Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11280
.pdf
При воздействии высокого механического давления на кабель высокого давления возникает тенденция к
нарушению диэлектрической проницаемости на обрезанном конце кабеля в герметизирующем конце, что
сопровождается движением бумажных лент кабеля. Этот недостаток можно преодолеть, заполнив концевые
коробки и клеммы изоляционным маслом или компаундом под давлением, приблизительно равным давлению
масла, воздействующего на кабель.
Однако заполнить концевое оборудование маслом под полным давлением и герметизировать его невозможно
по следующим причинам:
При повышении температуры системы под нагрузкой давление масла на концах кабеля увеличивается из-за
теплового расширения, до такой степени, что возникает опасность разрыва клемм или, если клеммы
достаточно прочные, выталкивания масла обратно вдоль кабеля и возможного разрыва свинцовой оболочки.
Даже если этого не произойдет, при быстром охлаждении системы возможно образование частичного
вакуума, что в конечном итоге приведет к электрическому пробою внутри клемм. Кроме того, если по
какой-либо причине давление на кабель будет снято, давление масла в клеммах также должно быть снято; в
противном случае масло может быть вытолкнуто обратно вдоль кабеля и вызвать разрыв оболочки.
Основная цель настоящего изобретения – средства, позволяющие избежать вышеупомянутых недостатков, и
изобретение в основном заключается в создании компенсатора, предназначенного для поддержания
давления масла в клеммах и концевых коробках при всех нормальных условиях эксплуатации на уровне,
приблизительно равном давлению, оказываемому на кабель рабочей средой. Давление поддерживается в
двух отдельных системах давления, причем давление в одной создается давлением в другой системе, без
фактического контакта между ними.
Указанный компенсатор состоит из складных сильфонов, содержащих несжимаемую жидкость, сам
установлен в контейнере 65a, в который подается другая среда под давлением, и воздействует на сильфоны,
движение которых поддерживается в безопасных пределах с помощью двойного клапана 70. В качестве
альтернативы, компенсатор может быть сконструирован таким образом, чтобы масло находилось вне
сильфонов, а другая среда — внутри сильфонов.
Разница давлений между 75 I) Индией, внутри и снаружи ) ' 9 адаптирована при автоматическом (закрытии)
клапана для управления соответствующим вспомогательным оборудованием, таким как индикаторные и
сигнальные устройства 80 - Использование может быть выполнено из дифференциального манометра,
способного выдерживать полный диапазон давления с обеих сторон, но имеющего открытую шкалу в
ограниченном диапазоне относительно положения равновесия, благодаря чему небольшие 85 разницы
давлений между двумя средами могут быть точно измерены.
Другие особенности изобретения будут более подробно описаны ниже в связи с одним примером общей
установки и конструкции компенсатора, разработанного в соответствии с изобретением.
В одной из установок согласно настоящему изобретению трубопровод соединен с трехсекционной коробкой,
от которой отдельные трубки, содержащие отдельные компоненты и заполненные маслом, ведут к концевым
коробкам. Концевые коробки соединены с помощью маслонаполненных труб с сильфонами компенсатора, а
трубопровод, содержащий кабель, соединен с помощью предпочтительно газонаполненных труб с
контейнером, в котором установлены сильфоны.
Поскольку клеммы и сильфон полностью заполнены маслом, давление масла будет автоматически
уравновешиваться с давлением Was, при условии, что сильфон может свободно перемещаться, компенсируя
любое тепловое расширение масла.
Компенсатор, состоящий из двух сильфонов и контейнера, в котором они установлены, снабжен двойным
клапаном, жестко закрепленным на центральном шпинделе, соединенном одним концом с дном сильфона.
Двойной клапан установлен на масляном входе сильфона и самопроизвольно открывается и закрывается,
перекрывая сообщение с внутренней частью сильфона по мере изменения температуры системы, при этом в
системе поддерживается приблизительно постоянное давление масла.
Входное отверстие для масла автоматически закрывается при достижении максимального, максимально
допустимого, вытянутого положения сильфона. Если в оборудовании, расположенном на конце кабеля,
произойдет утечка масла, сильфон сожмется до безопасного предела сжатия, и нижний клапан закроется.
Теперь, когда сильфон полностью заполнен несжимаемым маслом, он не может сжаться дальше, даже если
полное давление в трубопроводе поддерживается в контейнере вне сильфона в течение значительного
периода времени. Поскольку клеммы теперь отсоединены от системы под давлением, и утечка масла
продолжается, давление масла быстро упадет.
Если избыточное давление масла в клеммах или разветвительных коробках будет превышено, то масло
будет вытеснено через сильфоны и расширит их.
