Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5444
.pdf
может выступать над поверхностью шайбового кольца и концом трубки, так что она может быть прижата к
своей рабочей шайбе. Эта шайба снабжена выступающим наружу небольшим радиальным фланцем на том
конце, который расположен в нижней части канавки, и канавка снабжена соответствующим по форме
подрезанным углублением, в которое входит указанный фланец и которое удерживает торцевую шайбу на
месте.
Как видно, данное изобретение представляет собой конструкцию шлангового соединения, в которой
предусмотрены достаточные меры для обеспечения герметичности соединения, при этом все детали
спроектированы таким образом, чтобы быть простыми, а операции механической обработки и сборки сведены
к минимуму, так что стоимость изготовления существенно ниже, чем у соединений того же типа, которые
производились до настоящего времени.
Датировано 11 июня 1926 года.
BO-ULT, WADE & TENNANT, илл. и 112; Biatton Garden, Лондон, E C 1, дипломированные патентные
поверенные.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся или относящиеся к соединительным муфтам для шлангов.
1
. Альфред Эдвин Стоув, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Брумилоу, Глазго, Шотландия,
118, настоящим заявляет о природе данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и определены в следующем заявлении: «Настоящее изобретение предназначено для
усовершенствования или относится к шланговым соединениям типа, в которых трубчатый элемент
приводится в торцевой контакт с взаимодействующим трубчатым элементом для создания плотного
соединения, и будет описано в применении к этому типу соединения, включающему соединительное кольцо,
снабженное выступающими из него защелками или фиксаторами для зацепления с аналогичным кольцом,
снабженным аналогичными защелками, образующими другую часть соединения; Каждое из колец может
вращаться относительно трубчатых элементов или втулок, на которых оно установлено, что позволяет им
зацепляться друг с другом без скручивания частей шланга, к которым они подсоединены. Шланговые муфты
этого типа включают трубку или втулку, к которой крепится шланг, соединительное кольцо и шайбу, последняя
из которых имеет: канавку, образованную на одной из ее поверхностей, которая взаимодействует с канавкой
на другой поверхности муфты для размещения сальника и создания герметичного соединения; и эти три
элемента сконструированы таким образом, что они могут вращаться относительно друг друга. Согласно
предыдущим предложениям, указанные канавки имеют форму, позволяющую разместить между ними
полукруглый или треугольный сальник.
Согласно данному изобретению, муфта для шланга описанного типа характеризуется тем, что канавки в
шайбе и в плоском выступе на втулке или трубке, связанной с ней, изогнуты таким образом, что имеют
приблизительно полукруглое сечение и вмещают между собой набивку 90 круглого сечения.
На прилагаемых чертежах, иллюстрирующих один из вариантов осуществления данного изобретения, на
рисунке 1 показан боковой вид, частично в 95-градусном сечении, одной половины шлангового соединения, а
на рисунке 2 — план рисунка 1.
— Символы, обозначающие одинаковые значения, указывают на наличие примерно 100 деталей на обоих
рисунках.
Трубчатая деталь или втулка 10, к которой шланг подключается обычным способом, имеет вблизи своего
свободного конца 11 выступающий наружу фланец 105 12, образующий выступ 13, направленный к другому
концу детали. Фланец слегка смещен назад от конца 11 детали 10, образуя выступающую стенку 14 рядом с
фланцем 110 12. Соединительное кольцо 15 снабжено направленным внутрь фланцем 16, который образует
выступ для зацепления с вышеупомянутым соединительным элементом 13 и обеспечивает желаемое
относительное вращательное движение между ними. Кольцо 15 зацепляется с втулкой 10 путем ее надевания
с нижнего конца и снабжено обычными зажимами 17 для зацепления с наклонными выступами 18,
образованными на соответствующем кольце другой части соединения обычным способом.
В пространстве, ограниченном стенкой 14, фланцем 12 и внутренней поверхностью кольца 15, установлена
шайба 19, имеющая приблизительно прямоугольное поперечное сечение, но снабженная канавкой 20,
изогнутой таким образом, что ее нижняя поверхность имеет приблизительно полукруглое поперечное сечение
(см. рис. 1). Аналогичная канавка 21 предусмотрена на верхней поверхности фланца 12, и в эти две канавки
вставляется мягкая прокладка 22 круглого сечения. Она может быть изготовлена из волокнистого материала,
например, фитиля лампы, тщательно пропитанного смазкой, или из мягкой резины, и ее функция заключается
в обеспечении герметичного соединения между шайбой 19 и трубкой 10.
