Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11421
.pdf
теплообменнике конструктивными мерами, поскольку величина ударной волны может сильно варьироваться,
в то время как толщина стенок газоприемных труб не может быть увеличена до желаемого значения. Когда
стенки труб очень толстые, невозможно избежать неизбежных высоких термических напряжений в материале
таких труб, если существует большая разница температур по обеим сторонам таких стенок.
Если теплообменник выполнен с поперечными трубами, то есть по типу так называемого котла с поперечным
или вихревым потоком, то для достижения высокой степени теплообмена на малой площади такой котел
должен быть снабжен узкими щелями или проходами между трубами, содержащими теплоприемную среду
(воду, пар и т. д.). Однако, как показывает практический опыт, в узких проходах между трубами имеют
тенденцию образовываться тлеющие очаги, приводящие к преждевременному воспламенению.
Эти нежелательные особенности проявляются особенно при запуске взрывной установки, поскольку в это
время еще невозможно работать с так называемой разделительной зоной, созданной в соответствии с уже
предложенным мной методом работы, при котором остаточные газы взрыва удаляются посредством
закачиваемого или продувочного воздуха поршнем, причем такая разделительная зона отделяет
отступающие газы в камере от наступающего потока воздуха. При непрерывной работе, при постоянной
нагрузке на машину, эти недостатки, безусловно, несколько менее серьезны, если взрывная камера
управляется таким образом, что вышеупомянутая разделительная зона останавливается раньше
теплообменника в конце процесса продувки, так что в теплообменник не попадает воспламеняющаяся смесь.
Однако этот способ регулирования сопровождается существенным недостатком, заключающимся в том, что
увеличение давления во взрывной камере во время взрыва уменьшается, поскольку остатки продуктов
сгорания, удерживаемые в теплообменнике, также должны сжиматься во время взрыва.
Более точное изучение этого режима работы показывает, что и в этом случае необходимо учитывать
определенные недостатки, которые ставят под угрозу безопасность эксплуатации, необходимую для
коммерческих установок.
Таким образом, вышеизложенное показывает, что невозможно получить успешное решение, аналогичное
экономичному в эксплуатации, просто приняв принципы конструкции чисто взрывной турбины и
модифицировав ее для целенаправленного использования доступной высокой скорости теплопередачи, в
частности, для целей генерации пара и перегрева пара. Исходя из этого понимания, настоящее изобретение
поставило перед собой задачу разработать процесс работы взрывных камер и теплообменников,
расположенных в газоотводном канале, который позволяет избежать вышеупомянутых недостатков известных
процессов, но сохраняет их преимущества. Процесс согласно изобретению, решающий эту проблему,
характеризуется, по существу, тем, что горючая смесь, образующаяся во взрывной камере, взрывается, в то
время как последний отключается от теплообменника, после чего взрывная камера и расположенный после
нее теплообменник соединяются друг с другом, а газонаполненные пространства закрываются со всех сторон.
После истечения определенного интервала времени, в течение которого явное тепло отводится из При этом
продукты сгорания отводятся, предпочтительно, в газовую турбину, расположенную после теплообменника. В
дальнейшем развитии изобретения усовершенствованный способ работы может быть модифицирован таким
образом, что продукты сгорания отводятся из теплообменника после того, как они воздействовали на
теплопередающие поверхности теплообменника в течение периода времени, который можно регулировать по
желанию.
Устройство для осуществления моего усовершенствованного процесса характеризуется тем, что как на
выходе из зоны взрыва (130 410,049), так и на выходе из зоны взрыва теплообменника, расположенного после
камеры взрыва, периодически активируются управляющие элементы или клапаны.
Регулировка элемента, расположенного на входе газа в теплообменник, осуществляется таким образом, что
он открывается только после того, как взрыв смеси, находящейся внутри взрывной камеры, практически
завершен. Регулировка элемента, расположенного на выходе газа из теплообменника, напротив,
осуществляется таким образом, что он остается закрытым в течение определенного периода времени после
открытия элемента на входе взрывного газа.
Преимущества этого нового режима работы очевидны. Во-первых, камера взрыва остается закрытой до конца
процесса взрыва и не требует каких-либо изменений по сравнению с формой, определяемой исключительно
термодинамическими и термотехническими соображениями. Таким образом, ход цикла взрыва остается
неизменным, обеспечивая полное сгорание или взрыв. С другой стороны, удается избежать нежелательных
больших падений давления, вызванных выходом газов из теплообменника во время его заполнения газами
высокого давления, вытекающими из камеры взрыва после его завершения.
Падение давления, сопровождающее заполнение теплообменника газами, поддерживается в сравнительно
небольших пределах, так что оставшаяся энергия давления все еще достаточно велика, чтобы обеспечить
всю работу сжатия, необходимую для поддержания работы установки.
Изобретение будет дополнительно разъяснено с помощью диаграмм на прилагаемых чертежах, которые
также иллюстрируют практический вариант осуществления изобретения.
На указанных чертежах, на фиг. 1 показана диаграмма зависимости давления от времени для описанных
выше известных процессов в сравнении с диаграммой, полученной в соответствии с изобретением; на фиг. 2
показана диаграмма доступного выхода газов в соответствии с процессом, показанным на фиг. 1, за
теплообменником, то есть непосредственно перед соплом турбинного колеса, расположенного после
теплообменника; на фиг. 3 показаны диаграммы подъема клапанов регулирующих элементов или клапанов;
на фиг. 4 схематически показано конструктивное решение, воплощающее изобретение.
На рис. 5 представлена диаграмма зависимости давления от времени, иллюстрирующая дальнейшее
развитие изобретательской идеи; на рис. 6 показаны соответствующие диаграммы подъема клапана.
На диаграмме, показанной на рис. 1, по оси абсцисс отложено время, а по оси ординат — давление.
Пунктирная линия a представляет собой типичную диаграмму давление-время для известной камеры взрыва
постоянного объема 70, используемой, например, для работы взрывных турбин. Воспламенение горючей
смеси в камерах взрыва происходит в точке 1, в момент времени, когда в камере взрыва преобладает
давление 75. В результате взрыва давление в камере взрыва повышается до точки 2, в момент времени,
когда открывается выходной элемент, обычно называемый «сопловым клапаном», после чего из камеры
взрыва выходят продукты сгорания высокого давления. Выходящие газы сначала заполняют канал сопла
между сопловым клапаном и последующим соплом 85. Хотя этот канал сопла сделан сравнительно
небольшим, ввиду известных термодинамических принципов, в обычных взрывных турбинах, которые сейчас
рассматриваются, тем не менее, поскольку газы продолжают в течение этого периода заполнения выходить
через сопло, происходит падение давления до точки 3 до выравнивания давлений в камере взрыва. и канал
сопла. Начиная с этой точки 3, начинается регулярное расширение продуктов сгорания через сопло, при этом
газы направляются соплом в турбину до тех пор, пока в точке 4 в камере взрыва не будет достигнуто
давление продувки или продувки. В момент времени 4 начинается следующий рабочий цикл с продувки или
продувки камеры взрыва. Таким образом, кривая 1-2-3-4 показывает отдельные фазы процесса типичного
взрыва между моментом воспламенения и моментом начала продувки или продувки.
Если бы было возможно осуществить этот обычный процесс взрыва без помех и потерь также в устройстве,
включающем теплообменник, расположенный на пути потока газов перед соплом, то результирующая
диаграмма давление-время соответствовала бы диаграмме 1-2-3-4, с важным отличием, конечно, в том, что
линия расширения 3-4, ввиду значительного уменьшения объема взрывных газов, которое сопровождает
значительно увеличенный теплообмен, была бы значительно ниже. Чем меньше тепла отдается
теплообменнику, тем больше линия расширения будет соответствовать линии расширения 3-4 на рис. 1.
Однако, как уже было сказано выше в связи со вторым известным режимом работы, регулярный и полный
взрыв внутри заполненных горючей смесью промежуточных пространств теплообменника невозможно легко
получить путем прямой, постоянной связи со взрывной камерой, поэтому тщетно пытались работать с так
называемыми разделительными зонами, в которых используется известный узел работы, причем движение
указанной разделительной зоны контролируется таким образом, что воспламеняемая смесь может
образовываться только во взрывной камере перед теплообменником. Соответственно, разделительная зона
регулируется чисто локально во время загрузки взрывной камеры в направлении потока газа перед
теплообменником, так что за разделительной зоной, то есть в газовых пространствах теплообменника,
которые специально сообщаются с внутренней частью взрывной камеры, остается только остаток продуктов
сгорания от предыдущего взрыва. Таким образом, топливно-воздушная смесь содержится только во взрывной
камере. продвижение теплообменника между разделительной зоной и входными элементами камеры взрыва,
и там происходит взрыв.
Поскольку в ограниченном пространстве, заполненном смесью, повышается давление, то даже во время
взрыва продукты сгорания перетекают в пространство, заполненное остаточными газами, и, следовательно, в
теплообменник, где они сжимают эти остаточные газы. В результате может развиться лишь сравнительно
низкое максимальное давление сгорания.
Эти условия представлены на рис.
1
пунктирной линией b, на которой точка 5 указывает максимальное давление взрыва. В момент времени 5
периодически срабатывающий сопловой клапан, расположенный на пути газов за теплообменником,
открывается, и начинается расширение, которое в точке 6 достигает давления заполнения или продувки,
после чего начинается новая продувка и заполнение камеры взрыва. Точка 1 также указывает момент
воспламенения для кривой b.
