Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11160
.pdf
внутренними краями при простом вращении. Или же внутренний край лопатки может быть наклонен как к ее
поверхности, так и к внешнему краю при условии, что возможно необходимое скольжение; например,
центральный элемент, расположенный под углом 90 градусов, может иметь параллелограммное сечение.
Принцип работы насоса следующий. Лопатки разделяют пространство, имеющее в целом серповидную
форму, между внутренним и внешним роторами на ряд рабочих камер, каждая из которых сообщается с
отдельным отверстием, прорезанным в стенке внешнего ротора.
По мере вращения роторов объем каждой рабочей камеры t00 увеличивается от минимума,
соответствующего положению, где зазор между роторами минимален, до максимума, примерно на половине
оборота дальше от этого положения, и наоборот. В течение половины оборота, за которую рабочая камера
увеличивается в объеме, она сообщается через свой отдельный патрубок с всасывающим каналом, и
незадолго до того, как tt0 достигнет своего теоретического максимального значения, ее работа прекращается,
когда ее отдельный патрубок достигает конца всасывающего патрубка во внутреннем корпусе. По мере
уменьшения объема, его отдельный патрубок соединяется с напорным патрубком во внутреннем корпусе, и
жидкость вытекает в напорный канал до тех пор, пока отдельный патрубок снова не будет перекрыт, если это
произойдет чуть позже, чем рабочий объем достигнет своего минимального значения в 120 мл.
Предпочтительно, чтобы выпускной патрубок был немного длиннее всасывающего патрубка по окружности,
так чтобы каждый отдельный патрубок отходил от всасывающего патрубка 125 незадолго до достижения
максимального объема и от выпускного патрубка незадолго после достижения минимального объема, чтобы
предотвратить сжатие жидкости в рабочей камере 130 414,752 только на передней стороне патрубка,
поскольку именно с этой стороны жидкость подается в патрубок, когда зазор минимален. 6 Поскольку
крутящий момент, приводящий во вращение внешний ротор, передается на лопатки через поверхности
канавок во внутреннем роторе, на этих поверхностях может происходить некоторый износ.
Для предотвращения утечки жидкости, вызванной износом (см. рис. 65), внутренний ротор может быть
окружен свободной втулкой с соответствующими пазами, которая, поскольку не передает привод, не
подвержена износу и обеспечивает надежное уплотнение рабочей среды.
Данная машина описана в связи с ее использованием в качестве роторного насоса, но она также подходит для
других целей. В частности, машина обеспечивает положительный вращательный привод от одного ротора к
другому 75, позволяя при этом роторам смещаться таким образом, чтобы их оси, оставаясь параллельными,
не совпадали. Изобретение включает использование такого механизма для обеспечения привода в силовой
передаче80.
механизм выполнения задачи, например, муфта вала.
В конкретном примере такой конструкции два соединяемых вала расположены вплотную друг к другу, их оси
параллельны, но могут смещаться относительно друг друга в поперечном направлении. На конце каждого из
валов имеется фланец, от одного из которых выступает центральный выступ и окружающая его наружная
втулка, а от другого — внутренняя втулка, выступающая на 90 градусов между центральным выступом и
наружной втулкой.
Внутренняя втулка имеет ряд радиальных пазов, в то время как внешняя втулка и центральный выступ 95
имеют соответствующее количество пар параллельных плоских поверхностей, каждая из которых на внешней
стороне центрального выступа параллельна соответствующей плоской поверхности на внутренней стороне
внешней втулки. Лопатка установлена таким образом, чтобы скользить в каждом пазу, при этом ее внешний и
внутренний края упираются в пару плоских поверхностей.
Внутренняя втулка и лопатки имеют значительную толщину, что обеспечивает хорошую опорную поверхность
и эффективную передачу крутящего момента. Конструкция может быть изменена в соответствии с
указанными выше особенностями, связанными с описанной выше конструкцией насоса.
Дата: 9 февраля 1983 года.
KILBUJRN & STRODE, агенты заявителя.
Это будет происходить в то время, когда соответствующий порт будет перекрыт, что создаст дополнительную
нагрузку на оборудование.
Следует понимать, что степень изменения объема рабочих камер при их вращении зависит от
эксцентриситета двух роторов относительно друг друга. Таким образом, если два ротора вращаются вокруг
одной оси, объем каждой рабочей камеры останется неизменным по мере вращения, и жидкость не будет
сжиматься ни в одну, ни в другую сторону. С помощью регулировочного механизма, перемещая внешний
ротор в одном направлении, можно добиться изменения объема рабочей камеры от максимального значения
в одной точке вращения до минимального значения в противоположной точке. Если внешний ротор сместить в
противоположном направлении, то произойдет то же самое, но положение максимального объема будет
соответствовать противоположному концу внутреннего корпуса.
