Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10863
.pdf
Он растворим в ацетоне, хлороформе и бензоле, а качественные пленки получают из смеси бензола и
ксилола. Пленки, полученные методом литья из хлороформных растворов этого эфира, очень прочно
прилипают к стеклу.
ПРИМЕР VII.
1 Часть высушенной в печи хлопковой нити добавляют в раствор, состоящий из 2,7 частей фталевого
ангидрида в 5 частях фтористоводородной кислоты. Через минуту образуется прозрачный раствор, который
немедленно коагулируют, вылив его в воду. Полученный фталат целлюлозы растворим в разбавленной
щелочи и переосаждается кислотой.
Этот сложный эфир нерастворим в обычных органических растворителях.
ПРИМЕР IX.
0.5 Часть высушенной в печи ваты помещают в смесь из 10 частей плавиковой кислоты и примерно 4 частей
дымящейся азотной кислоты на 5 минут при комнатной температуре. В течение этого времени реакции хлопок
не размягчается и не растворяется в данной смеси. Волокнистый продукт удаляют, тщательно промывают и
сушат. Полученная нитроцеллюлоза образует очень прозрачный раствор очень высокой вязкости в смеси
растворителей, состоящей из 25% (по весу) растворителя Star, 25% бутилацетата, 10% бутилового спирта,
20% толуола и 20% ксилола. 75 ПРИМЕР X.
Часть высушенного в печи хлопкового волокна быстро смешивают с раствором, содержащим 100 частей
плавиковой кислоты и 80 частей ледяной уксусной кислоты, при температуре 0 °C в подходящей емкости,
снабженной механической мешалкой.
Затем кетен пропускают через реакционную смесь со скоростью примерно 63 части в час. В течение этой
реакции температура реакционной смеси поддерживается на уровне около 20 °C. По истечении 45 минут
прозрачный реакционный раствор выливают в воду для осаждения ацетата целлюлозы.
Этот ацетат целлюлозы растворим как в ацетоне, так и в хлороформе. 90 ПРИМЕР XI.
К смеси, состоящей из частей безводной фтористоводородной кислоты, 5,4 частей уксусного ангидрида и 10
частей 95% ледяной уксусной кислоты, предварительно охлажденной до 0°C, добавляют части по весу
высушенной в печи моноэтилцеллюлозы и быстро перемешивают при 0°C. Через одну минуту охлаждающую
баню убирают, и реакцию проводят при периодическом перемешивании без внешнего охлаждения. Через
две-три минуты этилцеллюлоза полностью растворяется, а через десять минут вязкий раствор выливают в
воду для осаждения ацетата этилцеллюлозы. Выпавший в осадок эфир промывают от кислоты и сушат. Этот
ацетат этилцеллюлозы содержит около 9% этильных и около 28% ацетильных групп и образует прозрачные
растворы 110 как в хлороформе, так и в ацетоне. Пленки, полученные с помощью этих растворов, прозрачны
и гибки. Этилцеллюлозный пропионат можно получить аналогичным способом, используя 6,5 частей
пропионового ангидрида и 13 частей пропионовой кислоты.
ПРИМЕР XII.
1 К смеси, состоящей из 2,5 частей 120-процентного уксусного ангидрида, 5,0 частей безводной
фтористоводородной кислоты и 2,0 частей уксусной кислоты, предварительно охлажденных до 0 °C,
добавляют часть по весу низконитрированной целлюлозы, содержащей 4% азота. Через 5-10 минут без
дальнейшего внешнего охлаждения прозрачный раствор осаждается в воде. Промытый и высушенный нитрат
ацетата целлюлозы растворяется в смеси хлороформа и спирта, образуя прозрачный раствор.
Этот процесс этерификации обычно протекает при температуре 130 °C (25-30 °C). Могут использоваться и
более высокие температуры, но они вызывают более сильное разложение целлюлозы. При желании снизить
скорость реакции можно использовать температуры ниже 0 °C. Время реакции (70 минут) зависит от
количества используемой плавиковой кислоты и разбавителя, а также от температуры реакции.
Можно использовать периоды от одной минуты до 24 часов, но предпочтительнее периоды от 2,75 до 15
минут. Высокая скорость реакции позволяет легко адаптировать этот процесс этерификации
фтористоводородной кислоты к непрерывному процессу.