Сравнивая диаграммы a и b, становится ясно, что максимальное давление кривой b, представленное точкой
5, значительно ниже максимального давления, представленного точкой 2, типичной диаграммы
давление-время обычной взрывной камеры постоянного объема.
Первый известный режим работы, описанный выше, в котором теплообменник расположен на пути газов за
регулируемым выпускным клапаном камеры взрыва, представлен на рис. 1 пунктирной линией c. Здесь снова
наблюдается нормальное изменение давления до точки 2, и до этой точки линия давления, начинающаяся в
момент вспышки 1, точно совпадает с соответствующей кривой давления на диаграмме a. Чтобы более
наглядно показать эти две кривые на рисунке, они показаны слегка разделенными между точками 1 и 2.
Клапан сопла открывается в точке 2. Однако, как объяснено выше, поскольку теплообменник значительно
увеличивает пространство между клапаном сопла и последующим соплом, которое направляет газы к ротору
турбины, и поскольку газы продолжают выходить из этого канала во время заполнения этого расширенного
пространства, давление взрыва в камере взрыва резко и значительно падает в процессе этого заполнения до
точки 7 на пунктирной кривой c. От точки 7 происходит регулярное расширение из канала сопла. Ход
давления, как показано на На диаграмме c показано, что из-за внезапного и значительного падения давления
взрыва от точки p 6 int 2 до точки 7, в отличие от других диаграмм a и b, происходит значительное уменьшение
рабочей площади. Однако такое уменьшение рабочей площади по вышеупомянутым причинам (снижение
выходной мощности турбины ниже уровня впускного патрубка компрессора) ни в коем случае недопустимо,
если планируется приобретение промышленного оборудования.
Сплошная линия d на рис. 1 представляет условия давления в процессе 100 согласно изобретению, в котором
горючая смесь взрывается во взрывной камере, в то время как последняя закрыта относительно
теплообменника, расположенного на пути выхода газов 105. После взрыва взрывная камера соединяется с
теплообменником, при этом эти конструкции остаются, однако, полностью закрытыми со всех сторон.
Диаграмма d, представляющая такой процесс, показывает прежде всего нормальное изменение давления в
линии взрыва между точками 1 и 2. В точке 2 выходной элемент взрывной камеры открыт. Поскольку теперь,
согласно изобретению, взрывная камера и теплообменник находятся в сообщении друг с другом, в то время
как заполненные газом пространства в них полностью закрыты, падение давления d при заполнении
теплообменника 120, который закрыт относительно сопла, сравнительно невелико по сравнению с процессом
согласно линии c. Выравнивание давления между камерой и теплообменником 125 достигается
приблизительно в момент времени 5, что соответствует максимальному давлению взрыва на диаграмме b. В
момент времени 5 открывается выпускной элемент на пути газов I 20 410,049 за теплообменником; линия
расширения представлена ходом линии 5-6, которая соответствует линии расширения на диаграмме b на рис.
1.
Диаграммы давления различных процессов, показанные на рис. 1, конечно, указывают только на условия
давления внутри газонаполненных пространств (камера взрыва и теплообменник). Однако диаграммы,
несмотря на то, что они не являются реальными диаграммами выходных параметров, то есть не являются
диаграммами PV, дают достаточно четкое представление о доступных выходных параметрах в камере
взрыва. Тем не менее, диаграммы не дают четкого представления о выходных параметрах, доступных в
турбине, расположенной на пути газов за теплообменником, то есть непосредственно перед соплом. Эти
выходные параметры проиллюстрированы на рис. 2, где в качестве ординат показаны давления,
преобладающие в описанном выше процессе непосредственно перед соплом турбины.
Пунктирная линия, показанная на рис. 2, отображает изменение давления непосредственно перед соплом
турбины в обычной турбинной установке с чистым взрывом, соответствующее диаграмме 1-2-3-4 на рис. 1. В
точке 31 канал сопла полностью заполнен газами при давлении, преобладающем в камере взрыва, и с этой
точки расширение продуктов сгорания происходит до точки 41 точно так, как показано между точками 3-А на
рис. 1.
Если этот известный процесс, согласно рис.
1, Используется метод, при котором теплообменник расположен на пути газов перед соплом или выпускным
клапаном камеры взрыва, тогда получаются давления перед соплом, как показано пунктирной линией b' на
рис. 2. В соответствии с выбранным способом представления на рис.
1 Выходной элемент, расположенный в газовом потоке за теплообменником, открывается в момент времени
5, который наступает позже момента времени 2 на обычной диаграмме a. Линия заполнения на рис. 2 на
диаграмме b также начинается позже на тот же временной интервал и фактически в момент времени 91.
