-за того, что значительные изменения
эффективного сопротивления кабеля могут возникать из-за потерь в ленте, вызванных токами, которые для
удобства можно назвать вихревыми токами, протекающими в ленте вследствие электродвижущих сил,
создаваемых в ленте изменяющимся магнитным потоком, создаваемым в нагрузочном материале сигнальным
током, протекающим в кабеле.
В соответствии с данным изобретением, это увеличение эффективного сопротивления уменьшается за счет
использования ленты или подобного защитного слоя с высоким удельным сопротивлением.
Кроме того, в соответствии с данным изобретением, [Цена1 /-] это увеличение эффективного сопротивления
уменьшается за счет увеличения шага или длины 55 витков ленты, например, за счет увеличения ее ширины
и изоляции соседних витков ленты друг от друга.
Другие особенности изобретения станут очевидны из следующего описания в связи с прилагаемыми
чертежами, где:
Фиг. 1 представляет собой увеличенный поперечный разрез подводного сигнального кабеля 65,
воплощающего один из вариантов изобретения; Фиг. 2 представляет собой увеличенный поперечный разрез
другого варианта подводного сигнального кабеля в соответствии с настоящим изобретением; и Фиг. 3
представляет собой продольный вид участка кабеля с Фиг. 2 с удаленными частями, причем этот рисунок
выполнен в меньшем масштабе, чем Фиг. 2.
На фиг. 1 кабель включает в себя тентральный проводник 5, нагрузочный провод или ленту 7, окружающую
проводник 5, слой гуттаперчи или аналогичной изоляции 9, предпочтительно имеющий толщину стенки от
одного до нескольких миллиметров, окружающий проводник 5 и нагрузочный материал 7, ленту 11,
окружающую изоляцию 9, и слой спиральных стальных бронированных проводов 13, вставленных в джут 15 и
окружающих ленту 11, а также сердечник 17, образованный элементами 5, 7 и 9.
Броневые проволоки 13 могут быть индивидуально обмотаны тканевой лентой 19 и пропитаны
консервирующим составом.
Эта лента выполняет двойную функцию: защищает провода и делает кабель более гибким, разделяя провода,
а также, как будет показано далее, уменьшает вихревые токи в проводах. Центральный проводник 95 состоит
из центральной жилы 21, окруженной множеством жил 23 такой формы, что составной проводник имеет
гладкую цилиндрическую поверхность. Нагрузочный элемент 7 представляет собой спиральную обмотку из
магнитного материала с углом 100 градусов, обладающего высокой магнитной проницаемостью при низких
намагничивающих силах и высоким сопротивлением. Предпочтительно, чтобы эта лента или проволока
принадлежала к определенной группе сплавов, состоящих преимущественно из никеля и железа. Конструкция
кабеля T4,lO и преимущества такого нагруженного проводника описаны в британском патенте № 184774 от
ноября.
1,
19238; 188,688, 8 февраля 1923 г. и 184 776 г., август.
2,
1923.
Лента 11, предназначенная для защиты изоляции 9 от атак червя-тередо, представляет собой спиральную
обмотку, окружающую часть сердцевины, расположенную в районах, где обитает червь-тередо. Длина участка
кабеля, снабженного лентой Teredo, представляет собой часть кабеля, расположенную в воде на глубине
менее примерно 100 саженей. Как правило, установлено, что червь-тередо не обитает на глубинах,
превышающих эту. Лента Teredo наматывается на сердечник с достаточным перекрытием смежных витков,
чтобы исключить образование зазоров в металлическом слое, сформированном лентой. По причинам,
изложенным ниже, данная лента предпочтительно изготавливается из материала с высоким удельным
сопротивлением, например, нихрома (85% никеля, 15% железа), сплава Driver-iarris 193 (30% никеля, 68%
железа и 2% хрома) или Therlo (85% меди, 13% марганца и 2% алюминия). Эти сплавы обладают удельным
сопротивлением в 5-10 раз выше, чем у латуни, а также устойчивы к коррозии, поэтому они пригодны для
использования в морской воде. Толщина ленты Teredo может составлять порядка 0,004 дюйма, и, по
причинам, объясненным ниже, ее шаг или длина свивки предпочтительно должны быть максимально
большими, насколько это возможно без чрезмерного риска повреждения изоляционного материала
сердечника.
Как правило, ширина ленты Teredo может быть в три раза больше диаметра сердечника, так что для
сердечника диаметром около 1/2 дюйма ширина ленты предпочтительно составляет около 1-1/2 дюйма.
Как показано в патенте 206104 от 12 июня 1924 г., в случае проводника, нагруженного с помощью ленты или
проволоки из магнитного материала, намотанной спирально на проводник, как описано выше, линии
магнитной индукции, создаваемые током в проводнике, стремятся следовать спиральному пути,
обеспечиваемому лентой или проволокой, причем эта тенденция тем сильнее, чем выше магнитная
проницаемость нагружаемого материала. То есть, линии магнитной индукции представляют собой не
одиночные петли вокруг проводника, а имеют форму спирали, которая совершает большое количество витков
вокруг проводника между пересечениями воздушных зазоров между соседними витками ленты, причем шаг
спирали линий индукции немного меньше шага ленты, — так что линия индукции следует по ленте, скажем, на
протяжении двадцати витков вокруг проводника, затем достигает заднего края ленты и — перескакивает
назад через небольшой воздушный зазор к соседнему витку и продолжает следовать по ленте в исходном
направлении и направлении еще на двадцать витков, затем снова перескакивает через воздушный зазор и
продолжает следовать по ленте по спиральной траектории, ведущей вперед, и т. д.