Этерификацию можно проводить без использования каких-либо разбавителей, но реакцию легче
контролировать с помощью подходящего разбавителя, такого как органическая кислота, соответствующая
ангидриду, если требуются простые сложные эфиры, или органическая кислота, отличающаяся от кислоты, из
которой получен ангидрид, если требуются смешанные сложные эфиры. Могут быть использованы и другие
органические растворители, которые смешиваются с плавиковой кислотой и не вступают с ней в реакцию,
например, сложные эфиры или простые эфиры. Использование жидкостей, таких как бензол и тетрахлорэтан,
которые не растворяются в этерифицирующей смеси, приводит к получению неоднородных сложных эфиров
целлюлозы. 95 В этом процессе также могут использоваться неорганические растворители, такие как жидкий
диоксид серы.
В качестве ацилирующего агента может выступать ангидрид органической кислоты, такой как уксусный
ангидрид, пропионовый ангидрид или масляный ангидрид, или кетен, предпочтительно в присутствии
органической кислоты, или это может быть кислота, например, азотная кислота. В некоторых случаях может
быть использован галогенид кислоты, например, ацетилхлорид. Необходимое количество ацилирующего
агента 105 составляет лишь то количество, которое теоретически эквивалентно содержанию ацильной группы
в желаемом сложном эфире целлюлозы. Разумеется, это количество ацилирующего агента необходимо
увеличить на величину, необходимую для реакции с водой, содержащейся в различных реагентах.
Увеличение содержания ангидрида, как правило, приводит к более высокой степени ацилирования. В случае
уксусного ангидрида это приводит к образованию нерастворимого в ацетоне ацетата целлюлозы. 115 В
процессе может использоваться не только сама целлюлоза, т.е. очищенная древесная целлюлоза, целлюлоза
из багассы, отходы вискозы, гидроцеллюлоза, оксицеллюлоза, очищенные целлюлозные отходы, пленки,
регенерированные из вискозы, хлопковый линтер, но и неполностью замещенные производные целлюлозы,
такие как эфиры, низшие эфиры или, в общем, любое производное целлюлозы, в котором остаются
этерифицируемые гидроксильные группы.
Таким образом, смешанные эфирные сложные эфиры, такие как лаурат метилцеллюлозы, нитрат
этилцеллюлозы, ацетат этилбензилцеллюлозы, пропионат бензилцеллюлозы, этилцеллюлоза 130, позволяют
получить сложные эфиры целлюлозы всех типов: например, сложные эфиры целлюлозы ненасыщенных или
насыщенных алифатических кислот, ароматических кислот, гетероциклических или алициклических кислот и
неорганических кислот или смеси любых из них. В качестве примеров сложных эфиров целлюлозы, которые
можно получить этим способом, можно привести ацетат, пропионат, бутират, капроат, гептоат, лаурат,
стеарат, олеат, пальмитат, эрукат, линолеат, бензоат, нафтоат, дифенат, нафталат, адипат, суберат,
сукцинат, абиктат, нафтенат, фуроат, циннамат, хинолинат, левулинат, глутарат, себакат, малеат, фумарат,
фталат, акрилат, кротонат, нитрат или смешанные эфиры, содержащие два или более из
вышеперечисленных радикалов, например, ацетат-нитрат, ацетат-пропионат, ацетат-лаурат, капроат-гептоат.
Используемая плавиковая кислота должна быть практически безводной, предпочтительно с чистотой от 99,0
до 100,0%, хотя можно использовать и кислоты с несколько меньшей концентрацией, например, от 96 до 99%.
Однако использование этих более слабых кислот не столь экономично, поскольку потребуется
дополнительное количество ангидрида, эквивалентное дополнительному количеству воды, присутствующей в
более слабой кислоте.
Количество фтороводородной кислоты, необходимое для этерификации целлюлозы по этому методу, может
варьироваться в довольно широких пределах.
Использование одной части плавиковой кислоты на одну часть целлюлозы приведет к очень незначительной
этерификации в течение 22 часов при комнатной температуре. Использование 7,5 частей плавиковой кислоты
на одну часть целлюлозы вызывает настолько быструю этерификацию, что полученный сложный эфир
значительно деградирует. Наилучшие результаты достигаются при использовании примерно 5 частей
плавиковой кислоты на одну часть целлюлозы; при таком соотношении происходит очень быстрая, но плавная
этерификация (обычно достаточно 2–10 минут). Когда соотношение фтороводородной кислоты к целлюлозе
составляет приблизительно 3 к 1, реакция протекает...
Процесс этерификации протекает медленнее, достигая равномерной степени этерификации. Иногда это
желательно для контроля других свойств сложного эфира целлюлозы, таких как вязкость.
