Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11363
.pdf
нижняя часть выходного отверстия может быть снабжена плотно прилегающей втулкой из листового металла,
которая подвешена на соответствующих элементах, проходящих через верхнюю крышку циклона или через
внешнюю часть выходной трубы, так что высоту втулки можно регулировать во время работы циклона для
достижения наилучших результатов. 80 Дата: 27 ноября 1933 г.
CARPMAELS & RANSFORD, агенты заявителя, 24, Southampton Buildings, Лондон, W.C 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования центробежных машин для отделения порошкообразных или гранулированных
материалов или пыли от газов.
Я, Роланд Хербусрт Аллен, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Мейкпис-авеню, 19,
Хайгейт, Лондон, Северная Ирландия, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Изобретение относится к центробежным сепараторам циклонного типа для разделения твердых частиц, таких
как пыль, из потока воздуха или газа, в котором они находятся во взвешенном состоянии.
Циклон, как правило, представляет собой корпус, верхняя часть которого имеет цилиндрическую, слегка
коническую или иную конусообразную форму и снабжена более или менее тангенциальным газовым входом.
Верхний конец закрыт крышкой, через которую в корпус выступает газовый выход. Нижняя часть корпуса
выполнена в виде перевернутого конуса или подобного элемента, соосного с верхней частью и
заканчивающегося внизу выходным отверстием для отделенного твердого материала.
411,122 Регулировка подвижных выступов снаружи циклона во время его работы. Такие регулировки могут
производиться вручную или с помощью автоматического устройства, управляемого скоростью потока газа.
Например, подвижные выступы могут управляться пружинами или противовесами, работающими против
давления газа на выступы, так что при уменьшении потока газа выступы будут перемещаться к внешней
стенке, уменьшая поперечное сечение газового канала, чтобы поддерживать достаточно высокую скорость
газа. В качестве альтернативы регулировка может осуществляться с помощью автоматического регулятора
известного типа, работающего от давления масла или воды, сжатого воздуха или электрических устройств.
Альтернативная конструкция, также выполняющая ту же функцию, действует за счет увеличения периода, в
течение которого на частицы пыли действует значительная центробежная сила. В этой модификации входной
канал имеет изогнутую, а не прямую форму в плане, при этом радиус кривизны постепенно уменьшается до
тех пор, пока радиус внешней стороны не станет равен радиусу корпуса циклона в точке пересечения. Это
уменьшает ударную волну, вызванную внезапным изменением ускорения, которое происходит при
соединении прямостороннего канала с круглым корпусом циклона, и, таким образом, уменьшаются перепад
давления и потери энергии газа. В этом случае удлинение входного канала, упомянутое выше, не будет
простираться так далеко внутрь.
На прилагаемых чертежах показаны циклоны, в которых реализовано данное изобретение, и на них 105
Рисунок 1 представляет собой схематический разрез циклона, Рисунок 2 — план разреза, выполненный по
линии II-II, Рисунок 3 — схематический разрез 110 альтернативной формы циклона с частью в разрезе, и
Рисунок 4 — план разреза, выполненный по линии IY-IV.
На рисунках 1 и 2 показано, что циклон 15 представляет собой корпус, имеющий верхнюю часть 1 с
газоприемным каналом 2, сужающимся от круглого к прямоугольному сечению. Нижняя часть 3 корпуса
заканчивается выходным отверстием 4 для извлекаемого твердого материала 120. Верхняя часть корпуса
закрыта крышкой 5, через которую выходной канал 6 выступает вниз. Внутренняя сторона входного канала 2
соединяется с корпусом в точке 12, и здесь 125 шарнирно закреплено продолжение, включающее внутреннюю
стенку 13 и фланец 14, образующие продолжение нижней части канала.
Рукоятка (не показана) прикреплена к шпинделю, проходящему через корпус в течение 130. Эффективность
разделения зависит от центростремительного ускорения газа на его криволинейной траектории, расстояния,
которое частицы должны пройти радиально под действием этого ускорения, и времени, в течение которого
они подвергаются ему. Из этих факторов только второй может быть определен с точностью. Остальные могут
быть определены лишь приблизительно заранее для заданного объема газа, обрабатываемого за единицу
времени, но при переменном количестве обрабатываемого газа они также подвержены изменениям.
Эффективность разделения также зависит от физических условий газа и свойств и относительного
количества взвешенных частиц, которые могут подвергаться значительным изменениям во время работы.
Изобретение обеспечивает средства, позволяющие добиться наилучшего разделения при заданных условиях
без чрезмерных потерь сопротивления, а также средства для регулировки некоторых частей циклона в
соответствии с изменяющимися условиями.
Для обеспечения контроля начальной скорости газа при его входе в корпус циклона и предотвращения
слишком быстрой потери скорости из-за резкого увеличения поперечного сечения в этой точке я предлагаю
средства для плавного перехода от канала к корпусу.
Согласно настоящему изобретению, как внутренняя, так и нижняя стороны дуэта выступают на умеренное
расстояние внутрь корпуса циклона. Это позволяет ограничить поперечное сечение газового канала в точке
входа и обеспечить постепенное слияние потока газа с вращающимся газовым телом внутри циклона. Ранее
предлагалось разделить корпус, начиная от входного канала, на отсеки, расположенные один внутри другого,
и продлить это разделение на значительное расстояние вокруг корпуса, вплоть до полной окружности или
более, при этом некоторые из разделительных стенок продолжаются вниз по нижнему перевернутому конусу.
Однако в данном случае желаемый результат достигается с помощью более простой конструкции, которая
оказывает меньшее сопротивление потоку газа. Фактически, внутри корпуса циклона содержится очень мало
дополнительного конструкционного материала по сравнению с обычным типом циклона. Выступы входного
канала предпочтительно должны доходить до радиальной плоскости корпуса, проходя через точку
пересечения внешней стороны канала с корпусом.
Удлинитель целесообразно крепится к самому входному каналу с помощью шарнира или подобного гибкого
средства в месте или вблизи него:
его пересечения с корпусом циклона, и предпочтительно предусмотрены средства для 411,122 регулировки
положения удлинителя.
В качестве средства автоматической регулировки можно использовать так же, как указано выше.
Еще одна особенность показана на этих рисунках: входной канал в месте его соединения с корпусом,
сужающимся в точке 12, не прямой, а уже имеет ту же кривизну, что и корпус циклона. Кривизна начинается в
точке 15 и имеет форму переходной кривой с постепенно уменьшающимся радиусом кривизны от 15 до 12.
Обращаясь к рисункам 3 и 4, можно увидеть одни и те же детали, в частности, входной канал 2 с переходной
кривой, простирающейся от 15 до 12, и в последнем месте шарнирное продолжение 13 внутренней боковой
стенки с фланцем 14.
Если входной канал прямой до места соединения с корпусом циклона, то продолжение 13, 14 целесообразно
продлить до точки 16.
Минимальное расстояние от дна выходного отверстия до ближайшей неподвижной точки входного дуэта
указано в моем патенте. 5 Спецификация № 33946/32 (Серийный номер)
411,121), и это может быть выгодно объединено с настоящим изобретением.
Время обработки увеличится за счет удлинения выходного отверстия до более низкой точки, но оптимальное
положение может быть определено только методом проб и ошибок. Кроме того, нижняя часть выходного
отверстия может быть снабжена, как описано в данной спецификации, плотно прилегающей втулкой из
листового металла, которая подвешена на соответствующих элементах, проходящих через верхнюю крышку
циклона или через внешнюю часть выходного отверстия, так что высоту втулки можно регулировать во время
работы циклона для достижения наилучших результатов.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_411123.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=411123&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB411123A
[]
&BEFY COPY
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 30 ноября 1932 г. № 33,198/33 411,123 (выделено из № 411,121) Полная левая сторона:
30 ноября 1933 г.
Завершено: 30 мая 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования центробежных машин для отделения порошкообразных или гранулированных
материалов или пыли от газов.
Я, Роланд Иль И Бим Эрт Аллен, британский, внутренний радиус внешней оболочки.
Тема, 19, Мейкпис-авеню, Хай-Хилл, Лондон, Северная провинция, настоящим заявляет, что время обработки
и центростремительное ускорение газа и его центростремительное ускорение в любой точке циклона зависят
от следующих факторов: конструкция и размеры последнего, но точно предсказать их невозможно до
постройки циклона. Данное изобретение относится к усовершенствованиям в и связанных с ним
усовершенствованиях.
Кроме того, объем газа в минуту, выделяемого из потока воздуха или газа, и концентрация взвешенных
твердых частиц, в которых он находится, могут изменяться в соответствии с циклонным типом центробежного
сепаратора, верхняя часть которого обычно имеет форму цилиндра или усеченного конуса, или в котором
установлен циклон.