Шайба 19 и соединительное кольцо 15 соединены друг с другом посредством радиально расположенных
винтов 23, которые проходят через соединительное кольцо 15, как показано на рисунке 2, и входят в канавку
24 в шайбе 19. Такая конструкция допускает относительное вращательное движение между ними, но
предотвращает любое осевое смещение одной относительно другой; поскольку фланец 12 расположен между
фланцем 16 на соединительном кольце и шайбой 19, все детали надежно удерживаются от разъединения,
хотя все они могут свободно вращаться относительно друг друга.
На внешней стороне шайбы-кольца 19 имеется кольцевая канавка практически прямоугольного сечения для
размещения кольца 25, которое имеет плоскую поверхность 26, обращенную наружу, и прилегает к
аналогичному взаимодействующему кольцу, установленному на другой половине муфты. Это кольцо 25
изготовлено из резины или другого подходящего материала и предпочтительно тверже, чем вышеупомянутая
набивка 22, и обеспечивает герметичное соединение между двумя половинами муфты. Канавка, в которой
расположено кольцо, имеет такую глубину, что кольцо или шайба выступает над поверхностью кольца 19, и
предпочтительно кольцо снабжено небольшим радиальным фланцем 27 на том конце, который расположен в
нижней части канавки, а канавка снабжена соответствующим по форме подрезным углублением для
размещения фланца 60 и удержания кольца 25 в нужном положении.
Для предотвращения чрезмерного сжатия мягкой набивки 22 предпочтительно предусмотреть
предотвращение прилегания шайбы-кольца 19 к противоположной поверхности фланца 12. Это достигается
путем создания выступа 28 на соединительном кольце 15, глубина которого превышает толщину фланца 12.
Когда различные набивки сжимаются в процессе эксплуатации, кольцо 19 прилегает к выступу 28 и, таким
образом, достаточно сжимает мягкую набивку 22 для создания герметичного соединения, но зазор между
нижней поверхностью кольца 19 и верхней поверхностью фланца 12 предотвращает сжатие набивки до такой
степени, чтобы это мешало ее использованию.
Как видно, изобретение 80 предусматривает соединение шланга, в котором два единственных возможных
пути утечки, а именно через соприкасающиеся поверхности двух половин соединения и вокруг нижней
стороны (на рисунке 1) кольца 19, 85, эффективно герметизированы мягкой прокладкой, при этом различные
части спроектированы таким образом, чтобы быть простыми, а операции механической обработки и сборки
сведены к минимуму, так что стоимость изготовления 93 существенно ниже, чем у соединений того же типа,
которые изготавливались до сих пор.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_276109.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=276109&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB276109A
[]
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области работы машин управления железнодорожной сигнализацией и связанные с
ними вопросы.
Мы, компания THE BRITISH POWER RAILWAY SIGNAL COMPANY, LIMITED, британская компания, Сэмюэл
Лип Гленн и Эрнест Энох Перс, оба британские подданные, все из Виндзор Уоркс, Слау, графство Ньюкасл,
настоящим заявляем, что сущность данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение
относится к железнодорожным сигнальным машинам, в которых окуляр приводится в движение зубчатой
передачей от электродвигателя, расположенного внутри корпуса сигнальной машины, при этом указанный
окуляр принимает свое нормальное положение под действием силы тяжести и перемещается в обратное
положение против действия силы тяжести двигателем, при этом соленоидное удерживающее устройство,
связанное с двигателем в корпусе машины, удерживает окуляр в обратном положении.
Автоматический выключатель или контроллер, который избирательно управляет каждым движением очков и
двигателя, приводится в действие посредством зубчатой передачи, непосредственно соединяющей очки с
редуктором, так что каждое движение и положение очков, управляемых двигателем, контролируется
автоматическим выключателем.
Электродвигатели для управления сигнальными механизмами этого типа должны соответствовать
определенным требованиям, которые можно кратко изложить следующим образом: (а) Двигатель должен
создавать высокий пусковой момент, принимая на входе лишь немного больший, чем нормальный.
Чтобы двигатель мог выдерживать собственный вес очков и преодолевать инерцию машины, предусмотрено,
что двигатель работает в холостом ходу около одного оборота, устраняя допустимый люфт в шестернях и
муфтах, прежде чем начать работу с нагрузкой от очков. Однако даже при таком расположении требуемый
пусковой момент очень высок, поскольку в сигнальных машинах с гравитационным возвратом очки,
естественно, сравнительно тяжелы, чтобы обеспечить их возвращение в нормальное положение с
достаточным запасом прочности, достигающим 8.