Предел этого расширения достигается, когда верхний клапан закрывает входное отверстие для масла, в
результате чего давление масла в клеммах увеличивается. Чтобы предотвратить повреждение клемм в
результате чрезмерно высокого давления, в трубе, соединяющей клеммные коробки с масляным
коллектором, предусмотрительно предусмотрены предохранительные клапаны.
Хотя описанная выше конструкция обеспечивает практически полную защиту гибких металлических
сильфонов, её эффективность зависит от герметичности масляных клапанов. Если, например, небольшая
частица постороннего вещества застрянет на седле клапана, то в случае утечки масла сильфон в первую
очередь сожмётся до своего минимального положения, в то время как в нормальных условиях входное
отверстие для масла будет закрыто нижним клапаном. Шток клапана не сможет двигаться дальше, так что
если утечка масла продолжится, сильфон будет деформироваться под действием давления газа снаружи.
Однако сильфон выдержит разницу давлений в одну атмосферу, прежде чем сожмётся, и этого более чем
достаточно для работы дифференциального манометра, как описано ниже. Чтобы предотвратить
повреждение дна клапана концом штока клапана Между сильфонами предпочтительно располагается
пружина, достаточно жесткая для обеспечения надежной работы клапанов, но способная деформироваться,
чтобы избежать повреждения сильфонов.
Предпочтительно, для обеспечения подъема и опускания сильфона используются ролики, расположенные,
например, в соответствующих диаметрально противоположных местах сильфона, которые приспособлены
для контакта с контейнером, если сильфон слишком сильно отклоняется от своего обычного движения вверх и
вниз.
Для обеспечения достаточной гибкости сильфонов было установлено, что их необходимо изготавливать из
очень тонкого материала. Однако это имеет тот недостаток, что делает сильфоны слабыми и неспособными
выдерживать давление (разница давлений между внутренней и внешней сторонами более 1 атм). Поэтому
крайне важно подавать предупреждение до возникновения опасности, то есть до того, как разница давлений
между газом и маслом достигнет 1 атм.
Для этой цели используются некоторые устройства или сигнальные приборы, которые будут упоминаться
далее.
Что касается индикаторного устройства cs, J 05.
Предпочтительно использовать три манометра. Один из этих манометров подключен к газопроводу и к
газовому баллону компенсатора и предназначен для индикации давления газа в газопроводе. Один из них
показывает давление масла на клеммах и предпочтительно соединен с предпочтительно куполообразным
креплением, предусмотренным для компенсатора перед входом масла, а третий представляет собой
дифференциальный манометр, предназначенный для индикации разницы давлений между газовой и
масляной системами, и соединен с трубными соединениями, ведущими к двум другим манометрам. Все три
манометра предпочтительно оснащены электрическими клеммами, предназначенными для включения
электрического звукового сигнала или другого устройства, когда давление достигает аномально высоких или
аномально низких значений, или если давление газа и масла становится небалансированным. Таким образом,
например, когда в концевом конденсатопроводе происходит утечка масла или если в нем возникает
избыточное давление, как объяснено выше, разница между давлением газа и масла будет отображаться на
дифференциальном манометре после срабатывания клапана. и дежурному на станции будет подан звуковой
сигнал предупреждения.
Как уже отмечалось выше, необходимо подавать предупреждение до того, как разница давлений между газом
и маслом достигнет 1 атм. Чувствительность независимых газовых и масляных манометров для этой цели
недостаточно велика, поскольку из-за колебаний давления в основном трубопроводе, вызванных
колебаниями нагрузки, электрические контакты должны быть настроены таким образом, чтобы контакт
отсутствовал в диапазоне давлений приблизительно 2-3 атм. Поэтому, если бы произошла утечка масла при
максимальном давлении, давление масла могло бы упасть до минимального значения до того, как сработала
бы сигнализация. В этом случае разница в 2-3 атм в зависимости от регулировки контактов могла бы
возникнуть между давлением газа и масла, и при этом сильфон был бы поврежден. Как уже указывалось
выше, пока давление газа и масла сбалансировано, дифференциальный манометр будет показывать нулевую
разницу давлений, и это справедливо во всем нормальном диапазоне давления в трубопроводе; однако, если
в какой-либо момент баланс давления нарушается, Тогда дифференциальный манометр будет показывать
разницу давлений независимо от фактических значений соответствующих давлений газа и масла. По этой
причине контакты на дифференциальном манометре можно отрегулировать на гораздо более близкое
расстояние, чем в случае двух других манометров, и если, например, контакт происходит, когда разница
давлений составляет приблизительно половину атмосферы, то предупреждение подается до того, как
сильфон каким-либо образом зафиксируется. В качестве дополнительной меры предосторожности сила,
необходимая для сжатия или растяжения пружины, организована таким образом, чтобы действовать в
противовес силе, создаваемой более высоким давлением, так что результирующая сила, стремящаяся сжать
сильфон, уменьшается.
Куполообразное крепление, расположенное в верхней части компенсатора и соединенное с концевым
оборудованием, а также с манометрами давления масла и дифференциального давления, также служит для
размещения удлинителя клапана 55, который снабжен указателем, предназначенным для отображения на
шкале перед смотровым стеклом, расположенным в куполе, положения сильфона в любой конкретный момент
времени 60. Для устранения любой утечки газа из системы трубопровод предпочтительно соединяется
посредством газоподающей трубы с батареей газовых баллонов высокого давления. Батарея
предпочтительно используется в двух отдельных секциях, чтобы можно было полностью отсоединить одну
секцию для замены пустых баллонов и т. д., в то время как другая секция все еще подключена к системе. Газ
предпочтительно подается 70 через; Автоматические клапаны регулирования давления позволяют
автоматически поддерживать минимальное давление газа в трубопроводе на требуемом уровне. Также могут
использоваться предохранительные клапаны избыточного давления газа в сочетании с этими регуляторами
для предотвращения чрезмерного повышения давления газа в случае, если регуляторы не будут
функционировать в нормальном режиме.
Автономные регуляторы давления также могут использоваться для регулирования потока масла из
резервуаров низкого давления в ту часть установки, которая содержит масло, чтобы компенсировать
снижение давления из-за утечки или понижения температуры. Следует понимать, что изобретение не
ограничивается установкой, описанной выше более подробно в качестве примера. Так, например, вместо газа
и масла для двух сред могут использоваться два разных вида масла; одна среда, например, газ, может
продолжаться за пределы разветвляющейся коробки до концевых коробок, а вторая среда может быть
ограничена последней и их соединениями с компенсатором; к одному компенсатору может быть подключено
несколько разветвляющихся коробок.
Мы также хотим, чтобы было понятно, что другие детали реализации изобретения могут быть изменены без
какого-либо отступления от сущности изобретения.
Дата: 16 декабря 1932 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в конструкциях и установках, содержащих среды, работающие под давлением.
Предназначен для обеспечения баланса, и в частности для систем электрических кабелей высокого давления.
Мы, компания THE ENFIELD CABLE WO Rx S, House, High Holborn, London, W C 1,
M LIMITED, британская компания, из Линкольна; Фрэнсис Уолтер Мейн, британский субподрядчик,
расположенный по адресу: Глиб-авеню, 22, Энфилд.
Мидлсекс и Джо Стюарт Хасти, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Л'ведейл Роуд, 34,
Энфилд, Мидлсекс, настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к установкам, в которых используются две системы давления жидкости,
причем средой по меньшей мере в одной из них является несжимаемая жидкость, и, в частности, к установкам
с электрическими кабелями высокого давления.
При воздействии высокого механического давления на кабель высокого давления возникает тенденция к
нарушению диэлектрической проницаемости на обрезанном конце кабеля в герметизирующем конце, что
сопровождается движением бумажных лент кабеля. Этот недостаток можно преодолеть, заполнив концевые
крышки изоляционным маслом или компаундом под давлением, приблизительно равным давлению на кабель.
Однако заполнить концевое оборудование маслом под полным давлением и герметизировать его невозможно
по следующим причинам:
Когда температура системы повышается под нагрузкой, давление масла в торцевых крышках увеличивается
из-за теплового расширения до такой степени, что возникает опасность разрыва торцевых крышек или, если
последнее достаточно сильное, выталкивания масла обратно вдоль кабеля и возможного разрыва свинцовой
оболочки. Даже если этого не произойдет, при быстром охлаждении системы возможно образование
частичного вакуума, что приведет к окончательному электрическому разгерметизму внутри торцевых крышек.
Кроме того, если по какой-либо причине снять давление с кабеля, необходимо также снять давление масла в
торцевых крышках; в противном случае масло может быть вытолкнуто обратно вдоль кабеля и вызвать
разрыв свинцовой оболочки.
В различных видах электрооборудования, и в частности в кабельных установках, где используется только
одна система давления, состоящая из газообразного или жидкого вещества, используемого в качестве
изоляционной среды под давлением, предлагается компенсировать указанные выше изменения с помощью
компенсатора, включающего складные сильфоны, сообщающиеся с рабочей средой в указанной установке.
с кожухом, содержащим указанные сильфоны, остальная часть которых натягивается компенсирующей
средой под давлением, при этом подача и выталкивание которой контролируется расширением и сжатием
сильфонов.
Основная цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить в установке, описанной выше, средства,
предотвращающие сжатие и растяжение сильфона компенсатора за пределы допустимых значений.
