Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10777
.pdf
количества 90 несвязанных газов до уровня бензина.
Кроме того, очищенный газ может быть использован для специальных целей и для других видов применения,
требующих газа, не содержащего серы. 95 Большая часть аппаратуры и многие соединения, показанные на
рис. 2, соответствуют соединениям, показанным на рис. 1, и, следовательно, имеют одинаковые обозначения.
Основное различие между двумя рисунками (100) заключается в аппарате для обработки продуктов
переработки после первичной конденсации, следующей за первой фракционированием и перед операцией
рафинирования, а новые элементы, показанные на рис. 2 (105), легко различимы благодаря наличию
ссылочных символов выше 200.
Поскольку изобретение в основном касается очистки углеводородов, в некоторых отношениях не имеет
значения, какое оборудование используется для начала обработки исходного материала.
Чтобы подчеркнуть тот факт, что первичная конверсия может осуществляться с помощью любого известного,
подходящего или желаемого оборудования, на рис. 2 (рис. 13) показана обычная реакционная,
выпаривательная или испарительная камера для приема исходного материала. При температуре конверсии
или крекинга из трубы 8 по линии 11 крекинговые или конверсированные пары выходят из реакционной
камеры 13 через линию с клапаном 38 для фракционирования, а жидкий остаток выходит через линию с
клапаном 15 в резервуар для хранения 20. 125 Начиная с газоотделителя 60, газы, выходящие по клапанной
линии 61, поступают в абсорбер 202 любого желаемого типа и выходят по клапанной линии 203. Показанный
абсорбер использует низкокипящий жидкий конденсат, который поступает через линию с клапаном 204 для
очистки газов, а обогащенный конденсат или абсорбент выходит через линию с клапаном 205 и поступает в
нагреватель или перегонный аппарат 6 206, где абсорбированные пары отделяются от низкокипящего
конденсата, который выходит в виде обедненного абсорбента через линию с клапаном 207. Отфильтрованные
пары по клапанной линии 208 поступают в конденсатор 209, оттуда по клапанной линии 210 — во второй
газоотделитель 211, из которого жидкий конденсат по клапанной линии 212 поступает в приемник 213, а газы
из сепаратора 211 по клапанной линии 214 поступают в основной газопровод 203.
Сырой жидкий продукт с желаемым диапазоном кипения из приемника 213 сливается по клапанной линии 215
в клапанную линию 216 из приемника 64. Перед подачей жидкого сырья из этих двух источников в жидкостную
линию 74, ведущую в секцию рафинирования аппарата, в большинстве случаев предпочтительно
осуществить его стабилизацию путем удаления газов и очень легких паров, растворенных в жидкости и
повышающих ее давление пара до нежелательной степени. Это достигается путем подачи сырой жидкости по
клапанной линии 217 в стабилизатор 218 любого известного или желаемого типа, из которого пары выходят
через клапанную линию 219 и магистральный газопровод 203, в то время как стабилизированная сырая
жидкость сбрасывается по клапанной линии 220 в жидкостный трубопровод 74. Соединение 221 с клапаном
между линией 217 и линией 74 позволяет при необходимости пропустить этап стабилизации.
Возвращаясь теперь к основному газопроводу 203, газ в неочищенном виде может быть отведён для топлива
и других целей через запорное соединение 222.
Для очистки газ отводится по клапанному трубопроводу 223, проходит через теплообменник 224 и поступает в
дополнительный нагреватель 225 любого подходящего или желаемого типа, где его температура повышается
до уровня, достаточного для проведения желаемой реакции очистки в блоке очистных камер 226 и 227.
Нагретые исходные газы поступают в них по клапанным трубопроводам 228 и 229 соответственно и выходят
через клапанные выходы 230 и 281 соответственно, которые сбрасываются в трубопровод 232. Последний
возвращается через теплообменник 224 (где очищенные газы отдают часть своего тепла неочищенным газам
в трубопроводе 223) и трубопровод 232 в трубопровод очищенного газа 233, от которого клапанные
соединения 178 и 180 ведут к очистным камерам 94 и 96. Клапанное соединение 234, расположенное за
линией 180, позволяет отводить очищенный газ для использования в качестве топлива или для других
специальных целей, требующих газа, не содержащего серы.
Камеры очистки газа 226 и 227 содержат любой подходящий или желаемый материал для удаления серы
и/или других нежелательных соединений или для иной очистки газов, поступающих в них из нагревателя 225.