(b) Воздушный зазор двигателя не должен быть ниже определенного минимума, чтобы предотвратить
возможность заедания, как магнитного, так и механического, при возвращении очков в нормальное
положение.
Поскольку двигатель приводит в движение это зрелище через редуктор с высоким передаточным
отношением, очевидно, что пропорционально небольшого привинчиваемого ротора двигателя будет
достаточно, чтобы удержать зрелище в воздухе. Данный безопасный зазор также распространяется на
удерживающее устройство двигателя.
Механизм имеет специальную конструкцию, обеспечивающую достаточный зазор по всей длине и
максимально возможное отсутствие трения.
Для выполнения этого условия двигатель должен быть также максимально маломощным.
(c) Как указывалось ранее, крутящий момент, создаваемый очками вследствие силы тяжести, имеет
значительную величину. Вследствие этого, при нормальной работе машина приобретает значительный
импульс, и, достигнув нормального положения, она оказывает сильное воздействие на механизм.
Этот шок необходимо по возможности устранить.
(d) Когда очки возвращаются в нормальное положение, двигатель должен быть способен немедленно взять на
себя нагрузку и вернуть очки в обратное положение.
Двигатель должен соответствовать этому условию, при этом изображение должно находиться в любой части
90-градусного квадранта. Таким образом, при работе в трех положениях, при возвращении в нормальное
положение из положения 90 градусов, часто необходимо проверить и зафиксировать очки в положении 45
градусов.
В случае однофазного двигателя переменного тока это не просто вопрос крутящего момента, как будет
объяснено позже.
(e) Двигатель должен быть способен сбрасывать сигнал за определенное минимальное время, при этом
входной сигнал не должен превышать определенного максимального значения.
(f) Конструкция удерживающего устройства имеет большое значение, и должны быть выполнены следующие
условия.
(g) Устройство должно быстро срабатывать и, если его отбросить под действием силы тяжести, при
обесточивании должно иметь очень высокий коэффициент запаса прочности при падении.
Кроме того, конструкция должна быть исключать механическое или магнитное «залипание». В этом
отношении необходимо учитывать очень важную особенность «падающего напряжения».
(h) Для полного исключения возможности залипания удерживающего устройства после обесточивания из-за
остаточного магнитного эффекта или механического трения, важной особенностью является то, что
удерживающее устройство должно размыкаться, когда потенциал на нем падает до значения, например, 40%
от нормального рабочего потенциала устройства. Этот процент обычно называют «падающим напряжением»,
и он может изменяться в зависимости от условий и различных спецификаций многочисленных железных
дорог.
Для выполнения этих условий необходимо наличие регулируемого откидного или отсоединяемого устройства.
() «Напряжение срабатывания» удерживающего устройства также имеет большое значение, поскольку
удерживающее устройство должно обеспечивать определенное минимальное напряжение на своих клеммах.
Очевидно, что «напряжение срабатывания», возникающее из-за открытого зазора, будет значительно
превышать «напряжение срабатывания». (j) Поскольку в случае автоматической сигнализации очки могут
удерживаться в перевернутом положении неограниченное время, удерживающее устройство должно быть
постоянно рассчитано на удерживаемое положение, а входной сигнал удержания должен быть как можно
меньше.
Входное напряжение срабатывания не столь важно, поскольку оно носит лишь кратковременный характер;
однако даже оно не должно быть слишком большим, чтобы избежать пиковых значений в линиях питания и
позволить использовать низкое значение напряжения срабатывания.
(h) Ввиду относительно маловероятной возможности остановки двигателя при нормальном напряжении из-за
механической неисправности механизма, двигатель должен быть сконструирован таким образом, чтобы он
мог безопасно принимать входной сигнал остановки при нормальном напряжении в течение неопределенного
периода времени.
(I) В связи с сильными колебаниями напряжения в линиях электропитания сигнальной установки, все
оборудование, работающее на этих линиях, должно обеспечивать удовлетворительную работу при
напряжениях, значительно превышающих или ниже нормального рабочего напряжения.
Все указанные условия должны быть выполнены при данных напряжениях или при любых промежуточных
напряжениях между максимальным и минимальным указанными напряжениями.
Целью настоящего изобретения является создание двигателя, приспособленного для эффективного
выполнения этих требований и обладающего преимуществами конструктивной новизны, о которых будет
упомянуто далее.
