Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11534
.pdf
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=408015&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB408015A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
A __ ú-\ M Дата подачи заявки: 5 октября 1932 г. № 27,716/32 4 u Завершено L осталось: 17 августа 1933 г.
Завершено: 5 апреля 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в беспроводных системах пеленгации или связанные с ними.
Мы, компания MARCONI'S WIRELESS TELEGRA PRI C Om PANY LIMITED, зарегистрированная в
соответствии с законодательством Великобритании, по адресу: Marconi House, Strand, London, W C 2, Гарри
Мелвилл Доусетт, по адресу: 47, Drayton Gardens, Winchmore Hill, London, N 21, и Роберт Адзов, по адресу:
Ardentinny, Argyllshire, оба являющиеся британскими подданными, настоящим заявляем, что данное
изобретение имеет следующий характер:
Данное изобретение относится к беспроводным системам определения направления и имеет своей целью
создание системы, позволяющей удовлетворительно выполнять операции определения направления лицами,
не обладающими достаточной квалификацией.
В существующих беспроводных системах пеленгации азимут обычно определяется путем наблюдения за
направлением, откуда принимаются сигналы от известной маячной станции. Различные маячные станции
излучают характерные позывные или сигналы, по которым их можно идентифицировать, а направление такой
маячной станции определяется на приемной станции с помощью таких средств, как поворотная рамная
антенна или пара неподвижных рам и радиоуправляемый пеленгатор, при этом оператор перемещает
поворотную раму или поисковую катушку радиоуправляемого пеленгатора до тех пор, пока не будет получен
максимальный или минимальный слышимый сигнал (в зависимости от ситуации). На практике эти операции
требуют значительных навыков и умения принимать решения. Кроме того, существующие в настоящее время
беспроводные системы пеленгации, как правило, предполагают использование различными станциями
значительной ширины полосы частот передачи, и ввиду нынешней перегруженности доступного диапазона
беспроводных частот крайне желательно создать систему, в которой широкая полоса частот передачи не
требуется.
Основная цель настоящего изобретения — создание простой и эффективной системы, позволяющей
оператору на приемной станции, который может быть сравнительно неквалифицированным человеком, легко
идентифицировать принимаемую радиопередающую станцию, и которая должна быть такой, чтобы
занимаемая ею полоса частот была сравнительно небольшой.
При практическом применении изобретения средства, предусмотренные на приемнике для идентификации
оператором принимаемой станции 55, позволяют отображать название принимаемой станции
предпочтительно путем подсветки этого названия на экране или диаграмме.
Согласно данному изобретению, беспроводная система пеленгации 60 включает в себя на каждом
передатчике или приемнике элемент, работающий синхронно с соответствующими элементами на других
станциях, и каждая передающая станция также включает в себя средства для излучения сигнала в
определенное время или период в течение цикла движения синхронного элемента, причем время или период
такого излучения различны для каждой передающей станции, и 70 приемники снабжены средствами,
приводимыми в действие в зависимости от времени или периода принимаемых сигналов относительно
движения синхронного элемента, для указания того, какая из 75 передающих станций в системе принимается.
Таким образом, приемник может включать в себя карту, размеченную названиями множества маяковых
станций, и может быть снабжен средствами, реагирующими на время или период, в который принимается
данный сигнал относительно цикла движения синхронного элемента, для выбора на этой карте названия
станции, дающей 85 конкретный сигнал.
В одном из способов реализации изобретения на каждой передающей станции предусмотрено устройство,
включающее синхронный двигатель, приводящий в движение диск, который снабжен прорезью, прилегающей
к его периферии и параллельной ей, причем эта прорезь охватывает часть круга; например, (предполагая, что
в системе шесть передающих станций) 1 J th от 95 круга. За диском расположена соответствующая
проекционная лампа, благодаря которой свет проецируется на диск, а на другой стороне диска находится
фотоэлемент или эквивалентное средство, 100 вся конструкция такова, что в течение 1/4 каждого оборота
диска свет будет проходить через прорезь и попадать на фотоэлемент.