Ввиду сильного охлаждения продуктов сгорания в теплообменнике, которое сопровождается
соответствующим уменьшением объема газа и значительной потерей давления, получается, что линия
заполнения, поднимающаяся в точке 91, не достигает точки 31 на диаграмме a', а заканчивается ниже точки
31, но все же выше точки 51. Эта линия заполнения заканчивалась бы в момент времени 51, если бы
использовалась та же самая рассматриваемая здесь схема, но с образованием разделительной зоны между
поступающим воздухом и выходящим газом, при которой воспламеняющаяся смесь образуется только в
самих зонах взрыва, в то время как остатки продуктов сгорания от предшествующего взрыва остаются в
теплообменнике. В таком режиме работы линия расширения будет представлена линией 5'-61. «В то время
как использование пространства теплообменника, проводящего газ, также в качестве дополнительного
взрывного пространства, линия расширения проходит несколько выше линии 5'-6W, но ниже линии 31-41».
Из этого следует, что линии расширения, получаемые в известном процессе с теплообменником,
расположенным в газовом тракте перед выходным элементом, лежат между линиями расширения 51-6 и 3'-4'.
Линии приближаются к линии 5W-6' в той степени, в которой теплообменник все больше и больше
заполняется остаточными газами предыдущего взрыва; с другой стороны, чем ближе они к линии 3'-4', тем
меньше количество тепла поглощается теплообменником.
Условия давления перед соплом, согласно процессу lk Inownl, представленному на диаграмме c, в котором
теплообменник расположен в газовом потоке за управляемым выходным элементом камеры взрыва в
направлении сопла, представлены на рис. 2 пунктирной кривой c'. В этом случае процесс заполнения,
вследствие значительного увеличения объема канала сопла на 10 л, протекает от 2' до 71; в последний
момент начинается расширение.
Из описанной выше диаграммы a,', b' и c' следует, как ясно видно на рис. 2, три рабочие зоны разных
размеров. При более внимательном рассмотрении этих рабочих или выходных поверхностей можно заметить,
что выходная мощность, доступная на сопле турбины в последнем упомянутом процессе, определяется
суммой площадей I и II, причем площадь II соответствует работе, которую произвела бы турбина постоянного
давления.
Соответственно, клиновидная область 1 представляет собой 115, обеспечивающую увеличение выходной
мощности по сравнению с выходной мощностью турбины постоянного давления II. Однако эта область 1 не
увеличивает выходную мощность турбины постоянного давления II до такой степени, чтобы требуемая работа
компрессора могла быть покрыта 120 с помощью вышеупомянутого процесса.
Это обеспечивается только добавлением рабочей зоны III, которая позволяет обеспечить доступную
мощность на сопле турбины, с помощью которой может быть обеспечено все всасывание компрессора 125.
Сумма рабочих площадей I, II, III, IV представляет собой выходную мощность газовой турбины. Эта мощность
значительно превышает требуемую работу компрессора.
Усовершенствованный процесс согласно изобретению, который, с одной стороны, позволяет избежать
трудностей, возникающих из-за расположения теплообменника в газовом тракте перед управляющим
элементом или соплом камеры взрыва, а с другой стороны, обеспечивает достаточную мощность газовой
турбины для покрытия как минимум необходимой работы компрессора, и который представлен на рис. 1
сплошной схемой 1-2-3-5-6, показан на рис. 2 следующим образом: выходной элемент камеры взрыва в
предложенной заявителем конфигурации, который в момент времени t+e одновременно представляет собой
входной элемент теплообменника, открывается в точке 21, в то время как заполненные газом пространства
остаются закрытыми, то есть выходной элемент 7,0 (истинное сопло), расположенный за теплообменником в
газовом тракте, закрыт. Соответственно увеличению объема за счет газового пространства теплообменника
давление газа в камере взрыва падает (см. кривую 25 на рис. 1). В точке 9' на рис.
2
Выходной элемент (сопловой клапан), расположенный между теплообменником и турбинным узлом,
открывается, и происходит выравнивание давления между камерой взрыва и теплообменником, с одной
стороны, и каналом сопла, с другой, в соответствии с линией 9 W-Ai. В точке 5' начинается линия расширения,
а в точке 6' она достигает линии давления продувки или нагнетания. Таким образом, видно, что выходная
мощность турбины согласно изобретению представлена суммой площадей I, II и III. Эта выходная мощность
турбины достаточно велика, чтобы обеспечить весь объем всасывания компрессора.
Поскольку в процессе согласно изобретению истинная камера взрыва не подвержена каким-либо
конструктивным сложностям и связанным с ними помехам, эффективность сгорания может быть повышена до
максимально достижимого значения. Таким образом, благодаря настоящему изобретению стало возможным
получить хорошую общую эффективность при полностью удовлетворительной конфигурации теплообменника
с точки зрения технологии сгорания. В связи с этим, преимущество заключается в том, что предыдущая
нормальная производительность теплообменника, ввиду необычно высоких скоростей газа и, как следствие,
высокой скорости теплообмена, обеспечивается либо чрезвычайно малой поверхностью теплообмена, либо,
наоборот, при обычном размере теплообменника, что позволяет значительно увеличить выходную мощность.