Например, может использоваться 70 мелкодисперсных металлов или оксидов металлов, закрепленных на
носителях типа, описанного в британских патентах компании Compagnie Internationale pour la. Патенты на
производство эссенций и нефтей №№ 30465475 и 309585 от 23 января 1928 г. и 13 апреля 1928 г.
соответственно, которые позволяют регенерировать контактные массы путем окисления на месте. Камеры
расположены и предназначены для попеременного переполнения и регенерации, а также для чередования
функций, что позволяет обеспечить непрерывную работу всей установки. Для восстановления активного
состояния очищающего материала в камеры 226 и 227 может подаваться регенерирующая среда того же или
иного типа, что и используемая в камерах 94 и 96 для очистки катализатора, через клапанные линии 236 и 237
соответственно, а тепло и пары могут выводиться через клапанные линии 238 и 239 соответственно.
Для завершения регенерации газоочистного материала не потребуется отдельный этап восстановления.
Рабочие температуры камер очистки газа 226 и 227 могут варьироваться от 350 до 700 °F.
Из вышеизложенного становится очевидно, что использование катализатора рафинирования в камерах 94,
96, способного оказывать полимеризующее воздействие на очень легкие углеводороды, такие как
присутствующие в неподвижных газах и в том числе выделяющиеся на стадии стабилизации, или который
вызывает комбинированную полимеризацию и гидрирование, так что такие очень легкие углеводороды
приводятся в диапазон свойств бензина, приведет к существенно важным преимуществам и значительному
увеличению количества готового моторного топлива 110. Разделение газов и их очистка, удаляющая все
соединения, оказывающие вредное воздействие на катализатор рафинирования, позволяют избежать
быстрого отравления последнего, которое в противном случае произошло бы, и обеспечить надлежащую
работу катализатора рафинирования в течение длительного периода времени. Таким образом достигается
максимальный выход готовой продукции однородного качества, а также удается избежать 120 чрезмерно
частых регенераций катализатора рафинирования.
Более того, один и тот же катализатор может быть принят в качестве стандарта для переработки любой сырой
нефти. Один из составов, дающий превосходные результаты (125), включает 98% активированной глины и 2%
оксида никеля в мелкодисперсной форме. Два компонента смешиваются, формуются в куски подходящего
размера и запекаются при температуре 1000 °F для получения активной массы, в которой оба компонента
являются независимыми активными и находятся в надлежащих пропорциях, вызывая полимеризующие и
гидрогенизирующие эффекты, упомянутые выше. В катализаторе для рафинирования такого состава доля
оксида металла должна составлять менее 10% от общего количества.
Согласно изобретению, в процессе не используется соляная кислота, и прилагаемые пункты формулы
изобретения следует толковать как исключающие использование любой соляной кислоты в данном процессе.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_421651.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=421651&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB421651A
[]
, 3'! M
:.,. ---'iv -,,-r-,;
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 28 июня 1933 года. № 18426/33.
Полная спецификация принята: декабрь. 28, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в производстве абразивных изделий на связке (Сообщение от компании CARBORUNDITI
COMPANY, расположенной в городе Ниагара-Фоллс, округ Ниагара, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты
Америки, корпорации штата Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки). Мы, компания THE
CA1iBORNDIUM COMPANY LIMITED, корпорация, учрежденная в соответствии с Законом о компаниях
Великобритании 1907-1914 годов, и имеющая местонахождение по адресу: Trafford Park Road, Trafford Park,
Manchester, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к производству абразивных изделий, образованных из абразивных зерен
оксида алюминия, скрепленных керамическим материалом.
Целью изобретения является улучшение свойств абразивов из оксида алюминия, и в соответствии с
изобретением предлагается абразивное изделие на связке, образованное из абразива из оксида алюминия
(чистого или обработанного для удаления вредных поверхностных примесей) и связующего вещества,
представляющего собой боросиликатное стекло, имеющее коэффициент линейного теплового расширения не
менее чем на 20 процентов меньше, чем у абразива, и прочность, позволяющую выдерживать термический
удар внутри изделия без растрескивания. Для удобства используется связь с коэффициентом теплового
расширения менее 35,5 х 10⁶ на градус Цельсия.
Коэффициент линейного расширения абразивного зерна оксида алюминия обычно составляет от 7 до 8 х 1'0Т
6, тогда как для используемых нами связующих веществ коэффициент расширения может быть всего лишь
одной третью от этого значения. Ранее считалось необходимым или желательным регулировать
коэффициент теплового расширения таким образом, чтобы он был приблизительно равен коэффициенту
теплового расширения абразивного зерна.
Однако, для получения холодных режущих свойств, поверхность, непосредственно участвующая в резании,
должна быть относительно свободна от остатков материала, а также от зерен, утративших свои режущие
свойства. Мы обнаружили, что регулирование коэффициента теплового расширения таким образом, чтобы он
был несколько ниже, чем у абразивного зерна, является эффективным средством достижения этого
результата. По мере нагревания зерна активного абразива расширяются [Цена 11-] р.; чем больше
расширение зерна по сравнению с расширением связующего вещества, тем больше трещин или сколов
образуется пленка связующего вещества, прилипшая к абразивной поверхности, пока не появится свежая
шлифовальная поверхность. При экстремальных температурах (60°C) на поверхности изделия, когда зерно
перестает свободно резать, оно освобождается от связи с другими волокнами из-за дифференциального
расширения. Таким образом, изделие № 65 практически самозатачивающееся, и процесс шлифовки
продолжается за счет более холодной поверхности под ним. Связующее вещество должно быть достаточно
прочным, чтобы выдерживать более слабые термические удары внутри корпуса круга, чтобы процесс правки
происходил без существенного ослабления или разрушения остальной части абразивного изделия, а также
чтобы предотвратить растрескивание во время изготовления и хранения изделия.
В спецификации № 295292 указано, что стекловолоконная связка для абразива из оксида алюминия,
коэффициент теплового расширения которого составляет около 4,5 × 10⁷, является неудовлетворительной,
поскольку она часто создает напряженное состояние в скрепленном изделии, что приводит к растрескиванию
или образованию трещин. В данной спецификации предлагается использовать боросиликатную
стекловолоконную связку с тем же коэффициентом теплового расширения, что и у абразива.
Боросиликатные стекла, характеризующиеся высоким содержанием кремнезема и низким содержанием
щелочей, а также низким коэффициентом теплового расширения, обладают многими физическими
свойствами, которые делают их желательными для использования в качестве абразивных связующих
веществ. Однако мы обнаружили, что попытки использовать боросиликатные связи такого типа не всегда
оказываются успешными, главным образом из-за типа используемого зерна. Например, при использовании
обычных разновидностей алюминиевого зерна, содержащих значительное количество поверхностных
примесей, в частности железа и титана в различной степени окисления, в процессе стеклования между
связующим веществом и зерном может происходить реакция, оказывающая пагубное воздействие на само
связующее вещество, а также вызывающая вздутие и образование пузырьков. Физические свойства
полученного абразивного изделия (105) являются изменчивыми и неудовлетворительными.
Мы обнаружили, что при использовании абразива из практически чистого оксида алюминия эти трудности не
возникают. При использовании чистого зерна 110 2 2,5 (например, 98-99% A12O3) в сочетании с
боросиликатным стеклом с высоким содержанием кремнезема (например, 70-90%), сравнительно высоким
содержанием оксида бора (например, 10-20%) и низким содержанием щелочных и щелочноземельных
металлов (например, 0-10%), мы обнаружили, что трудности, обычно возникающие при производстве
абразивных изделий на керамической связке, значительно минимизируются, а полученный продукт обладает
необычайной прочностью и вязкостью, а также холодными и свободными режущими свойствами, значительно
превосходящими свойства обычного абразивного круга на керамической связке 1,5.
Мы также обнаружили, что вредные примеси обычных разновидностей абразивного оксида алюминия можно
либо инактивировать путем обжига, либо удалить из зерна с помощью химической обработки. Когда
обработанное таким образом зерно соединяется с боросиликатным стеклом описанного типа, оно фактически
ведет себя так, как если бы это был чистый оксид алюминия. Мы считаем, что трудности, возникающие при
работе с необработанным зерном с примесями, обусловлены наличием примесей, которые не находятся в
высшей степени окисления, хотя фактический механизм задействованных реакций не имеет значения в
контексте настоящего изобретения. Помимо железа и титана, в загрязненном зерне могут содержаться сера,
сульфиды и карбиды, которые оказывают вредное воздействие на связь. Эти примеси окисляются в процессе
обжарки.
В отсутствие окисляемых примесей, как в случае чистого абразива из оксида алюминия и обожженного или
химически очищенного зерна, устраняются трудности, препятствовавшие успешному использованию
описанных нами связующих веществ.
Использование боросиликатного стекловолокна с низким содержанием щелочей обладает множеством
преимуществ с точки зрения производства, особенно по сравнению с обычными керамическими связующими
веществами, широко используемыми в настоящее время. Главное преимущество заключается в том, что он
сохраняет высокую вязкость при температуре, при которой полностью смачивает зерно. При температуре
1100 °C он достаточно вязкий, чтобы предотвратить провисание и деформацию в процессе стеклования, но в
то же время смачивание зерна происходит гораздо полнее, чем обычно бывает в стекловидных соединениях.
Смачивание происходит без выделения газа, благодаря чему образование пузырьков или вздутие,
являющиеся серьезной проблемой при производстве абразивных материалов на связках, значительно
минимизируются или предотвращаются.
Наш новый продукт обладает рядом физических характеристик, отличающих его от обычного абразивного
круга, помимо преимуществ, обусловленных низким коэффициентом теплового расширения связующего
вещества. К ним относятся: (1) твердость и кремнеподобный излом связи, (2) частичное поглощение зерна
связью с образованием окружающего слоя с коэффициентом расширения, промежуточным между
коэффициентом расширения связи и зерна, (3) высокая пористость и (4) характерная микроскопическая
структура.
При обычных температурах связи, находящиеся в пределах состава 75, описанного выше, тверды, как кварц,
и обладают свойством, весьма необычным для стекла, а именно: при механическом напряжении и
многократных ударах они склонны отламываться мелкими хлопьями 80, а не разрушаться по всей массе. При
использовании в качестве абразивных связующих они, как правило, откалываются от поверхности абразива, а
не разрушаются, проникая сквозь или обволакивая зерна. 85 При использовании боросиликатных связующих
с абразивом из чистого оксида алюминия связующее частично поглощает оксид алюминия из зерен или
вступает с ним в реакцию, и по мере увеличения процентного содержания связующего вещества все большее
количество оксида алюминия 90 поглощается из зерен в связующее, пока количество поглощенного не
достигнет максимума. Этот факт был подтвержден химическим анализом стекла до и после его
использования в качестве связующего вещества. 95 Эффект абсорбции оксида алюминия заключается в
изменении характеристик связующего вещества в непосредственной близости от абразивного зерна,
особенно в отношении коэффициента расширения, и 100 осуществляется непрерывная градация между
связующим веществом с низким коэффициентом расширения, промежуточным продуктом или продуктом
реакции, имеющим коэффициент расширения между коэффициентом расширения связующего вещества и
зерна, 10,5, и чистым зерном, которое имеет сравнительно высокий коэффициент расширения.
Влияние оксида алюминия на изменение коэффициента теплового расширения связи было подтверждено
фактическими измерениями, результаты которых показывают постепенное увеличение коэффициента
теплового расширения связи с увеличением процента поглощенного оксида алюминия, что составляет
увеличение примерно на 16 процентов при поглощении около 2 процентов оксида алюминия. Поглощение
оксида алюминия связующим веществом обеспечивает постепенное, а не резкое изменение коэффициента
теплового расширения между зерном и связующим веществом, что повышает способность связующего
вещества выдерживать термические удары в абразивных изделиях, как упоминалось выше.
При использовании описанных связующих веществ изделие 126 демонстрирует достаточно высокую
пористость, которая может превышать пористость обычного абразивного круга на керамической связке
примерно на 5%.
Микроскопическое исследование показывает, что между зерном 130 421,651 421,651 и связью, по-видимому,
существует притяжение, и что зерна соединены «мостами» связи, между которыми имеются зазоры.
Считается, что эта необычная способность к смачиванию, обусловленная столь высокой вязкостью
связующего вещества, может быть частично связана со снижением вязкости в непосредственной близости от
зерна за счет абсорбции оксида алюминия этим связующим веществом.
При изготовлении абразивных изделий предпочтительно использовать связующий материал, предварительно
измельченный до однородного стекла, но это не обязательно, и связующее вещество может быть
сформировано из сырья обычным способом. Затем связующий материал смешивают с чистым абразивом из
оксида алюминия, обожженным или очищенным зерном, причем пропорция связующего вещества зависит от
желаемой твердости получаемого продукта.
Например, может быть использовано 15% от суммы облигаций.
Добавляют от 1 до 2 процентов сухого клейковины или другого подходящего временного связующего
вещества, а также достаточное количество воды (обычно около полутора процентов) для получения
необходимой консистенции для формования и прессования.
Допускается использование любого метода формования и прессования; давление должно составлять от 1000
до 3000 фунтов на квадратный дюйм. После прессования изделие либо сушат в печи, либо на воздухе, а
затем помещают в саггер, покрытый песком или другим огнеупорным материалом, и обжигают при
температуре, достаточной для созревания соединения. Время, необходимое для нагревания изделий до
нужной температуры, может значительно варьироваться, но в большинстве случаев температура повышается
на 50–100 градусов Цельсия в час. Если клей предварительно витрифицирован, изделия необходимо лишь
довести до равномерной температуры по всей толщине, хотя время, необходимое для достижения этой
равномерности температуры, значительно варьируется в зависимости от размера изделия. В данном случае
общее время стрельбы не должно превышать от 12 до 24 часов. При использовании предварительно
спеченного стекла все химические реакции завершаются, за исключением воздействия связующего вещества
на структуру зерна, и, помимо короткого времени обжига, значительно снижается опасность кипения и
образования пузырей. После обжига изделия можно охлаждать несколько быстрее, чем при нагреве, за
исключением того, что охлаждение должно быть медленным в диапазоне отжига 5,5°C стекла.
При использовании нечистого зерна мы измельчаем или перемалываем неочищенный глиноземный порошок
до подходящего размера зерна и промываем его водой. Перед обжигом может быть проведена или не
проведена магнитная обработка для удаления ферросилиция. При низком содержании связующего вещества
мы можем использовать низкотемпературную обжарку при температуре приблизительно 900 °C.
в течение четырех или пяти часов. Для получения продуктов с высоким содержанием октанового числа
(например, 10-20%) мы используем высокую температуру обжига (например, от 1200 до 1400 градусов
Цельсия). В качестве альтернативы мы брикетируем зерно и обжигаем его в обычной печи, используемой для
обжига абразивных кругов, создавая сильно окислительную атмосферу. Полный цикл обжига, от начала
холодного обжига до извлечения изделия из печи, обычно составляет от двенадцати до шестнадцати дней.
Затем брикет измельчают или перемалывают в дробильной мельнице, промывают водой и сортируют по
сорту. После обжига зерно может быть подвергнуто магнитной обработке для обеспечения полного удаления
кремния.
Вместо обжаренного зерна мы можем использовать очищенное зерно, из которого в значительной степени
удалены соединения железа и титана путем химической обработки. Данная химическая обработка может
представлять собой кислотную обработку, проводимую следующим образом: 5000 фунтов товарного
плавленого глинозема (94-97% AlO) подвергаются растворению или кипячению в резервуаре с свинцовой
облицовкой в течение 24 часов с 1300 фунтами воды, 500 фунтами HSO и 400 фунтами IF, после чего он
промывается от кислоты, тщательно высушивается и просеивается.
Затем зерно смешивают с клеем, добавляют временное связующее и абразивную массу.
Изделия, изготовленные методом формования, прессования и обжига, как описано выше.
Ниже приведены конкретные примеры облигаций, которые мы можем использовать, вместе с их
коэффициентами расширения:
Коэффициент. Приблизительный состав линейного расширения в процентах.
S102 BaO iNa%0-K20 70-75 24-27 1 2.7 x 10 - 6 12 4 3.2,, 70-75 20-25 5 3.7,, 105 70-75 19-24 6 4.3,, 70-75 18-23 7
4.8,, 70-75 15-20 10 6.1,, Изобретение не ограничивается этими конкретными составами, и могут быть
добавлены другие оксиды 110, такие как щелочноземельные металлы или оксид алюминия, при условии, что
выбранный состав образует связь, характеризующуюся коэффициентом теплового расширения не менее чем
на 20% ниже, чем у абразивного зерна 115, и прочностью, позволяющей выдерживать термический удар
внутри изделия без растрескивания.
Хотя глютин можно добавлять в качестве временного связующего, мы обнаружили, что углеродсодержащее
вещество легко выгорает в случае стеклообразных связей, в отличие от обычных глинистых связей, особенно
при добавлении флюсов для снижения температуры размягчения. По этой причине, а также из-за высокой
вязкости связующего вещества при температуре созревания, благодаря нашей комбинации
стекловолоконного связующего вещества и зерна, можно изготавливать изделия большего размера, чем это
было возможно до сих пор. В обычной практике максимальная толщина абразивного изделия, изготовленного
с использованием связующего вещества, считается равной от двенадцати до четырнадцати дюймов, тогда как
с помощью нашего процесса мы изготавливали изделия значительно большей толщины, например,
восемнадцати дюймов. Последняя цифра не отражает предельную толщину, которую можно получить.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_421652.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=421652&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB421652A
[]
- - ---
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 28 июня 1933 года.