Комбинация двух, верхний конец. Для данного циклона и заданных характеристик и концентрации твердых
частиц, снабженный выходом для очищенного воздуха, нижняя часть сепаратора или подача газа, которая
обеспечит минимизацию выгрузки твердых частиц в (2 конуса или комбинации двух, с газом, подаваемым из
выходного отверстия. Очевидно, что начальный центробежный эффект будет пропорционален квадрату
объема газа в минуту. С другой стороны, имея общую вертикальную ось, время обработки будет сокращено.
Эффективность такого циклонного сепаратора увеличивается, но зависит от центробежного эффекта,
обусловленного скоростью воздуха и кривизной. Однако существует скорость подачи воздуха или газа,
которая обеспечит минимизацию выгрузки твердых частиц в (2 конуса или комбинации двух, с газом,
подаваемым из выходного отверстия. Подходящим выходным отверстием внизу будет выход для разделения
материала. Очевидно, что начальный центробежный эффект будет пропорционален квадрату объема газа в
минуту. С другой стороны, при наличии общей вертикальной оси время обработки будет сокращено.
Эффективность такого циклонного сепаратора увеличивается, но зависит от центробежного эффекта,
обусловленного меньшей скоростью, чем увеличение центробежной силы. Благодаря влиянию притяжение
его пути, радиальные расстояния и другие неисчислимые факторы приводят к тому, что твердые частицы
должны быть преодолены. Увеличение объема газа может в одном случае привести к увеличению
эффективности на 75 приливов, а в другом — к уменьшению внешнего сопротивления на 2 л, в зависимости
от времени, в течение которого это может привести к снижению эффективности. Например, я обнаружил, что
частицы находятся под влиянием того, что в случае одной установки использовалось центробежное действие,
на размеры, формы и плотность твердых частиц, а также на количество частиц, присутствующих в заданном
объеме воздуха или газа, выбрасываемого в атмосферу. При нормальных условиях воздуха или газа, на
физическом состоянии нагрузки, на выходе воздуха или газа появлялся лишь слабый дым, а также на других
факторах, которые не могут быть точно определены. При заданном объеме воздуха или газа интенсивность
черного дыма увеличивалась. Обрабатывается 85 частиц в минуту. Единственными факторами, влияющими
на это, являются другие факторы. В другом случае аналогичного явления, которое может... «Точно
определяется установкой с модифицированной конструкцией циклона. Было замечено, что при увеличении
скорости потока воздуха или газа и объема воздуха выше, чем для его траектории, и радиального аксума, для
которого был спроектирован циклон, расстояние, которое может быть пройдено любой частицей, а именно
чернота атмосферного выброса 90°, которая в целом будет представлять собой разницу, значительно
уменьшалось».
В пределах минимального внешнего радиуса. Целью настоящего изобретения является достижение более
высокой эффективности, чем та, которая достигается с помощью обычных форм, которые могут быть
регулируемыми, как уже описано.
Циклон, не вызывая чрезмерных потерь сопротивления, может быть оснащен щелями, через которые часть
газа может проходить автоматически или вручную, в то время как циклон находится в использовании, что
позволяет ему работать на максимальной или близкой к максимальной эффективности, несмотря на
изменения рабочих условий.
В случаях, когда воздух или газ подается в циклон под давлением вентилятором или другим устройством,
выгодно, чтобы скорость на выходе была как можно ниже, но при прохождении под краем трубы потоки
сужаются, что может вызывать значительное увеличение скорости. Чтобы подавить это, часть газа может
быть сброшена в атмосферу или возвращена в газовую циркуляционную систему при использовании частично
закрытой формы, которая подвешена внутри системы. В качестве альтернативы, откачиваемый газ может
быть возвращен в циклон. Нижние концы труб могут быть, при желании, раструбными.
Эти шторы подвешены таким образом, что вентилятор может регулироваться, пока циклон находится внутри
циклона. Их эффект заключается в подавлении вышеупомянутого потока газа. Для этого потребуется
вспомогательный вентилятор. Они также пропускают откачанный воздух через отдельный канал, чтобы
обеспечить больше возможностей для откачанного воздуха или газа вернуться в циклон. Если необходимо
вернуть откачанный воздух или газ, можно использовать вспомогательный вентилятор или инжектор,
встроенный в газоотводящий канал на входной стороне циклона.