(Если бы нагрузочная лента 70 была строго однородной и непрерывной от одного конца кабеля до другого, и
если бы по кабелю протекал постоянный ток и он не подвергался воздействию земного поля, то линии
индукции 75 были бы непрерывными от одного конца кабеля до другого.) Таким образом, в нагружающем
материале существует составляющая магнитной индукции, параллельная оси проводника, которую можно
назвать продольной или осевой составляющей индукции, причем эта составляющая приблизительно
пропорциональна магнитной проницаемости и толщине нагружающего материала. Это также зависит от угла
наклона загрузочной ленты или проволоки, равного 85 градусам.
При прочих равных условиях составляющая магнитной индукции, параллельная оси проводника, будет тем
больше, чем больше ширина нагружаемого материала. Когда в проводнике кабеля 5 протекают сигнальные
токи, в спиральном слое ленты 11, окружающей проводник, возникает электродвижущая сила,
пропорциональная скорости изменения во времени осевой или продольной составляющей магнитной
индукции. Эта электродвижущая сила вызывает протекание тока в ленте, и энергия, возникающая в
результате этого протекания тока, вычитается из энергии сигнального тока в проводнике. Иными словами,
потери в ленте Teredo приводят к увеличению эффективного сопротивления проводника кабеля. Можно
показать, что это увеличение сопротивления 105 пропорционально квадрату частоты синусоидального тока,
обратно пропорционально толщине и удельному сопротивлению ленты teredo и быстро уменьшается по мере
увеличения шага или витка ленты teredo при условии, что ее смежные витки изолированы.
В результате измерений реальных проводников 115, нагруженных проволокой и лентой, для подводных
кабелей было установлено, что при частоте 60 циклов в секунду увеличение эффективного сопротивления по
сравнению с обычной латунной лентой может составлять 0,1 Ом на милю. В случае достаточно толстого
телеграфного кабеля увеличение сопротивления приводит к повышению коэффициента затухания в
обмотанных лентами участках на целых 3%. Для кабелей меньшего веса влияние на постоянную затухания
будет меньше, поскольку сопротивление центрального проводника выше. В случае длинного телеграфного
кабеля эффект не очень серьезен, поскольку частота передачи сигнала низкая, и обычно используется
защита от червя Teredo. В другом аспекте изобретение охватывает использование такого слоя, обладающего
высокой проницаемостью, а также одной или несколькими из описанных выше характеристик, желательных
для защиты от тередо. Этот слой, таким образом, представляет собой дополнительную индуктивную нагрузку,
эффективность которой возрастает по мере уменьшения расстояния между ним и высокопроводящим
металлическим возвратным слоем.
Хотя с точки зрения потерь от вихревых токов выгодно иметь большую ширину и шаг ленты, с той же точки
зрения выгодно иметь малую ширину и шаг нагрузочной ленты, поскольку, как отмечалось выше,
составляющая магнитной индукции, параллельная оси центрального проводника, будет тем больше, чем
больше ширина и шаг нагрузочной ленты или проволоки, при прочих равных условиях. Шаг ленты тередо
предпочтительно должен быть значительно больше, чем шаг ленты для крепления кабеля, или же ленточная
часть кабеля должна составлять сравнительно небольшую часть от общей длины кабеля. В случае
телефонного кабеля, где частота передачи сигнала сравнительно высока и большая часть кабеля обмотана
изолентой, эффект более серьезен. В любом случае величину увеличения сопротивления, обусловленного
электродвижущими силами, возникающими в ленте Teredo, можно уменьшить, используя вместо обычной
латунной ленты, как описано выше, подходящий материал, такой как нихром, сплав Driver-Harris 193 или
Therlo.
Как отмечалось выше, удельное сопротивление этих сплавов в 5-10 раз выше, чем у латуни, а токи,
возникающие из-за электродвижущих сил в ленте тередо, пропорционально меньше, как и соответствующие
значения приращения сопротивления в проводнике кабеля.
Также целесообразно увеличить шаг намотки ленты Teredo, например, до значения, в три раза
превышающего диаметр сердечника, и изолировать смежные витки ленты, особенно в местах их перекрытия.
Такая изоляция может быть достигнута, например, путем нанесения на ленту из оксида изоляционного слоя
или путем нанесения на нее изоляционного состава во время ее укладки на сердечник. Таким образом,
сопротивление, оказываемое лентой на возникающую электродвижущую силу, увеличивается, поскольку ток
течет в направлении ленты, а не в более коротком направлении в плоскости, перпендикулярной
центральному проводнику, то есть в направлении возникающей электродвижущей силы. Даже там, где
используется латунная лента, это дает преимущество.
На фиг. 2 показан кабель, аналогичный кабелю на фиг. 1, но имеющий металлический обратный путь, как это
описано в находящейся на рассмотрении заявке № 3581/28 (серийный номер 284733) для сигнальных токов,
причем обратный путь состоит из материала с высокой электропроводностью по сравнению со сталью.
Идентичные элементы на обоих рисунках обозначены одними и теми же ссылочными символами.
При желании, при высоких частотах, передаваемых по кабелю, нагрузочный материал может быть исключен,
и тогда некоторые или все броневые провода 18 могут быть изготовлены из меди или иметь медное покрытие
или быть окружены ею. Ненагруженный кабель с бронированными проводами, снабженными медью в
качестве обратной цепи, вполне может использоваться для передачи высоких частот. За счет максимально
возможного шага брони проводов можно повысить эффективность медного кабеля как продольного обратного
проводника.
В приведенном выше описании указана только одна функция — вывод металлического слоя наружу.
Хотя высокоомный металлический слой, обеспечивающий защиту от тередо, был специально показан и
описан в виде спиральной ленты, следует понимать, что такое раскрытие не исключает более широкого
толкования изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты