Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5613
.pdf
263 в направлении стрелки O приведет к тому, что клин 265 будет оказывать усилие на фрикционные колодки.
стремятся разделить их, то есть стремятся прижать эти туфли к вращающимся дискам, создавая трение,
сравнимое с трением 90 градусов на серфе.
Таким образом, становится ясно, что при рабочем зацеплении фрикционных башмаков с соответствующими
дисками башмаки будут снимать с этих дисков значительную часть нагрузки, которая будет передаваться на
рычаг 270, тем самым замедляя вращение вала 25 против действия груза 256. Движение элемента
управления в противоположном направлении естественным образом снимает трение между башмаками и
дисками и позволяет грузу 256 вращать вал 255 в том же направлении. Рабочий вал 255 (к которому может
быть подключен любой подходящий механизм), таким образом, следует за своими движениями, и движения
элемента управления 263, а также углы поворота и скорости вращения элемента управления и рабочего вала
будут равны.
Представленный здесь управляющий двигатель для автоматического управления элементом управления
включает в себя регулятор скорости, обозначенный в целом буквой S, который представляет собой хорошо
известный центробежный шариковый регулятор.
Вал регулятора 271 может приводиться в движение любой машиной, скорость которой необходимо
автоматически регулировать, а рабочий вал 255 может быть соединен с клапаном, который регулирует поток
рабочей жидкости к машине. Движение 120-го кольцевого индикаторного элемента 272, который скользит по
валу регулятора, по мере подъема и опускания шариков регулятора 273, передается на управляющий
элемент 263 рычагом 274, шарнирно закрепленным в 275. Один конец этого рычага входит в паз скользящего
кольцевого элемента 272, а его противоположный конец снабжен сегментной рейкой 276, зубья которой
зацепляются с зубьями шестерни 27-7, жестко снабженной зубьями, причем зубья двух сегментных частей
зацепляются. Вращение рычагов 240 и 241 вокруг осей поворота 242 и 243 приводит к вертикальному
перемещению звеньев 239 и Следовательно, при вертикальных перемещениях башмака 232 и ролика 237 в
той же степени, ролик 237 всегда располагается точно напротив фрикционного башмака 232.
Шарнир 236, соединяющий рычаги 234 и 235, также соединен стержнем или индикаторным элементом 244 с
термостатом 245, установленным на основании 246. При такой конструкции следует, что движение стержня
2441 вниз прижимает фрикционную колодку 232 к ремню 230 и вызывает фрикционное зацепление, которое, в
свою очередь, тянет звенья 239 вниз до тех пор, пока сила трения не исчезнет. Движение стержня 244 вверх,
конечно, приводит к устранению нормального фрикционного зацепления колодки и ремня, и когда такое
движение происходит, пружина 247 вращает рычаги 240 и 241 и, следовательно, поднимает звенья 239. Таким
образом, любое движение стержня 244 немедленно сопровождается соответствующим движением рычагов
240 и 241. Рычаг 241 снабжен на своем внешнем конце отверстием для крепления к нему какого-либо
механизма или устройства, работа которого должна регулироваться термостатом. Например, К этому рычагу
может быть шарнирно соединен еще один рычаг, как показано на рисунке 248, и этот последний рычаг может
приводить в действие клапан 249 в трубопроводе 250.
Очевидно, что благодаря элементам промежуточного сервомеханизма, небольшая мощность термостата 410
значительно усиливается, так что демпфер или другое устройство могут свободно перемещаться, даже если
их величина значительна или они работают против сравнительно больших сил трения, замедляющих
движение.
Другой пример синхронного усиливающего механизма управления показан на рисунках 3 и 4. Когда вал 255
приводится во вращение в одном направлении любым подходящим способом, например, с помощью груза
256, подвешенного на тросе 257, верхний конец которого проходит вокруг вала и окончательно закреплен на
нем в точке 258, на валу установлены расположенные на некотором расстоянии друг от друга параллельные
диски 259 и 260, края которых имеют зубья, зацепляющиеся с зубьями шестерни 261, жестко установленной
на силовом валу 262. Этот силовой вал вращается любым подходящим способом в направлении стрелки А, и,
следовательно, два фрикционных диска вращаются в направлении стрелки В с одинаковой скоростью.
Вал 255 имеет осевое полое отверстие для размещения управляющего вала 263 и прорезан в пазах 279, 499
219, 499, установленных на управляющем элементе. Благодаря показанному механизму может быть
обеспечено полное автоматическое управление работающей машиной, даже если клапан, демпфер, дроссель
или другое устройство, управляющее фактическим движением машины, требует для своей работы гораздо
больше энергии, чем может обеспечить механизм регулятора в его нормальном режиме работы.
Ещё одна форма механизма синхронного усиления управления показана на рисунках 5 и 6. Здесь
управляющим двигателем снова является расширяющийся сильфон 190, в который жидкость под давлением
5 поступает по трубопроводу 191.