Двигатели и диски на различных 105 передающих станциях поддерживаются в синхронизме, так что все они
вращаются вместе с одинаковой скоростью и в фиксированном соотношении друг с другом. Это может быть
достигнуто любым удобным способом, и предпочтительно достигается путем организации одной или
нескольких различных передающих станций для передачи синхронизирующей частоты, которая используется
не только (способом, который будет описан позже) в связи с приемом, но и для целей синхронизации между
передатчиками. Прорези в дисках на различных передающих станциях расположены в разных положениях
относительно друг друга, так что в течение 1/1 оборота диска свет будет передаваться через прорезь в диске
на одной из передающих станций, в течение следующей 1/6 оборота свет будет передаваться через прорезь в
другой, в течение следующей 1/1 оборота свет будет передаваться через третью и так далее. Каждая
приемная станция также включает в себя синхронный двигатель, который поддерживается в синхронизме с
двигателями на передатчике путем приема и использования синхронных сигналов, передаваемых двигателем
на приемнике. Используется для привода диска, имеющего не одну, а (в описываемой системе с шестью
передающими станциями) шесть щелей, каждая из которых занимает разную одну шестую часть окружности и
находится на разном радиальном расстоянии от центра диска.
За диском каждого приемника расположена схема или шаблон, на котором отмечены названия шести
передающих станций системы; эти названия напечатаны дугообразными линиями и расположены одна под
другой. Расположение схемы или шаблона относительно диска приемника таково, что когда диск находится в
одном положении, одна щель открывает одно название, когда диск перемещается в положение на 1/4 оборота
дальше, другая щель открывает другое название и так далее.
Принятые сигналы, соответствующие сигналам, передаваемым фотоэлементом на передатчике,
используются для питания соответствующей лампы освещения, например, неоновой разрядной трубки,
которая предназначена для освещения диаграммы и которая предпочтительно скрыта диском.
Например, удобным решением является размещение неоновой трубки с пластинчатым катодом
приблизительно той же площади, что и диаграмма, и изготовление диаграммы из полупрозрачного материала,
при этом диаграмма располагается непосредственно за диском и между диском и неоновой трубкой, а также
предусмотрена линза, через которую можно рассматривать диск с диаграммой и лампой позади него.
Как видно, в описанной выше системе всякий раз, когда свет падает на фотоэлемент на передающей станции,
передается импульс, и этот импульс не возникает одновременно ни на одной из двух станций.
Двигатели расположены таким образом, что импульсы, далее именуемые «импульсами изображения» и
вызываемые освещением фотоэлектрических элементов на передатчиках, имеют существенно большую
амплитуду, чем синхронизирующие сигналы, и каждая приемная станция включает в себя радиоприемник,
имеющий средства для разделения синхронизирующих сигналов 80 от сигналов изображения по причине
разницы в уровне амплитуды. Например, радиоприемник на каждой приемной станции может включать в себя
фактически две приемные цепи 85, соединенные параллельно: одна принимает синхронизирующие сигналы и
сигналы изображения и усиливает их для подачи усиленной энергии на синхронный двигатель, а другая также
принимает оба сигнала 90, но содержит в цепи одной из ламп неоновую лампу или подобное устройство,
которое сконструировано таким образом, чтобы «пробовать» и становиться проводящим только тогда, когда
сигналы превышают заданный уровень амплитуды 95, так что в цепи, следующей за той, в которой встроена
эта неоновая трубка, будут возникать только сигналы изображения большой амплитуды. Эти сигналы
изображения большой амплитуды подаются на неоновую лампу O. Трубка, соответствующая диаграмме.
Таким образом, видно, что на каждом приемнике при приеме сигналов от определенного маяка, например,
когда рама антенны приемной станции направлена на определенный маяк, сигналы изображения будут
зажигать неоновую лампу только в те моменты времени, когда на диске приемника отображается на карте
приемника название принимаемой станции-маяка, так что оператору показывается фактическое имя станции,
которую он принимает, на карте.
Синхронные двигатели работают с такой скоростью, что, хотя каждое имя фактически отображается только в
течение одной шестой оборота (в описанном конкретном примере), периоды, в течение которых имя
отображается и подсвечивается, настолько близки друг к другу по времени, что имя кажется глазу
непрерывным. Например, диски могут вращаться со скоростью 20 оборотов в секунду и синхронизироваться
на любой подходящей частоте, например, 300 циклов в секунду, и станет очевидно, что частотный спектр,
занимаемый такой системой, будет очень узким.
Очевидно, что изобретение не ограничивается 130 408,015 408,015 конкретной описанной конфигурацией или
системой, включающей описанное количество передающих станций, и при практическом применении
изобретения может быть предусмотрено несколько систем, как описано выше, каждая из которых работает в
известной географической области.
В такой многосистемной конфигурации, которую можно расширять бесконечно, каждому приемнику будет
предоставлено несколько различных схем или шаблонов, по одному для каждого географического региона.