В конструкции сигнального механизма, воплощающего изобретение, которая будет описана далее в качестве
примера и для понимания сути изобретения, двигатель предназначен для работы от однофазной сети
переменного тока напряжением 110 вольт, частотой 25 Гц.
Все однофазные асинхронные двигатели обладают характерной особенностью: они не являются
самозапускающимися, поскольку магнитное поле, создаваемое только одной фазой, лишь пульсирует и не
вращается. Однако, как только ротор однофазного двигателя приводится в движение, он будет продолжать
вращаться в направлении запуска и будет развивать значительный крутящий момент, поскольку ротор
движущегося однофазного двигателя намагничивается очень похожим образом на намагничивание,
создаваемое двухфазным током. Более того, хотя однофазный двигатель при запуске развивает
значительный крутящий момент, он не способен выдерживать существенные перегрузки, и если его
перегрузить выше определенного предела, он полностью остановится и потребует повторного запуска.
По этим причинам однофазные двигатели очень нестабильны и, следовательно, совершенно непригодны для
выполнения требований, необходимых для работы сигнальных машин.
Один из способов преодоления этих трудностей — использование однофазных коллекторных двигателей.
Однако они непригодны для использования в сигнальных машинах, поскольку из-за сложности эффективной и
бесперебойной коммутации переменный ток вызывает сильный износ коммутатора и щеток и увеличивает
риск выхода из строя.
Кроме того, поскольку машина вращается в обратном направлении с высокой скоростью при возвращении в
нормальное положение, и поскольку щетки этих специальных двигателей относительно жесткие, износ
коллектора становится чрезмерным. Наилучший способ — преобразовать двигатель в двухфазный путем
разделения фаз; это достигается в двигателе, воплощающем изобретение, следующим образом: статор
двигателя намотан на две фазы, причем обмотки полностью разделены, и одна фаза расположена на
полюсный шаг впереди другой. Реактивные сопротивления этих обмоток значительно различаются; одна
фаза, имеющая сравнительно высокое реактивное сопротивление и низкое сопротивление меди, является
реактивной обмоткой, в то время как другая фаза имеет значительно более высокое сопротивление меди и
гораздо более низкое реактивное сопротивление, и называется резистивной обмоткой.
Когда две фазы такого двигателя соединены параллельно к однофазному источнику питания, в результате ток
через цепь, содержащую фазу сопротивления, будет чередоваться более синхронно с приложенной ЭДС, чем
ток в другой фазе, и будет иметь составляющую, квадратурную по отношению к току в другой фазе, причем
эта составляющая создает желаемый квадратурный нукс.
Вкратце, питающий ток разделяется на два тока с большой разностью фаз, и в этом состоянии он аналогичен
двухфазному источнику питания.
На практике такое разделение фаз обычно достигается путем намотки статора двигателя на две фазы, как в
рассматриваемом двигателе, но две фазы сбалансированы и имеют приблизительно одинаковое реактивное
сопротивление. К одной фазе последовательно подключено неиндуктивное сопротивление, а к другой фазе —
сильно индуктивная дроссельная катушка, обеспечивающая необходимую разность фаз.
Однако в усовершенствованном двигателе, воплощающем настоящее изобретение, как уже было описано
ранее, большая часть расщепления фаз осуществляется внутри, в самих обмотках.
Однофазные катушки имеют относительно большое количество витков большого сечения, а выступающая
часть расположена таким образом, чтобы пересекаться максимальным магнитным потоком; средняя длина
витка относительно невелика, поэтому сопротивление меди остается низким.
Катушки другой фазы имеют меньшее количество витков малого сечения, а выступающая часть обладает
меньшей индуктивностью, чем катушки первой упомянутой фазы. Средняя длина витка велика, а
сопротивление меди высокое; при необходимости, в ущерб эффективности, витки этих катушек можно было
бы полностью или частично изготовить из резистивной проволоки для дальнейшего увеличения
сопротивления меди, но, как показывает опыт, хорошие результаты достигаются и без этого, поскольку форма
этих катушек идеально подходит для обеспечения необходимого фазового сдвига.
Как уже говорилось ранее, когда однофазный двигатель, хотя и не является самозапускающимся, приводится
в движение, он будет продолжать вращаться в направлении, в котором был запущен, и развивать
значительный крутящий момент.
Следовательно, поскольку пусковые устройства с фазовым сдвигом не являются необходимыми для условий
работы двигателя после запуска (на практике их обычно отключают от цепи, как только двигатель набирает
скорость), их использование во время работы снизит эффективность двигателя.