Расширение или сжатие сильфона под действием пружины 192 приводит к перемещению рабочего стержня
или индикаторного элемента 193. К концу 20 этого рабочего стержня шарнирно прикреплена внутренняя
резьбовая втулка 194, а внутри этой втулки, имея с ней резьбовое соединение, расположен конец стержня
195.
Стержень 195 имеет в своей основе ступицу 196, на которой расположены два радиальных стержня 197 и
рычаги 198. По стержням 197 скользят клиновые элементы 199, приводимые в движение пружинами 200.
Ролики 201 и 202, вращающиеся в подшипниках, прикрепленных к фрикционным дискам 203 и 204,
прижимаются к наклонным сторонам клиньев и стремятся вдавить их внутрь. Если давление оказывается
только с одной стороны на каждый клин, трение на штоках препятствует движению клина. Однако если оба
фрикционных диска давят одновременно, давление на клинья прикладывается с обеих сторон, трение на
штоке 4j.0 исчезает, и клинья перемещаются внутрь против силы пружин.
Если давление одновременно сбрасывается со всех клиновых роликов, пружины выталкивают клин наружу.
Таким образом, люфт и избыточное давление автоматически корректируются, но всегда поддерживается
небольшое давление, прижимающее фрикционные элементы к их коническим седлам в барабанах 205 и 206.
Фрикционные элементы 203 и 204 имеют выступающие штифты в противоположных точках своих внутренних
поверхностей; эти штифты входят в зацепление с отверстиями в рычагах 198, так что фрикционные диски
могут свободно перемещаться в осевом направлении, но удерживаются в надежном вращательном
зацеплении с рычагами 198 и валом 195. Барабаны 205 и 206 приводятся в движение в противоположных
направлениях непрерывно вращающимся двигателем 207 через зубчатые колеса 208 и холостой ролик 209,
зацепляющиеся с зубьями, нарезанными на внешней периферии барабанов 205 и 206.
Если стержень 195 переместить вправо, диск 203 войдет в существенное фрикционное зацепление с
барабаном 205 и, таким образом, начнет вращаться вместе с ним, а это вращение, в свою очередь, будет
вращать вал 195; Направление вращения таково, что стержень 195 ввинчивается в невращающуюся втулку
194 и, таким образом, смещается влево, а фрикционный диск 203 выводится из фрикционного зацепления с
барабаном 205. Если стержень 195 перемещается влево, диск 204 вращается в противоположном
направлении и через пересечение с резьбовой втулкой 194, диск 204 выводится из своего фрикционного
зацепления. Таким образом, только продольные перемещения стержня 193 смещают фрикционные диски из
их обычно нейтрального положения и вызывают такое вращение, которое возвращает их в это нейтральное
положение. На правом конце стержня 195 расположена гибкая муфта 210, позволяющая свободное
продольное перемещение 195, но передающая его вращение шестерне 211. Любое продольное положение
стержня 193, таким образом, представляется определенным угловым положением шестерни 211, и вращение
шестерни 211 осуществляется со значительной мощностью, в то время как стержень Для перемещения
фрикционных дисков внутрь и наружу зацепления требуется лишь небольшое количество энергии. Шестерня
211 может быть прикреплена к дополнительному механизму, движение которого должно следовать за
движениями 193. 95 Другая конструкция, включающая двигатель давления, показана на рисунке 7, на котором
усилитель мощности также способен перемещать рабочий элемент в любом направлении. Двигатель
давления 100 включает в себя сильфон 170, а для подачи пара или воздуха под давлением из котла или
камеры высокого давления внутрь сильфона предусмотрен гидравлический канал 171. Нижний конец
сильфона неподвижен, но его верхний конец будет подниматься и опускаться в зависимости от изменений
давления внутри него.
К верхнему концу крепится зубчатая рейка или индикаторный элемент 172, который зацепляется 110 с
шестерней 173, закрепленной на конце управляющего элемента 174 сервомеханизма, обозначенного в целом
буквой S. Может быть предусмотрена пружина 175, например, обычно используемая с сильфонными
устройствами типа, показанного на иллюстрации 1j5, верхний конец которой опирается на неподвижный упор
176. Рабочий элемент 177 сервомеханизма (который зацепляется).
-манипулятор питается от двигателя мощностью 120 (178), на котором жестко закреплена коническая
шестерня 179, зубья которой зацепляются с зубьями сегмента Tn O, установленного для вращения на
неподвижной оси 181.
Рычаг 182, выступающий вниз из сегмента 125, соединен звеном 183 с заслонкой 184 в дымоходе 185, через
который может проходить подача воздуха в топку котельной установки. С помощью описанного выше
механизма синхронного усиления управления, предусмотренного настоящим изобретением, вполне возможно
управлять пушкой непосредственно и автоматически с помощью телеметрического приемного устройства 70 и
без использования звена Хёрмана, обычно необходимого для подачи требуемой мощности.