Во многих случаях может быть удобно организовать прием синхронизирующих сигналов jV в ненаправленном
режиме, чтобы всегда обеспечивать достаточную мощность синхронизирующих сигналов для правильной
работы двигателя приемника. Также может быть удобно предусмотреть на каждом приемнике средства для
регулировки относительных эффективных уровней амплитуды изображения и синхронизирующих сигналов,
т.е. для усиления первого по сравнению со вторым или наоборот, в зависимости от необходимости.
Датировано 30 сентября 1932 года.
0 Арпмалс и Рэнсфорд, агенты заявителей, Саутгемптон Билдингс, 24, Лондон, W.C 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Права интеллектуальной собственности в отношении беспроводных систем пеленгации или связанных с
ними.
Мы, компания MARCONI'S WIRELE Ss TELEGRAPH COMPANY LI Mn ITED, зарегистрированная в
соответствии с законодательством Великобритании, расположенная по адресу: Marconi House, Strand, London,
W C 2, Гарри Мелвилл Доусетт, проживающий по адресу: 47, Drayton Gardens, Winchmore Hill, London, N 21, и
Роберт К. А. Дзоу, проживающий в Ардентинни, Аргайлшир, оба являющиеся подданными Великобритании,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено,
что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к беспроводным системам определения направления и имеет своей целью
создание системы, позволяющей удовлетворительно выполнять операции определения направления лицами,
не обладающими достаточной квалификацией.
В существующих беспроводных системах пеленгации азимут обычно определяется путем наблюдения за
направлением, откуда принимаются сигналы от известной маячной станции. Различные маячные станции
излучают характерные позывные или сигналы, по которым их можно идентифицировать, а направление такой
маячной станции определяется на приемной станции с помощью таких средств, как вращающаяся
рама-антенна или пара неподвижных рам и радиоуголометр; оператор перемещает вращающуюся раму или
поисковую катушку радиоуголометра до тех пор, пока не будет получен максимальный или минимальный
слышимый сигнал (в зависимости от ситуации). На практике эти операции требуют значительной
квалификации и рассудительности. Кроме того, существующие в настоящее время беспроводные системы
пеленгации, как правило, предполагают использование различными станциями значительной ширины полосы
частот передачи, и ввиду нынешней перегруженности доступного диапазона беспроводных частот крайне
желательно создать систему, в которой широкая полоса частот передачи не требуется. 70 Основная цель
настоящего изобретения — создание простой и эффективной системы, с помощью которой оператор на
приемной станции, который может быть сравнительно неквалифицированным человеком, может легко 75.
Идентифицировать принимаемую радиопередающую станцию, при этом занимаемая ею полоса частот
должна быть сравнительно небольшой. При практическом применении изобретения 80. Средства,
предусмотренные на приемнике для идентификации оператором принимаемой станции, должны
обеспечивать отображение названия принимаемой станции, предпочтительно путем подсветки 85.
Имя на экране или диаграмме.
Согласно данному изобретению, беспроводная система пеленгации включает в себя множество передающих
станций, предназначенных для последовательной передачи сигналов в определенное время или в течение
заданных периодов и с заданными интервалами, и по меньшей мере один приемник, предназначенный для
направленного приема указанных передаваемых сигналов, причем указанный приемник включает в себя
элемент, работающий синхронно со скоростью, определяемой частотой передачи сигналов от передающих
станций, и средства, приводимые в действие в зависимости от времени передачи сигналов от двух различных
передающих станций относительно движения синхронного элемента, чтобы указать, к какой из передающих
станций в системе настроены средства направленного приема. Таким образом, приемник может включать в
себя карту, обозначенную как «Out», с названиями множества маяковых станций и может быть снабжен
средствами для выбора из этой карты названия станции, к которой настроена направленная приемная
антенна.
Один из способов реализации изобретения заключается в том, что передающая часть системы состоит из
ряда передающих станций, каждая из которых снабжена устройством, включающим синхронный двигатель,
приводящий в движение диск, снабженный прорезью, прилегающей к его периферии и параллельной ей,
причем указанная прорезь охватывает часть окружности; например (предполагая, что в системе шесть
передающих станций) /J часть окружности. За диском расположена соответствующая проекционная лампа, с
помощью которой свет проецируется на диск; на другой стороне диска находится фотоэлемент или
эквивалентное средство, причем вся система устроена таким образом, что в течение 1/4 каждого оборота
диска свет будет проходить через прорезь и попадать на фотоэлемент. Двигатели и диски на различных
передающих станциях поддерживаются в синхронизме, так что все они вращаются вместе с одинаковой
скоростью и в фиксированном соотношении друг с другом.
Это может быть достигнуто любым удобным способом, в том числе путем организации одной или нескольких
различных передающих станций для передачи синхронизирующей частоты, которая используется не только
(способом, который будет описан позже) в связи с приемом, но и для синхронизации между передатчиками.
Прорези в дисках на различных передающих станциях расположены в разных положениях относительно друг
друга, так что в течение 1/1 оборота диска свет будет передаваться через прорезь в диске на одной из
передающих станций, в течение следующей 1/1 оборота свет будет передаваться через прорезь в другой, в
течение следующей 1/1 оборота свет будет передаваться через третью и так далее.
Соответственно, всякий раз, когда свет падает на фотоэлемент на передающей станции, передается импульс,
и этот импульс не возникает одновременно ни на одной из двух станций. Двигатели расположены таким
образом, что импульсы, которые в дальнейшем будут называться «импульсами изображения» и которые
вызываются освещением фотоэлементов на передатчиках, имеют существенно большую амплитуду, чем
синхронизирующие сигналы.
На рисунках 1 и 2 прилагаемых чертежей показана альтернативная форма передающей части системы в
соответствии с данным изобретением. На рисунке 1 изображены шесть радиопередатчиков A, B, C, D, E, F,
географически расположенных в подходящих местах и соединенных проводами с центральной станцией
управления, обозначенной как X. Станция X снабжена импульсным распределителем с электроприводом,
который может состоять, как показано на прилагаемом рисунке 2, из небольшого генератора переменного
тока, который (в рассматриваемом случае, когда имеется шесть передающих станций) может иметь
12-полюсный статор и двухполюсный ротор. Обмотки, соответствующие каждой паре полюсов статора (эти
обмотки обозначены буквами a, a, b, a, a и т. д. на рисунке 2), соединены проводами, как указано, с
соответствующей станцией A, B, U, D, E или F. Для простоты на рисунке 2 показаны соединения только для
обмоток a, a и b, b, но, конечно, остальные обмотки также соединены с соответствующей станцией. Ротор R
может представлять собой постоянный магнит, имеющий два полюса или Это может быть двухполюсный
якорь, электромагнитно питаемый от источника постоянного тока 85 В. Как будет очевидно, вращение ротора
P приведет к генерации и распределению импульсов на станции A, B, C, D, E и F последовательно, и эти
импульсы излучаются указанными станциями. Ротор P предпочтительно приводится в движение синхронным
двигателем. В качестве практического численного примера, приводной двигатель может работать со
скоростью 300 В/мин, и каждый генерируемый импульс может длиться 1/8 секунды, при этом каждая
передающая станция излучает 10 импульсов в секунду, поскольку распределитель будет генерировать 6
импульсов за 1/10 секунды.
В альтернативном варианте распределителя 100 (не показан на рисунке), предназначенном для
использования на станции управления X: вращающийся затворный диск с одним отверстием или
вращающееся зеркало могут вызывать последовательное падение активирующего света на шесть
фотоэлектрических элементов 105, выходной сигнал каждого из которых используется для управления
соответствующим передатчиком A, B, C, D, E или F, так что каждый из этих передатчиков, в свою очередь,
будет излучать импульс.
Далее будет описана приемная часть 110, пригодная для взаимодействия с передающей частью, как это было
впервые описано здесь (т. е. не показано на иллюстрации), для формирования системы в соответствии с
данным изобретением.
Каждая приемная станция в приемной части 115 включает в себя синхронный двигатель, работающий
синхронно с двигателями передатчиков (или станции X, в зависимости от ситуации). Двигатель каждого
приемника используется для привода диска 120, имеющего не одну, а (в системе, предполагаемой имеющей
шесть передающих станций) шесть пазов, каждый из которых занимает разную одну шестую часть окружности
и находится на разном радиальном расстоянии 125 от центра диска.
За диском каждого приемника расположена диаграмма или шаблон, на котором отмечены названия шести
передающих станций системы. Эти названия отображаются только в течение одной шестой оборота (в
описанном конкретном примере). Периоды, в течение которых название отображается и подсвечивается,
настолько близки по времени, что название постоянно кажется глазу. Например, диски могут вращаться со
скоростью 20 оборотов в секунду и синхронизироваться на любой подходящей частоте, например, 300 циклов
в секунду, и тогда станет очевидно, что частотный спектр, занимаемый такой системой, будет очень узким.