Самые мелкие твердые частицы будут иметь наименьшую радиальную скорость в 1 de 3 r, и это действие
горловины будет достаточно снижать давление при заданном энтуфиджийном потоке воздуха, и эта сила для
отводимого воздуха будет наименьшей для тех частиц, которые находятся на подходящем входе.
Потоки воздуха или газа, ближайшие к выходному отверстию. Система отвода, как описано выше, труба.
Кроме того, известно, что ее можно использовать для поддержания постоянной скорости входящего газа,
создаваемой более крупными частицами, путем регулировки, что способствует удалению мелких частиц из
газового потока. Внутренний поток будет быстро очищен от этих частиц.
Более крупные частицы, и очевидно, что также выгодно обеспечить максимальное горизонтальное
поперечное сечение выходной трубы. В результате не менее четверти внутренних газовых потоков
очищаются менее эффективно, чем те, которые находятся ближе к внешней стороне циклона, как описано в
моем документе. Я преодолел этот недостаток с помощью заявки № 33946/32 (серийный номер).
отводя внутренний газ, потоки 411,121) Это требование помогает отдельно от основной массы газов
поддерживать достаточно высокую скорость вращения и либо подвергать их дальнейшей обработке в
фильтрах известного типа, либо возвращать их также гарантирует, что минимальный радиус их до
подаваемого газа будет достаточно большим, чтобы их можно было обработать таким образом, чтобы его
центростремительное ускорение было в секунду значительным.
Это может быть достигнуто путем создания защитной завесы в основной газовой сети. Дата: 27 ноября 1933
года.
выходная труба, но-bf меньше вертикальной ха L H, чтобы внутренние воздушные потоки проходили -
CARPMAELS & RANSFORD, вверх через кольцевую трубу 'i Агент заявителя, между занавесом и основным
выходным отверстием The, '24, Southamptbi-Buildings, Лондон, нижние края внешней и внутренней части W
=+> 2ios 1 { O из 411,123 411,123 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования центробежных машин для разделения порошкообразных или крупнозернистых
материалов или пыли от газов.
Я, Роланд И. 1 В. 3 Б. Эв Т. Оллве, британский, по адресу: 19, Мейкпис Авеню, Хай-стрит, Лондон, Северная
Каролина, настоящим заявляю о том, что данное изобретение, сочетая с выходным отверстием один или
несколько листовых металлических или подобных занавесей, имеет регулируемую по глубине конструкцию и
способ выполнения, который должен быть подробно описан и установлен, и выходное отверстие и занавесь
могут быть либо раструбными в нижнем конце. Предпочтительно глубина выходного отверстия также
регулируется снаружи, и, согласно следующему заявлению:
Изобретение относится к центробежным сепараторам циклонного типа для вышеупомянутого сжатия. Они
также удлиняют путь части газа, так что появляется больше возможностей для удаления частиц твердых
веществ, подлежащих удалению. Циклон, как правило, представляет собой корпус, верхняя часть которого
имеет цилиндрическую или слегка коническую или иную коническую форму. Также целесообразно сделать его
снабженным более или менее тангенциальным максимальным горизонтальным поперечным сечением
газового входа. Верхний конец закрыт выходным отверстием, расположенным не менее чем на четверть
крышки, через которое газовый выход выступает в корпус. Нижняя часть корпуса выполнена в форме
перевернутого клапана № 33946/32 (серийный номер).
конус или подобный соосный с верхним 411,121) Это требование частично способствует поддержанию
достаточно высокой скорости вращения газа, проходящего вокруг завесы или занавеса, а также 80,
обеспечивая минимальный радиус в его изогнутой траектории, расстояние, на которое приливы должны
двигаться радиально под тем, что вызывает его центростремительное ускорение, и время, в течение которого
оно является значительным.
Из них только самые мелкие твердые частицы будут иметь наименьшую радиальную скорость под действием
центробежной силы, и эта сила будет наименьшей для тех частиц в заданном объеме газа, которые
обрабатываются за единицу времени, воздушных или газовых потоков, ближайших к выходному отверстию,
но с переменным количеством газа, подлежащего обработке. Кроме того, известно, что обработанные
частицы также подвержены переменным помехам, вызванным более крупными частицами. Эффективность
разделения также зависит от физических свойств и относительного количества взвешенных веществ, которые
могут подвергаться значительным изменениям во время работы выходной трубы. Изобретение обеспечивает
средства, с помощью которых внутренние газовые потоки очищаются менее эффективно, чем потоки,
расположенные ближе к внешней стороне трубы, при заданных условиях. Циклон t 00 без возникновения:
чрезмерного сопротивления. В соответствии с еще одной особенностью изобретения, разделение газов в
циклоне для удовлетворения изменяющихся условий поддерживается на выходе. Выгодно поддерживать
скорость таким образом, чтобы внутренние потоки газа были как можно ниже. Газ отводится отдельно от
основного 105, но, проходя под краем трубы, потоки сужаются, вызывая значительное замедление потока,
который снова поступает на вход.