На рисунке 8 показан механизм очень простого типа для автоматического подъема орудия и его опускания с
удаленной точки. Орудие обозначено цифрой 145 и установлено таким образом, чтобы вращаться вокруг
горизонтальных цапф 146. К орудию жестко прикреплен зубчатый сегмент 147, зубья которого зацепляются с
зубьями рабочей шестерни 148, установленной таким образом, чтобы вращаться вокруг неподвижной оси.
Шестерня 148 жестко соединена с червячным колесом 149, которое зацепляется с червяком 150 на конце
рабочего элемента 151 усилителя мощности или сервомеханизма двух типов барабанов.
Барабаны этого сервомеханизма быстро вращаются в противоположных направлениях с помощью силового
двигателя 152. К управляющему элементу 153 сервомеханизма жестко соединен ротор или индикаторный
элемент синхронизирующего двигателя 154, который соединен соответствующими электрическими
проводниками 155 со вторым синхронизирующим двигателем 156, входящим в состав вышеупомянутых
телеметрических средств и расположенным в удаленной точке, например, в комнате построения графиков
пожарной станции. Движение ротора двигателя 156 приводит к синхронным движениям ротора двигателя 154
и, следовательно, к синхронному движению управляющего элемента 153 сервомеханизма. Движение
рабочего элемента 151 этого механизма синхронно с движением его управляющего элемента 10, и, поскольку
рабочий элемент способен передавать во много раз большую мощность, чем была передана управляющему
элементу (а механизм будет спроектирован в каждом случае таким образом, чтобы обеспечивать достаточное
количество мощности). (для целей, для которых предназначено оружие), орудие может свободно подниматься
или опускаться.
Если орудие имеет большие размеры, сервомеханизм может усиливать мощность синхронизирующего
двигателя в десять тысяч раз или более, и для такого значительного усиления мощности может
использоваться механизм, имеющий множество ступеней усиления, или множество последовательно
соединенных механизмов.
Обращаясь теперь к устройству усиления мощности или сервомеханизму, подробно изображенному на
рисунках 9-16, следует отметить, что оно используется с управлением описанного выше типа, например, с
любым из ранее показанных двигателей.
Подвижные части механизма 130, управляющего демпфером или топливом, легко доступны, хотя, как станет
ясно, потребление энергии двигателем управления, приводящим в действие сильфон 170, может быть очень
незначительным. Кроме того, реакция механизма на движение сильфона мгновенна, и для каждого положения
рейки 172 демпфер будет иметь соответствующее уникальное положение. Проблема, решение которой
неоднократно предпринималось в прошлом без успеха, заключается в управлении орудием с удаленной
точки. Сложность этой проблемы возникает из-за того, что орудие должно быть наведено быстро и с
максимальной точностью, а телеметрические средства, с помощью которых данные управления орудием
передаются от наблюдателей на приемную станцию, сами по себе слишком слабы, чтобы фактически
осуществить наведение орудия.
По этой причине до настоящего времени всегда существовала необходимость в использовании человеческой
связи между телеметрическим приемником и направляемым орудием. Однако с помощью устройства,
сконструированного в соответствии с данным изобретением, эта человеческая связь может быть полностью
исключена, а орудие может быть наведено быстро и точно, средствами, управляемыми из удаленной точки,
несмотря на то, что орудие может иметь большой вес, а его движению противодействуют силы трения
значительной величины. Телеметрический приемник, обычно используемый в устройстве управления
орудием, способен создавать очень малый крутящий момент; Например, крутящий момент в 1/10 дюймовой
единицы может не снижать точность стрельбы. Для вращения или подъема орудия может потребоваться,
например, крутящий момент в 5 фунто-футов. Следовательно, крутящий момент, необходимый для
управления орудием, примерно в 10 000 раз больше максимального крутящего момента, который может быть
создан телеметрическим приемным устройством, и очевидно, что между телеметрическим приемным
устройством и орудием необходимо установить средства для увеличения незначительной выходной
мощности устройства, если необходимо обеспечить автоматическое управление орудием.
Используя механизм, сконструированный в соответствии с нашим изобретением, который далее обозначается
как синхронный усилительный управляющий механизм, становится вполне возможным управлять оружием
непосредственно и автоматически с помощью телеметрического приемного устройства и без вмешательства
человека, обычно необходимого для обеспечения требуемой мощности. Механизм для выполнения этой
функции показан на прилагаемых чертежах и будет описан далее более подробно.
279,499 6 279,499 заключены в двухсекционный корпус 10, который может быть изготовлен из прессованной
стали или другого подходящего материала. В выровненных отверстиях корпуса установлены коаксиальные
втулки 11 и 12 соответственно, которые представляют собой втулки, внутри которых коаксиальные валы 13 и
14 могут свободно вращаться, и которые также содержат цапфы, на которых могут свободно вращаться
ступицы вращающихся барабанов 1-0 15 и 16.
Валы 13 и 14 слегка выдвигаются по центру корпуса, но не скреплены между собой. Вал 13 включает в себя
рабочий элемент сервомеханизма, а вал 14 — непрерывный вал.