Изобретение состоит в том, чтобы оснастить сильфон 70 компенсатора, используемого в установке,
описанной выше, двойным клапаном, предназначенным для поддержания сжатий и растяжений сильфона в
безопасных пределах. 75 Несжимаемая жидкость предпочтительно содержится в сильфоне, который
установлен в контейнере, в который подается другая среда давления системы, когда она воздействует на
сильфон. Однако следует понимать, что в качестве альтернативы компенсатор может быть сконструирован
таким образом, чтобы функционировать с жидкостью вне сильфона, а другая среда давления находится
внутри него, поскольку предпочтительно разница давлений между двумя средами, внутри и снаружи (как в
сильфоне), обеспечивается при автоматическом закрытии клапана. для управления соответствующими
вспомогательными устройствами D-iliarv, например, в 90 индикативных и сигнальных устройствах.
Можно использовать дифференциальный манометр, способный выдерживать полный диапазон давления с
обеих сторон, но имеющий открытую шкалу в ограниченном диапазоне 95° относительно полусферического
положения, благодаря чему можно точно определить небольшие различия в давлении между двумя средами.
Другие особенности изобретения будут более подробно описаны далее в связи с одним примером общей
установки и конструкции компенсатора, разработанного в соответствии с изобретением, как показано на
прилагаемых чертежах, на которых фиг. 1 показывает расположение концов кабеля, снабженных
компенсатором, фиг. 2 — поперечный разрез одного из вариантов конструкции компенсатора, а фиг. 3
показывает модифицированное расположение соединений концов кабеля.
В одной из установок, соответствующих настоящему изобретению, трубопровод a напорного кабеля соединен
с трехсекционной распределительной коробкой b, от которой отдельные трубы c, 02, c, содержащие
отдельные жилы и заполненные маслом, ведут к концевым раструбам d, d2, JT соответственно. Концевые
раструбы b, изготовленные из изоляционного материала, соединены посредством заполненных маслом труб
e, l, f и q с сильфоном li компенсатора i, а трубопровод a, содержащий кабель, соединен посредством
предпочтительно заполненных газом труб i ji' с коробкой i 25 +aiher 9 k, в которой установлен сильфон 7 i.
Поскольку торцевые крышки dl, c 72 d и сильфон h полностью заполнены маслом, давление масла будет
автоматически уравновешиваться по отношению к давлению газа, так что его будет более чем достаточно для
работы дифференциального манометра, как описано ниже. Тепловое расширение масла предотвращает
повреждение нижней части сильфона, сильфона h и контейнера k в пружине N (см. рис. 2). Компенсатор i,
который состоит из пружины N (см. рис. 2), предпочтительно расположен между ними и снабжен двойным
клапаном 11, 12, достаточно жестким для обеспечения надежной работы клапанов, но будет
деформироваться, чтобы предотвратить повреждение сильфона.
0 Двойной клапан установлен на входе масла. Движение сильфона вверх и вниз (75°) предназначено для
автоматического закрытия и открытия роликов (см. рис. 2), расположенных внутри сильфона, например, при
подходящих диаметрально противоположных положениях. Температура системы колеблется, и ролики, при
этом, поддерживаются приблизительно постоянное давление масла, которое должно оставаться в контейнере
системы, даже если сильфон слишком сильно отклоняется от своего обычного положения вверх и вниз при
максимальном сжатии или максимальном перемещении.
Для обеспечения достаточной гибкости сильфонов необходимо изготавливать их из очень тонкого материала.
В случае утечки масла было установлено, что оборудование, предусмотренное в конце, должно быть
изготовлено из 85 гибких материалов.
Кабель, сильфон схлопнется до безопасного предела сжатия, а нижний клапан делает сильфон слабым и
неспособным выдерживать разницу давлений. Сильфоны, полностью заполненные несжимаемым маслом, не
могут схлопнуться дальше, чем примерно до 1 атм. Даже если полное давление в трубопроводе
поддерживается в контейнере снаружи до возникновения какой-либо опасности, то есть сильфоны в течение
значительного периода времени, прежде чем разница давлений между отключенными клеммами достигнет 1
атм. Для этой цели используется индикация давления масла или сигнализация, поскольку далее будет
упоминаться следующее.
Если же масло, с другой стороны, подвергается воздействию избыточного давления. Что касается
индикаторного аппарата, то предпочтительно использовать три манометра: p2, p-, ps. Один из этих
манометров вставляется в сильфон и выдвигается до тех пор, пока p1 не будет подключен к газопроводу Jl.