При соотношении 6 к 1 процесс, хотя и быстрый, все же поддается контролю, что позволяет получать сложные
эфиры, которые не настолько разложились, чтобы обладать нежелательными свойствами, такими как крайне
низкая вязкость и хрупкость пленок. Предпочтительный диапазон составляет от 4 до 6 весовых частей
фтороводорода на 1 весовую часть сухой целлюлозы.
Экспериментальные условия, такие как время и температура реакции, зависят от нескольких факторов.
Предпочтительно поддерживать температуру реакции в диапазоне от 0°C до комнатной температуры. 420,092
ацетат пропионата, кротилцеллюлоза кротонат, может быть получен путем этерификации эфиров целлюлозы,
таких как метил, этил, кротил, бутил, гидроксиэтил, этилбензил, лаурил, с одним или несколькими
ацилирующими агентами, согласно методам данного изобретения, как показано в Примере XI. Смешанные
эфиры могут быть получены, как показано в Примерах V, VI и VII, но также могут быть получены путем
реакции неполностью ацилированного эфира целлюлозы по меньшей мере с одним другим ацилирующим
агентом, согласно процессу данного изобретения, как показано в Примере XII. Таким образом, частично
ацетилированная, нитрированная, бутилированная, бензоилированная, пропионилированная и т. д.
целлюлоза может быть дополнительно этерифицирована другими ацилирующими агентами с использованием
процесса данного изобретения.
Этот процесс также может быть применен для усиления этерификации одной и той же кислотой путем
ацилирования с помощью агента, содержащего радикал, уже присутствующий в неполностью ацилированном
сложном эфире.
В тех случаях, когда в данном описании используются слова «целлюлозный материал», под ними
подразумевается как сама целлюлоза, так и сложные эфиры и простые эфиры целлюлозы, содержащие
этерифицируемую гидроксильную группу или группы гидроксильных групп.
В тех случаях, когда используется слово «целлюлоза», под ним подразумеваются древесная целлюлоза,
отходы вискозы, гидроцеллюлоза, целлюлозная пульпа из багассы, очищенные отходы целлюлозных пленок,
регенерированные из вискозы, оксицеллюлоза и другая модифицированная или предварительно
обработанная целлюлоза.
Целлюлозу можно предварительно обработать любым известным способом для этерификации, но такая
предварительная обработка не является обязательной для получения удовлетворительных результатов.
Можно использовать целлюлозу, высушенную на воздухе, но по экономическим соображениям
предпочтительнее использовать целлюлозу, высушенную в печи до низкого содержания влаги.
Этот процесс может быть осуществлен в любом типе оборудования, обеспечивающем быстрое и тщательное
перемешивание материала.
Подходит оборудование как для непрерывного, так и для периодического процесса. Аппарат оснащен
соответствующими охлаждающими устройствами для контроля температуры и скорости реакции.
- После завершения реакции фтороводородную кислоту можно в значительной степени удалить путем
дистилляции, предпочтительно при низких температурах, например, при пониженном давлении. Раствор
сложного эфира целлюлозы в плавиковой кислоте может быть осажден водой, но предпочтительно осаждение
проводить с помощью безводных жидкостей, смешивающихся с плавиковой кислотой и не являющихся
растворителями для сложного эфира целлюлозы. В качестве осаждающих агентов можно использовать
диэтиловый эфир, метанол, этанол. Преимущество этого метода заключается в облегчении извлечения
фтороводородной кислоты, которую можно получить из смесей методом фракционной дистилляции.
Эфиры целлюлозы, полученные по этому способу, могут использоваться для любых целей, для которых
эфиры целлюлозы используются в настоящее время, например, для лаков или других лакокрасочных
композиций, пленок, искусственных волокон, пластмасс, тканей с покрытием, безопасного стекла, клеев.
Преимуществом этого процесса этерификации является увеличение скорости реакции, особенно при
использовании предпочтительных пропорций фтористоводородной кислоты. Действие безводной
фтористоводородной кислоты, приводящее к быстрой этерификации, не аналогично действию серной кислоты
или катализаторов в обычных процессах этерификации. Замена фтороводородной кислоты равным
количеством безводной серной, фосфорной или соляной кислот не приводит к столь удовлетворительной
этерификации. Использование небольших количеств (несколько процентов от веса целлюлозы)
гидроцеллюлозы.
Использование фтористой кислоты в качестве катализатора, как описано в предшествующем уровне техники,
не даст результатов, описанных в данном изобретении. Такая высокая скорость этерификации достигается
лишь при использовании количества плавиковой кислоты, значительно превышающего количество
целлюлозы. Этот результат не очевиден из информации, представленной в предшествующих технических
решениях.
Еще одно преимущество заключается в том, что с помощью этого процесса можно непосредственно получить
сложный эфир целлюлозы с любым желаемым содержанием ацильных групп. В обычной практике полезный
ацетат целлюлозы получают путем ацетилирования целлюлозы до триацетата, а затем гидролиза этого
первичного ацетата до желаемого содержания ацетильных групп. Описанный в данном изобретении способ
позволяет получать полезный ацетат целлюлозы 105 непосредственно без стадии гидролиза, что сокращает
время, необходимое для производства сложного эфира целлюлозы, и уменьшает количество требуемого
уксусного ангидрида. 110 Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его
осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_420093.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=420093&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB420093A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 25 мая 1933 года. № 15,166/33. 420,093 —, — Полный текст слева: 7 марта 1934 г.
Завершено: ноябрь. 26, 1934.
- ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования демпфирующих устройств для литографических офсетных печатных машин или
относящиеся к ним.
Мы, FAANCIs LuVirT I3nIEY, британская компания, и KALAMAZOO-PRnIT LIMITED, осуществляем угловое
перемещение демпфирующего ролика 4,5 Subject и рамы вокруг оси вращения, а также британская компания
из Каламазу, обе компании, перемещаются вперед и назад по раме.
Компания Works, Nlorthield, Бирмингем, настоящим заявляет о характере данного изобретения в отношении
противодействия пружинному действию. Часть рамы демпфирующего ролика снабжена зубчатой рейкой,
адаптированной для зацепления с зубчатой шестерней, образующей часть рамы, предназначенной для
переноса красочных роликов. Данное изобретение относится к усовершенствованиям зубчатой рейки,
адаптированной для зацепления с офсетной печатной машиной, и имеет отношение к способу и средствам
для демпфирования рамы, несущей красочные ролики. Цилиндр формовочного цилиндра перед его контактом
с рамой чернильного ролика имеет сегментный зубчатый механизм. Цилиндр ударяется с радиуса,
составляющего шарнир 55. Целью настоящего изобретения является... Операция, позволяющая
демпфирующему валику работать в устройстве, заключается в следующем: продвижение красочного валика,
а также при подъеме красочных валиков к раме. Демпфирующие валики находятся на поверхности пластины
не только в точке непосредственного контакта, когда цилиндр прикладывается к оси вращения красочных
валиков, но и для увлажнения поверхности за пределами линии контакта. Когда достигается предел
перемещения рамы красочного валика, дальнейшее движение рамы красочного валика стремится поднять
демпфирующий валик.
Изобретение предназначено для применения в качестве контроллера, рамы и для очистки формы 65 для
офсетных печатных машин типографского типа в цилиндре. Когда происходит обратное движение красочных
валиков или некоторых из них, и чернила...
Они объединены в раме, способной к перемещению роликовой рамы в направлении радиального смещения
вокруг оси вращения. Ее рабочее положение, демпфирование, рама цилиндра, опускается до тех пор, пока не
будет достигнут контакт демпфирующих роликов с рамой цилиндра. Изобретение заключается в следующем:
Красящие валики, поднимая чернила, затем осуществляют дальнейшее перемещение чернил.
Рама роликов подает демпфирующие ролики последними, покидая формовочный ролик, и далее по раме
вперед, благодаря чему замена демпфирующего ролика происходит не только первой, которая положительно
смачивает часть контакта с формовочным цилиндром, но и опережает первую линию контакта, дополнительно
демпфируя часть контакта формовочного цилиндра. Ограничительный штифт, расположенный на чернильном
цилиндре, за пределами линии контакта, позволяет добиться определенной степени падения чернильного
ролика вокруг его оси и, в соответствии с предпочтительным способом, в некоторых вариантах исполнения,
демпфирующие ролики установлены таким образом, что падение можно регулировать. Задняя часть
А-образной рамы, которая съемно поворачивается для остановки, может быть дополнительно использована
для установки ограничения по степени подачи вперед. Рама, несущая демпфирующие ролики, также может
быть использована для установки демпфирующих роликов.
Предусмотрено с одной или обеих сторон. Дата: 25 мая 1933 года.
В паз, внутри которого установлен поворотный штифт или штифты Фрэнсиса Лиерона Роджерса,
расположенные на раме красящего валика. Агент для заявителей. Указанный слот позволяет использовать
определенный слот по адресу: 181, улица Королевы Виктории. С. 4.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в конструкции или относящиеся к: демпфирующим устройствам для литографических
офсетных печатных машин.