Следует также отметить, что рабочие зоны WI, III и IV на рис. 2 не идентичны абсолютным значениям
доступных выходных параметров, а рассматриваются лишь схематически как выходные зоны. Для точного
представления соответствующих значений рабочих и тепловых зон потребовались бы диаграммы энтропии.
Однако последние не смогли бы так же ясно объяснить и проиллюстрировать ни изобретательскую идею, ни
уровень техники, как диаграммы давление-время, показанные на чертеже.
На рис. 1 показаны диаграммы подъема клапанов выходных элементов, которые управляются один за другим
в соответствии с изобретением. Кривая 10 80 показывает диаграмму для выходного элемента между камерой
взрыва и теплообменником, а кривая 11 показывает соответствующую диаграмму последующего
открывающегося соплового клапана, который расположен между теплообменником и последующим
турбинным узлом. Первый выходной элемент открывается в точке 21, а второй — в момент времени 9.
На фиг. 4 в качестве примера показана наиболее удачная конструкция в соответствии с изобретением. Цифра
12 обозначает камеру взрыва, которая, как обычно, снабжена входным элементом 13 для продувки и подачи
воздуха, с входным элементом 14 для топлива и устройством зажигания 15. Теплообменник 16 включает в
себя отдельный отсек, расположенный на пути газов за камерой взрыва 12. В соответствии с изобретением
100, на входе газа 17 теплообменника 16 и на выходе газа 18 расположены периодически регулируемые
клапаны 19 и 20 соответственно.
Клапанный элемент 19 управляет выходным отверстием j 05 21 камеры взрыва, а управляющий элемент 20
расположен непосредственно перед соплом 22 турбины 23. Поэтому управляющий элемент 20 следует
обозначать как настоящий клапан сопла 110.
К валу турбины 24 присоединен компрессор 25, который подает необходимый продувочный и нагнетательный
воздух под давлением через трубопровод 26. Как клапан нагнетательного воздуха 13, так и выходные
патрубки 19 и 20 могут с успехом управляться гидравлически с помощью масла под давлением, которое
периодически приводится в действие в заданные моменты времени вращающимся распределителем 27
известной конструкции. Масло подается через трубопроводы 28, 29 и 30 и воздействует на управляющие
поршни 31, 32 и 33 (последний из которых не показан на рисунке), соединенные с соответствующими
управляющими или клапанными элементами. Теплообменник 16 состоит из трубчатого змеевика 34,
соединенного с охлаждающим пространством 36 камеры взрыва через изогнутое соединение типа «гусиная
шея» 130 35, и с охлаждающими пространствами 38 и 39 через аналогичное соединение 37. Охлаждающий
агент подается в охлаждающее пространство 36, окружающее камеру взрыва. Охлаждающая вода, нагретая
до высокой температуры, подается насосом 40 в камеру и отводится в сильно нагретом состоянии из
охлаждающего пространства 39 по трубопроводу 41. После частичного снижения давления в редукционном
клапане 1 или 42 нагретая охлаждающая вода поступает в пароотделитель 43, в котором образующийся пар
под давлением отводится через 44, а неиспарившаяся охлаждающая вода возвращается по трубопроводу 45
к насосу 40 и по трубопроводу 46 в охлаждающее пространство 36 камеры взрыва. Охлаждающая вода,
отводимая из контура охлаждающей воды в виде пара, заменяется свежей питательной водой насосом 40а.
Следует понимать, что вместо воды в змеевик 34 можно подавать пар для его перегрева.
Согласно изобретению, клапаны 19 и 20 управляются таким образом, как показано на фиг. 3, что
осуществляется режим работы, представленный сплошными линиями на фиг. 1 и 2. Таким образом, с
помощью этих рисунков достигаются описанные выше новые эффекты.
В дальнейшем развитии изобретения усовершенствованный режим работы может быть реализован таким
образом, чтобы обеспечить точное регулирование продолжительности воздействия продуктов сгорания на
теплопередающие поверхности теплообменника. Таким образом, при изменении условий нагрузки на газовую
турбину и на теплообменник, расположенный на пути газов, всегда можно регулировать выходную мощность
теплообменника в соответствии с количеством теплоприемной среды (например, пара), необходимой в любой
момент времени. Это развитие основано на понимании того, что существуют определенные случаи, когда
выходная мощность теплообменника и газовой турбины изменяются относительно друг друга, например,
когда потребность в паре от теплообменника или нагрузка на газовую турбину подвержены довольно
значительным колебаниям.