Таким образом, с той стороны, где ранее рабочая камера увеличивалась в объеме и, следовательно,
всасывала жидкость, теперь она будет уменьшаться в объеме и, следовательно, вытеснять жидкость.
Таким образом, посредством регулировки подачу можно изменять от нуля до максимального значения в
любом направлении, не изменяя скорость вращения насоса и не смещая приводной вал, наружный корпус и
его соединения с всасывающим и нагнетательным трубопроводами.
Предпочтительно, чтобы лопатки имели достаточную толщину для обеспечения надежного герметичного
соединения с жидкостью по их внешним кромкам. Длина плоских поверхностей внутри внешнего ротора
должна быть не менее толщины лопаток плюс удвоенный максимальный эксцентриситет двух роторов.
Внутренняя поверхность наружного ротора между плоскостями может иметь удобную цилиндрическую форму,
соответствующую математической поверхности, которая представляет собой огибающую внутреннего ротора
при максимальном эксцентриситете. Однако края отверстий предпочтительно закруглены, чтобы обеспечить
прохождение жидкости из плоских поверхностей в них в положении, при котором зазор между наружным и
внутренним роторами минимален. Если не предусмотрен какой-либо вырез, жидкость может застревать
между поверхностью внутреннего ротора, краем отверстия и лопаткой, препятствуя движению ротора.
В тех случаях, когда насос всегда вращается в одном направлении, этот разрез представлен в ПОЛНОЙ
ТЕХНИЧЕСКОЙ СПЕЦИФИКАЦИИ.
Усовершенствования роторных машин лопастного типа или относящиеся к ним.
Я, американский гражданин, подданный Великобритании Фрэнк Кокс, Лондон, S.E. 20, настоящим заявляю,
что характер данного изобретения и способ его осуществления должны быть подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к вращающемуся аппарату скользящей лопаточной формы,
используемому, например, в насосе, компрессоре, двигателе или механизме передачи мощности, и его
основной целью является создание улучшенной комбинации и расположения деталей, составляющих такой
аппарат. Ещё одной целью является создание усовершенствованного роторного насоса или компрессора с
регулируемой производительностью. Еще одна цель состоит в создании усовершенствованного механизма
для соединения пары валов или других вращающихся элементов с целью передачи привода от одного
элемента к другому, при этом допуская относительное перемещение между осями элементов.
Согласно настоящему изобретению, вращающийся лопастной механизм включает в себя внутренний ротор с
пазами, внешний ротор, эксцентрично окружающий внутренний ротор и имеющий плоские поверхности на
своей внутренней поверхности, и лопатки, установленные таким образом, чтобы скользить в пазах
внутреннего ротора, при этом их внешние кромки задевают плоские поверхности, причем два ротора
расположены таким образом, что их оси вращения могут перемещаться относительно друг друга для
изменения эксцентриситета.
В одном из вариантов изобретения, предназначенном для использования в качестве роторного насоса,
компрессора, двигателя или подобного устройства, один из роторов имеет отверстия, сообщающиеся с
пространством между лопатками и взаимодействующие со стационарными входными и выходными
отверстиями, а также предусмотрены средства, позволяющие перемещать оси роторов относительно друг
друга для изменения эксцентриситета.
Предпочтительно, чтобы ось одного ротора могла перемещаться навстречу оси другого ротора и за нее,
чтобы сначала свести подачу к нулю, а затем создать поток в обратном направлении.
Внутренний ротор может иметь неподвижную ось и приводиться в движение, в то время как в наружном
роторе, установленном в перфорированном корпусе, предусмотрены отверстия, которые можно регулировать
в направлении, перпендикулярном осям ротора.
Изобретение также может быть реализовано в виде механизма передачи мощности для соединения ведущего
и ведомого элементов и автоматического осуществления относительного перемещения между этими осями.
Согласно изобретению, такой механизм может включать в себя внутренний ротор с пазами, соединенный с
одним из элементов, внешний ротор, соединенный с другим элементом и окружающий внутренний ротор, и
лопатки, установленные таким образом, чтобы скользить в пазах, при этом их внешние кромки задевают
плоские поверхности, расположенные на внутренней поверхности внешнего ротора. За счет уменьшения
осевой длины каждой лопатки по сравнению с длиной паза, в котором она скользит, можно обеспечить,
помимо относительного поступательного движения, относительное угловое перемещение между осями двух
элементов. 70 Изобретение может быть реализовано на практике различными способами, но два удобных
варианта, соответствующих ему, проиллюстрированы в качестве примера на прилагаемых чертежах, на
которых 75 фигур 1 и 2 представляют собой соответственно осевое и поперечное вертикальные сечения
предпочтительной конструкции, предназначенной, в частности, для использования в качестве насоса,
компрессора, двигателя и тому подобного, и которая 80 воплощает определенные особенности, описанные в
британских патентных заявках заявителя № 394422 и 394423, а фигур 3 и 4 представляют собой сечения
альтернативной конструкции, предназначенной для использования 85 в качестве механизма передачи
энергии, причем сечения выполнены соответственно по линиям 3-3 и 4---4.
Предпочтительная конструкция роторной машины, изображенной на рисунках 1 и 2, 90, которая для удобства
будет описана со ссылкой на ее использование в качестве насоса, особенно подходящего для перекачивания
вязких жидкостей, включает внутренний ротор А, имеющий ряд радиальных пазов для размещения 95
скользящих лопаток В, внешний ротор С, окружающий внутренний ротор и имеющий выступы С1, с которыми
зацепляются внешние кромки лопаток В3, и внутренний корпус D, внутри которого вращается внешний ротор
С и который может скользить поперечно осям роторов внутри неподвижного внешнего корпуса Е.
Наружный корпус E имеет в целом прямоугольную форму и имеет всасывающие и нагнетательные патрубки
E1 E2, по одному с каждой стороны корпуса, которые взаимодействуют с соответствующими каналами D' D-'
во внутреннем корпусе D. Внутренний корпус имеет параллельные боковые стенки, которые входят в зазоры
внутри наружного корпуса, так что он может скользить внутри него, например, вверх и вниз, когда, как в
приведенном примере, оси ротора горизонтальны. Перемещение внутреннего корпуса D осуществляется с
помощью маховика F, закрепленного на втулке F', которая вращается, удерживаемая кронштейном Fs на
крышке F, прикрепленной болтами к верхней части наружного корпуса E. Втулка F' имеет внутреннюю резьбу
для зацепления с болтом FP, закрепленным на внутреннем корпусе D. Таким образом, вращение маховика
120-F приведет к перемещению внутреннего корпуса вверх или вниз внутри корпуса E под прямым углом к
осям ротора.
Карманы G G1 в верхней и нижней части между внутренним корпусом D1 и наружным корпусом E могут в
процессе эксплуатации заполняться рабочей жидкостью, что может препятствовать регулировочным
движениям внутреннего корпуса. Для предотвращения этого два кармана соединены друг с другом, например,
через показанную наружную трубу Gs или через канал или вырез в торцевой стенке наружного корпуса.
Отверстия E1 E2 во внешнем корпусе E могут быть расположены таким образом, чтобы совпадать с
соответствующими каналами D' D' во внутреннем корпусе либо когда последний находится в одном из своих
крайних положений, либо когда он находится в своем среднем положении (как показано на рисунке), либо
могут расширяться таким образом, чтобы включать каналы D1 D2 в любом положении внутреннего корпуса.
Внутренний корпус D содержит цилиндрическую гильзу i5 H, которая служит подшипником для внешнего
ротора 0 и снабжена всасывающими и нагнетательными патрубками H' 112, проходящими почти по половине
его окружности и открывающимися в каналы D1 D2 во внутреннем корпусе. Внешний ротор C имеет отверстия
Cl в своих стенках, расположенные между плоскими поверхностями Cl на его внутренней поверхности.
Внутренний двигатель А установлен в подшипниках в цилиндрических фланцах E3 E' на торцевых стенках
наружного корпуса. В приведенном примере ротор имеет четыре радиальных паза для размещения лопаток B,
но может использоваться и другое количество пазов и лопаток. Лопатки имеют ту же длину, что и внешний
ротор С, так что они входят в зацепление своими концами с торцевыми стенками внешнего корпуса, но
увеличенная центральная часть внутреннего ротора, содержащая пазы, предпочтительно выполнена
несколько длиннее лопаток для усиления конструкции и обеспечения опорных поверхностей для восприятия
любых торцевых нагрузок. Внешние кромки B1 лопаток могут располагаться перпендикулярно их
поверхностям, но предпочтительно они наклонены к ним под углом, как показано на рисунке, для более
эффективной передачи привода на внешний ротор; кромки одной пары лопаток наклонены в одном
направлении, а кромки другой пары — в противоположном, при этом плоские поверхности C1 на внешнем
роторе наклонены соответственно.
Как описано в вышеупомянутых британских патентных спецификациях, внешние кромки B1 лопаток,
контактирующие с плоскими поверхностями Cl внутри внешнего ротора C, обеспечивают эффективное
уплотнение и менее подвержены износу, чем конструкции, обычно используемые в других областях.