Однако в случае сигнальных двигателей время работы на одну функцию настолько мало, что нет
необходимости в устройствах отключения, кроме того, поскольку двигатель должен быть способен
запускаться против крутящего момента очков в любом положении квадранта, при этом очки должны двигаться
нормально или в обратном направлении (см. условия (а) и (d)). Установка таких устройств отключения была
бы очень сложной задачей, а полученное преимущество было бы практически незначительным из-за времени
работы на одну операцию.
Поскольку в усовершенствованном двигателе фазовое разделение осуществляется непосредственно в
обмотках, включение и выключение «устройств фазового разделения» было бы очень сложным процессом;
однако это не рассматривается как недостаток конструкции.
Внешнее реактивное сопротивление постоянно соединено последовательно с фазой реактивного
сопротивления статора. Хотя, как было описано ранее, можно осуществить полное разделение фаз внутри
устройства, предпочтительнее использовать часть реактивного сопротивления реактивной фазы в качестве
регулируемого внешнего реактивного сопротивления. Реактивное сопротивление представляет собой ярмо,
образованное двумя ламинированными сердечниками, причем нижний сердечник расположен относительно
верхнего сердечника с помощью штифтов.
Между этими сердечниками вставлены латунные экранирующие пластины, и, изменяя количество этих
пластин, можно регулировать реактивное сопротивление, а следовательно, и внутренний фазовый угол
двигателя, чтобы получить наилучшие результаты от работы двигателя, компенсируя тем самым любые
производственные неточности.
Кроме того, защитные пластины позволяют стандартизировать характеристики ряда двигателей, что является
очень полезным преимуществом в работе с сигнальными устройствами, поскольку без этого средства
регулировки производство для получения стандартной работы с максимальной эффективностью было бы
очень дорогостоящим.
Реактивное сопротивление размещено в кронштейне подшипника двигателя и закреплено легкосъемным
зажимом. скобка, при удалении которой все реактивное сопротивление может быть быстро отделено как
единое целое. Реактивная катушка также легкодоступна.
Здесь следует отметить, что регулировка реактивного сопротивления может быть произведена путем
оснащения катушки реактивного сопротивления отводами.
Что касается механической конструкции статора, то сердечник изготовлен из ламинированных листов стали
выбранного материала, изолированных с одной стороны для минимизации вихревых токов.
Для предотвращения разведения зубьев и, как следствие, вибрации при подаче энергии, торцевые пластины
сердечника имеют более толстое сечение, чем другие пластины.
Основные пластины встроены в отдельный кольцевой корпус из немагнитного материала и фиксируются на
месте с помощью торцевого кольца, приклепанного к этому корпусу.
Корпус сердечника представляет собой кольцо относительно небольшого поперечного сечения, и крайне
важно, чтобы внутренний и внешний диаметры этого корпуса были абсолютно концентричны друг с другом,
чтобы сердечник был полностью зафиксирован по всей своей периферии, а благодаря небольшому
воздушному зазору корпус должен плотно прилегать к чугунному корпусу двигателя. Предпочтительным
способом изготовления указанного корпуса сердечника является его отливка из достаточно большого
поперечного сечения, которая затем подвергается следующим операциям: отжиг, черновая токарная
обработка, повторный отжиг, установка на оправку и токарная обработка для очистки наружного диаметра с
учетом припуска на шлифовку, очистка внутреннего отверстия токарным и шлифовальным способом для
установки сердечниковых пластин, сборка и намотка сердечника, пропитка лаком под воздействием тепла, во
время которого статор устанавливается в зажимное приспособление, а плотно прилегающая оправка
вставляется в сердечник. Эти приспособления используются для предотвращения деформации из-за нагрева
во время процесса пропитки, после полного затвердевания лака статора, шлифовка внутреннего отверстия
статора до мелкой шероховатости и, наконец, установка статора на оправку и шлифовка наружного диаметра
корпуса. Таким способом обеспечивается первоклассное качество изготовления и, что крайне важно, полная
поддержка сердечниковых пластин. По сравнению с ранее распространенным методом, согласно которому
сердечниковые пластины устанавливаются непосредственно в основной корпус, изготовленный из чугуна,
Усовершенствованный метод изготовления обладает существенными преимуществами; например, готовый
статор представляет собой узел, легко снимаемый целиком с основного корпуса без риска его деформации,
тогда как для получения этой желаемой возможности снятия сердечника, установленного непосредственно в
чугунном корпусе, пластины сердечника пришлось бы скреплять заклепками, и даже в этом случае
существовала бы вероятность нарушения концентричности сердечника при его перемещении.