Третий вал 17 входит в корпус с одной стороны этого вала, параллельно валам 13 и 14; он является силовым
валом. Он вращательно установлен в выровненных втулках 18 и 19 и прерывается или ломается внутри
корпуса, причем две выровненные части обычно соединены односторонней муфтой 20, которая подробно
показана на рисунке 15. На силовом валу установлены шестерни 21 и 22, зубья шестерни 22 непосредственно
зацепляются с зубьями зубчатого кольца 23, жестко закрепленного на барабане 15, а зубья шестерни 21
зацепляются с зубьями натяжного ролика 24 (рисунок 14), зубья которого, в свою очередь, зацепляются с
зубьями второго зубчатого кольца 25, жестко закрепленного на барабане 16.
Очевидно, что в конструкции, подобной описанной выше, вращение силового вала 17 в одном направлении
вызовет вращение барабанов 15 и 16 соответственно в противоположных направлениях.
Барабаны представляют собой чашеобразные элементы с фланцами, перпендикулярными стенкам, и
расположены таким образом, что фланцы направлены друг к другу, а их параллельные кромки разделены
лишь небольшим зазором. Цилиндрические внутренние поверхности фланцев имеют фрикционные
поверхности и слегка соприкасаются с ними фрикционными лентами 26 и 27 соответственно. Эти ленты
имеют аналогичную конструкцию и состоят из металлических полос с облицовкой из пробки или другого
подходящего материала.
Каждая лента имеет управляющий конец C и силовой конец P, и они простираются в противоположных
направлениях вокруг барабанов от своих управляющих концов, которые находятся практически в одной
радиальной плоскости, как это хорошо видно на рисунке 13: управляющий конец каждой ленты обмотан вокруг
скобы - детали 28, эти скобы жестко закреплены на аналогичных расположенных на расстоянии друг от друга
параллельных кольцах 29, 29 соответственно, которые, в свою очередь, прикреплены к поперечной балке 30 с
помощью заклепок или иным способом в диаметрально противоположных точках, которая закреплена на
управляющем элементе или валу 14, причем внешние концы -65 поперечной балки 30 имеют каналообразную
форму, обеспечивающую посадочные места, к которым могут быть прикреплены эти кольца.
Силовые концы двух лент снабжены аналогичными звеньями 31-31, и эти звенья соединены с верхним -7
(концами 6 аналогично выполненных коромысел 32-32, нижние концы коромысел шарнирно установлены на
шпильках 33-33, которые выступают наружу в противоположных направлениях от большого центрального
трансформирующего диска 34, который закреплен на рабочем элементе 1a. Коромысла фактически
пересекаются друг с другом, проходя через отверстие 35 в центральном диске 34, и каждое вращательно
поддерживает в плоскости -8 этот диск антифрикционный ролик 36.
Эти ролики опираются соответственно на наклонные поверхности выступающего наружу клина 37, который
имеет осевое отверстие для размещения стержня 38, по которому он скользит. Пружина 39 любой
подходящей формы прижимает клин радиально наружу и стремится раздвинуть антифрикционные ролики, а
следовательно, раздвинуть коромысла и прижать силовые концы 9 лент к их соответствующим барабанам.
Стержень 38 имеет концы, прочно закрепленные по краям отверстия 35 в диске 34, и фактически
представляет собой неотъемлемую часть диска. Периферия диска 34 снабжена войлочной лентой 341,
которая слегка прижимается к краям внутренних фрикционных поверхностей барабанов, и эта лента
эффективно предотвращает попадание пыли в пространство внутри барабанов.
Предполагая, что вал управления непрерывно вращается в направлении стрелки А (Рисунок 13), следует, что
1 из 5 барабанов будут вращаться соответственно в направлении, указанном стрелками B и B'. Обе ленты
будут слегка прижиматься к вращающемуся барабану из-за действия пружины 39 и клина 11 C 38. Как
указывалось ранее, тенденция к фрикционному замедлению вращения барабанов лентами будет, однако,
незначительной, поскольку давление будет крайне слабым. Однако, если предположить, что вал управления
14 вращается с помощью управляющего двигателя в направлении стрелки ID (Рисунок 13), станет очевидно,
что управляющий конец ленты 27 будет перемещаться в направлении вращения IZO барабана 16, и эта лента
будет фрикционно зацепляться с барабаном с увеличенной силой. Лента, таким образом зацепляясь с
барабаном, отнимает у барабана количество энергии, которое определяется величиной -125 из крутящий
момент, который оператор прикладывает к управляющему элементу 14, передается через силовой конец P
ленты, посредством соответствующего коромысла и антифрикционного ролика 36 на клин 37. Клин
сконструирован таким образом, что он неподвижен на своем опорном стержне 38 под действием только
одного из антифрикционных роликов, то есть, когда задействована только одна из лент, радиальная
составляющая силы, действующей со стороны ролика только на клин, меньше по величине, чем сила,
необходимая для преодоления сопротивления трения клина при скольжении внутрь. Следовательно, клин
имеет прочную опору, и мощность, передаваемая силовым концом ленты, передается непосредственно на
диск 34 и, следовательно, на рабочий вал 11, к которому прикреплен диск.