Подходящая предпочтительная приемная станция для взаимодействия с передающей установкой, как
показано на рисунках 1 и 2, изображена на рисунках 3, 4 и 5 прилагаемых чертежей. На рисунке 3 -S M
представляет собой синхронный двигатель, приводящий в движение диск R D, который показан в виде
лицевой стороны на рисунке 4. Указанный диск имеет шесть пазов S A, S B, S C, S D, S E и S F,
расположенных, как показано на рисунке 4.
Непосредственно за диском (который рассматривается в направлении стрелки на рисунке 3) находится
прозрачная матрица, которая показана в проекции спереди на рисунке 5.
Этот шаблон размечен, как указано, названиями различных станций A-B-D-E и F. Эти обозначения
установлены таким образом, что по мере вращения шаблона D щель SA перемещается один раз за оборот по
отметке станции A, щель S B перемещается по отметке станции B и так далее. За шаблоном T находится
неоновая лампа N или другая подходящая газоразрядная лампа, которая питается от выходного сигнала
радиоприемника D F, принимающего сигналы от направленной антенны или антенной системы D FAS.
Синхронизирующие обмотки двигателя S MI питаются от выходного сигнала второго радиоприемника.
получение входного сигнала от практически всенаправленной антенны или антенной системы OA 11 ( 1 Когда
отображается конкретное имя, это имя будет видно глазу и.
Если диск вращаться с достаточно высокой скоростью, это имя будет постоянно отображаться для глаза (за
счет инерции зрения).
Работа всей представленной системы, таким образом, выглядит следующим образом: — Каждая станция
передачи сигналов посылает импульс длительностью 1/8 секунды каждые 1/0 секунды, то есть каждые 1/20
секунды система посылает шесть импульсов в следующем порядке: Ad 'C D '1 F, то есть по одному импульсу
от каждой станции по очереди. На приемнике горизонтальная антенна 125 захватывает все сигналы от
системы и передает их дальше после импульсации. R') к mnotor 'S 'M wdh im d-s'ig 2 s t 6 runm-at '600 ' II P 3 M '
wheni eio Xrolled 'b a' synielironimsln fieqieney"oit ti O cycles 1 печатаются вдоль дугообразных линий и
располагаются друг под другом. Расположение диаграммы или шаблона относительно диска на приемнике
таково, что когда диск находится в одном положении, один слот открывает одно имя, когда диск
перемещается в положение на 1/11 оборота дальше, другой слот открывает другое имя и так далее.
Принимаемые сигналы, соответствующие сигналам, полученным от фотоэлемента на передатчике (или от
распределителя в точке X, в зависимости от обстоятельств), используются для питания подходящей
осветительной лампы, например, неоновой разрядной трубки, которая расположена таким образом, чтобы
освещать диаграмму, и которая предпочтительно скрыта диском. Например, удобным решением является:
снабжение неоновой трубки пластинчатым катодом приблизительно той же площади, что и диаграмма, и
изготовление диаграммы из полупрозрачного материала, при этом диаграмма располагается
непосредственно за диском и между диском и неоновой трубкой, а также предусмотрена линза, через которую
можно наблюдать диск с диаграммой и лампой позади него.
Каждая приемная станция также включает в себя средства для разделения синхронизирующих сигналов от
сигналов изображения: из-за разницы в уровне амплитуды. Например, радиоприемник на каждой приемной
станции может включать в себя фактически две приемные цепи, соединенные параллельно: одна принимает
синхронизирующие сигналы, а другая — сигналы изображения, и усиливает их для подачи усиленной энергии
на синхронизирующий приемник.
двигатель, а другой также принимает оба сигнала, но содержит в цепи одного из клапанов неоновую лампу
или подобное устройство, которое сконструировано таким образом, чтобы «пробивать» цепь и становиться
проводящим только тогда, когда сигналы превышают заданную амплитуду, так что в цепи, следующей за той,
в которую встроена эта неоновая трубка, будут возникать только сигналы изображения большой амплитуды.
Эти сигналы изображения большой амплитуды подаются на неоновую трубку, связанную с диаграммой.
Таким образом, видно, что на каждом приемнике, когда принимаются сигналы от определенного маяка,
например, когда рама антенны приемной станции направлена на определенный маяк, сигналы изображения с
него будут зажигать неоновую лампу только в те периоды времени, когда на экране приемника отображается
название принимаемой станции-маяка, так что оператору показывается фактическое название станции,
которую он принимает. Синхронные двигатели работают с такой скоростью, что, хотя eaehi nme находится в
диапазоне 4 Q 8-Ol 5 S 408,015 в секунду, антенна D F A настроена на ту же длину волны, что и антенна O A
(т.е. на общую длину волны всех передаваемых сигналов), так что, если рама антенны настроена таким
образом, чтобы принимать все передаваемые сигналы, лампа N будет загораться при каждом сигнале, и все
названия на шаблоне будут подсвечены. Однако, когда рама антенны D F Если антенна A поворачивается под
прямым углом к направлению любого конкретного передатчика (например, передатчика C), сигналы от этого
передатчика приниматься не будут, и лампа N не загорится в моменты, когда название C отображается на
диске R D. Следовательно, название C не появится, и этот факт указывает на то, что станция C находится в
режиме отклонения под прямым углом к направлению, в котором направлена антенна 1 D F A.
В альтернативном варианте приемной станции выходы направленных и всенаправленных антенных
приемных систем подаются на общий усилитель, на котором указанные сигналы объединяются в
противофазе. Неоновая лампа питается от общего усилителя, и схема устроена таким образом, что при
приеме сигналов как направленно, так и всенаправленно неоновая лампа не загорается, так что при нулевой
силе сигнала от какой-либо конкретной станции (т. е. когда рама антенны расположена под прямым углом к
направлению этой станции) всенаправленные и направленные сигналы от этой станции не будут
уравновешиваться в этом общем усилителе (как это происходит со всеми другими станциями), и,
следовательно, неоновая лампа будет гореть в результате всенаправленного приема сигналов от
рассматриваемой станции в моменты, когда название этой станции отображается на щелевом диске, так что
название указанной станции будет подсвечено.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_408016.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=408016&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB408016A
[]
Полная спецификация.
Усовершенствования, касающиеся физико-химических процессов взаимодействия газов и жидкостей, таких
как абсорбция, испарение и соединение.
И. Эспри Айми Гайед, гражданин Франции, проживающий по адресу: Ронда, 1-й университет, Барселона,
Испания, 33, настоящим заявляет о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Изобретение относится к проведению
физико-химических операций с участием газов и жидкостей.
Например, растворение газообразной соляной кислоты в воде до настоящего времени осуществлялось в
специальных канистрах или других подобных керамических устройствах, в которых газы просто
соприкасаются с поверхностью жидкости, обязательно очень малой площади, настолько малой, что для
обеспечения достаточно длительного контакта между газами и жидкостями и достижения желаемой
абсорбции необходимо очень большое количество таких канистр.
Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение быстрого и рационального поглощения газов
в небольшом количестве емкостей, где газы находятся в непосредственном контакте, при необходимости с
сильным трением, с очень большой поверхностью из пенопласта или другого материала, покрытого постоянно
обновляющейся пленкой жидкости.
Изобретение применимо в целом ко всем процессам конденсации, испарения, насыщения или другим
операциям аналогичного характера.
Устройство согласно изобретению включает в себя множество дисков на вращающемся валу, чередующихся с
кольцевыми разделительными стенками, в контейнере для газа и жидкости, обеспечивающем
зигзагообразный путь для газа, вал, а также, по меньшей мере, некоторые из дисков и разделительных стенок,
являющиеся полыми для приема нагревающей или охлаждающей среды.
На прилагаемом чертеже показан один из вариантов осуществления изобретения, на котором на фиг. 1
изображен вид устройства в разрезе, а на фиг. 2 — вид с торца.
Рисунок 3 представляет собой разрез 1-2 на Рисунке 1, а Рисунок 4 — разрез d4 на Рисунке 1.
Предпочтительно, используемое устройство имеет форму горизонтального цилиндра, как показано на
чертеже, но при необходимости может быть наклонным или вертикальным; оно может быть цельным или, что
еще лучше, состоять из двух частей, как показано на рисунке, соединенных герметичным соединением Q.
Верхняя часть С образована рядом параллельных отсеков или ячеек J, подобно многоячеистому насосу, с
каналом вдоль центра для входящего газа в точке B и выходящего в точке K. Нижние части либо образованы
в виде единого желоба, либо разделены на отсеки 1), как верхняя часть. После выполнения соединения Q он
заполняется жидкостью, подаваемой ниже оси цилиндра.
В центре и по оси аппарата расположен горизонтальный вал А, проходящий через него от одного конца до
другого. На этом валу закреплен ряд вертикальных дисков М, предпочтительно имеющих гофрированную
поверхность и расположенных точно по центру и оси каждой соответствующей ячейки верхней части, при этом
количество ячеек или отсеков может быть любым желаемым.
Стержень А и некоторые из дисков полые, как показано на рисунке I, чтобы позволить газам или жидкостям
проходить внутри них для охлаждения или нагревания обрабатываемых веществ. Аналогично, стенки между
ячейками J сделаны полыми для приема нагревательной или охлаждающей среды.