Благодаря отказу от использования заклепок исключаются вихревые токи, и весь сердечник можно извлечь и
обрабатывать с разумной осторожностью, не опасаясь его деформации. Основной корпус или рама
неизменно изготавливаются из чугуна или стали (немагнитные материалы, такие как латунь, являются
дорогостоящими), и при непосредственной установке сердечников в них возникают значительные потери от
вихревых токов, поскольку часть магнитного потока проходит через корпус. В усовершенствованной
конструкции такие вихревые токи практически исключены, поскольку кольцевая оболочка сердечника,
изготовленная из немагнитного материала, обеспечивает существенный воздушный зазор, тем самым
ограничивая магнитный поток внутри сердечника. Статор, сконструированный описанным способом,
представляет собой очень компактную и легкую конструкцию, отличающуюся прочностью.
Напряжение переменного тока в различных системах электросигнализации железных дорог значительно
варьируется, причем это различие в основном связано с частотой, поскольку напряжение 110 В является
общепринятым стандартом для этого класса аппаратуры. Частоты сильно различаются, в настоящее время
используются частоты 1. 5, 25, 33.1/3, 50,60,70, и 80 циклов.
Что касается нашей страны, то наблюдается растущая тенденция к тому, что железнодорожные компании
получают электроэнергию от государственных энергоснабжающих организаций, и теперь совершенно
очевидно, что эти организации в ближайшем будущем стандартизируют частоту своих поставок до 50 Гц,
поскольку эта частота была определена как наиболее эффективная для комбинированных нагрузок,
включающих электроснабжение и освещение.
Ввиду возможности изменения частоты работы конкретной установки, а также того, что многие компании,
занимающиеся железнодорожным движением, используют установки с разными частотами в своих системах,
сигнальные двигатели, обладающие универсальными характеристиками, представляют собой большое
преимущество, поскольку изменение мощности не потребует использования совершенно новых двигателей.
Усовершенствованные двигатели, воплощающие настоящее изобретение, обладают следующими
универсальными особенностями: поскольку скорость асинхронного двигателя пропорциональна его частоте и
обратно пропорциональна числу пар полюсов статора, она практически не зависит от напряжения; также,
поскольку двигатели, особенно описанного типа, работают с очень малым процентом скольжения, очевидно,
что для данного статора скорость будет увеличиваться с частотой, и что существенного снижения скорости
при увеличении скольжения не наблюдается.
Описанный выше статор, как уже говорилось, предназначен для использования в системе с частотой 25 Гц и
напряжением 110 вольт, но он будет одинаково хорошо работать и в системе с частотой 33,1/3 Гц и
напряжением 11 вольт, поскольку он рассчитан на среднюю частоту 29 Гц, а обмотки имеют такое
соотношение, что, изменяя процент внешнего реактивного сопротивления, двигатель будет эффективно
работать при указанных частотах. Хотя скорость на этих частотах неизбежно различается, процентная
разница невелика и не имеет большого значения по сравнению с высокой эффективностью, достижимой иным
способом.
В рассматриваемом примере двигателя статор имеет 48 пазов и в данном случае намотан на 12 полюсов. Для
работы на частотах от 50 до 70 Гц используется тот же статор, но с другими обмотками, рассчитанными на 24
полюса.
Такой статор работает на любой промежуточной частоте, при этом регулировка внешнего реактивного
сопротивления производится, как и прежде. Для работы на частотах выше 70 Гц используется специально
намотанный статор.
Далее будут описаны два типа роторов, предназначенные для универсального использования с любым из
вышеперечисленных статоров.
Один из типов роторов — это ротор с обмоткой, работающий в режиме короткого замыкания. В этом типе
сердечник состоит из изолированных пластин, имеющих те же характеристики, что и описанный ранее
сердечник статора. Эти пластины установлены на алюминиевой опоре и закреплены по окружности с
помощью косого ключа, а от бокового смещения защищены четырьмя небольшими зажимными пластинами,
равномерно расположенными по периметру опоры и закрепленными винтами.
Конструкция двигателя предусматривает максимальный диаметр ротора, что обеспечивает высокий крутящий
момент и эффективность, а также максимальный эффект вращающегося колеса.