В течение этого времени лента 26 отсоединяется от соответствующего барабана, движение вала 14 в
направлении стрелки ID приводит к натяжению ленты 27, но к ослаблению ленты 26. Поэтому в механизме нет
противодействия вращению рабочего вала 13. Вращение управляющего вала 14 в направлении,
противоположном указанному стрелкой ID, приведет к ослаблению ленты 27, а затем к включению ленты 26,
так что рабочий вал 13 также будет повернут в противоположном направлении. Клин 37 сконструирован таким
образом, что когда любая из лент активна для передачи на него мощности, он представляет собой прочное и
податливое крепление, как было указано ранее. Однако, если в какой-либо момент времени возникает
тенденция обеих лент зацепиться за свои барабаны, так что оба антифрикционных ролика 36 действуют
одновременно на клин 37 с противоположно направленными и равными или почти равными силами, это будет
Очевидно, что сопротивление трения клина при скольжении по стержню 38 исчезнет, и клин будет двигаться
радиально внутрь, преодолевая действие пружины 39, чтобы ослабить одновременное сжатие лент.
Таким образом, клин и связанный с ним механизм включают в себя автоматическое регулировочное
устройство, которое предотвращает чрезмерные потери на трение, возникающие из-за одновременного
зацепления лент; обеспечивает легкое фрикционное зацепление лент с соответствующими барабанами,
исключая возможность люфта или вибрации, и дополнительно включает в себя среду, компенсирующую
износ, поскольку она одинаково эффективна во всех положениях, в которых может быть установлена, и, по
мере износа частей механизма, будет перемещаться наружу, устраняя любой люфт, который мог возникнуть в
результате такого износа.
Конструкция муфты 20 такова, что та часть силового вала, которая находится внутри корпуса, всегда может
приводиться в движение внешним источником энергии, каким бы он ни был, в направлении стрелки А (Рисунок
13). Однако, если источник энергии изменит направление своего действия, муфта отключится.
В естественном режиме работы механизма валы 14 и 13 всегда будут находиться практически в одной фазе
движения. Конечно, они не соединены друг с другом, за исключением промежуточного механизма, но люфт
между валами и клином настолько мал, что движение вала 14 приводит к практически одновременному
движению вала 13. Когда оператор управляющего элемента прекращает вращение вала, зацепляющийся
элемент немедленно разъединяется, и вал 13 также останавливается, обеспечивая тем самым поддержание
фазы между двумя валами. Очевидно также, что оператор может вращать вал 14 с любой скоростью, которая
варьируется от нуля до скорости вращения барабанов, при этом ленты потребляют от барабанов ровно
столько энергии, сколько необходимо для требуемой цели. В работе механизма мощность, подаваемая
управляющим двигателем, многократно увеличивается, то есть небольшой крутящий момент, приложенный к
управляющему валу, приведет к значительному крутящему моменту, доступному на рабочем месте. вал.
Это достигается за счет взаимодействия лент и барабанов, которые действуют в соответствии с хорошо
известными принципами «трения обмотки». Механизм может быть спроектирован таким образом, чтобы
обеспечивать различное усиление мощности в зависимости от области применения путем изменения его
размеров и использования лент 6 различных типов. При желании устройство может быть снабжено
дополнительными лентами, соединенными с управляющими концами лент, показанных на рисунке, для
перемещения их в зацепленное положение, что значительно увеличивает усиление мощности. На рисунках
17-19 показан другой вариант осуществления механизма усиления мощности, в котором, однако,
перемещение рабочего элемента в любом направлении может осуществляться за счет энергии,
потребляемой от одного барабана, направление вращения которого остается неизменным. Рабочий вал здесь
обозначен цифрой 13', а управляющий элемент — цифрой 14'. Управляющий элемент расположен внутри
рабочего вала, который для этой цели имеет полость 120, при этом управляющий рычаг 30' управляющего
элемента выступает через радиальный паз. в рабочей шахте.
Изображен одиночный барабан 15Y, который вращательно установлен на рабочем валу 125 и приводится в
движение любым подходящим источником энергии. Барабан снабжен осевой ступицей 26e, цилиндрическая
наружная поверхность которой включает фрикционную поверхность. Показаны две ленты 130d 279499 8
279499 для зацепления с большой внутренней цилиндрической фрикционной поверхностью барабана, эти
ленты обозначены как 26' и 278. Силовой конец P ленты 278 шарнирно установлен на штифте Ld 90,
выступающем аксиально из диска 91, который закреплен на рабочем валу. Управляющий конец C этой ленты
шарнирно соединен с одним плечом рычага 91', который установлен для колебаний на штифте 92, также
выступающем из диска 91. К другому плечу этого рычага подключен силовой конец фрикционной ленты 93,
которая проходит вокруг малого барабана. 268, и его управляющий конец соединен с внешним концом
управляющего рычага 308.
Лента 268 имеет силовой конец P, шарнирно соединенный со шпилькой 94, которая выступает вбок от диска
или элемента 95, установленного для свободного вращения на валу 138.
Управляющий конец этой ленты шарнирно соединен с внешним концом рычага 96, внутренний конец которого
шарнирно установлен на штифте 97, также выступающем вбок из диска 95. Пружина 98, один конец которой
соединен с рычагом 96, а другой — со штифтом 99, выступающим из диска 95 в обычном положении,
стремится притянуть управляющий конец ленты 268 к барабану.
Периферия диска 95 имеет зубья, которые зацепляются с зубьями небольшой конической шестерни 100,
вращательно установленной только на неподвижном штифте 101. Шестерня 100 также зацепляется с зубьями
третьего диска 102, который закреплен шпонкой на рабочем валу.
При нормальной работе устройства лента 26e, благодаря действию пружины 98, находится в постоянном
фрикционном зацеплении с барабаном, и поэтому диск 95 стремится вращаться против часовой стрелки (рис.
19). Этот диск, конечно, не соединен напрямую с рабочим валом, и сила, стремящаяся его вращать,
передается на рабочий вал только через шестерню 100 и диск 102, так что сила, отводимая от барабана, в
конечном итоге передается на рабочий вал таким образом, что стремится вращать его по часовой стрелке.
— В противовес этой постоянной силе трения, стремящейся вращать рабочий вал по часовой стрелке,
действует постоянная сила трения ленты 278, которая стремится вращать рабочий вал против часовой
стрелки. Лента 93 постоянно находится в легком фрикционном контакте с барабаном 268, а лента 278
постоянно находится в относительно легком фрикционном контакте с барабаном 158. Обычно крутящий
момент, действующий на рабочий вал по часовой стрелке, точно равен по величине крутящему моменту,
действующему против часовой стрелки, и поэтому рабочий вал остается неподвижным.
При вращении по часовой стрелке (Рисунок 18) лента 93 освободится от контакта с барабаном 268, в
результате чего трение ленты 278 о барабан станет значительно меньше. Однако, если трение между лентой
268 и барабаном 15 останется неизменным, крутящие моменты больше не будут уравновешиваться, и вал
будет вращаться по часовой стрелке. Если рычаг управления 3 Ce перемещается в направлении,
противоположном часовой стрелке (Рисунок 18), лента 93 будет сильнее захватывать меньший барабан M 61,
и управляющий конец C ленты 278 будет с силой прижат; против основного барабана А - Значительная
мощность будет отбираться от основного барабана и передаваться на диск 91 через ленту 27', и создаваемый
таким образом крутящий момент превысит постоянный крутящий момент, передаваемый на вал от ленты 268.
В результате вал будет вращаться против часовой стрелки (Рисунок 18); Описанный выше рычаг с
кривошипным механизмом 91 мы обозначили как «внутренний рычаг», то есть рычаг, имеющий либо точку
опоры, либо точку приема силы, либо точку передачи силы, прикрепленную к рабочему элементу, и вторую из
этих трех точек, прикрепленную к управляющему элементу. Предпочтительно, чтобы его действие не
предполагало увеличения силы, передаваемой силовым концом внутренней ленты, но, с другой стороны,
соотношение его плеч таково, что движение силового конца внутренней ленты увеличивается. Синхронное
действие управляющего элемента и рабочего элемента не может быть эффективно реализовано в случаях
использования таких внутренних рычагов, если при их использовании предпринимается попытка увеличить
коэффициент усиления мощности.
Фрикционные ленты и другие элементы обладают определенной упругостью, и для того, чтобы лента
увеличила свою фрикционную способность, необходимо натянуть ее концы на небольшую, но заметную
величину. Эта величина представляет собой угловую неточность между управляющим элементом и рабочим
элементом. Там, где используется внутренний рычаг, его конструкция должна быть такой, чтобы
минимизировать эту ошибку, а не увеличивать ее, и согнуть ту часть внутреннего рычага, к которой
прикреплен управляющий элемент, по длине примерно равную или меньшую, чем другая часть (полагаясь на
трение обматывания или что-либо еще).
Для обеспечения необходимого усиления используются фрикционные элементы. Предпочтительно, чтобы
плечо внутреннего рычага, к которому подсоединен управляющий элемент, было сделано значительно
короче, чем другое плечо этого рычага, что повышает точность синхронизации управляющего элемента и
рабочего элемента, хотя и несколько снижает усиление мощности. В некоторых случаях мы можем
использовать внутренний рычаг, который немного способствует усилению мощности, но по изложенным
причинам следует использовать рычаг противоположного типа, когда это возможно, особенно для
чувствительных механизмов, для которых требуется точная синхронизация управляющего элемента и
рабочего элемента.