Способы обеспечения контакта внешних кромок B' лопаток с плоскими поверхностями Cl в роторе могут
различаться. Например, внутренние кромки B2 каждой пары противоположных лопаток могут соприкасаться
друг с другом на достаточной части своей длины. Таким образом, в случае четырех лопастей (как показано на
рисунке) внутренние кромки одной пары могут быть срезаны посередине, а кромки другой пары — у концов,
так что две пары лопастей могут пересекаться друг с другом. Аналогичная конструкция может быть
использована, при этом каждая пара противоположных лопаток может быть скреплена между собой или
выполнена как единое целое, причем оставшиеся зазоры должны быть достаточными для того, чтобы лопатки
можно было установить друг в друга. 70 В качестве еще одного варианта внутренние кромки лопаток B
прилегают к плоским поверхностям, образованным на внешней поверхности центрального элемента,
расположенного внутри полого внутреннего пространства внутреннего ротора A. Последний элемент 75 может
быть выполнен заодно с внешним ротором C или закреплен на нем, например, может выступать из центра его
торцевого фланца, или он может быть расположен таким образом, чтобы свободно перемещаться и
удерживаться в положении лопатками 80 B. В первом случае может быть использовано любое количество
лопаток, каждая из которых скользит между двумя параллельными поверхностями, образованными внешним
ротором, одна из которых находится на внутренней поверхности его внешней стенки, а другая — на внешней
поверхности 85 его центрального элемента.
Однако в тех случаях, когда центральный элемент плавает, количество и форма лопаток должны быть такими,
чтобы удерживать его в нужном положении. Для этой цели можно использовать четное число лопаток E,
внутренние кромки которых перпендикулярны их поверхностям, а внешние кромки пары противоположных
лопаток параллельны друг другу и входят в зацепление с параллельными плоскими поверхностями внутри
внешнего ротора. 95 Пара противоположных лопаток функционирует аналогично.
В основном, это происходит с помощью одной лопатки, скользящей между параллельными плоскими
поверхностями во внешнем роторе. В качестве альтернативы, при нечетном или четном числе лопаток
внутренний край каждой лопатки может быть параллелен ее внешнему краю при условии, что наклоны краев
различных лопаток таковы, что центральный элемент не может выйти из контакта с внутренними краями при
простом вращении. Или же O05, внутренний край лопатки может быть наклонен как к ее поверхности, так и к
внешнему краю, при условии, что возможно необходимое скольжение, например, центральный элемент может
иметь сечение в виде параллелограмма. На чертежах внутренний корпус D показан в среднем положении.
оси двух роторов выровнены, и в этом положении насосная функция не будет работать. Предположим,
однако, что внутренний корпус If5 смещен относительно своего центрального положения в том или ином
направлении, тогда работа насоса будет следующей. Лопатки B разделяют пространство в форме
полумесяца между внутренним и внешним роторами A и C на ряд рабочих камер, каждая из которых
сообщается с отдельным отверстием C2, прорезанным в стенке внешнего ротора C. По мере вращения
роторов объем каждой рабочей камеры увеличивается от минимума, соответствующего положению, где зазор
между роторами минимален, до максимума, примерно на половине оборота, на расстоянии 130 414,752
414,752 от этого положения, и наоборот. В течение половины оборота, за которую рабочий объем
увеличивается, он сообщается через свой индивидуальный порт C2 с всасывающим каналом E1 D1 I1, и
незадолго до достижения теоретического максимального значения связь прерывается, когда его
индивидуальный порт C2 достигает конца всасывающего канала H1 в футеровке H. По мере уменьшения
объема его индивидуальный порт C2 соединяется с напорным каналом H2 в футеровке H, и жидкость
поступает в напорный канал H1 D ' E2 до тех пор, пока индивидуальный порт C2 снова не будет отключен,
если это произойдет вскоре после того, как рабочий объем достигнет своего минимального значения.
Следует понимать, что степень изменения объема рабочих камер при их вращении зависит от
эксцентриситета двух роторов АК относительно друг друга. Таким образом, если два ротора вращаются
вокруг одной оси (как показано на чертежах в положении регулировки), объем каждой рабочей камеры
останется неизменным при вращении, и перекачивание жидкости в любом направлении будет невозможно.
При перемещении внешнего ротора C в одном направлении с помощью маховика F объем рабочей камеры
изменяется от максимального значения в одной точке вращения до минимального значения в
противоположной точке. Если внешний ротор С сместить в противоположном направлении, то утверждение о
-35 аминах верно, но положение максимального объема соответствует противоположному концу внутреннего
корпуса. Таким образом, на той стороне, где ранее рабочий объем увеличивался и, следовательно, всасывал
жидкость, теперь он будет уменьшаться и, следовательно, будет вытекать жидкость.
Таким образом, посредством регулировки напор можно изменять от - до максимального значения в любом
направлении, не изменяя скорость вращения насоса и не смещая приводной вал, наружный корпус и его
соединения с всасывающим и нагнетательным трубопроводами.