Мы, компания FiAwces LEVIT I-MPEY, британская компания, обе из Каламазу, и KArLArazoo-PnrNT LIMITED,
работающая в Нортфилде, Бирмингем, настоящим [PTice 1/-] F! В патенте ee 4 6 420,093 указывается
характер данного изобретения и способ его осуществления, которые должны быть подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к ротационным офсетным печатным машинам, в которых красочные валики
или некоторые из них установлены в легкосъемной раме, и целью изобретения является создание
усовершенствованной конструкции и устройства, в котором демпфирование формного цилиндра должно
происходить на определенной площади до любого контакта красочного валика с формным цилиндром.
Согласно изобретению, предлагается офсетная печатная машина, имеющая демпфирующий валик, шарнирно
установленный в раме красочного валика или на ней, а также средства для перемещения рамы красочного
валика с целью перемещения красочного и демпфирующего валиков в контакт с цилиндром и из него таким
образом, чтобы демпфирующий валик первым соприкасался с цилиндром и последним отходил от него, при
этом сначала устанавливается линейный контакт демпфирующего валика с цилиндром, но по мере
дальнейшего перемещения рамы красочного валика определенная область цилиндра увлажняется до того,
как произойдет контакт красочного валика с цилиндром.
В небольших печатных машинах, например, предназначенных для офисного использования, часто
встречается ситуация, когда предварительное увлажнение цилиндра перед подачей краски недостаточно, и
при запуске после периода покоя цилиндр имеет тенденцию сопротивляться увлажнению. Однако, если
контактное раскатывание или размазывание, осуществляемое средствами, предусмотренными данным
изобретением, устанавливается в начале процесса увлажнения, водяная пленка будет распространяться и
равномерно распределяться по всей поверхности по мере вращения формовочного валика.
Теперь обратимся к прилагаемым чертежам, которые иллюстрируют в качестве примера конструкцию в
соответствии с изобретением, и на которых: фиг. 1 — вертикальный вид! На фиг. 2 показано устройство, на
котором краска и демпфирующие валики контактируют с цилиндром, а на фиг. 3 — демпфирующий валик,
контактирующий только с цилиндром, а на фиг. 3 — краска и демпфирующие валики в положении «выкл».
В показанной конструкции демпфирующие ролики 1 и 2 съемно установлены в раме 3, которая шарнирно
соединена с рамой 4, на которой размещены красочные и передающие ролики 5, 6 и 7. Рамы 3 и 4 соединены
между собой посредством рычага или пластины S, которая закреплена на раме 4 или является ее частью и
шарнирно соединена с рамой 3 в точке 9; указанная рама 3 также имеет штифт 10, входящий в паз 100a в
пластине 8, что позволяет осуществлять начальное относительное перемещение между рамами 3 и 4, как
описано ниже. 70 В конструкции, изображенной на рисунке, осью передающего ролика 6 является шарнир,
вокруг которого перемещается рама 4 во время работы.
На фиг. 1 показаны оба ролика 2 и 75 в их рабочих положениях, контактирующих с формовочным цилиндром
14, с которого они предназначены для снятия с помощью рукоятки 13.
Работа описанной выше схемы (80) осуществляется следующим образом:
Когда поворотное перемещение рамы 4 осуществляется с помощью рукоятки 13 при перемещении в
положение, обозначенное буквой B на рис. 1, начальное поворотное перемещение 85 приводит к удалению
красочного валика 7 из контакта с формовочным цилиндром и, посредством рычага 8, перемещает раму 3 и
демпфирующий валик 2 вдоль поверхности формовочного цилиндра 14 в направлении 90 к оси вращения
рамы красочного валика 4 до достижения предела перемещения, заданного штифтом и пазом 110, и до тех
пор, пока детали не займут положения, показанные на рис. 2. 95 Дальнейшее перемещение рамы 4 путем
перестановки рукоятки 13 в положение C (рис. 1) перемещает демпфирующий ролик 2 в положение,
показанное на рис. 3, в котором он полностью отходит от формовочного цилиндра 14.
Когда происходит обратное движение, осуществляемое перемещением рукоятки 13 в положение А на рис. 1,
рама красочного валика 4 перемещается по часовой стрелке 105 вокруг оси валика 6, при этом
демпфирующий валик 2 соприкасается с формовочным цилиндром 14 перед красочным валиком 7.
После этого перемещение рамы 4 в положение, показанное на рис. 1, приводит к тому, что демпфирующий
валик 2 смачивает определенную область цилиндра 14 формы перед первой линией контакта, прежде чем
красочный валик коснется этого цилиндра.