Предел этого выдвижения достигается в контейнере для масла 7 компенсатора, когда верхний клапан 12
закрывает подачу масла. Он предназначен для индикации подачи газа, при этом давление масла в
трубопроводе увеличивается. еще один p 2 indi BUDS ing в торцевых крышках. Чтобы предотвратить
повреждение клапанов из-за чрезмерно высокого давления, предпочтительно соединенного с
предпочтительно куполообразным предохранительным устройством q, предусмотренным на клапанах -m, в
компенсаторе i перед входом масла и трубой, соединяющей торцевые крышки с третьей p, представляет
собой дифференциальный манометр масляного коллектора 110, предназначенный для индикации разницы
давления между газом и маслом. Хотя описанная здесь схема практически обеспечивает полную защиту в
отношении гибких соединений, ведущих к двум другим металлическим сильфонам, ее эффективность зависит
от манометров. Все три манометра предпочтительно оснащены электрическими контактами,
приспособленными, например, для выключателя на электрическом выключателе или другого вещества,
застрявшего на седле клапана, когда давление достигает любого из них, то в случае При утечке аномально
высокого или аномально низкого давления масла сильфон схлопнется в первом случае, или, если давление
газа и масла (например, 120) достигнет своего минимального положения, когда оно станет
несбалансированным. Таким образом, например, входное отверстие для масла в нормальных условиях будет
закрыто нижним клапаном оборудования, или если в нем возникнет избыточное давление, как объяснено
выше, клапан не сможет двигаться дальше, так что если утечка масла продолжается, сильфон будет
стремиться деформироваться под действием давления газа, воздействующего на манометр. Однако сильфон
выдержит разницу в одно значение.
атмосфера перед обрушением и это уже было отмечено выше 1 412,607 412,607, что необходимо подавать
предупреждение до того, как разница давлений между газом и маслом достигнет 1 атм. Чувствительность
независимых газовых и масляных манометров p1 и p- недостаточно велика для этой цели, поскольку из-за
изменения давления в основном трубопроводе, вызванного колебаниями нагрузки, электрические контакты
должны быть установлены таким образом, чтобы контакт не возникал в диапазоне давлений приблизительно
2-3 атм.
Следовательно, если утечка масла произойдет при максимальном давлении, то (давление алюминия может
упасть до минимального значения до того, как сработает сигнализация). В этом случае может возникнуть
разница в 2 (при регулировке конденсаторов) между давлением газа и масла, и сильфон будет поврежден. Как
уже указывалось выше, до тех пор, пока давление газа и масла сбалансировано, дифференциальный
манометр будет показывать нулевую разницу давлений, и это справедливо во всем нормальном диапазоне
давления в трубопроводе.
Однако, если в какой-либо момент баланс давления будет нарушен, то дифференциальный манометр p3
покажет разницу давлений независимо от фактических значений соответствующих давлений газа и масла. По
этой причине контакты на дифференциальном манометре можно отрегулировать до гораздо более точных
пределов, чем в случае двух других манометров, и если, например, контакт замыкается, когда разница
давлений составляет приблизительно половину атмосферы, то предупреждение подается до того, как
сильфоны будут сильно натянуты.
В качестве дополнительной меры предосторожности сила, необходимая для сжатия или растяжения пружины
N, организована таким образом, чтобы оказывать отрицательное сопротивление силе, создаваемой более
высоким давлением, так что результирующая сила, стремящаяся деформировать сильфон, уменьшается.
Куполообразное крепление q, расположенное в верхней части компенсатора i и соединенное с концевым
оборудованием и манометрами давления масла и дифференциального давления, также служит для
размещения удлинителя 14 штока клапана 1, который снабжен указателем 11, предназначенным для
отображения на шкале перед смотровым стеклом X, расположенным в куполе, положения сильфона в любой
конкретный момент времени.
Для устранения любых утечек газа из системы трубопровод a предпочтительно соединяется посредством
газоподающих труб j, jj, j с батареей баллонов высокого давления s. Батарея предпочтительно используется в
двух отдельных секциях, чтобы можно было полностью отключать одну секцию для замены пустых баллонов и
т. д., в то время как другая секция остается подключенной к системе. Газ предпочтительно подается через
автоматические регулирующие клапаны давления, так что минимальное давление газа в трубопроводе a
может автоматически поддерживаться на требуемом уровне; имеются запорные клапаны.
Предохранительные клапаны от избыточного давления газа (не показаны) также могут использоваться
совместно с регуляторами для предотвращения возникновения чрезмерного давления газа в случае, если
регуляторы не будут работать в обычном режиме.
Автоматические регуляторы давления также могут использоваться для регулирования потока масла из
резервуаров высокого давления в ту часть установки, которая содержит масло, чтобы компенсировать
снижение давления из-за утечки или снизить температуру. Это i) 1), nnerstjjd tlat ii-rntion I не ограничивается
вышеописанной установкой, более подробно описанной в качестве примера. Так, например, как показано на
рисунке 3, одна среда, например, газ, может быть продолжена за пределы разветвляющейся коробки b до
концевых раструбов d, а вторая среда, а именно масло, может быть ограничена последним и их соединениями
с компенсатором i. Кроме того, для двух сред могут использоваться два разных вида масел вместо масла и
масла; к одному компенсатору может быть подключено несколько разветвляющихся коробок.