Предпочтительно, чтобы лопатки B имели достаточную толщину для обеспечения надежной герметизации
жидкости на их внешних краях. Длина плоских поверхностей C1 внутри внешнего ротора C должна быть не
менее толщины лопаток плюс удвоенный максимальный эксцентриситет двух роторов. Внутренняя
поверхность внешнего ротора С между плоскими поверхностями может иметь цилиндрическую форму,
соответствующую математической поверхности, которая является огибающей внутреннего ротора А при
максимальном эксцентриситете. Предпочтительно, чтобы отверстия C2 имели достаточную ширину, чтобы
предотвратить застревание жидкости между поверхностью внутреннего ротора A, кромкой отверстия '02 и
лопаткой B в положении минимального зазора между внутренним и внешним роторами, или, в качестве
альтернативы, при более узких отверстиях, кромки отверстий могут быть срезаны или закруглены для этой
цели. В случаях, когда насос всегда вращается в одном направлении, такой зазор необходимо предусмотреть
только на передней стороне патрубка, поскольку именно с этой стороны жидкость подается в патрубок, когда
зазор минимален.
75 В приведенном примере эксцентриситет можно регулировать от максимального значения с одной стороны
от нулевого эксцентриситета до максимального значения с другой стороны, так что направление потока через
насос можно изменить, не меняя направления вращения роторов. Однако в некоторых случаях может быть
предпочтительнее всегда оставлять одну сторону в качестве всасывающей, а другую — в качестве
нагнетательной, при этом эксцентриситет может изменяться от нуля до максимума только в одном
направлении.
В таком случае предпочтительно сделать подающее отверстие в футеровке H немного длиннее
всасывающего отверстия по окружности, так чтобы отдельное отверстие Cs2 во внешнем роторе было
отрезано от всасывающего отверстия незадолго до того, как рабочая камера достигнет положения
максимального объема, и от подающего отверстия немного после положения минимального объема, чтобы
гарантировать отсутствие сжатия жидкости в рабочей камере во время отрезания ее отдельного отверстия,
что может вызвать нагрузку на машину. Поскольку приводной момент для вращения внешнего ротора C
передается на лопатки B через поверхности пазов во внутреннем роторе A, на этих поверхностях может
происходить некоторый износ. Для предотвращения утечки жидкости 105 вследствие износа внутренний ротор
может быть окружен свободной втулкой с соответствующими пазами, которая, поскольку не передает привод,
не подвержена износу и обеспечивает хорошее уплотнение для рабочей среды 110.
Изобретение до сих пор описывалось более подробно в контексте его применения в насосе, но очевидно, что
конструкция, изображенная на рисунках 1 и 2, применима и в других областях, например, в качестве
компрессора или гидравлического двигателя. Изобретение также обеспечивает удовлетворительный
механизм передачи мощности для соединения ведущего и ведомого элементов в случаях, когда может
наблюдаться некоторое относительное перемещение между осями двух элементов, а на рисунках 3 и 4
показана упрощенная конструкция, предназначенная для этой цели. 125 Конструкция, показанная на рисунках
1 и 4, включает в себя внутренний ротор J и внешний ротор K, на которых расположены соответственно
выступы или фланцы J,1 K, к которым могут быть прикреплены шпонки и ведомые элементы или соединены
иным способом 30 414, 75 o. Внешний ротор K снабжен плоскими поверхностями K2, которые входят в
зацепление с внешними кромками лопаток L, скользящих в радиальных пазах во внутреннем роторе J. Как и в
варианте r на рисунках 1 и 2, используются четыре лопатки, но при желании можно использовать и другое
количество лопаток.
Лопатки L расположены в целом аналогично лопаткам в конструкции, показанной на рисунках 1 и 2, за
исключением того, что внешние кромки L1 лопаток предпочтительно расположены под прямым углом к
боковым поверхностям лопаток и снабжены фланцами L2, обеспечивающими увеличенную площадь контакта
с плоскими поверхностями K2 на внешнем роторе. В данной конструкции полностью отсутствуют наружный
кожух и внутренний корпус, а также отверстия во внешнем роторе; различные рабочие камеры свободно
сообщаются друг с другом через зазоры между концами лопаток и концами пазов во внутреннем роторе.
Рабочие камеры в изображенной конструкции также открыты для атмосферы и могут быть заполнены
воздухом или частично заполнены консистентной смазкой. Следует отметить, что при необходимости,
благодаря наличию фланца с соответствующим выступающим выступом на открытом конце наружных
роторов, можно использовать жидкую смазку.
Следует отметить, что при такой конструкции мощность может передаваться через устройство от ведущего
элемента к ведомому, несмотря на любые незначительные смещения двух элементов относительно друг
друга, при этом допустимая степень относительного перемещения определяется максимальной степенью
эксцентриситета, допустимой диаметрами роторов. Представленная конструкция позволяет не только
относительное перемещение двух элементов с сохранением параллельности их осей, но и относительное
перемещение, нарушающее параллельность, поскольку пазы во внутреннем роторе сделаны несколько
длиннее, чем скользящие в них лопатки L, и лопатки могут занимать наклонное положение в пазах, при этом
их внешние грани L1 совершают небольшое вращательное движение, скользя по плоским поверхностям KE
на внешнем роторе.
Данная конструкция может быть изменена различными способами, что станет ясно из приведенного выше
описания конструкции рисунков 1 и 2 и их модификаций.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, на
что я претендую, это:
1.
Вращающийся лопастной механизм, включающий внутренний ротор с пазами, внешний ротор, эксцентрично
окружающий внутренний ротор и имеющий плоские поверхности на своей внутренней поверхности, и лопатки,
установленные для скольжения в пазах внутреннего ротора так, чтобы их внешние кромки задевали плоские
поверхности, причем два ротора расположены таким образом, что их оси вращения могут перемещаться
относительно друг друга для изменения эксцентриситета.
2.
Роторный насос, компрессор, двигатель или аналогичное устройство лопастного типа, включающее
внутренний ротор с пазами, внешний ротор, эксцентрично окружающий внутренний ротор и имеющий плоские
поверхности на своей внутренней поверхности, лопатки, установленные таким образом, чтобы скользить в
пазах внутреннего ротора, при этом их внешние кромки задевают плоские поверхности, один из роторов
имеет в своих отверстиях, сообщающихся с пространством между лопатками и взаимодействующих со
стационарными входными и выходными отверстиями, и средства, с помощью которых оси двух роторов 85
могут перемещаться относительно друг друга для изменения эксцентриситета.
.
Роторный насос, компрессор, двигатель
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_414753.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=414753&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB414753A
[]
к
=. --. -= 1.,- - - L-i. , [Второе издание. ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
199 Дата подачи заявки: февраль. 9, 1933. № 4022/33, 414 Полная спецификация слева: Дек. 22, 1933.
Полное техническое задание принято: август. 9, 1934.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области вакуумных электроразрядных ламп и связанные с ними разработки.
Мы, Фрэнсис Парри Буэка, проживающий по адресу: Парк Хаус, Аткинсон Роуд, Сейл, графство Честер, Крим
Региуолд Бунон, проживающий по адресу: Дербишир Лейн, 12, Стретфорд, Манчестер, графство Ланкастер,
Джон Хейвуд Ладлоу, проживающий по адресу: Брогден Гроув, 8, Бруклендс, графство Честер, все подданные
короля Великобритании, и компания AssocIATED ELECTRICAL INDUIJTRIES LIMITED, проживающая по
адресу: Краун Хаус, Олдвич, город Вестминстер, британская компания, настоящим заявляем, что данное
изобретение имеет следующий характер: данное изобретение относится к вакуумным электроразрядным
трубкам и к системам на их основе, и, в частности, к таким трубкам и системам, в которых определенные
электроды и связанные с ними цепи электростатически экранированы от других электродов и связанных с
ними цепей.
Таким образом, в так называемой системе с экранированной сеткой управляющая сетка трубки и ее
внутренние выводы и металлические опоры (если таковые имеются) экранируются от анода и его внутренних
выводов и металлических опор (если таковые имеются) с помощью собственно экранирующей сетки, а также
вспомогательных экранирующих элементов, в то время как внешние цепи анода и управляющей сетки
экранируются друг от друга металлическими экранирующими пластинами или коробками, которые заземлены
или поддерживаются при каком-либо другом удобном фиксированном потенциале. Ранее экранированные
трубчатые трубки обычно изготавливались таким образом, что все электроды поддерживались, по крайней
мере частично, за счет зажима или уплотнения на одном конце стеклянной оболочки, но при этом вывод
анода выходил из другого конца этой оболочки, с которого иногда также фактически поддерживался и анод.
Внутреннее вспомогательное экранирующее устройство обычно включает металлическую шайбу,
расположенную на зажимном конце электродов, которая электрически соединена с экранирующей сеткой и
простирается до стеклянной оболочки, где заканчивается фланцем или юбкой, которая может
взаимодействовать с внешней заземленной экранирующей пластиной через перфорацию, в которой может
проходить трубка экранирующей сетки.
В процессе работы системы к вышеупомянутой экранирующей сетке прикладывается фиксированный
положительный потенциал, который меньше приложенного потенциала анода.
Предметом настоящего изобретения является экранированная трубка и система на её основе,
предназначенная для передачи относительно большой мощности — от нескольких киловатт до 50 киловатт и
даже более, — необходимой для радиопередачи на умеренно низких и очень низких длинах волн.
Еще одной целью изобретения является усовершенствованное и высокоэффективное внешнее
экранирующее устройство (60), предназначенное для использования с трубками указанного типа.
К числу дополнительных объектов относятся усовершенствованные конструкции и компоновка
экранированной сетчатой трубки 65, а также усовершенствованные выводы и опоры для электродов
экранированных сетчатых трубок.
Современный радиопередатчик включает в себя мощный выходной триод, работающий в качестве усилителя
и управляемый относительно небольшим главным генератором, и такой передатчик в основном состоит из
многокаскадного триодного усилителя, в котором наблюдается тенденция к самовозбуждению, как и в
приемных усилителях, особенно на коротких длинах волн менее 50 метров, например, используемых для
передачи на большие расстояния. На ранних или маломощных этапах работы таких передатчиков
использовались только лампы с экранированной сеткой, но, насколько известно 80 заявителям, лампы с
экранированной сеткой мощностью более одного или полутора киловатт не использовались, и их конструкция,
по-видимому, считалась нецелесообразной. Поэтому для 85 были использованы мощные триодные каскады,
а склонность к самовозбуждению была предотвращена с помощью так называемого нейтрализатора, или, как
его чаще называют под зарегистрированным товарным знаком 90, «нейтродина». В лучевой связи обычно
происходит смена сигналов на одной длине волны на другую, и передатчик, как правило, оснащен
альтернативными схемами для работы на четырех различных длинах волн, а необходимые настройки
нейтродинирования, как правило, затруднительны.
Таким образом, существует потребность в экранированной трубке значительно большей мощности, чем те,
которые доступны в настоящее время. 100 В радиопередатчиках, работающих на триодах, поскольку
потенциал анода, который может выдержать лампа, ограничен примерно 10 000 вольт, обычно обеспечивают
скачкообразное изменение потенциала сетки в положительную область с максимальным значением около 753
1500 вольт, при этом скачкообразное изменение потенциала анода составляет примерно 8500 вольт. При
проектировании мощного клапана с экранированной сеткой необходимо учитывать, что постоянное
напряжение на экранированной сетке должно быть примерно таким же, как максимальное положительное
колебание напряжения на управляющей сетке. Таким образом, выходная мощность, получаемая от лампы с
экранированной сеткой, может быть приблизительно такой же, как и мощность, получаемая от триода
соответствующего размера. Заявители установили, что в сконструированной ими лампе с экранированной
сеткой мощностью 30 киловатт, благодаря вторичной эмиссии с экранированной сетки, в фазе умеренно
высокого анодного напряжения возникает отрицательный ток экранированной сетки, который компенсирует
положительный ток в фазе минимального анодного напряжения, так что средний постоянный ток
экранированной сетки в рабочих условиях приблизительно равен нулю.
Вторичные эмиссии экранирующей сетки, так сказать, передают на анод первичный ток, достигающий этой
сетки. Для того чтобы такая лампа с экранированной сеткой работала удовлетворительно, необходимо
уменьшить электрическую связь между цепями анодного катода и цепями катода управляющей сетки до
достаточно малого значения, и чем короче длина волны, на которой должна работать лампа, тем больше мер
предосторожности необходимо принять для этой цели.
Целесообразно выделить четыре способа возникновения такой связи.
Во-первых, анодный колебательный контур, то есть «антирезонансный» контур, соединенный между анодом и
катодом и к которому индуктивно или емкостно подключена антенная или ВЧ-выходная цепь, может иметь
электромагнитную связь с цепью управляющей сетки или электростатическую связь иным способом, помимо
взаимодействия через сетки экранирующей сетки. Например, электростатические силовые линии анода или
соседних частей колебательного контура анода могут достигать опор или выводов управляющей сетки, или же
магнитные силовые линии колебательного контура анода могут связывать цепь управляющей сетки. Для
уменьшения такого рода взаимосвязи требуется соответствующее расположение экранирующих элементов.
На коротких волнах естественная емкость между анодом и экранирующей сеткой составляет значительную
часть, а зачастую и всю емкость анодного колебательного контура, то есть большая часть или весь
высокочастотный циркулирующий ток в анодном колебательном контуре протекает по проводу к
экранирующей сетке. Соответственно, в разрядной трубке, предназначенной для работы на очень коротких
длинах волн, особое внимание следует уделить конструкции вывода экранирующей сетки и его расположению
относительно других экранирующих элементов, а также выводов управляющей сетки и катода. Первый тип 70
связи может быть сведен практически к нулю с помощью особенностей настоящего изобретения, описанных
ниже.
Второй тип связи между цепями анод-катод и катод управляющей сетки, который может присутствовать даже
тогда, когда вышеупомянутая связь между колебательной цепью анода и цепью управляющей сетки сведена к
нулю, заключается в связи между цепью катода управляющей сетки и цепью анод-катод, рассматриваемой как
единое целое, либо посредством электромагнитного воздействия, либо посредством электростатического
воздействия, за исключением естественной емкости, существующей между экранирующей сеткой и
управляющей сеткой. Этот второй тип связи особенно связан с расположением относительно цепи
катод-управляющая сетка 90 той части анодно-катодной цепи, которая не входит в анодный колебательный
контур, то есть провода от анодного колебательного контура к самому катоду, и зависит от него. Наиболее
важная часть этого свинца находится внутри разрядной трубки. Когда этот внутренний катодный вывод
электрически общий с цепями анод-катод и управляющая сетка-катод, будет присутствовать связь второго
типа.