Сердечник имеет смещенную форму для обеспечения максимального пускового момента, а такое смещение
способствует плавной работе и устраняет нежелательные пульсации. Пазы полузакрытые, заводной
механизм удерживается на месте с помощью пропитанных твердых деревянных клиньев. Обмотка относится к
типу элементов короткого замыкания и состоит из большого количества катушек, каждая из которых имеет
значительное число витков, соединенных последовательно, и значительное сопротивление. Каждая катушка
закорочена сама на себя и независима от других катушек. Катушки расположены в виде равномерной обмотки
по всей периферии ротора. Катушки изготовлены из проволоки в эмалевом покрытии и, таким образом,
изолированы; они также изолированы по всей длине сердечника с помощью облицовки пазов, а кроме того,
выступающие части обмотаны специальной тонкой лентой для подоконников. Готовый ротор пропитывается
тем же способом, что и обмотки статора, описание которого приведено далее.
Соединение для короткого замыкания каждой катушки расположено в удобном месте на верхней части
выступающих элементов, и перед обмоткой лентой и подготовкой к пропитке каждый элемент катушки
проверяется на заземление через это соединение.
Такой ротор будет гораздо эффективнее и будет обладать большим пусковым моментом, чем стандартный
ротор с короткозамкнутым ротором, и хотя он, возможно, не будет обладать такими же прочными
характеристиками, как ротор с короткозамкнутым ротором, его механические свойства не оставляют желать
лучшего, поскольку обеспечивается достаточная защита открытой части выступов, и предусмотрена
возможность проведения жестких испытаний перед их дополнительной изоляцией.
Следует понимать, что даже если часть катушек будет повреждена или сгорит, ротор все равно будет
продолжать работать с той или иной эффективностью, поскольку катушки расположены как независимые
блоки.
В случае полного пробоя изоляции он будет работать как достаточно эффективный ротор с короткозамкнутым
ротором.
Роторный узел установлен на шпинделе и зафиксирован на нем шпонкой; он фиксируется в нужном
положении зажимной гайкой, которая, в свою очередь, снабжена стопорным винтом. Ротор установлен на
шариковых подшипниках.
Шестерня на валу ротора, предназначенная для зацепления с механизмом управления очками, имеет
обычный фрикционный тип и может быть настроена на проскальзывание при любой желаемой нагрузке на
ротор.
Шестерня такого типа предназначена для защиты от разрушительной непрерывной перегрузки двигателя, но
благодаря усовершенствованной конструкции двигателя такая разрушительная перегрузка исключена.
Следовательно, при условии целостности обмоток, фрикционная муфта служит лишь для защиты ротора от
ударов, передаваемых от механической части сигнальной машины, или от перегрузок, которые могут
возникнуть из-за выхода из строя обмоток статора или чрезмерного повышения напряжения питания.
На другом конце шпинделя ротора установлен удерживающий диск фрикционной муфты, который будет
описан далее в связи с удерживающим устройством.
Ротор обладает большой инерцией, что полезно, поскольку, когда устройство приводит машину в движение,
благодаря своему весу, оно стремится передать значительный импульс сигнальному механизму в целом, а
при достижении положения остановки оно придаст механизму значительный и желаемый удар. Машина
оснащена пружинными буферами, которые поглощают значительную часть этого удара, а также храповым
механизмом для поглощения инерции зубчатых передач, когда устройство достигает нормального положения.
Поскольку ротор включен в зубчатую передачу, его инерция компенсирует значительную часть напряжения,
вызванного гравитационным воздействием очков. Таким образом, очки будут стремиться вернуться в свое
нормальное положение покоя со значительно меньшей скоростью, что устранит нежелательный удар, не
снижая при этом запас прочности очковой нагрузки в конце хода.
Затем импульс ротора передается за счет холостого хода храпового механизма.
Хотя ротор типа «беличья клетка» не столь эффективен, как описанный выше ротор с обмоткой короткого
замыкания, тем не менее, учитывая большую механическую прочность ротора типа «беличья клетка», в
некоторых случаях может быть целесообразно использовать именно его. В этом случае его сердечник
изготавливается из изолированных пластин из высокоомного материала, такого как листовая сталь,
продаваемая под зарегистрированной торговой маркой «Stalloy», и имеет скошенное сечение для
обеспечения максимального пускового момента, плавной работы и устранения пульсаций. Пазы в указанном
сердечнике имеют полузакрытую форму, чтобы поддерживать максимально высокий коэффициент мощности
и обеспечивать возможность распиловки проводниковых шин для, при необходимости, повышения пускового
момента.