Это, например, имеет место, когда пар, генерируемый в теплообменнике, используется для приготовления
пищи, а иногда и для отопления, в то время как турбина, например, приводит в действие систему освещения
или подобное устройство, и обычно может оставаться стабильной. То же самое, в частности, верно для
различных операций, использующих пар, таких как прачечные, красильные цеха, прядильные фабрики,
пивоварни, бумажные фабрики, химические производства и тому подобное. И наоборот, бывают случаи, когда
потребность в паре остается практически неизменной, в то время как потребность в паре на газовой турбине
или на любой другой энергопотребляющей машине сильно меняется в определенные моменты времени. Это
будет иметь место, например, когда машина, приводимая в движение продуктами сгорания, управляет
генератором тока, сеть которого подвержена изменяющимся нагрузкам из-за нерегулярного спроса на
электроэнергию, в частности, из-за включения или выключения определенных электроприводных машин и
устройств. Аналогичный случай существует, когда газовый двигатель используется для привода компрессора,
который генерирует сжатый воздух для работы соответствующих пневматических устройств, таких как
инструменты и т. д., Потребность в сжатом воздухе меняется. 80 Выгодно сочетать изменения нагрузки
вышеупомянутых агрегатов с соответствующим регулированием выходной мощности камеры или камер
взрыва путем изменения условий нагрузки таким образом, чтобы выходная мощность камеры взрыва всегда
была в правильной степени согласована с условиями нагрузки указанных агрегатов в любой момент времени.
Однако теплосодержание образующихся газов изменяется при изменении выходной мощности камер взрыва.
Как известно, теплосодержание продуктов сгорания высокого давления, наряду с другими факторами,
определяет теплопередачу на теплопередающие поверхности теплообменника, и также будет ясно, что при
каждом изменении выходной мощности камер взрыва будет происходить также изменение количества
теплоты, передаваемой в теплообменнике. Если, в соответствии с известным режимом работы, длительность
действия или контакта продуктов взрыва с теплопередающими поверхностями теплообменника остается
практически не зависящей от изменения выходной мощности самих камер взрыва, то Если такая
продолжительность поддерживается на изначально заданном значении, выходная мощность теплообменника
не соответствует фактическим требованиям. Для того чтобы правильно отрегулировать выходную мощность
теплообменника в соответствии с потребностью в паре в любой момент времени, продолжительность
воздействия продуктов сгорания на теплопередающие поверхности теплообменника соответствующим
образом изменяется, согласно изобретению, в соответствии с изменением относительных величин нагрузок
на теплообменник и на газоприводную машину (например, турбину). В результате увеличивается время
воздействия газов при увеличении нагрузки на теплообменник, а в обратном случае это время уменьшается.
Если же, с другой стороны, используется только газоприводной механизм; Например, если газовая турбина,
расположенная в газовом тракте после теплообменника, подвергается изменениям нагрузок, в то время как
выходная мощность теплообменника должна оставаться постоянной, то и в этом случае необходимо
регулировать продолжительность воздействия газов, поскольку, как уже упоминалось, изменение
теплосодержания взрывных газов сопровождается изменением выходной мощности взрывных камер. Для
поддержания постоянного количества тепла, передаваемого в теплообменнике, в таком случае необходимо
либо сократить время воздействия газов на теплообменник при увеличении их теплосодержания, либо
увеличить это время при уменьшении теплосодержания.
Для осуществления описанного выше процесса используется механизм управления запорным элементом,
расположенным в газовом тракте за теплообменником (т. е. выходным элементом 20 на рис. 4), который
открывает этот элемент в момент времени, определяемый окончанием периода воздействия газов на
теплопередающие поверхности теплообменника. Условия, задействованные в таком управлении, следующие.
Диаграмма, представленная на рис. 5 и 6, повторяет на кривых 1-2, 5-6 полную линейную диаграмму d на рис.
1, представляющую основной процесс изобретения, согласно которому воспламенение горючего заряда в
камере взрыва происходит в момент времени 1. В момент времени 2, когда в камере взрыва 12 достигается
максимальное давление, открывается выходной элемент 19. На диаграмме подъема клапана на рис. 6 этот
момент соответствует точке 21. Она указывает начальную точку для диаграммы подъема выходного элемента
19, представленную тонкой линией 10. Взрывные газы, выходящие из камеры взрыва, затем заполняют
теплообменник 16, выход которого закрыт, до тех пор, пока приблизительно в момент времени 5 давление в
газонаполненных пространствах теплообменника и камеры взрыва не уравняется. В соответствии с
дальнейшим развитием изобретения, линия расширения, как на рис. 1, не начинается в момент времени 5,
линия 5, соответствующая линии расширения на рис. 1, является как показано пунктирной линией, идущей к
точке 6, но время начала такого расширения позже, на величину переменного временного интервала vr.