Очевидно, что при такой конфигурации газы, поступающие в конец аппарата, для выхода из него должны
двигаться по зигзагообразной траектории, показанной стрелками на рисунке 1, обеспечивая тем самым очень
обширную влажную контактную поверхность, где указанные газы могут подвергаться очень высокому трению,
если свободное пространство между стенками дисков, которые могут быть гофрированными или нет, и
внутренними стенками ячеек очень ограничено.
Концы вала, поддерживающие диски, могут быть расположены таким образом, чтобы не выступать за
пределы конденсатора, и в этом случае они будут опираться, как показано на рисунке D, на подшипники из
материала, устойчивого к воздействию соляной кислоты или любого другого обрабатываемого вещества; это
вещество при необходимости может служить смазкой.
В последней, более крупной ячейке, эта конструкция имеет форму диска N, напоминающего чашу или
ковшовое колесо, которое принимает жидкость сверху. Предпочтительно использовать несколько цилиндров,
через которые последовательно проходит поток жидкости. Каждый из них находится на несколько более
низком уровне, чем предыдущий, так что жидкость под действием силы тяжести перетекает из одного в
другой, а вес жидкости в ковшах вызывает медленное вращение валов и дисков, которые могут быть
гофрированными или нет, и которые погружаются в жидкость, постоянно покрываясь тонкой пленкой
жидкости, непрерывно обновляемой. Таким образом, между конденсируемыми или поглощаемыми газами и
жидкостью устанавливается длительный, тесный и рациональный контакт, а эффект может быть усилен за
счет энергетического трения.
Если требуется определенная скорость вращения вала и дисков, к каждому цилиндру может быть подключен
насос или аналогичное устройство, которое забирает жидкость из нижней части каждого цилиндра из одного
или обоих кранов H и выбрасывает ее через верхний кран O; таким образом, жидкость перемещается по
замкнутому контуру для более активной подачи жидкости в ковшовое колесо и, следовательно, для большей
скорости.
Если предпочтительнее вал, который может располагаться не совсем на продольной оси, проходит через
цилиндр от одного конца до другого и имеет наружные подшипники, и в этом случае он приводится в
движение механически с конца G, при необходимости с большей скоростью, чем под действием чистой силы
тяжести, для достижения тщательного распыления. Кроме того, некоторые из дисков можно с успехом
заменить небольшими ковшовыми или лопастными колесами, турбинами или любым другим устройством,
которое будет распылять обрабатываемую жидкость в каждой соответствующей ячейке. Разумеется, в
данном случае для обеспечения герметичности используются соответствующие фитинги. В такой конструкции
большое ведущее колесо N с tbue3çets становится бесполезным и заменяется обычным диском.
Верхняя часть цилиндра может включать ребра, образующие, при необходимости, охладитель, при этом
внешние стенки ячеек погружаются в холодную воду. Аналогичное устройство используется, но с кипящими
жидкостями, если необходимо сконцентрировать какой-либо раствор или кислоту.
Нижняя часть цилиндра может быть снабжена ребрами или опорами, либо может образовывать аналогичный
охлаждающий или нагревательный кожух.
Металл или используемый материал выбираются таким образом, чтобы противостоять воздействию газов или
жидкостей и, при необходимости, тепла в соответствии с назначением аппарата 15.
Жидкость, поступающая из предыдущего цилиндра с более высоким уровнем, поступает сверху из
предыдущего цилиндра, если он приводится в действие колесом. Если движение осуществляется
механически, жидкость поступает по трубе, расположенной сбоку, и выходит по трубе на противоположном
конце; в этом случае разница уровней между различными баллонами может составлять всего несколько
сантиметров, но высота жидкости внутри всегда должна обеспечивать легкую циркуляцию газов в каждом
баллоне, который, кроме того, имеет дополнительную трубу P внизу, позволяющую легко и полностью его
опорожнить.
Газы предпочтительно поступают в верхнюю часть первой ячейки и выходят в верхнюю часть последней
ячейки каждого цилиндра, как показано на чертеже в точках B и E.
Разумеется, обычно растение состоит из нескольких цилиндров, которые лучше всего расположить на разных
уровнях, чтобы обеспечить нормальное перемещение жидкостей под действием силы тяжести.
При использовании аппарата для конденсации и растворения соляной кислоты становится возможным более
эффективно, чем раньше, реализовать определенные условия, обеспечивающие удовлетворительную
работу.