Мы также хотим, чтобы было понятно, что 95 другие детали, необходимые для реализации изобретения, могут
быть изменены без какого-либо отступления от сущности изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_412608.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=412608&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB412608A
[]
SP Ed XCF PC h de V
SPE CIFE t 8 (: 2 j k 412,608 Complete Accepted: July 2, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области светофорного регулирования или связанные с ним.
Мы, компания AUTOMATIC ELECTRIC COMPANY LIMI Tr D, Strowger Works, Ливерпуль, британская компания,
и компания LANCBLOT MARTIN SIMPS Ox, "Lyndene", Kensington Avenue, Thorner, Near Leeds, британский
подданный, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к системам управления дорожным движением, пригодным для
использования на дорожных развязках и подобных объектах, и в частности к системам, в которых работа
сигналов, регулирующих движение транспорта по рассматриваемым дорогам, автоматически изменяется в
соответствии с интенсивностью движения, например, с помощью контактных площадок, встроенных в
дорожное покрытие. Под термином «система управления дорожным движением» понимается система
взаимосвязанных элементов управления, в которой предусмотрены определенные сигналы «стоп» и
«движение», обеспечивающие право проезда по любой дороге, но запрещающие проезд по пересекающейся
дороге, в отличие от систем, в которых транспортное средство, приближающееся к перекрестку на одной
дороге, лишь предупреждает транспортные средства на других дорогах, а порядок приоритета движения
транспортных средств определяется самими водителями. Системы типа, к которому относится настоящее
изобретение, уже известны; примеры описаны в спецификациях № 299040 и 351703, и в показанных там
устройствах сигналы подсвечивались электрически, а различные системы управления также требовали
наличия источника электропитания.
Нередко случается, что магистральные дороги специально прокладываются таким образом, чтобы объезжать
населенные пункты, и, следовательно, перекрестки на этих дорогах, на которых желательно наличие
оборудования для регулирования дорожного движения, находятся вдали от источника электропитания,
обеспечение которого повлечет за собой значительные дополнительные расходы. Главная цель изобретения
— создание системы регулирования дорожного движения, обладающей преимуществами ранее упомянутых
систем, но работающей без необходимости в каком-либо значительном количестве электроэнергии, так что
установка может быть автономной. Согласно изобретению, в системе регулирования дорожного движения на
пересекающихся дорогах механически управляемый механизм синхронизации в сочетании с детекторами
транспортных средств на проезжей части предназначен для управления периодом, в течение которого
сохраняется право проезда по любой дороге, в то время как право проезда удерживается на пересекающейся
дороге.
Выражение «механически управляемый механизм синхронизации» предназначено для отличия от механизма,
требующего электрической энергии для своей работы, и предпочтительно включает в себя зубчатую
передачу, приводимую в движение грузом или пружиной, а также включает в себя какое-либо тормозное или
спусковое устройство для замедления его работы.
Изобретение будет лучше понято из следующего описания различных предпочтительных вариантов
осуществления, которое следует рассматривать в сочетании с прилагаемыми чертежами, включающими фиг.
1–6.
На рис. 1 показан механизм синхронизации сигналов и управления наклонными зеркалами в фонаре; на рис. 2
показан сам фонарь; на рис. 3 показан модифицированный фонарь для генерации иной последовательности
сигналов, отличной от показанной на рис. 2, и, в частности, для одновременного отображения двух сигналов;
на рис. 4 показаны некоторые детали устройства для получения питания от ближайшей телефонной станции
для управления реле в контроллере, когда транспортные средства должны быть обнаружены электрически;
На рис. 5 показан принцип работы гидравлического детектора транспортных средств, устанавливаемого на
проезжей части, а на рис. 6 показан принцип работы аналогичного детектора, соединенного с помощью кабеля
Боудена с оборудованием управления. В примере, который будет описан со ссылкой на рис. 1,
предполагается, что транспортные средства обнаруживаются электрически с помощью дорожных площадок
типа, описанного в спецификации № 360924, которые размещаются на проезжей части на подходящем
расстоянии от перекрестка. Электрическая энергия, необходимая для этой цели, сравнительно невелика, и ее
целесообразно получать от первичных батарей или от соседней телефонной станции. Дата подачи заявки на
патент: 30 декабря 1932 г. № 36925132.
Далее будет описано расположение дорожных площадок относительно перекрестка, схематически показанное
в нижней части рис. 1. При нажатии на них весом транспортных средств они адаптируются для замыкания
цепей реле NS и EW, соответственно, для движения с севера на юг и с востока на запад. Для упрощения
понимания изобретения рис. 1 был разложен таким образом, чтобы показать механизм синхронизации,
разделенный на две части, расположенные одна над другой и соединенные между собой сравнительно
длинными звеньями. Следует понимать, однако, что на практике два механизма будут установлены рядом
друг с другом и образуют компактный блок. Каждый механизм приводится в движение по типу часов с
помощью груза и шнура, намотанного на барабан, а скорость регулируется с помощью регулируемого
центробежного регулятора шарикового типа.
Верхний механизм, обеспечивающий минимальный период отображения каждого сигнала, также снабжен
кулачками для управления рычагами сигналов. Нижний механизм, выполняющий исключительно функцию
синхронизации, управляется с помощью дорожных реле EW и NS таким образом, что его можно многократно
обнулять под контролем движения, чтобы продлить период времени, на который он обычно устанавливается.
Предполагается, что каждый фонарь является двусторонним, поэтому на каждом переезде потребуется
несколько, например, четыре. В этой связи следует пояснить, что только один фонарь требует описанного
механизма обнуления времени, в то время как остальные снабжены только механизмом управления
сигналом, который аналогичен и электрически связан с механизмом управления сигналом в главном фонаре.
Обычно при отсутствии движения на любой из дорог сигнальный механизм устанавливается в показанное
положение, чтобы обеспечить приоритет движения для автомагистрали север-юг, которая считается главной
дорогой. Как только транспорт сигнализирует о своем присутствии на дороге восток-запад, пересекая один из
дорожных датчиков, срабатывает реле EW, и фиксирующая защелка, образованная на его якоре 10,
выводится из зацепления с храповым колесом 11 механизма синхронизации, который тем самым приводится
в действие. Привод через зубчатую передачу легко понять из чертежа без дальнейшего описания, и он
приводит к вращению шестерни 12, которая приводит в движение шариковый регулятор 13. Скорость
вращения легко регулируется путем изменения положения подвижной тормозной поверхности 14. Также
следует отметить, что шестерня 12 несет штифт 15, который входит в зацепление с зубьями секторной
пластины 16, закрепленной в точке 17, и, следовательно, по мере вращения шестерни секторная пластина
поднимается шаг за шагом, поскольку штифт входит в зацепление с последовательными зубьями. Как только
секторная пластина 16 При выходе из своего нормального положения буфер 18 70 на части вертикальной
соединительной планки 19, напоминающей головку молотка, поднимается над поворотным рычагом 20,
который затем с помощью пружины 21 опускается до упора, и на противоположном конце освобождает
спусковой 75 элемент 22 механизма управления сигналом. Почти сразу после этого головка вертикальной
соединительной планки 19 поднимает листовую пружину 23 над фиксирующей защелкой 24, которая затем
перемещается 80 вперед под действием пружинного давления, чтобы зажать конец поворотного рычага 20. В
то же время поворотная соединительная планка 25 следует за этим движением под действием пружинного
натяжения и на своем нижнем конце освобождает фиксаторы 26 и 27, управляемые дорожными реле.
Фиксатор 26, связанный с реле EW, немедленно входит в зацепление с зубьями на секторной пластине 16, так
что подъемное действие штифта 15 будет суммирующимся, но фиксатор 27, связанный с реле NS, остается
90. в указанном положении до тех пор, пока это реле не будет срабатывать. Также следует отметить, что
нижний рычаг поворотной соединительной планки 25 соединен с рычагом 28, и в результате движения этого
рычага вниз якорь 10 реле EW удерживается в промежуточном положении после того, как реле перестает
получать питание от дорожной площадки 100, в этом положении он находится вне зацепления с храповым
колесом 11. Обычно, пока право проезда отводится для дороги север-юг, цепь для реле NS удерживается
разомкнутой с помощью пружин 29 105, управляемых секторной пластиной 16, но как только дороге
восток-запад требуется право проезда и секторная пластина совершает свое первоначальное движение,
пружины 29 замыкаются, чтобы подготовить цепь вызова 110 для дороги север-юг.
Когда спусковой механизм 22 освобождается при наклоне поворотного рычага 20, он перемещается вперед
под действием пружины 30 до тех пор, пока его конец 31 не упрется в спусковое колесо 32. В этом положении
противоположный конец 33 отходит от зубца 34, и механизм управления сигналом приводится в движение.
Одновременно замыкаются контактные пружины, связанные с пружиной 30, и цепь замыкается по проводнику
35 к удаленным фонарям, чтобы активировать электрическое устройство, которое вызывает соответствующее
движение фиксаторов спускового механизма 22. Таким образом, механизм переключения сигналов во всех
фонарях одновременно запускается и продолжает вращаться до тех пор, пока зубец 36 на спусковом колесе
не упрется в конец 31 фиксатора спускового механизма. В этом положении кулачковый вал 37 поворачивается
на 180°, что приводит к полному изменению сигналов. Следует пояснить, что зубья спускового колеса
расположены зигзагообразным образом, образуя, по сути, два ряда зубьев, расположенных рядом друг с
другом, а фиксатор спускового механизма имеет соответствующую O-образную форму, так что в одном
положении он зацепляется с зубьями одного ряда, а в другом — с зубьями второго ряда. Такое расположение
важно, поскольку оно обеспечивает разный сигнал для каждого положения фиксатора спускового механизма и
исключает возможность рассинхронизации механизма в случае вмешательства неквалифицированных рук.
Детали зубчатой передачи механизма переключения сигналов легко понять из чертежа без дальнейшего
описания, и в этом случае скорость также регулируется с помощью шарикового регулятора 38 и
регулируемого тормоза 39.
Рассматривая механизм, становится ясно, что в соответствии со скоростью, для которой он установлен,
должен пройти определенный промежуток времени между срабатыванием фиксатора механизма и
зацеплением желтого кулачка А с соответствующим сигнальным рычагом. Это представляет собой период
продления, в течение которого сохраняется право проезда по дороге север-юг после того, как по дороге
восток-запад поступил сигнал.
Когда желтый кулачок A входит в зацепление с соответствующим сигнальным рычагом, обе дороги получают
желтый предупреждающий сигнал, который сохраняется до тех пор, пока зеленый кулачок G не упрется в
другой рычаг, после чего сигналы меняются на красный (север-юг) и зеленый (восток-запад). После этого вал
кулачка блокируется в описанном положении, и право проезда сохраняется за дорогой, идущей с востока на
запад, на дополнительный период времени, который измеряется механизмом синхронизации, связанным с
дорожными реле. Если на переезде на дороге, идущей с востока на запад, не прибывают другие
транспортные средства, по истечении этого периода право проезда переходит к дороге, идущей с севера на
юг, путем освобождения поворотного сектора 16, как будет описано далее. Механическая работа сигнального
фонаря будет подробно описана позже.
Следует помнить, что в течение периода переключения сектора 16 якорь реле РЭБ удерживается в
промежуточном положении за счет работы рычага 28, и если предположить, что проезд другого транспортного
средства по соответствующей дорожной площадке снова вызовет срабатывание этого реле, якорь завершит
свой ход, упершись в полюсный наконечник, и затем посредством выдвижения выведет фиксатор 26 из
зацепления с зубьями на секторной пластине 16.
Затем защитная пластина 16 под действием силы тяжести или пружины опускается в свое нормальное
положение, но ей не удается совершить полное движение освобождения из-за того, что головка молотка
вертикального соединительного элемента 19 упирается в рычаг 75, который прочно зафиксирован под
защелкой 24; Таким образом, пружины 29 остаются в рабочем состоянии. Это означает, что период времени,
обычно отводимый для движения по дороге восток-запад, может быть продлен каждым транспортным
средством, которому требуется право проезда по ней, но при этом сохраняется связь с площадкой дороги
север-юг. Если нет запроса на право проезда по дороге север-юг, функция продления 85 на дороге
восток-запад может продолжаться неограниченно, но как только поступит запрос на дороге север-юг, реле NS
сработает и заблокирует свои собственные пружины в цепи, включающей пружины 29, 90, и одновременно
выполнит механическую функцию 1 перемещения фиксатора 27 в зацепление с зубьями на секторной
пластине 16. Таким образом, срабатывание фиксатора 26 движением транспорта восток-запад 95 больше не
является эффективным для обнуления механизма синхронизации, который затем плавно продвигается
вперед, пока регулируемый буфер 41 на секторной пластине 16 не упрется в Защелка 24. После этого она
отводится от поворотного рычага 20, и вследствие наклона звена 25 оба фиксатора 26 и 27 выводятся из
зацепления с зубьями на секторной пластине, и якорь реле EW 105 возвращается в свое нормальное
положение. Секторная пластина 16 теперь под действием силы тяжести опускается в свое полностью
восстановленное положение, размыкая тем самым цепь блокировки реле NS, в то время как часть
вертикального звена 19, напоминающая головку молотка, выбивает поворотный рычаг в горизонтальное
положение, как показано на рисунке.
Защелка спускового механизма 22 также перемещается в другое положение, что позволяет 115 вращать
кулачковый вал 37 через 1800 для восстановления права проезда по дороге север-юг. Аналогичная
последовательность операций происходит в дистанционных фонарях благодаря размыканию 120 цепи на
проводнике 35, идущем к расположенным в них электрически управляемым устройствам управления
спусковым механизмом.
Что касается взаимосвязи между зубчатой передачей шестерни 12 и храповым колесом 11, было принято
предположение, что одно деление зуба последнего эквивалентно полному обороту шестерни, и это
гарантирует, что штифт 15 всегда будет останавливаться в правильном положении относительно зубьев на
Соседние файлы в папке патенты