Для очистки цилиндра формы 115 раму 4, на которой расположены демпфирующий ролик и чернильные
ролики 5 и 7, можно полностью поднять, оставив на месте только ролик переноса чернил, что обеспечит
оператору беспрепятственный доступ к поверхности цилиндра формы 120.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы 125
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_420094.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=420094&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB420094A
[]
4- _ РС - - _
'..d'A _2T--'.2'.. _ 1
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (Соединенных Штатов): 1 июня 1932 года.
420,094 Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 25 мая 1933 года. № 15,183/33.
j.0ÂD!.. Завершено: ноябрь. 26, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования защитных цепей для линий электропередачи или относящиеся к ним.
Мы, компания ELECTRICAL RESEARCH PRODUCTS Lxc., расположенная по адресу: 195, Бродвей, Нью-Йорк,
штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, корпорация, учрежденная в соответствии с законами штата
Делавэр, Соединенные Штаты Америки, являемся правопреемниками AUSTRN MANSFIELD CURTIS, 132,
Северный
Я, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: 19th Street, East Orange, Essex County,
New Jersey, United States of America, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к схемам защиты линии передачи электрической сигнальной системы от
чрезмерного напряжения.
Хотя схемы, описанные в данном изобретении, применимы к любому типу систем электрической
сигнализации, здесь они будут описаны в применении к трансатлантической телефонной кабельной системе.
В такой системе необходимо предотвратить подачу на кабель от передающей цепи чрезмерных напряжений,
которые могут повредить изоляцию или оказать вредное воздействие на нагрузочный материал кабеля.
Необходимо также защитить приемную цепь от чрезмерного напряжения, которое может случайно поступить в
нее от передающей цепи.
Настоящее изобретение обеспечивает эффективную защиту в обеих этих точках в терминальной цепи
глубоководного телефонного кабеля.
Согласно настоящему изобретению, защитная цепь для линии электропередачи системы электрической
сигнализации включает газонаполненную разрядную трубку, два электрода которой соединены между собой и
линией, при этом после пробоя трубки между этими электродами поддерживается разряд постоянного
напряжения, а трубка снабжена третьим электродом, к которому прикладывается напряжение пробоя или
ионизирующее напряжение, причем это напряжение выше напряжения линии и указанного постоянного
напряжения.
Благодаря такой конструкции можно ограничить напряжение, подаваемое на линию, до очень низкого
значения, значительно ниже, чем напряжение пробоя газонаполненной трубки. 55 Пробойное напряжение
может быть получено из линии через повышающий трансформатор.
Также может быть предусмотрен фильтр нижних частот, следующий за указанной защитной цепью, который
значительно ослабляет частоты, соответствующие таким пикам напряжения, которые могут проходить через
защитную цепь, пропуская при этом волны переменного тока основной частоты. 65 Изобретение будет более
полно понято из приведенного ниже подробного описания в сочетании с прилагаемым чертежом, на котором:
На фиг. 1 в схематическом и упрощенном виде показан способ применения изобретения к терминальной цепи
глубоководного телефонного кабеля; на фиг. 2 показана модификация защитной цепи для приемной стороны
системы.
На рис. 1 показаны две односторонние телефонные линии передачи 10 и 11, соединяющие телефонную
станцию 1 с двусторонним глубоководным телефонным кабелем 2. 80 Каждая из линий 10 и 11 представляет
собой одностороннюю линию передачи, которая может включать в себя ретрансляторы, эквалайзеры,
фильтры и различное другое передающее оборудование, обычно используемое в длинной четырехпроводной
телефонной цепи 8. Телефонная станция 1 может располагаться на значительном расстоянии от оконечной
цепи кабеля, причем это расстояние обозначено на чертеже пунктирными линиями в линиях передачи 10 и 11.
Кабель 2 снабжен заземляющим проводником 12 и заземляющим проводником 13, последний из которых
обычно располагается на некотором расстоянии в море и снабжен балансирующим импедансом 14. Показаны
пара согласующих трансформаторов 15 и 16, предназначенных соответственно для соединения передающей
линии 10 между кабелем 2 и заземляющим элементом 12 и приемной линии 11 100 между кабелем 2 и
заземляющим элементом 13, 14.
Предполагается, что соединение между линиями 10 и 11 и кабелем контролируется передаваемыми по
системе речевыми волнами 105, и управление осуществляется таким образом, что цепи 10 и 11 могут быть
подключены к кабелю поочередно либо для передачи, либо для приема, но при нормальной работе аппарата
линии 10 и 11 никогда не подключаются к кабелю одновременно.