Таким образом, расширение начинается в точке 5а. На схеме клапана на рис. 6 эта точка соответствует точке
9'', в которой начинается диаграмма подъема 10а выходного элемента 20 теплообменника. Расширение
продолжается от точки 5а до точки 6а, приблизительно когда в камере взрыва достигается давление срыва
или нагнетания. В связи с тем, что открытие выходного отверстия 20 теплообменника задерживается на
переменный временной интервал x после достижения выравнивания давления в газонаполненных
пространствах теплообменника и камеры взрыва, продукты сгорания 70 действуют на теплопередающие
поверхности соответственно дольше. В зависимости от длины интервала a, из газов будет отведено больше
тепла, чем в случае 75 в начале линии расширения в момент времени 5 или в момент времени 2. Поскольку
количество тепла, выделяемого в теплообменнике, при прочих равных условиях, зависит от
продолжительности воздействия газов, настоящее изобретение позволяет Возможно, путем надлежащего
измерения произвольно изменяемого времени воздействия газов на поверхности теплообменника,
осуществляемого посредством изменения момента Fa и момента открытия клапана 9 1, точно регулировать
количество тепла, поглощаемого теплообменником. Таким образом, количество тепла 90, передаваемого
теплообменнику, может быть экономично подобрано к количеству теплоносителя (пара или горячей воды),
необходимого в месте использования.
Если в показанной на рис. 4 взрывной турбинной установке 95 процесс представляет собой процесс, при
котором нагрузка на взрывную турбину 23, работающую за счет газов, выходящих через выходной элемент 20
теплообменника 16, остается практически постоянной, в то время как потребление пара (или горячей воды),
производимого в теплообменнике 16, изменяется, например, уменьшается, то период действия продуктов
сгорания в теплообменнике, то есть интервал a, 105, соответственно уменьшается, и условия загрузки камеры
взрыва 12 также изменяются, поскольку последняя мера необходима для поддержания постоянной мощности
газовой турбины 23. В обратном случае, то есть при увеличении потребности в паре, интервал xr и,
следовательно, период нагрева продуктами сгорания увеличиваются. Период нагрева продуктами сгорания,
необходимыми в любой момент времени, регулируется путем опережения или замедления момента открытия
выходного элемента 20 теплообменника 16.
Взрывная установка, изображенная на рис. 4, также может работать таким образом, что нагрузка на газовую
турбину 23 снижается, в то время как потребление пара, вырабатываемого в теплообменнике, остается
практически постоянным.
При изменении нагрузки на газовую турбину выходная мощность камеры взрыва регулируется в соответствии
с условиями нагрузки в любой момент времени. Это неизбежно приводит к одновременному изменению
условий загрузки камеры взрыва. Изменение условий загрузки, как уже объяснялось, сопровождается
изменением теплоемкости продуктов сгорания. Чтобы избежать нерегулярности в работе теплообменника,
период действия продуктов сгорания сокращается или увеличивается для обеспечения постоянного
образования пара.
Для предотвращения вредных реакций, особенно преждевременного воспламенения при сильном повышении
температуры стенок взрывного пространства, на смеси, подлежащей воспламенению в заданный момент
времени, или на компонентах смеси, необходимо регулировать количество тепла, воздействующего на такую
смесь.
Обычно в камере взрыва удерживается определенное количество остаточных газов от предыдущего взрыва
за счет преждевременного закрытия выходного отверстия. Теплота, содержащаяся в таких газах,
воздействует на компоненты смеси, подготавливая или инициируя ее. Поскольку температура стенок камеры
взрыва способствует инициализации смеси путем излучения тепла, в случае очень высоких температур
стенок необходимо принять меры для предотвращения превышения требуемого уровня инициализации смеси
из-за чрезмерного нагрева. В дальнейшем развитии изобретения этот результат может быть получен,
например, путем изменения процесса вытеснения или продувки, воздействующего на остаточные газы,
оставшиеся от предыдущего взрыва. Изменение процесса продувки может происходить различными
способами, как уже было предложено в известном способе работы. Регулирование количества тепла,
воздействующего на смесь, оказалось особенно выгодным, когда в процессе изменяется самое узкое
поперечное сечение выходного отверстия, которое определяет количество остаточных газов, которые
останутся в камере взрыва. Однако одновременно с таким изменением или отдельно можно регулировать
продолжительность вытеснения остаточных газов. Регулирование обоих процессов Эти факторы связаны с
изменением количества остаточных газов, удерживаемых в камере взрыва, и, следовательно, с продувкой
камеры. Если теперь температура стенок взрывного пространства очень высока, то в соответствии с этими
предложениями нежелательное чрезмерное воздействие тепла на смесь можно предотвратить более
интенсивной продувкой, при этом количество остаточных газов, остающихся в камере взрыва, можно
уменьшить либо за счет увеличения поперечного сечения выходных отверстий, либо за счет увеличения
периода продувки, либо за счет принятия обеих мер.