На рисунках 20 и 21 показаны различные виды фрикционных лент, используемых в связи с усилителями
мощности или сервомеханизмами. Эти ленты оказались особенно востребованными на практике благодаря
своему малому весу и высокой прочности.
Лента, изображенная на рисунке 20, состоит из множества каналообразных элементов 220, расположенных
вплотную друг к другу и шарнирно соединенных легкими поперечными стержнями 201. Внутри каждой
каналообразной секции закреплен пробковый блок 222, фрикционные поверхности 203 которого имеют
цилиндрическую форму, так что когда лента обернута вокруг барабана, с которым она должна
взаимодействовать, фрикционные поверхности пробковых блоков соприкасаются с фрикционными
поверхностями барабана. Лента такого типа, способная выдерживать натяжение весом 14 фунтов, будет
весить всего один фунт на каждые двести футов.
Лента, изображенная на рисунке 20, разумеется, предназначена для обмотки вокруг барабана, и, как и во
многих случаях, может быть желательно иметь легкую ленту с внутренним расширением, подобную той, что
изображена на рисунке 21.
Алюминиевые секции a- представляют собой слегка изогнутые пластины, обозначенные цифрой 225, а
пробковые блоки закреплены на их выпуклых поверхностях. Концы пластин загнуты внутрь, и каждая смежная
пара -40 концов скреплена между собой одной или несколькими заклепками 226. Эта лента также обладает
большой прочностью при небольшом весе и идеально подходит для многих типов сервомеханизмов, в
которых необходимо использовать внутренние 4 расширяющиеся ленты. Под термином «силовой двигатель»,
используемым здесь, мы подразумеваем любой аппарат, способный передавать механическую энергию без
ограничений по характеру исходного источника энергии.
Электродвигатель может состоять только из элементов, которые обычно находятся в режиме ожидания, но
способны передавать механический ток.
Как механические двигатели, так и двигатели более распространенного типа, состоящие из элементов, одним
из которых является нормально вращающееся движение (например, электродвигатель, паровой двигатель и
т. д.), могут использоваться при необходимости.
Функция электродвигателя заключается в обеспечении основной части мощности, необходимой для работы
рабочей части.
Под термином «уникальный», используемым здесь, мы подразумеваем, что для каждого положения
подвижного элемента в управляющем двигателе или автоматическом средстве существует одно и только
одно соответствующее положение рабочего элемента.
Для многих целей управления необходимо использовать сервомеханизм с более чем одной ступенью, чтобы
получить необходимые крутящие моменты или соотношения сил, и очевидно, что этого можно достичь путем
последовательного соединения ряда фрикционных лент (при желании с помощью внутренних рычагов)
способом, показанным на рисунках 17-19.
Здесь можно заявить, что была предложена муфта передачи мощности 80 для увеличения сравнительно
слабых импульсных сил с помощью вспомогательной силы, в частности, в приводе машин, имеющих
переменную угловую скорость главного вала, при этом импульсная сила 85, которая должна быть увеличена
за счет сил трения, приводит в действие механизм, который, в свою очередь, влияет на фрикционный контакт
с органом, приводимым в движение от источника энергии, таким образом, чтобы позволить органу передавать
90 большее или меньшее количество энергии на указанный главный вал, так что скорость последнего будет
автоматически регулироваться независимо от скорости органа в соответствии с другой заданной скоростью
95. Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что wc-
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_279500.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=279500&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB279500A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата принятия Конвенции (США): 22 октября 1926 г. 2799500. Дата применения (в Соединенном Королевстве):
22 октября 1927 г., № 28117/27.
Завершено: 29 ноября 1928 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования средств регулирования горения в котельных установках или относящиеся к ним.
Я, ЧАРЛЬЗ ХЭН ЭН СМУТ, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий в Мейплвуде, округ
Эссекс, штат Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, и чей почтовый адрес: 136, Либерти-стрит,
Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о характере данного
изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено
в следующем заявлении: Данное изобретение относится к регуляторам для управления тягой через
колосниковые решетки топочных машин, где тяга прикладывается с различной силой к секционированным
участкам решетки.
В некоторых типах котельных желательно работать с равномерной толщиной слоя топлива и изменять
количество вырабатываемого пара путем изменения скорости вращения котельной, которая напрямую
регулирует количество топлива, подаваемого в топку, а также длину топки.
При малых нагрузках воздух подается только на ограниченную длину колосниковой решетки, где происходит
полное сгорание, а по мере увеличения мощности котла открываются дополнительные секции, подающие
воздух под решетку, что обеспечивает большую длину зоны подачи воздуха и соответствующее увеличение
скорости вращения топочной машины, что удлиняет зону горения и увеличивает площадь сгорания с ростом
мощности. При этом по практическим соображениям также желательно поддерживать практически
равномерное максимальное давление воздуха под решеткой, что приводит к практически равномерному
максимальному количеству топлива, потребляемого на квадратный фут активной площади.