На чертеже схематически показаны реле 17 и 18 с голосовым управлением, предназначенные для
выполнения необходимых операций переключения. Для упрощения детали коммутационных цепей на
чертеже опущены, но они могут быть любого подходящего типа, например, как описано и заявлено в
британской патентной заявке № 396443. Как указано в данной спецификации, система обычно находится в
состоянии приема сигнала по кабелю, в то время как выход передающего ответвления 10 закорочен
контактом якоря реле 17. Когда требуется передача, речевые волны в цепи 10 приводят в действие реле 17 и
18, перемещая их якоря в противоположные положения, так что приемная цепь отключается от кабеля и
закорачивается, в то время как передающая цепь остается подключенной к кабелю. Следует понимать, что
для системы, как правило, будет предусмотрено соответствующее оборудование для подавления пения и эха.
В передающей цепи 10 в качестве оконечного усилителя выступает усилитель мощности 21,
предназначенный для повышения амплитуды речи до необходимого уровня громкости для передачи по
кабелю.
В случае трансатлантической телефонной кабельной системы усилитель мощности 21 может быть способен
подавать на кабель пиковое напряжение 250 вольт. Через выход усилителя мощности 21 подключена
газонаполненная защитная трубка 22 с холодным электродом, которая в норме не пропускает ток, но
сконструирована таким образом, чтобы выйти из строя при подаче на ее выводы напряжения, превышающего
нормальное.
Опыт показывает, что в этих устройствах существует определенная временная задержка, которая позволяет
волне напряжения значительно превышать напряжение, при котором происходит пробой защитной трубки.
В экстремальных случаях — при воздействии очень крутых волновых фронтов — было замечено, что трубка
такого типа, которая обычно ограничивает напряжение до 100 вольт, позволяет напряжению достигать 500
вольт в течение нескольких микросекунд, а превышение номинального напряжения пробоя на 25% на более
низких частотах отнюдь не является редкостью.
В результате этого перерегулирования образуется очень короткий, резкий пик вблизи вершины волны,
непосредственно перед достижением ограничения. Этот резкий пик на волне эквивалентен наложению
гармоник на основную частоту.
Эти избыточные пиковые напряжения, возникающие из-за временной задержки в разряднике 22, ослабляются
фильтром нижних частот 23, который пропускает эти напряжения. фундаментальные составляющие волн,
передаваемых по цепи 10, но эффективно подавляет гармонические составляющие, представленные этими
резкими пиками 70 на выходе защитного устройства 22. В случае речи, если передаваемый диапазон частот
ниже 3000 Гц, фильтру 23 может быть задана частота среза около 3000 Гц, и он может быть спроектирован
таким образом, чтобы иметь 75 высокое затухание для частот около 3000 Гц.
Приемная схема 11 предназначена для приема сигнальных напряжений от кабеля 2 порядка микровольт. Эта
схема 80 обычно будет иметь усилитель с высоким коэффициентом усиления 25, подходящий для работы при
таких очень низких напряжениях, и усилитель будет соединен с кабелем через повышающий трансформатор с
высоким коэффициентом трансформации, показанный на рисунке 85 под номером 26. Таким образом, видно,
что в случае отказа голосового коммутационного устройства, если часть выходного напряжения передатчика
попадет на вход приемного канала, на вход усилителя может быть подано напряжение порядка 10 000 вольт,
что может привести к разрушению лампы или трансформатора или к другим вредным последствиям. 95 В
соответствии с изобретением, перед повышающим трансформатором 26 на приемной цепи 11 установлена
защитная цепь, обозначенная в целом цифрой 28. Эта защитная цепь 28 включает в себя пару
газонаполненных устройств пространственного разряда с горячим катодом, расположенных с
противоположными полюсами, аналогичных тем, которые описаны в нашей заявке № 6878/32 (серийный
номер 397940), поданной 7 марта 1932 года.
Эти разрядные устройства могут иметь конструкцию, аналогичную конструкции трубок, продаваемых под
зарегистрированным товарным знаком «Thyratron». Разрядные трубки этого типа не пропускают ток при
приложенном положительном анодном напряжении ниже определенного критического напряжения.
При увеличении анодного напряжения и разрядном напряжении трубка немедленно пробивается и пропускает
ток 115 В. При дальнейшем увеличении анодного напряжения наблюдается рост тока, но практически не
происходит увеличения анодно-катодного напряжения. Таким образом, лампы этого типа очень эффективно
(120) поддерживают напряжение в цепи на фиксированном максимальном значении.