Нет. 1842'7/33. 421,652 Полная спецификация слева: январь. 30, 1934.
Полная спецификация принята: декабрь. 28,1934.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в устройствах генерации колебаний, включая магнетроны.
Мы, компания MARCONI'S WIRELESS TELEGRAPH COMPANY LIMITED, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, расположенная по адресу: Marconi Offices, Electra House, Victoria
Embankment, London, W.C.2, и Алан Уилфред Лэднер, подданный Великобритании, проживающий по адресу:
Goonhilly, Danbury, Essex, настоящим заявляем, что данное изобретение имеет следующий характер: данное
изобретение относится к устройствам генерации колебаний, включая магнетроны, и его основной целью
является создание улучшенной конструкции, позволяющей получать эффективную и «глубокую» модуляцию
колебаний, генерируемых магнетроном.
Согласно основной особенности данного изобретения, модуляция генератора колебаний, включающего
магнетрон, осуществляется путем одновременного изменения магнитного поля указанного магнетрона, а
также его анодного потенциала.
Разумеется, само по себе известно, что модулировать генератор колебаний магнетрона можно путем
изменения его анодного потенциала, а также известно, что модулировать генератор колебаний магнетрона
можно путем изменения его магнитного поля. Однако использование, согласно данному изобретению, этих
двух методов в сочетании позволяет избежать серьезных недостатков, которые возникают при использовании
любого из этих двух известных методов по отдельности.
Для лучшего понимания преимуществ и природы изобретения рассмотрим хорошо известный случай
магнетрона с раздельным анодом, в котором модуляция осуществляется путем изменения магнитного поля.
Кривые, показанные на прилагаемых рисунках 1a и 1b, типичны для результатов, полученных при такой
конфигурации. На рисунке 1a кривая Ios представляет собой зависимость тока высокой частоты (ординаты) от
тока намагничивания (абсциссы), а кривая Ia — зависимость тока постоянного тока (ординаты) от тока
намагничивания (абсциссы). На рисунке lb по оси абсцисс снова отложены изменения намагничивающего
тока, но кривая PI — это кривая входной мощности, кривая E — кривая КПД, а кривая PO — кривая выходной
мощности. Кривые на рисунках 1a и 1b были получены с помощью магнетронного генератора, работающего на
длине волны 55 метров с фиксированным напряжением на аноде, при этом модуляция осуществлялась путем
изменения магнитного поля, т.е. намагничивающего тока.
Из этих кривых следует следующее: 60 (1) Модуляция магнитного поля не дает линейной модуляции
высокочастотного выходного тока, поскольку кривая los не является прямой линией и не имеет существенно
прямолинейного участка. 65 (2) При уменьшении магнитного поля до нуля и последующем его увеличении
наблюдается выраженный эффект гистерезиса (это показано обычным общепринятым способом на рисунке
1a пунктирными линиями 7G и стрелками).
(3) Несмотря на высокую эффективность на одном этапе работы, на других этапах она крайне низка. Таким
образом, хотя модуляция путем изменения намагничивающего тока 75 приводит к изменению
высокочастотного выходного сигнала, также происходит существенное изменение эффективности, и,
соответственно, потери на выходе магнетрона увеличиваются по мере снижения выходного сигнала.
Следовательно, модуляция этим методом может быть осуществлена только в том случае, если магнетрон
работает в таких условиях, когда его средний режим работы значительно ниже максимального выходного
уровня, а средняя эффективность значительно ниже максимальной эффективности.
На рисунках 2a и 2b, прилагаемых к данному документу, представлены соответствующие кривые для случая,
когда модуляция осуществляется путем изменения напряжения на аноде, при этом ток намагничивания
поддерживается постоянным.
На графиках 2a и 2b обозначения los, Ia, E, PI и PO имеют то же значение, что и на графиках 1a и 1b, но по оси
абсцисс на графиках 2a и 2b отложены значения потенциала анода, при этом намагничивающий ток остается
постоянным для каждой конкретной кривой. На рисунке 2а сплошная линия 100 кривых соответствует кривым,
полученным при установке намагничивающего тока на оптимальное значение для конкретного напряжения.
Видно, что при этом кривые характеризуются разрывом при уменьшении анодного напряжения (путем
модуляции) и очень небольшим изменением выходного сигнала при увеличении анодного напряжения (путем
модуляции), хотя входной сигнал остается высоким. Таким образом, эффективность высока вблизи точки
разрыва и быстро падает по мере повышения напряжения на аноде, и получить модуляцию удается лишь на
небольшой глубине. Пунктирные кривые на рисунке 2а показаны для случая, когда намагничивающий ток
уменьшается до значения ниже оптимального, что приводит к снижению выходной мощности и
эффективности.