Для подавления этого явления на прилагаемых чертежах показаны циклоны, соответствующие изобретению,
и площадь, в которой циркулирует масса газа:
из которого отбирается газ, это sdibdild 7 ed -Рисунок -1 представляет собой диаграмму 2 tic sectional :} 4
411,123 высота циклона.
Рисунок 2 представляет собой поперечный разрез по линии II-II, рисунок 3 — схематическое изображение
альтернативной формы циклона с частью в разрезе, а рисунок 4 — поперечный разрез по линии IV-1 V.
На рисунках 1 и 2 циклон 1o представляет собой корпус, имеющий верхнюю часть 1 с газоприемным каналом
2, сужающимся от круглого к прямоугольному сечению. Нижняя часть 3 корпуса заканчивается выходным
отверстием 4 для извлекаемого твердого материала.
Верхняя часть корпуса закрыта крышкой 5, через которую вниз выступает выходной канал 6. Этот выходной
канал заканчивается в нижней части втулкой 7, подвешенной на паре болтов S, один из которых показан
пунктирной линией от верхней крышки 9 выходного канала 6. Длинные резьбовые концы болтов 8 в сочетании
с внешними гайками 10 позволяют регулировать высоту нижнего конца 2) втулки 7 во время работы циклона.
Внутренняя металлическая завеса 16 подвешена внутри выходного отверстия 6 и имеет аналогичную втулку
17, подвешенную на болтах 18 к верхней крышке 19; глубина нижнего края завесы регулируется с помощью
гаек 20.
В показанном циклоне два потока газа разделены и подаются на отдельные выходные патрубки 21 и 22.
Аналогичная конструкция устанавливается и при добавлении внешней завесы, но в этом случае 16 следует
рассматривать как основной выход, а 6 — как завесу, имеющую меньшую вертикальную глубину, чем
основной выход. Однако край 7 будет установлен выше, чем показано на чертеже, чтобы отводить
внутреннюю часть потока до того, как основная масса газа пройдет под краем выхода 17. Кроме того, при
желании внешняя завеса может быть снабжена прорезями, через которые часть газа может проходить, не
опускаясь ниже нижнего края. Такие прорези могут быть регулируемыми и могут быть расположены таким
образом, чтобы быть обращенными к круговому движению газовых потоков, чтобы способствовать
поддержанию этого кругового движения.
В случаях, когда воздух или газ подается в циклон под давлением вентилятором или другим устройством,
меньшая часть, отбираемая описанным выше способом, может проходить через фильтр известного типа и
выводиться в атмосферу. Основная часть газа может выводиться в атмосферу или возвращаться в систему
циркуляции газа при использовании частично закрытой системы. В качестве альтернативы, отбираемый газ
может возвращаться на всасывающую сторону вентилятора для повторного прохождения через циклон.
6 Если вентилятор расположен на выходной стороне циклона, потребуются другие средства, такие как
вспомогательный вентилятор, для пропуска отработанного воздуха через отдельный фильтр. Если
необходимо вернуть отработанный воздух или газ в циклон, можно использовать вспомогательный
вентилятор (7, O) или установить инжекторное устройство в газопроводе на входной стороне циклона.
В таком устройстве использовалось бы горло Вентури для достаточного снижения давления 7,4, чтобы
откачанный воздух мог поступать через соответствующее входное отверстие.
Описанная система отвода может использоваться для поддержания постоянной скорости входящего газа
путем регулирования скорости отводимого газа с помощью заслонки, которая при желании может управляться
автоматически.
На рисунках 3 и 4 показан циклон, в котором разделение потоков не поддерживается на выходе. Корпус 1, 3,
вход 2, пылеотвод 4 и верхняя крышка 5 описаны выше, но в этом случае завеса 23 подвешена на
центральном стержне 24 и регулируется по глубине с помощью гайки 25. Центрирование завесы
осуществляется с помощью распорных элементов 26, прикрепленных к ней болтами.
Выходное отверстие 11 и завеса 23 имеют раструбную форму в нижней части, и видно, что в этом циклоне,
как и в циклоне на рисунках 1 и 2, диаметр AD не меньше половины диаметра EF, так что площадь
поперечного сечения в нижней части выходного отверстия составляет не менее одной четверти
максимальной горизонтальной площади поперечного сечения корпуса циклона.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю,
что то, что 1 105
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_411124.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=411124&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB411124A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Германия): 5 сентября 1931 года.
411,124 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 29 августа 1932 г. № 24058/32.
Завершено; 29 мая 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования методов и устройств для определения положения движущихся судов и летательных
аппаратов, относящиеся к ним.
Мы, R An IOA 1 TIENCESELLSCHAFT D S.
Компания L On WE, расположенная по адресу: Визенвег, 10, Берлин-Штеглиц, Германия, зарегистрированная
в соответствии с законодательством Германской Республики, настоящим заявляет о характере данного
изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении: Для дальнейшего развития морской навигации и, тем более, воздушной навигации необходимы
новые навигационные приборы, позволяющие определять положение судна без наблюдения за внешним
миром.
В настоящее время известен метод определения положения летательного аппарата относительно известной
начальной точки путем регистрации всех возникающих линейных и вращательных ускорений и определения
истинного курса посредством двукратного интегрирования этих функций по времени с помощью механических
средств. Однако механическое решение этой задачи сопряжено с большими трудностями. Согласно
изобретению, компоненты линейного ускорения воздействуют на пьезоэлектрические кристаллы. В частности,
для этого подходят кварцевые кристаллы, учитывая их механические (отсутствие упругого гистерезиса) и
электрические (высокая изоляция) свойства.
Известная масса поддерживается кварцевыми элементами либо непосредственно, либо посредством
рычажной системы передачи, которая служит для увеличения «реакционных давлений». В соответствии с
ускоряющими давлениями кристаллы кварца создают электрическое напряжение, которое, например,
передается на сетки ламп усилителя, вызывая затем изменения анодного тока пропорционально
изменяющимся давлениям. Первый интеграл ускорения простым способом выводится путем измерения
количества электричества, прошедшего через анодную цепь. Если теперь сила тока во второй цепи
контролируется электросчетчиком, то показания второго счетчика, предусмотренного во второй цепи, будут
пропорциональны второму интегралу ускорения, т.е. второй счетчик может служить для индикации одного из
компонентов пути.
Кроме того, движение тела в пространстве и, соответственно, его положение в любой момент времени
полностью определяются, если известны компоненты ускорения в момент времени rc в каждый момент с
начала движения относительно трех прямоугольных координат.
Если, например, рассмотреть движение летательного аппарата над небольшим участком поверхности Земли,
который можно считать плоским, и если в летательном аппарате установлена масса, поддерживаемая в трех
направлениях под прямым углом друг к другу, то в случае неравномерного движения летательного аппарата,
несущего давление, пропорционального ускорению в каждый момент времени, возникнет ситуация, когда
система координат будет двигаться вместе с летательным аппаратом, то есть ее направление не будет
неизменным. Только когда три компоненты ускорения будут приведены в соответствие с неизменным
направлением, например, гироскопического компаса и силы тяжести, станет возможным определить истинный
курс от начальной точки путем двойного интегрирования трех компонент ускорения.
Если невозможно использовать одно из 80 неизменных направлений S, необходимо дополнительно
определить в каждый момент времени направление систем координат относительно системы отсчета — в
данном случае поверхности Земли. Это можно сделать, используя все возникающие вращательные ускорения
летательного аппарата в двух перпендикулярных друг другу плоскостях как функции времени и определяя в
каждый момент времени путем двойного интегрирования этих двух функций конкретное отклонение системы
координат, связанной с летательным аппаратом, относительно земной системы отсчета. Для наиболее
важного применения, а именно на аэроглиссерах, необходимо использовать пять 95 различных компонентов
ускорения. Эти пять компонентов необходимо будет дважды интегрировать независимо друг от друга и
суммировать прямоугольным образом, чтобы определить истинное положение относительно начальной точки
в каждый момент времени.
Поскольку существуют более надежные и простые способы определения высоты, на практике достаточно
измерить горизонтальные компоненты, при этом вертикальное направление определяется с помощью
гироскопического маятника, а также можно использовать магнитный или гиростатический компас для
определения неизменного горизонтального направления.
Изобретение лучше всего понять, обратившись к прилагаемым чертежам, на которых изображены
предпочтительные формы и расположения устройств для осуществления метода согласно изобретению,
причем на фиг. 1 показана возможная форма осуществления метода в сочетании с усилителем и
электроосмотической ячейкой, пригодной для измерения малых количеств электричества, на фиг. 2 — форма
подходящей осмотической ячейки, на фиг. 3 — примерный вариант осуществления устройства,
использующего статическое давление, и на фиг. 4 — примерный вариант осуществления устройства,
использующего динамический метод.
Обращаясь к рисунку на фиг. 1, масса 15, на которую действуют силы ускорения в определенном
направлении, может поддерживаться двумя кварцевыми элементами 1, а все устройство может удерживаться
в неизменном направлении с помощью гироскопического или магнитного компаса. При возникновении сил
ускорения на поверхности кварца образуются электрические заряды, которые передаются на сетки двух
хорошо изолированных усилительных ламп 2 и 3 в противофазе. Лампы 4 и 5 следующего каскада усиления
также работают в противофазе. Аноды ламп 4 и 5 соединены через резисторы 6 и 7 с положительным
полюсом анодной батареи. Симметричная схема предназначена для компенсации случайных изменений
потенциала анода или тока нагрева.
Следовательно, изменения потенциала между обоими анодами могут быть вызваны только давлением на
кварц. Указанные изменения приводят в действие электроосмотическую ячейку, действующую как измеритель
электроэнергии. Электроосмотическая ячейка состоит из пористого цилиндра 9, к которому подсоединена
U-образная трубка 10. Ячейка помещена в проводящую жидкость, например, в разбавленный нитрат калия, и
заполнена этой же жидкостью.
Два электрода 11 и 12 соединены с анодами. Жидкость подается в ячейку или выталкивается из нее в
соответствии с величиной и направлением изменения потенциала на электродах. Количество подаваемой
жидкости пропорционально приложенному потенциалу и времени потока, т.е. количеству прошедшего
электричества, и вытесняет в U-образной трубке столбик ртути. Таким образом, уровень ртутного столбика
является мерой интеграла ускорения давления по времени, т.е.
является мерой соответствующей скорости. Если теперь столбик ртути движется вдоль сопротивления 13, то
сила второго тока может регулироваться в соответствии с уровнем ртути X. Электросчетчик 14,
установленный в этой цепи, затем показывает значение, соответствующее дальнейшему интегрированию по
скорости, т.е. компоненте пути в указанном неизменном направлении, например, N-S 75. На рис. 2 показана
несколько модифицированная форма подходящей осмотической ячейки. В этом случае анодные
сопротивления 6 и 7 заменены сопротивлениями двух осмотических ячеек 16 и 17, которые соединены
последовательно 80. Столбик ртути 18 движется горизонтально, перекрывая большие или меньшие участки
резистивной проволоки 19. Таким образом, чувствительность устройства становится независимой от
положения столбика ртути 85. Следует отметить, что чувствительность может быть значительно улучшена,
если вместо одного кварцевого кристалла используется столбик, состоящий из множества кварцевых
кристаллов, соединенных последовательно. Для использования при определении горизонтальных
компонентов пути в соответствии с описанным выше методом на рис. 3 показано устройство для Используя
горизонтальные линейные компоненты ускорения летательного аппарата, устройство 9 > стремится b)
поддерживаться в неизменном направлении с помощью магнитного или гироскопического компаса. Известная
масса m поддерживается сбоку четырьмя кварцевыми элементами, из которых на чертеже показаны только
два. Кварцевые элементы удерживаются в вилкообразной раме 23, установленной в карданном подвесе.
Стержень 24 вилки несет массу, так что все это действует как маятник 105, свободно качающийся во все
стороны вокруг центра массы m. В случае равномерного движения летательного аппарата кварцевые
элементы будут оставаться в горизонтальной плоскости, несмотря на наклон j 10. Если летательный аппарат
движется неравномерно, то из-за сил ускорения произойдет отклонение от перпендикуляра, равное,
например, углу α. Из чертежа 115 видно, что tan α = , если b представляет ускорение летательного аппарата, а
g — ускорение по направлению к Земле. Компонент ускорения, который необходимо использовать, равен b.
Однако, благодаря давлению кварцевых элементов 1, меньшее ускорение b', которое образует с b угол a.
Далее b' cos a = y eliintin f te onecion. Путем исключения M связь 411,124 может быть установлена при
использовании давления, зависящего от ускорения. В следующей таблице приведена величина ошибок в
зависимости от ускорения.
Также показано, какое увеличение скорости (в километрах в час) влечет за собой ускорение, если
рассматриваемое ускорение продолжается 1, 2 и 3 секунды.
Между ускорениями bl и b получается, а именно, bl = b 41 +g 2. Ошибки, возникающие из-за отклонения от
горизонтального направления, соответственно, V b через 1 сек.
1
3 6 2 7 2 3 10 8 :20 4 14 4 18 6 21 6 7 25 2 через 2 сек.
7.2 14.4 21.6 28.8 36 43.2 50.4 b выражается в метрах/сек/сек, а V — скорость в лилоинтерах/час. В таблице
представлены следующие данные:
Предположим, что через 30 секунд после старта самолет достиг скорости 108 километров в час, и ускорение
оставалось постоянным в течение этого периода. В таком случае увеличение скорости каждые 3 секунды
составит примерно 10,8 км/ч, а погрешность составит 5%. Однако при сильных порывах ветра или при
пикировании ускорения будут значительно больше. Эти большие ускорения, однако, будут лишь
кратковременными.
длительность, поскольку, как показано в таблице, в случае ускорения b = 5 увеличение скорости на 54
километра 40 метров в час будет достигнуто уже через 3 секунды. Погрешность в этом случае составит 11,7%.
Теперь ошибки, возникающие при изменении скорости из-за отклонений от перпендикуляра, преодолеваются
путем соединения гироскопа (не показан) с маятником, так что большие отклонения от перпендикуляра,
происходящие в течение очень короткого промежутка времени, предотвращаются гироскопическим
действием. Большие ускорения большой длительности, которые встречаются редко, как хорошо известно из
теории гироскопа, заставят стержень маятника 24 описывать коническую траекторию вокруг истинного
перпендикулярного направления. Периодические изменения давления будут происходить вокруг правильного
среднего значения без ущерба для точности.
Дополнительное упрощение может быть достигнуто, если, отказавшись от описанного до настоящего момента
статического метода измерения давления кварца, использовать динамический метод, описанный ниже.
На рис. 4 m снова обозначает массу, на которую действуют силы ускорения.
После 3 секунд опора V обеспечивается только с двух сторон.
10.8 21.6 32.4 43.2 54 64.8 75.6 ошибка.
2
4.5 7.6 11.7 16.6 22.1 Кварцевые элементы 1. Вся система установлена в карданном подвесе и снабжена
гироскопическим маятником (не показан), расположенным перпендикулярно плоскости 70 на чертеже, так что
в случае отсутствия или постоянного движения линия, соединяющая два кварцевых элемента, горизонтальна.
Карданная система может вращаться с помощью привода (не показан) вокруг центральной оси маятника 75.
Таким образом, предотвращается отклонение маятника от перпендикуляра при возникновении ускоряющих
давлений, как уже объяснялось выше.
В случае ускорений торцевые поверхности кварцевых элементов будут получать переменные заряды с
частотой, определяемой окружной скоростью системы. Амплитуда переменного потенциала на точке 27 будет
пропорциональна 85 градусам возникающего ускорения, а его фаза, конечно же, соответствует направлению
максимальной компоненты ускорения. Если теперь создать второй переменный потенциал на точке 28,
например, с помощью двух катушек 33 и 34, вращающихся между двумя магнитами 25 и 26, и если обеспечить
постоянное направление магнитов 25 и 26 в пространстве (например, в направлении север-юг, как показано
на рис. 4) с помощью стрелки компаса или гироскопического компаса, то, используя разность фаз между
обоими переменными потенциалами, можно определить фактическую горизонтальную компоненту скорости
аппарата в направлении север-юг и перпендикулярно ей в направлении запад-восток.
Это может быть осуществлено следующим образом: усиленный пьезоэлектрический ток 105, имеющий фазу
ускорения, подается на одну катушку ватт-часового счетчика, а ток, подаваемый катушками 33 и 34, — на
другую катушку. Таким образом, фактическая скорость 411,124 счетчика будет пропорциональна
произведению обоих токов и косинусов их разности фаз, то есть компоненте фактического ускорения
летательного аппарата в направлении север-юг. Показания счетчика будут пропорциональны интегралу по
Соседние файлы в папке патенты