Причина поддержания практически максимального давления воздуха в большинстве случаев заключается в
размере сжигаемого топлива, которое часто бывает очень мелким, и частицы этого топлива будут выноситься
с колосниковой решетки потоком воздуха, если количество воздуха, проходящего через заданную площадь,
увеличится выше определенного значения, соответствующего максимальному эффективному давлению
воздуха под колосниковой решеткой. Таким образом, это давление воздуха никоим образом не зависит от
общего количества сжигаемого топлива, а определяется размером частиц топлива. Количество сжигаемого
топлива и производительность котла определяются площадью колосниковой решетки, которая получает
воздух снизу и топливо сверху для сгорания.
Из-за низкой скорости цепи и сравнительно низкой скорости сгорания топлива на ней непрактично быстро
изменять длину горения, как увеличивая, так и уменьшая её. Поэтому, когда требуется быстрое изменение
мощности пара, это можно осуществить только изменением количества воздуха, проходящего через
существующую площадь горящего топлива, что требует более высокого или более низкого давления воздуха,
чем для обычного топлива, что способствует максимальной экономичности. В изобретенной мной системе
регулирования топки эти два противоречащих условия обеспечиваются использованием регулятора давления
воздуха со специальными характеристиками, а также регулятора скорости топки и регулятора объема
воздуха, все из которых находятся под управлением главного регулятора, функция которого заключается в
установлении скорости в ответ на нагрузку, создаваемую на котле. Регулятор давления воздуха при
внезапном изменении нагрузки производит соответствующее изменение давления воздуха, что позволяет
существующей длине горения максимально эффективно соответствовать таким изменениям нагрузки. После
такого изменения давления воздуха регулятор медленно, под контролем и регулировкой временного
элемента, возвращает давление к его нормальному значению. По мере возвращения давления к
нормальному значению количество воздуха, проходящего через определённую площадь колосниковой
решетки, уменьшается или увеличивается, и вступает в действие регулятор объёма воздуха,
последовательно открывая или закрывая различные заслонки под решеткой, поддерживая объём воздуха на
нормальном уровне и подавая воздух на большую или меньшую площадь колосниковой решетки. Таким
образом, после изменения нагрузки кратковременное изменение компенсируется кратковременным
изменением давления воздуха, чтобы дать время для изменения скорости двигателя под управлением
кочегарного механизма удлинить или укоротить, или увеличить или уменьшить площадь топливного бака, и
одновременно с таким изменением предусмотрен регулятор объёма воздуха, который, открывая или закрывая
последовательно 279 500 заслонок, подаёт воздух на большую или меньшую площадь колосниковой решетки
по мере необходимости.
Таким образом, независимо от нагрузки на котел, как только она достигает стабильного значения без
существенных изменений темпов роста или снижения, регулирующая система корректирует
продолжительность горения таким образом, чтобы восстановить давление воздуха до постоянного
нормального значения, наиболее подходящего для сжигаемого топлива.
Изобретенная мной для этой цели система представлена на прилагаемом чертеже, на котором A — обычный
паровой котел, B — двигатель, приводящий в движение колосниковую решетку, C — вентилятор с двигателем,
подающий воздух под давлением, E-1, E-2, E-3 и E-4 — ряд воздухозаборников, подающих воздух в две
камеры под колосниковой решеткой, F — бункер, содержащий топливо для сжигания, которое затягивается в
топку под заслонкой G, высота которой определяет толщину слоя топлива, K — главный регулятор, который,
используя давление пара, позволяет сжатому воздуху проходить через трубы L-1, L-2 и L-3 к различным
регулирующим устройствам, M — регулятор давления воздуха, снабженный диафрагмой M-1, 9°, которая
принимает давление воздушного потока на своей верхней поверхности и атмосферное давление на своей
нижней поверхности. Диафрагма M-2 принимает атмосферное давление сверху и давление от главного
регулятора K-3 снизу. Диафрагма M-3 в камере N-4 принимает Давление вязкой жидкости в камере НТ-1
регулятора давления воздуха через суженное отверстие Н-2. Камера Н-3 представляет собой воздушную
подушку, соединенную с камерой Н-4. Диафрагмы М-1, М-29 и М-3 закреплены на центральном стержне М-4.
0-1 — это рычаг, к которому прикреплен регулировочный груз 0-2. Рычаг 0-1 также соединен с клапаном 0-3,
который регулирует подачу пара к вентилятору D с двигателем и к стержню диафрагмы. Работа этого
регулятора давления воздуха осуществляется следующим образом:
Изменение нагрузки на котел, которое приводит к снижению давления пара за счет действия главного
регулятора, как описано в моей британской патентной заявке № 224556, вызовет повышение давления в
трубе Li-1, которое немедленно передается на диафрагму M-2 и оказывает восходящее усилие, которое
уравновешивается только увеличением давления воздуха от вентилятора D, оказывающего повышенное
нисходящее усилие на диафрагму M-1.
Соседние файлы в папке патенты