Как видно из графиков, при более низкой намагниченности теперь можно получить больший диапазон
изменения выходного напряжения путем изменения напряжения анода, но при этом эффективность крайне
низка. Результаты, графически представленные на рисунках 2a и 2b, можно суммировать утверждением, что
при использовании только модуляции анодного напряжения выбор сводится к «неглубокой» модуляции с
относительно низкой эффективностью или «глубокой» модуляции с очень низкой эффективностью и низким
средним выходным сигналом.
На прилагаемых рисунках 3a и 3b графически показаны результаты, полученные при одновременном
применении в соответствии с данным изобретением модуляции анодного напряжения и модуляции тока
намагничивания. Как видно из рисунков 3a и 3b, входной и выходной сигналы изменяются синхронно, поэтому
во всех точках магнетрон работает с относительно высокой эффективностью и, следовательно, с низкими
мертвыми потерями. Кроме того, представляется, что настоящее изобретение позволяет осуществлять очень
глубокую и линейную модуляцию, вероятно, до 100%, хотя достижение прямолинейности модуляции в
верхней точке кривой модуляции будет зависеть от того, способен ли накала магнетрона обеспечивать
необходимое излучение.
Изобретение может быть реализовано на практике различными способами. Например, в одной из схем,
разработанных в соответствии с изобретением, магнетрон с раздельным анодом имеет две анодные части,
соединенные с противоположными концами резонансного контура, центральная точка которого соединена
через дроссель с положительным выводом источника анодного потенциала.
Для модуляции используется хорошо известный дроссельный метод, при этом анодно-катодное пространство
модулирующей лампы, к сетке которой подаются модулирующие потенциалы, соединено между центральной
точкой резонансного контура и катодом магнетрона. Дроссель также входит в состав или является частью
системы намагничивания магнетрона, так что модуляция как анодного напряжения, так и намагничивающего
тока осуществляется одновременно. На практике железный сердечник дросселя расположен таким образом,
чтобы воздействовать на магнетрон, и удобная практическая конструкция представляет собой железный
сердечник в виде прямоугольного окна, имеющего пару полюсных наконечников, выступающих на 7° от
противоположных сторон окна навстречу друг другу и разделенных относительно небольшим зазором, в
который вставлен магнетрон. На полюсных наконечниках намотана поляризационная обмотка (при
необходимости) и катушка 75, которая представляет собой дроссельную обмотку; один вывод этой катушки
подключен к положительному выводу источника анодного потенциала, а другой вывод подключен как к аноду
модулирующей лампы 80, так и к центральному отводу резонансного контура.
В модификации, преимуществом которой является повышенная гибкость конструкции, поскольку она не
требует, чтобы обмотка 85 сердечника поля магнетрона принимала заданное значение тока, дроссель в
анодной цепи магнетрона представляет собой первичную обмотку трансформатора, вторичная обмотка
которого подключена к намагничивающей обмотке магнетрона.
Изобретение также может быть реализовано на практике с использованием последовательной модуляции. В
одном из вариантов этого типа положительный вывод анодного источника соединен с центральным отводом
на резонансном контуре, концы которого соединены с одной из анодных частей разрезного анода магнетрона,
а катод магнетрона соединен через намагничивающую обмотку указанного магнетрона, а затем через
пространство анод-катод модулирующей лампы с землей. 105 В незначительной модификации
вышеупомянутой схемы намагничивающая обмотка не соединена напрямую последовательно с
модулирующей лампой и магнетроном, а питается от вторичной обмотки трансформатора, первичная обмотка
которого соединена последовательно с указанной модулирующей лампой и указанным магнетроном.
В еще одном варианте модификации, в котором осуществляется прямая модуляция анода, центральный
отвод 115 на резонансном контуре, соединенном между анодами магнетрона с раздельным анодом,
подключается через вторичную обмотку трансформатора к положительному выводу источника анодного
потенциала 120, и модулирующие потенциалы подаются на первичную обмотку этого трансформатора.
Вторичная обмотка трансформатора также составляет или является частью намагничивающей обмотки
магнетрона. В незначительной модификации 125 вышеупомянутой схемы вторичная обмотка трансформатора
не является частью намагничивающей обмотки магнетрона, а используется отдельная намагничивающая
обмотка 130 421,652 421,652, соединенная последовательно с первичной обмоткой трансформатора.