Газ должен быть максимально чистым и максимально охлажденным, а вода, в которой он должен
растворяться, также должна оставаться холодной, несмотря на тепло, выделяющееся при конденсации газа.
Это достигается за счет прохождения хладагента вокруг стенок ячеек, а также через полый стержень и диски,
что позволяет быстро отводить тепло, выделяющееся в этом процессе.
Для обеспечения большой площади контакта газа и воды необходима именно такая площадь, которая
достигается не только за счет постоянного смачивания поверхностей дисков при их погружении в воду, но и за
счет перемешивания и разбрызгивания, усиливаемых гофрированными поверхностями дисков. Более того,
жидкость, переходя из одного отсека в другой, постепенно обогащается за счет поглощения все большего
количества газа, и исключается возможность смешивания слабых и сильных растворов.
Данное устройство позволяет полностью удалить весь газ, так что любой воздух, присутствующий вместе с
газом, поступающим в точку B, удаляется в точке K после завершения процесса практически без загрязнения
газом.
«Чистая вода подается непрерывным потоком через воронку 0, а концентрированный раствор отводится на
отметке 1, при этом подача газа и воды регулируется для получения желаемой конечной концентрации».
Тот же аппарат можно использовать для обработки или очистки остаточных или других жидкостей с помощью
газа при высокой температуре, но в этом случае материал, конечно же, должен быть пригоден для
противостояния воздействию тепла. В качестве примера такого применения можно привести получение
чистой концентрированной азотной кислоты из остаточного раствора серной кислоты или очень разбавленной
азотной кислоты. Концентрирование достигается с помощью высококонцентрированной серной кислоты: как
известно, азотная кислота, содержащаяся в любом нагретом растворе, начинает перегоняться примерно при
800 °C, но при этой температуре также испаряется значительное количество воды, так что полученный
дистиллят имеет низкую концентрацию азотной кислоты.
При использовании аппарата в соответствии с изобретением точно определенное количество
концентрированной серной кислоты добавляется к обрабатываемому раствору азотной кислоты, так что
благодаря высокой способности серной кислоты к воде водяной пар удерживается, а пар азотной кислоты
переходит на конденсацию, в результате чего получается высококонцентрированная азотная кислота.
Для целей данного процесса используются три устройства, соответствующие изобретению. Рассматриваемый
далее дистилляционный аппарат поддерживается при температуре от 0 до 1000 °C за счет циркуляции
горячих газов или кипящих жидкостей во внешнем корпусе, полом валу и дисках. Смесь сульфоазота и
концентрированной серной кислоты подается в аппарат через воронку 0. Смесь быстро достигает
температуры перегонки, а механическое движение, упомянутое при описании самого аппарата, вызывает
быстрое образование паров азотной кислоты. Эти пары передаются в другое устройство в соответствии с
изобретением, в котором наружный стержень, полый вал и диски охлаждаются путем прохождения через них
хладагента. Здесь, опять же, эффект от аппарата, сконструированного в соответствии с изобретением,
заключается в быстром воздействии, в данном случае — охлаждении и конденсации.
Горячая жидкость из перегонного аппарата, из которого была отгонена основная часть азотной кислоты,
поступает в другой аппарат, сконструированный в соответствии с изобретением.
Этот аппарат нагревается до очень высокой температуры и служит для повторного концентрирования серной
кислоты, которая сохранила воду разбавления из исходной смеси. Нагрев данного аппарата осуществляется
описанным выше способом с помощью горячего газа, поступающего от газогенератора.
Полученная в этом аппарате концентрированная серная кислота имеет высокое содержание моногидрата и
возвращается для повторного использования в перегонный аппарат вместе со свежей порцией
сульфоазотного раствора или слабой азотной кислоты.
Аналогичным образом, с помощью оборудования, соответствующего изобретению, можно удалять мышьяк из
растворов, содержащих эту примесь, очищать, дезодорировать или гидрогенизировать масла, обрабатывать
нефть кислотами с целью очистки и осуществлять другие подобные процессы. В тех случаях, когда требуется
каталитическое действие, катализатор может быть нанесен на поверхность вращающихся дисков.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я заявляю, является 1. Устройство для проведения физико-химических операций между газами или парами и
жидкостями, включающее множество дисков на вращающемся валу, чередующихся с кольцевыми
разделительными стенками в контейнере для газа и жидкости, обеспечивающем зигзагообразный путь для
газа, вал и, по меньшей мере, часть дисков и разделительных стенок, являющихся полыми для приема
нагревающей или охлаждающей среды.
Соседние файлы в папке патенты