Следует отметить, что оба типа роторов, сконструированных описанным образом, приспособлены для
универсальной и эффективной работы в любом из описанных выше статоров.
Как станет понятно, это, безусловно, является огромным преимуществом как с точки зрения заказчика, так и
производителя, поскольку данный ротор любого типа может использоваться как в 25-тактной, так и в
80-тактной машине.
В обычных асинхронных двигателях, как их обычно конструировали до настоящего времени, входное
напряжение при заклинивании значительно превышает нормальное входное напряжение, поэтому для
выполнения условия «7C», упомянутого выше, двигатель должен иметь очень высокую номинальную
мощность, что снижает КПД и увеличивает стоимость; кроме того, по этой причине двигатели не могут быть
перегружены, то есть, при условии, что напряжение не повышается до чрезмерного значения. В
усовершенствованных двигателях, воплощающих настоящее изобретение, этот недостаток устранен,
поскольку они сконструированы таким образом, что входное напряжение при заклинивании при нормальном
напряжении лишь незначительно превышает входное напряжение при нормальной работе. Коэффициент
мощности исключительно высок в случае двигателей с обмоточным ротором, и во всех случаях коэффициент
мощности при заклинивании сравнительно высок.
Дополнительным преимуществом является то, что в усовершенствованном двигателе все детали легко
доступны для осмотра. Статоры и роторы можно быстро извлечь из корпуса двигателя в виде отдельных
узлов для осмотра или других целей. Вся обмотка практически негигроскопична, поскольку пропитана под
давлением в вакууме. Выступающие части обмоток статора находятся в непосредственной близости от
чугунного корпуса двигателя и кронштейна подшипника. По этой причине выступающие части имеют
специальную защиту, а кроме того, железные поверхности указанных деталей шлифуются, а затем
обрабатываются очень твердым запеченным лаком.
Двигатель полностью закрыт корпусом и оснащен легкосъемной крышкой, закрепленной с помощью
зажимного винта и ручки. Крышка выполнена с уплотнительным валиком, снабженным сальником, который
обеспечивает эффективную герметизацию двигателя. Зажимной винт имеет конусообразную форму, что
позволяет быстро установить крышку на место после ее снятия, а расположенная на нем рукоятка
обеспечивает эффективное и легкое затягивание крышки. Ручка имеет поворотный механизм, позволяющий
опустить ее вниз, благодаря чему в закрытом положении она занимает очень мало места.
Общие клеммы всех обмоток закреплены на клеммах, расположенных внутри корпуса, а управляющие
провода выведены из двигателя через изоляционные втулки к контроллеру цепи.
Один из силовых проводов вводится в корпус через соответствующее отверстие с втулкой и подключается к
клемме в нем.
Такое расположение клемм предпочтительнее внешней клеммной коробки, как закрытого, так и открытого
типа, поскольку оно очень компактно и обеспечивает защиту, а соответствующие провода легко
отслеживаются.
После снятия крышки весь аппарат, требующий технического обслуживания, а именно: удерживающее
устройство, клеммы или реактивное сопротивление, становится легкодоступным и открытым для осмотра, в
то время как уязвимые статор и ротор, которые очень редко требуют обслуживания, отделяются и
защищаются с помощью кронштейна подшипника.
Для смазки заднего подшипника предусмотрен канал для смазки, ведущий наружу корпуса, однако передний
подшипник можно легко смазать, сняв крышку.
Внутри корпуса на одном конце вала ротора закреплен зубчатый диск, с которым взаимодействует зубчатый
механизм, шарнирно соединенный со звеньями механизма, удерживающего прибор в «обратном» положении.
Указанный зубчатый диск удерживается в нужном положении с помощью фрикционной муфты, натяжение
которой регулируется гайкой, так что муфта может проскальзывать при любой заданной нагрузке. Когда
собака входит в зацепление с зубчатым диском, ротор блокируется.
Зацеп, опирающийся на опорный штифт, установлен между парой звеньев, разнесенных на расстоянии друг
от друга с помощью дистанционных штифтов. Пружина удерживает собаку на упоре, который проходит через
пространство между двумя рычагами.
Защелка имеет два отверстия, расположенных одно дальше от оси вращения, чем другое, для крепления
пружины, а звенья имеют два отверстия, расположенные по обе стороны от защелки, для размещения
стопорного штифта. Конструкция такова, что, если предположить, что пружина входит в нижнее отверстие,
защелка будет прижиматься пружиной к стопорному штифту с одной стороны защелки, но если переместить
Соседние файлы в папке патенты