Во всех конструкциях, соответствующих данному изобретению, может потребоваться или быть желательным
наличие дополнительной поляризующей обмотки, чтобы обеспечить правильную настройку магнитного поля
сердечника системы намагничивания магнетрона.
Вторая особенность изобретения, которая может, но не обязательно, использоваться в сочетании с первой
особенностью, описанной выше, имеет своей целью снижение мощности, необходимой для создания
необходимого магнитного поля для магнетрона. Снижение мощности, необходимой для генерации магнитного
поля, является важным практическим вопросом; например, типичный известный магнетрон, способный
выдавать мощность в ваттах на высокой частоте при длине волны три метра, имеет потери на рассеивание
мощности в ваттах и требует магнитной системы, потребляющей 40 ватт, что обеспечивает КПД 31%. Если
мощность в магнитной системе уменьшить вдвое, КПД возрастет до 36,5%, а если уменьшить вчетверо, КПД
увеличится до 40%.
Поэтому снижение энергопотребления в системе намагничивания является важным вопросом.
Согласно второму варианту данного изобретения, магнетрон включает катод и две анодные части,
расположенные по разные стороны от катода, при этом катод на своих концах снабжен двумя магнитными
элементами, которые фактически образуют магнитные продолжения полюсов электромагнита. Таким
образом, система электродов магнетрона фактически размещена в зазоре между полюсами, так что
указанный зазор уменьшен до минимального значения, необходимого для обеспечения возможности
установки системы электродов магнетрона.
В одном из вариантов конструкции, соответствующем этой особенности изобретения, магнетрон представляет
собой оболочку, состоящую из цилиндрической стеклянной трубки и двух торцевых крышек из магнитного
материала, такого как никель-железо, причем стеклянная трубка сплавлена с загнутыми вверх лезвиями на
торцевых крышках. Используется прямолинейная нить, которая проходит между двумя торцевыми крышками,
одна из которых соединена с одной торцевой крышкой, а другая — с другой. Анод, который может быть
цилиндрической или любой удобной формы, и может быть как цельным, так и разъемным, устанавливается
между торцевыми крышками с зазором, необходимым для обеспечения хорошей изоляции и низкой емкости.
Анод 60 или аноды (в зависимости от случая) могут поддерживаться стеклянной оболочкой, а соединение с
ним или с ними может осуществляться через боковую сторону указанной стеклянной оболочки. Магнетронная
оболочка установлена между 65 полюсами электромагнита, а соединение с концами нити накала
осуществляется через металлические колпачки, которые, таким образом, образуют магнитные продолжения
полюсов. Разумеется, между 70 конденсаторами и полюсными наконечниками предусмотрена изоляция,
чтобы предотвратить короткое замыкание нити накала через магнитную систему.
В результате незначительной модификации этой конструкции полюсные наконечники имеют скошенные края
или сужаются к концу, а колпачки приобретают соответствующую форму. Такая схема обеспечивает большую
свободу для расширения.
В качестве еще одной модификации металлические торцевые заглушки убираются, и вместо них
используется 80-сантиметровый конверт более распространенного типа с углублением на одном конце.
С этого следа выносятся два блока магнитного материала, которые удерживаются внутри оболочки и
расположены друг напротив друга на расстоянии 85 см от ее стенок. Между этими блоками магнитного
материала установлен филамент, соединение с которым осуществляется через указанные блоки. Оболочка
магнетрона вставляется в зазор 90 электромагнитной системы таким образом, что металлические блоки
внутри оболочки фактически образуют продолжения полюсов магнитной системы, так что общий зазор в
магнитной системе уменьшается на 95.
Дата: 28 июня 1933 года.
CARPMAELS & RANSFORD, агенты заявителей, 24, Southampton Buildings, Лондон W.C.2, ПОЛНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в устройствах генерации колебаний, включая магнетроны, или относящиеся к ним.
Мы, компания MARCONI'S VHIRELESS TELEGRAPH COMPANY LIMITED, зарегистрированная в соответствии
с законодательством Великобритании, расположенная по адресу: Marconi Offices, Electra Eouse, Victoria
Embankment, London, W.C.2, и Алан Уилфред Лэднер, подданный Великобритании, проживающий по адресу:
Goonhilly, Danbury, Essex, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к устройствам генерации колебаний, включающим 110 магнетронов, и его
основной целью является создание усовершенствованной конструкции, позволяющей получать эффективную
и «глубокую» модуляцию колебаний, генерируемых магнетроном.
Соседние файлы в папке патенты