Поскольку колебательная составляющая тока электронного разряда, протекающего в этом проводнике,
значительно меньше высокочастотного циркулирующего тока в колебательном контуре анода, 105 второй тип
связи требует гораздо меньше внимания к его адекватному подавлению, чем первый. Тем не менее, в двух
модификациях настоящего изобретения второй тип соединения, а также первый тип 110, практически
полностью исключены.
Третий вид связи между цепями анод-катод и управляющий катод состоит в емкостной связи между цепью
управляющая сетка-катод и цепью экранирующая сетка-катод, которая обеспечивается естественной
емкостью, существующей между указанными сетками, в сочетании со связью между цепями экранирующая
сетка-катод и анод-катод. Если бы было возможно разместить обходной конденсатор, соединяющий
экранирующую сетку и катод с целью предотвращения высокочастотных колебаний разности потенциалов
между этими электродами, внутри разрядной трубки непосредственно рядом с ними, такие колебания были
бы предотвращены, и фактически длина экранирующей сетки значительно уменьшилась бы. Таким образом,
настоящее изобретение включает конструкции, в которых указанная длина и/или индуктивность на единицу
длины могут быть очень малыми. 70 Четвертый тип связи между цепями анод-катод и катод управляющей
сетки заключается в остаточной емкости между анодом и управляющей сеткой, возникающей из-за
проникновения некоторых силовых линий 75 анода через ячейки экранирующей сетки.
Настоящее изобретение не касается такого рода соединений.
Согласно одному из вариантов настоящего изобретения, в трубке с сетчатым экраном, где 80 различные
электроды имеют в целом цилиндрическую форму, элемент, поддерживающий собственно сетчатый экран,
вместе с его концевой частью образует перегородку, начинающуюся снаружи 85 вакуумированного корпуса,
эффективно разделяя пространство внутри этого корпуса на две части: одну, содержащую анод, и другую,
содержащую катод и управляющую сетку, таким образом, что сетчатая 90 перегородка, расположенная
снаружи вакуумированного корпуса для завершения разделения двух областей, может быть проводяще
непрерывной с указанным концевым элементом по всей его 95 периферии.
Внешний клеммный узел экранирующей сетки может быть выполнен в виде металлического фланца, короткой
металлической трубки или другого элемента подходящей формы, образующего кольцевую металлическую
часть 100 внешней стенки вакуумной оболочки, расположенную между двумя изолирующими частями этой
оболочки и герметично или постоянно соединенную с ними, при этом указанная металлическая трубка,
поддерживающая экранирующую сетку 105, прикреплена к указанному металлическому клеммному узлу таким
образом, что сама экранирующая сетка, трубка, поддерживающая экранирующую сетку, и металлический
клеммный узел образуют вместе металлическую сетку 110, разделяющую часть вакуумного пространства,
содержащую анод и его опоры (если таковые имеются), от части, содержащей управляющую сетку и нить
накала и их опоры, причем такое разделение является электрически полным, за исключением ячеек самой
экранирующей сетки. В некоторых случаях металлический концевой элемент может представлять собой часть
металлической опорной трубки сетки экрана. 120 Предпочтительно, металлический элемент, образующий
клеммное кольцо сетчатой решетки, снабжен каналами водяного охлаждения, а металлическая трубка
сетчатой решетки имеет значительную толщину стенки, причем указанный клеммный элемент и опорная
трубка 125 выполнены и соединены друг с другом таким образом, чтобы обеспечить достаточную площадь
для проведения тепла.
Подобные решения позволяют изготавливать трубку для поддержки сетки из металла, обладающего высокой
проводимостью. Можно сказать, что цепь сетка-катод (130 Ом) отсутствует, и третий тип связи также
отсутствует. Однако, в соответствии с современным уровнем техники, вышеупомянутый обходной
конденсатор, обладающий большой емкостью, должен располагаться вне разрядной трубки и подключаться
между внешними выводами экранирующей сетки и катода, в результате чего цепь экранирующая сетка-катод
неизбежно имеет конечное сопротивление, а колебательные напряжения, передаваемые на управляющую
сетку, вызывают конечные флуктуации потенциала экранирующей сетки. В силу естественной емкости между
анодом и экранирующей сеткой, а также в силу вышеупомянутой необходимости размещения обходного
конденсатора экранирующей сетки вне разрядной трубки, цепь экранирующая сетка-катод обязательно
связана с колебательной цепью анода или является ее частью, либо в некоторых случаях частью одного из
контуров этой цепи, либо же всей цепью анод-катод в целом.
В первом случае.
Соседние файлы в папке патенты