Если говорить более конкретно о защитной цепи 28, то рассматриваемые лампы показаны под номерами 30 и
31. Каждая трубка содержит нагреватель 32, катод 33, контрольный электрод 34 и анод 35. Следует отметить,
что каждая лампа зашунтирована относительно защищаемой цепи путем подключения ее катода к одной из
сторон 130 420,094. Таким образом, напряжение в цепи будет ограничено гораздо меньшим максимальным
значением, чем в случае, если бы электроды 35 были напрямую подключены к цепи и если бы не
использовался повышающий трансформатор 70. Для иллюстрации предположим, что в трансформаторе
используется повышающий коэффициент 1 к 5 и что для пробоя tul6e необходимо напряжение 20 между
катодом и электродом 35. Когда напряжение в сети превысит 4 вольта, трубка выйдет из строя, и в
дальнейшем, в соответствии с приведенным выше примером, соединение электрода 34 с линией будет
стремиться ограничить напряжение 80 до порядка 3 вольт, чего будет достаточно для поддержания разряда
через трубку после ее выхода из строя.
Хотя можно использовать только шунтирующий ограничитель 28, в некоторых случаях может быть
целесообразно включить в цепь, помимо цепи шунтирующей защиты, элементы, такие как 39, 40 и 41,
соединенные последовательно. Элементы 39 и 40 могут представлять собой любые желаемые устройства
ограничения тока и показаны в виде насыщающих индуктивностей, содержащих железные или другие
магнитные сердечники. При нормальных амплитудах сигнального тока магнитная проницаемость сердечников
низка, и, соответственно, эффект дросселирования индуктивностей также невелик. Избыточный ток повышает
магнитную проницаемость.
сердечники увеличивают индуктивное сопротивление, эффективно противодействуя увеличению тока.
Элемент 41 представляет собой [устройство, которое обеспечит дополнительную защиту в случае
превышения тока].
Поскольку для разряда ламп 30 и 31 требуется конечное время, может возникнуть небольшая тенденция к
тому, что защитная цепь 28 будет пропускать очень короткие импульсы пикового напряжения в защищаемую
цепь. В этом случае для ослабления более высоких частот, представленных такими короткими пиками
напряжения или тока, может быть использован фильтр, обозначенный пунктирной линией 231 и
соответствующий фильтру 23 в цепи 10.
В ходе реальных испытаний приложенное сетевое напряжение без защитных цепей 28 и 115, без элементов
39 и 40 в цепи, поднялось до 75 вольт. При использовании защитной трубки 28 она начала работать при
напряжении 2,4 вольта и предотвратила превышение напряжения 5,25 вольт. Предохранитель № 41 (120)
перегорел за 0,003 секунды. Элементы 39 и 40 в этом тесте не использовались.
На рис. 2 показан модифицированный тип защитной цепи, который может заменить цепь, показанную на рис.
1 ниже пунктирной линии 2-2 (125). Схема на рис. 2 отличается от ранее описанной тем, что включает
двухтактный усилитель 42, расположенный между трансформатором, соединенным мостовым способом через
линию (в данном случае 43), и цепью защиты, а также его управляющим электродом 34, подключенным к
противоположной стороне. Анод 35 в каждой лампе соединен с одной из вторичных обмоток 36 или 37
трансформатора, первичная обмотка 38 которого замкнута на цепь.
Трансформаторы 36, 37, 38 имеют достаточно высокое сопротивление, чтобы гарантировать, что практически
ни один из токов в нормальном диапазоне напряжений не будет шунтироваться через линию. Этот
трансформатор обеспечивает повышение напряжения с первичной обмотки 38 до вторичных обмоток 36 и 37.
Было установлено, что когда на анод 35 подается достаточно высокое положительное напряжение
относительно катода 33, чтобы вызвать пробой трубки, трубка становится способной пропускать очень
большой ток между управляющим электродом 34 и катодом 33 при относительно небольшом положительном
напряжении, приложенном к электроду 34 относительно катода. В частном случае, когда между электродом 35
и катодом было приложено приблизительно 25 вольт, а на электроде 34 относительно катода было подано 3
вольта положительного напряжения, импеданс пространства между электродом 34 и катодом снизился до 20
Ом, а ток в пространстве между элементами 34 и 33 был в пять-десять раз выше, чем ток между электродом
35 и катодом 33. Однако положительного потенциала в 3 вольта на электроде 34 оказалось недостаточно для
пробоя трубки и начала её работы. При отсутствии напряжения на электроде 35 для пробоя трубки
потребовалось бы напряжение порядка 18 вольт на электроде 34.
Принцип работы схемы 28 следующий: при наличии напряжений нормального диапазона на цепи 11
шунтирующее действие схемы 28 практически отсутствует из-за практически бесконечного импеданса ламп 30
и 31 и высокого импеданса трансформатора 38.
Соседние файлы в папке патенты