Следует отметить, что отсек теплообменника невелик по сравнению с камерой взрыва; фактически,
свободное пространство в теплообменнике должно быть сведено к минимуму для обеспечения эффективной
теплопередачи, чтобы уменьшить падение давления, связанное с выравниванием давлений в камере взрыва
и теплообменнике.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается примером, показанным на рис. 4. Вместо газовой
турбины, расположенной в газовом тракте за теплообменником, может быть использовано любое другое
подходящее устройство, работающее на газе, без какого-либо отступления от сущности настоящего
изобретения. Более того, сам теплообменник может быть выполнен в любой желаемой форме.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения 85 и то, каким образом оно
предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_410050.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=410050&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB410050A
[]
ПАТЕНТНЫЙ СПЕЦИФИКАЦИЯ O-NLN
Дата принятия Конвенции (Швейцария): 13 января 1933 г. 410,05 Дата применения (в Соединенном
Королевстве): 23 декабря 1933 г. № 36,243/33.
Завершено: 10 мая 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Устройство для крепления микроскопов к станкам.
Мы, H 1 ENRI HAUSER S -A, акционерное общество, зарегистрированное в соответствии с законодательством
Швейцарии, расположенное по адресу: Rue de l'eau 42, Bienne (Швейцария), настоящим заявляем о характере
данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к устройству для крепления микроскопов к станкам.
В случае с прецизионными станками, такими как, например, сверлильные станки, обычно устанавливают
микроскопы в тех местах, на которые воздействует или уже воздействовал инструмент. Способы крепления
таких микроскопов к станкам могут быть различными, но тот способ, который использовался до сих пор, не
обеспечивает центрирование без погрешностей.
Целью настоящего изобретения является создание крепежного устройства для микроскопов на станках,
обеспечивающего очень точное центрирование.
Согласно изобретению, данное крепежное устройство представляет собой трехточечное подвесное
устройство, с помощью которого микроскоп может быть закреплен на станке таким образом, чтобы его
оптическая ось совпадала с рабочей осью станка.
Это крепежное устройство легко адаптируется к сверлильным станкам, где микроскоп может быть подвешен к
втулке сверлильного шпинделя. Ранее микроскоп устанавливался в этих станках с помощью конуса Морзе,
вставляемого в сверлильный шпиндель вместо сверла. Таким образом, центрирование микроскопа зависело
от точности вращения сверлильного шпинделя.
Однако это случается редко из-за износа деталей или наличия посторонних предметов между шпинделем и
конусом.
Преимущество данного изобретения по сравнению с последним упомянутым видом крепления станет
очевидным из следующего описания.
Прилагаемый чертеж представляет собой рабочий пример применения изобретения на сверлильном станке.
Рис. 1 представляет собой вертикальный разрез, частично выполненный в проекции, рис. 2 — разрез по линии
II-II рисунка 1, а рис. 3, 4 и 5 — разрезы по линиям III-III, IV-TV и V-V на рисунке 2.
Втулка сверлильного шпинделя сверлильного станка, не показанная на рисунке, обозначена цифрой 1. Внутри
этой втулки, которая 60 установлена скользящим образом только в вертикальном направлении, расположен
сверлильный шпиндель, патрон 2 которого показан на рисунке. Втулка 1 имеет на своем нижнем конце два
радиальных призматических выступа 3 и 4 и третий наклонный выступ 5 65, причем все эти выступы
выполнены как единое целое со втулкой.
Носик 3 снабжен на своей верхней горизонтальной поверхности конической полостью 6, а носик 5 —
продольной бороздкой 70 7 треугольного сечения. Носик 4 имеет гладкую поверхность. Эти носики служат
средством подвески для колпачка 8, который опирается на три крючкообразных рычага 9, 10 и 11, несущих
закаленные стальные штифты 12, 13 и 75 14. Штифты 12 и 14 заостренные, а штифт 13 лишь частично
закруглен.
Крышка 8 привинчена к конической детали. Эта деталь окружает патрон 2, а внутри нее находится винтовая
пружина 16, которая при завинчивании крышки 8 и детали 15 сжимается, так что штифты 12, 13 и 14 плотно
прижимаются к выступам.
Деталь 15 привинчена с помощью резьбовой шейки 85 к угловому корпусу микроскопа.
Микроскоп включает в себя Y-образный фитинг 17, одна ветвь которого содержит скользящий окуляр 18 и
стеклянный диск 19 с сеткой. Этот диск 19 регулируется с помощью винтов 20 и 201. Другая ветвь фитинга 17
содержит регулируемую призму 21, а объектив 22 95 привинчен к концу фитинга 17.
Благодаря расположению полости 6 и канавки 7, взаимодействующих со штифтами 12 и 14, становится
возможно точное центрирование микроскопа. Кроме того, микроскоп 100 можно прикреплять и снимать,
просто отсоединив штифты 12, 13, 14.
Следует проявлять осторожность только при первом отсоединении контакта 12.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты