Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11568
.pdf
модификация рис. 2 будет аналогичной.
Принцип работы настоящего изобретения кратко изложен следующим образом: Во-первых, уже было
отмечено, что при испытаниях на высокое напряжение первостепенное значение имеет то, чтобы
трансформатор обеспечивал как можно более качественную синусоидальную форму выходного напряжения,
то есть такую, которая имеет наибольшую степень отсутствия гармоник. Для получения синусоидальной
формы напряжения трансформатору с железным сердечником требуется искаженная форма
намагничивающего тока из-за эффектов насыщения железа, и в этом намагничивающем токе третья
гармоника обычно является наибольшей, а 5-я, 7-я, 9-я и более высокие нечетные гармоники также являются
наибольшими.
Обычно они существуют в убывающем порядке по величине. Любое сопротивление потоку этих гармоник тока
приводит к появлению соответствующих гармоник напряжения на трансформаторе. Если высоковольтный
испытательный трансформатор питается через индуктивный регулятор, то при определенных условиях
нагрузки емкостной эффект последнего в сочетании с индуктивным эффектом индуктивного регулятора
создает высокое результирующее сопротивление потоку гармоник намагничивающего тока и, следовательно,
может привести к значительному искажению напряжения. Это искажение напряжения становится еще более
заметным, когда к входным клеммам трансформатора подключены реакторы балансировки нагрузки,
поскольку более высокое сопротивление меньшего напряжения по сравнению с сопротивлением индуктивного
регулятора соответствующим гармоникам гарантирует, что гармонические напряжения, передаваемые на
испытательный трансформатор от источника питания, будут уменьшены до желаемой степени, а не усилены.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_407397.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=407397&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB407397A
[]
PAN S PC F IT LO
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА .,y 2 ' Дата подачи заявки: 19 сентября 1932 г. № 26,049/32.
Фотография слева: 9 сентября 1933 года.
4 07 3974 407, 397 Завершено: 19 марта 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования валовых уплотнений, пригодных для паровых турбин. Мы, компания TEE PARSONS
MARINE STEAM TURBINE COMTANY, LIMITED, зарегистрированная в соответствии с законодательством
Великобритании, расположенная по адресу Turbinia Works, Wallsend-on-Tyne, графство Нортумберленд,
Стэнли Смит Кукс и Луис Мортимер Дуглас, оба британские подданные, оба проживающие по адресу
компании, настоящим заявляем, что данное изобретение имеет следующий характер:
Изобретение относится к сальниковым уплотнениям валов, пригодным для паровых турбин, и, в частности, к
системам уплотнений, обычно называемым «резервуарным типом», основная цель которых состоит в
поддержании одинакового давления, немного превышающего атмосферное, во всех внешних карманах
сальников, чтобы уменьшить утечку в машинное отделение до незначительного количества, но при этом
обеспечить получение по такой утечке информации о надлежащем функционировании системы сальников.
Основная цель настоящего изобретения — предложить усовершенствованные или альтернативные формы
таких систем уплотнений. С этой основной целью изобретение представляет собой системы уплотнений вала,
подходящие для паровых турбин, имеющих ступени высокого и низкого давления, в которых утечка пара из
ступени или ступеней высокого давления используется для уплотнения сальника или сальников ступени или
ступеней более низкого давления.
Изобретение также включает в себя системы сальниковых уплотнений, подходящие для паровых турбин,
имеющих ступени высокого и низкого давления, в которых наружные сальниковые карманы и прилегающие к
ним внутренние карманы соединены с системой резервуаров, снабженной соответствующими средствами для
регулирования давления в них.
Изобретение также включает в себя систему сальникового уплотнения вала, подходящую для паровых
турбин, имеющих ступени высокого и низкого давления, в которой соответствующие сальниковые карманы
различных ступеней турбины снабжены прямым соединением сальникового уплотнения, которое, в свою
очередь, соединено с системой резервуаров.
Изобретение, наконец, заключается в системах уплотнений валов, описанных или указанных ниже.
При реализации изобретения в соответствии с одним из типов, применяемых к паровой турбине, имеющей
ступени высокого и низкого давления в отдельных корпусах, 55 через концы которых проходят вал или
патрубки турбины, уплотнения для них одинаковы в обеих турбинах и на их внешних концах имеют
лабиринтную структуру с наружным карманом и внутренним карманом 60, примыкающим к нему со стороны,
удаленной от атмосферы, причем между такими наружным и внутренним карманами предусмотрен участок
лабиринтного уплотнения.
В некоторых случаях на одном или обоих концах турбины может быть предусмотрено более одного внешнего
кармана и более одного внутреннего кармана.
В соответствии с настоящим изобретением, предусмотрен резервуар любой подходящей формы 70, к
которому соединены наружный и внутренний карманы, связанные с набивкой на каждом конце турбины
высокого давления и на каждом конце турбины низкого давления.
Резервуар, который может быть небольшого размера или служить лишь соединительным элементом, если
объем трубопроводных соединений достаточен, снабжен подачей пара, регулируемой соответствующим
клапаном, управляемым вручную или автоматически, который также определяет объем утечки из резервуара
в конденсатор. Регулирующий клапан устроен таким образом, что в данный момент времени может быть
открыт только канал подачи пара или канал утечки.
При такой конструкции общий поток утекающего пара направлен из турбины высокого давления в турбину
низкого давления через резервуар. Таким образом, утекающий пар из турбины высокого давления будет
проходить вдоль набивки во внутренний карман и там разделяться, большая его часть будет течь
непосредственно через трубное соединение из него в резервуар, а остальная часть будет проходить через
описанную выше лабиринтную набивку во внешний карман, откуда она проходит через соединение,
предусмотренное для резервуара. Аналогичный поток происходит и в случае турбины низкого давления, но в
противоположном направлении. Таким образом, пар из резервуара поступает во внутренний карман главным
образом через соединение, предусмотренное для указанного внутреннего кармана, небольшая часть
проходит через соединение с внешним карманом и внутренними сальниковыми карманами низкого давления
на обоих, затем через промежуточные концы ступеней турбины, аналогичное соединение лабиринтной
набивки. Поток через соединения, предусмотренные для объединения потоков, затем продолжается к
наружной внутренней части турбины низкого давления, находящейся под высоким и низким давлением.
Предполагается, что каждое из этих соединений находится под давлением ниже определенного значения. В
свою очередь, каждое соединение соединено с атмосферным резервуаром ответвлением трубы.
Избыточная утечка или дефект утечки из турбины высокого давления в резервуар для передачи пара из
сальниковых камер высокого давления снижается по сравнению с тем, что требуется для сальниковых камер
низкого давления. 75 сальниковых камер высокого давления можно легко отрегулировать до минимума,
поскольку уменьшается не только длина самого трубопровода, но и потери из-за прекращения подачи пара
при входе в резервуар и ускорении пара при выходе из резервуара. Цель таких регулировок – поддерживать
давление в резервуаре.
Немного выше атмосферного давления. При такой конфигурации прямое сопротивление потоку пара из
карманов высокого давления в карманы низкого давления невелико, в то время как ответвления от набивки
между карманами проводят только тот пар, который необходим для удаления избытка или подачи пара. Как
видно, если трубы между соединениями служат для проведения основной части утечки пара из карманов
высокого давления, а резервуар имеет лишь небольшое сопротивление потоку пара низкого давления, то
ответвления от соединений с резервуарами могут проводить только тот пар, который необходим для
удаления избытка или подачи пара. Давление пара в карманах высокого давления может поддерживаться в
значительной степени эффективным, в зависимости от ситуации.
Равномерность достигается путем манипулирования только одним клапаном. Предпочтительно резервуар
расположен симметрично между карманами на двух концах турбин, но если это турбина высокого давления,
поскольку сопротивление пакета между карманами велико по отношению к сопротивлению соединений
внутренних карманов, в этом случае скорость оттока из внутренних сальниковых карманов, через которые
проходит ответвление, очень мала, и от соединения между ними на другом конце до соединения с трубой
также мало, давление необходимо для создания потока, и аналогично для наружных сальниковых карманов. В
случае, например, турбины высокого давления, поскольку сопротивление пакета между карманами велико по
отношению к сопротивлению соединений внутренних карманов, в этом случае, в отношении соединения труб,
скорость оттока из внутренних сальниковых карманов очень мала, и от соединения между ними на другом
конце до соединения труб также мала, давление продолжает поступать в резервуар, разница 100 от наружных
карманов к резервуару будет.
Если более симметричное расположение желательно, то, однако, соответствующая скорость потока через
набивку от соединений на двух концах может быть сама по себе очень мала, а разница давлений, взятая из
средней точки таких соединений, необходима для обеспечения потока пара в резервуар.
Согласно дальнейшей модификации, также незначительные два внутренних кармана каждой турбины
соединены трубой, и эти соединительные трубы различных турбин имеют равномерное давление, немного
превышающее 110 атмосфер, таким образом, легко поддерживаемое во внешних сальниковых карманах,
которые, в свою очередь, снабжены соединением с описанным выше веством, применяемым к резервуару,
причем внешние карманы имеют аналогичную систему соединений i-5 турбин, соединенных со всеми его
внешними и внутренними сальниковыми карманами, причем два резервуара соединены, в частности, с
заметной частью емкости. Конструктивные детали описанных выше систем могут принимать различные
формы и в частности, общий регулирующий клапан с соединением с подачей пара и утечкой через большой
коллекторный трубопровод, идущий горизонтально к конденсатору, как и прежде, в то время как между ними
предусмотрен запорный клапан. На этапах, когда сальниковые карманы могут быть соединены с
регулирующим клапаном и каждым резервуаром таким образом, что в случае неработоспособности одного
комплекта турбин, расположенных перпендикулярно коллекторной трубе 125, вся ось сальника системы
может быть изолирована от оси сальника другого комплекта. Регулирующий клапан может быть соединен с
резервуаром напрямую или путем отрезка трубы, так что в последнем изобретении внутренний сальник
высокого давления может быть расположен в подходящем положении для удобного манипулирования. 6:5
карманов напрямую соединены с внутренним сальником высокого давления. 130 407,397 407,397 В некоторых
случаях только некоторые из карманов высокого и низкого давления напрямую соединены, в то время как
другие снабжены соединениями с резервуаром, как описано выше.
В любой из описанных выше систем, если один или несколько сальников используются для уплотнения под
таким давлением, что для уплотнения требуется лишь небольшое количество пара, можно заменить их
сальником с одним или двумя карманами.
Кроме того, в других случаях может не потребоваться соединение некоторых сальников с системой
резервуара, при этом остальные сальники могут быть либо все двух- или более карманного типа, либо
смешанного двух- и однокарманного типа. Наконец, один или несколько сальников высокого давления могут
включать карманы, соединенные с соответствующими ступенями турбинной системы, с целью ступенчатого
регулирования давления в сальнике или сальниках для уменьшения утечек.
В описанные выше системы могут быть внесены изменения как в отношении структуры сальников, так и в
отношении количества и расположения турбин, без выхода за рамки изобретения.
Дата: 19 сентября 1932 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в конструкции вала, 2 типа уплотнений, подходящих для паровых турбин.
Таким образом, мы, компания THE PARSONS MARINE STEAM TURBINA-COVMPANY LIMITED,
зарегистрированная в соответствии с законодательством Великобритании, расположенная по адресу Turbinia
Works, Wallsend-on-Tyne, в графстве Нортумберленд, Стэнли Смит Кук и Лу Мортимер До Ут Глас, оба
британские подданные, оба проживающие по адресу компании, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Изобретение относится к сальниковым уплотнениям валов, пригодным для паровых турбин, и, в частности, к
системам уплотнений, имеющим упругожидкостный «резервуар», основной целью которых является
поддержание одинакового давления, немного превышающего атмосферное, во всех наружных карманах
уплотнений, так что утечка в машинное отделение может быть сведена к незначительному количеству, однако
при этом такая утечка позволяет судить о надлежащем функционировании системы уплотнений.
Основная цель настоящего изобретения — предложить усовершенствованные или альтернативные формы
таких упаковочных систем.
Основная цель изобретения состоит в создании систем сальникового уплотнения вала, пригодных для
паровых турбин, в которых наружные сальниковые карманы и прилегающие к ним внутренние карманы
соединены с одной и той же системой резервуаров.
Изобретение также включает в себя системы сальникового уплотнения вала, как описано в предыдущем
абзаце, в которых наружные сальниковые карманы и прилегающие к ним внутренние карманы соединены с
системой резервуара, снабженной соответствующими средствами для регулирования давления в них. 70
Изобретение также включает в себя систему сальникового уплотнения вала, как описано выше, подходящую
для паровых турбин, имеющих турбины высокого и низкого давления, в которой соответствующие
сальниковые карманы различных ступеней турбины снабжены прямым соединением, которое само соединено
с системой резервуара.
Изобретение, наконец, заключается в системах уплотнений вала, описанных или указанных ниже.
Обращаясь к прилагаемым схематическим чертежам: Рисунок 1 показывает план одного из вариантов
изобретения, примененного к поперечно-компрессорному турбинному агрегату весом 85 фунтов, имеющему
секции высокого и низкого давления; Рисунок 2 представляет собой план системы, подобной показанной на
Рисунке 1, воспроизведенной для применения в двухвинтовой морской установке; Рисунок 3 представляет
собой аналогичный вид модифицированной системы, в которой предусмотрены прямые соединения между
внутренними сальниковыми карманами высокого и низкого давления на обоих концах секций турбины, при
этом резервуар симметрично расположен между этими поперечными соединениями; Рисунок 4 показывает
компоновку, в которой резервуар расположен несимметрично, а Рисунок 5 — модификацию системы,
показанной на Рисунке 4, в которой некоторая степень несимметричности уменьшена; и, наконец, Рисунок 6
показывает конструктивную форму изобретения, в которой емкость резервуара частично обеспечивается
горизонтальными коллекторами.
a. Те же ссылочные символы используются на разных чертежах для обозначения правильной длины набивки,
- к внутренней части соответствующих частей турбины низкого давления, b, которая, как предполагается,
находится под давлением ниже атмосферного. При реализации изобретения форма показана на рисунке 1.
Применение септема 6 70 к установке паровой турбины, имеющей турбину высокого давления, a, и турбину
низкого давления высокого давления, a, в секцию резервуара, b, в отдельных корпусах, voir, e, по сравнению с
тем, что требуется для концов, через которые турбина, сальники низкого давления c, могут быть легко
отрегулированы путем управления регулирующим клапаном, 75. Например, принимая турбину высокого
давления за h, резервуар для соединения с направляющей, набивка на обоих концах подачи пара, hy или
утечки, i, к Конденсаторы лабиринтного типа, расположенные по мере необходимости, цель состоит в
поддержании давления в наружных и внутренних сальниковых карманах, fa 4 и a' в резервуаре, немного выше
атмосферного давления 80 соответственно.
Паровой резервуар, e, любого подходящего типа, к которому наружный сальник, сальниковые карманы и
резервуар имеют карманы, a 4, на каждом конце секции турбины высокого давления, a, соединены трубами,
a-G, и внутренними сальниковыми карманами из набивки между карманами, давление в наружных карманах
различных секции турбины низкого давления обозначается буквой b с соответствующим цифровым
суффиксом G. В случае, скажем, турбины высокого давления, поскольку сопротивление набивки между
карманами велико, либо вручную, либо автоматически, — аналогично соединению карманной трубы, o',
скорость 95 определяет количество утечки из исходящего потока через это соединение очень мала, и
поскольку сопротивление трубы, i, регулирующий клапан, подключенный к внешнему карманному соединению
трубы, a', также показано, так что только подача живого пара мала, разница давлений, необходимая для
создания потока из внешнего кармана в j 03 в резервуар в данный момент времени, будет пренебрежимо
мала.
Если трубопроводные соединения имеют достаточный объем, то в случае турбины низкого давления,
собственно резервуар, e, может быть небольшого размера или служить лишь в качестве соединительного
элемента U', а давление 105. При описанной конструкции разница, необходимая для обеспечения общего
потока утечки пара, составляет от резервуара к внешней турбине высокого давления, a, к карману низкого
давления через трубу, b Y, b Y, b Y, e, что, безусловно, незначительно. Таким образом, утечка пара на каждом
конце от турбины высокого давления, a, будет легко поддерживаться во всех карманах, а именно, при наличии
двух карманов в трубном соединении, a 7, из него. Существенной особенностью изобретения является то, что
часть его протекает непосредственно через соединение, a 7, к резервуару, каждая сальниковая гайка
соединена с тем же резервуаром 115 voir, e, и балансировка, передаваемая дальше, в равной степени
применима к турбине, не имеющей через промежуточную длину отдельной ступени низкого давления.
Лабиринтная набивка, a 2, к внешнему карману. В конкретном варианте применения изобретения, откуда он
проходит через описанное выше соединение, применяется к соединению, a', к винтовой установке резервуара
морской установки (см. рис. 2). 120 Аналогичный изгиб возникает в случае левой турбины высокого давления,
обозначаемой буквой b, но в противоположном направлении {она обозначена буквой a, а левая турбина
низкого давления обозначена буквой b, соответствующий конец из резервуара e, проходит к турбинам на
правом борту, являющимся внутренним карманом b M, главным образом через соединение, обозначенное
соответственно буквами m и j 25, U', однако небольшая часть проходит через соединение U' с резервуаром
(левый резервуар находится внутри внешнего кармана b, а правый — в точке p) через промежуточную длину
лабиринта, соединенного со всеми его внешними и внутренними Упаковка железистой оболочки -2 Поток в
полость коровы, как показано на рисунке 2 с fa,3 t 407,397 относительно соединений, s, s.
Согласно дальнейшей модификации, внутренние отсеки LWO каждой турбины соединены трубой, а эти
соединительные трубы различных турбин соединены общей трубой, которая, в свою очередь, снабжена
соединением с резервуаром; внешние отсеки имеют аналогичный набор соединений.
Конструктивные детали описанных выше систем могут принимать различные формы, и в частности (см. рис. 6)
значительная часть емкости резервуара может представлять собой большую коллекторную трубу t,
проходящую горизонтально и расположенную таким образом между ступенями турбины, что внутренние
сальниковые уплотнители ai, b могут быть непосредственно соединены с ней короткими отрезками трубы t'.
tl, проходящая перпендикулярно оси коллекторной трубы 85. Горизонтальная коллекторная труба u,
предпочтительно меньшей пропускной способности, может выполнять аналогичную функцию в отношении
наружных сальниковых карманов a 4 b 4.
Регулирующий клапан, hi, может быть соединен с резервуаром либо напрямую, либо посредством отрезка
трубы, так что в последнем случае он может быть расположен в удобном для манипулирования положении.
В некоторых случаях только определенные зоны высокого и низкого давления соединены напрямую, как
описано со ссылкой на рисунок 3, в то время как другие снабжены соединениями с резервуаром, как описано
выше со ссылкой на рисунок 1.
Наконец, один или несколько сальников высокого давления могут представлять собой полости, соединенные,
например, трубой (v, рис. 1 и 2) с соответствующими ступенями турбинной системы, с целью ступенчатого
изменения давления в сальнике или сальниках для уменьшения утечек.
В описанные выше системы могут быть внесены изменения как в отношении структуры сальников, так и в
отношении количества и расположения турбин, без выхода за рамки изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения 115 и способ его осуществления, мы заявляем,
что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_407398.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=407398&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB407398A
[]
( -\
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 19 сентября 1932 г. № 26058/32.
407,398 Завершено: 19 марта 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в усилительных схемах, использующих термоэлектронные лампы, или связанные с
ними.
Я, Фрэнк Бернх 1ард де 1ин, магистр наук.
Доктор философии, член Американского института дипломированных патентных поверенных, подданный
Великобритании, проживающий по адресу: Кингсуэй Роуз, 103, Кингсуэй, Лондон, W.C. 2, дипломированный
патентный поверенный, настоящим заявляю о характере данного изобретения (о котором мне сообщили
Сирил Фрэнк Элвелл, подданный Великобритании, и Фредерик Э. Терман, гражданин Соединенных Штатов
Америки, оба из Стэнфордского университета, округ Санта-Клара, штат Калифорния, США) и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям или связано с усилительными схемами.
Практически все проблемы проектирования усилителей связаны с двумя факторами: во-первых,
коэффициентом усиления, или величиной усиления, и, во-вторых, линейностью, или отсутствием искажений.
Относительная важность этих двух факторов может различаться в зависимости от конкретного усилителя и
сферы его применения, но вне зависимости от области применения необходимо учитывать оба аспекта.
Как требование высокого усиления, так и требование линейности подразумевают, что используемая в схеме
вакуумная лампа должна иметь высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление. Из этих
требований первое обычно более важно, поскольку чем выше входное сопротивление, тем больше
управляющий потенциал, который может быть создан на нем при ограниченном количестве входной
мощности, и потому что резистивная составляющая входного сопротивления, как правило, не является
линейной (40), и если эта составляющая мала, т.е. если проводимость велика, вводятся серьезные
искажения. По этим причинам принято эксплуатировать управляющую сетку вакуумной лампы при
отрицательном потенциале смещения A, так что сетка никогда не должна становиться положительной. В этих
условиях электронный ток, протекающий от нити накала к сетке, практически равен нулю, и резистивную
составляющую импеданса можно считать бесконечной.
Однако высокое входное сопротивление, полученное таким образом, достигается за счет нарушения первого
требования, а именно низкого выходного сопротивления и высокой взаимной проводимости, и одной из целей
настоящего изобретения 55 является преодоление вышеуказанных возражений против обычных методов
работы с термоэлектронными лампами путем создания системы, в которой сетка лампы может
поддерживаться при положительном потенциале, что позволяет получить высокую взаимную проводимость,
низкое выходное сопротивление и высокую постоянную усиления без снижения входного сопротивления
лампы до такой степени, чтобы вызвать искажения и потери усиления 6 из-за поглощения энергии
переменного тока входной цепью указанной лампы.
Мне известно, что ранее предлагалось управлять трехэлектродным клапаном с положительным потенциалом,
подаваемым на управляющий электрод 70. Таким образом, в соответствии со спецификацией
В патенте № 817,23-v описано устройство электронного разряда, в котором сетке придается очень высокое
положительное сопротивление путем приложения к ней положительного потенциала.
Мне также известно, что было предложено обработать электрод клапана, чтобы сделать его хорошим
излучателем вторичных электронов. Так, в спецификации № 80.
302,307 Описано устройство для электронно-разрядной обработки, включающее вакуумированный резервуар,
содержащий электронно-излучающий катод и по меньшей мере два других электрода, один из которых
сформирован на нем для повышения его эффективности в качестве излучателя ударных электронов,
покрытием из соединения металла, обладающего щелочными свойствами. Утверждается, что при
использовании бората лития в качестве материала покрытия электроды, покрытые им, излучают практически
один ударный электрон на каждый первичный электрон, достигающий их. Мне также известно, что было
предложено изготовить сетку клапана из торированного вольфрама, чтобы она излучала первичные
электроны во время откачки клапана.
Согласно настоящему изобретению, предлагается система усиления, включающая термоэлектронную лампу,
имеющую катод, анод и управляющий электрод, на который подаются входящие сигналы, причем указанный
управляющий электрод покрыт слоем бария или другого подходящего электроизлучающего материала и
имеет приложенное к нему положительное смещение, так что скорость изменения количества электронов,
достигающих управляющего электрода в результате изменения потенциала указанного управляющего
электрода, практически равна скорости изменения количества вторичных электронов, отводимых от
указанного управляющего электрода к аноду.
Следует отметить, что в данном изобретении рассматривается именно скорость изменения тока в сети; так
называемое «статическое» входное сопротивление лампы может быть относительно низким, но если скорости
изменения тока, входящего и выходящего из сети, практически равны, то динамическое сопротивление сети
будет высоким. Поскольку мощность, поглощаемая в цепи сети из-за низкого статического сопротивления,
обеспечивается локальным источником постоянного тока, она относительно незначительна и относится к той
же категории, что и мощность, поглощаемая постоянной составляющей анодного тока.
Таким образом, сигнал или переменный потенциал, который необходимо усилить, должен подавать на вход
незначительную мощность, и, следовательно, потери усиления по этой причине невелики.
Управляющий электрод клапана предпочтительно состоит из большого количества витков тонкой проволоки,
изготовленной из никеля или другого подходящего материала и покрытой барием, торием или другим
материалом, облегчающим эмиссию вторичных электронов.
Предпочтительно, этот материал наносится в очень мелкодисперсном состоянии, так что на электроде
образуется практически моноатомный слой. Нить накала, взаимодействующая с управляющим электродом,
предпочтительно короткая и относительно тяжелая по сравнению с обычными формами вентилей, и
предпочтительно увеличено расстояние между нитью накала и сеткой, а также между сеткой и пластиной или
анодом.
Для лучшего понимания настоящего изобретения будет описана одна из форм клапана в качестве примера, а
также приведены примеры систем усиления, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: Рисунок 1
представляет собой осевой разрез трехэлектродного клапана, используемого в системе согласно настоящему
изобретению; Рисунок 2 представляет собой поперечный разрез по линии 2 на Рисунке 1; Рисунок 3
представляет собой графики, иллюстрирующие входные импедансы клапанов, работающих с вторичным
излучением от сети и без него.
На рисунке 4 схематически показан один из примеров усилительной схемы согласно данному изобретению,
включающей трехэлектродный клапан, на рисунке 5 показана усилительная схема, включающая
четырехэлектродный клапан.
Обращаясь к рисункам 1 и 2, клапан включает стеклянную оболочку 1, имеющую шток 2, через который
проходят выводы x, 5, 6 и 7, герметично запечатанные под давлением 8. Выводы 3 и 5 соединены с нитью
накала 10, которая предпочтительно короткая и толстая, чтобы иметь большую площадь поверхности (70°) по
отношению к своей длине. Цель этого состоит в получении большой эмиссии электронов вместе с
максимально возможным градиентом потенциала вблизи нити накала.
Вокруг нити накала, на расстоянии 75 от нее, значительно большем, чем обычно для ламп, используемых для
аналогичных целей, расположена сетка 11, которая предпочтительно образована из 130 витков тонкой
проволоки и которая соединена 80 с выводом 6. Сетка изготовлена из никеля и покрыта тонким слоем
материала, имеющего очень высокий коэффициент вторичной электронной эмиссии. Из таких материалов
лучшим из обнаруженных на данный момент является барий, который может быть осажден после того, как
трубка будет откачана путем дистилляции с нити накала, образуя практически моноатомный слой.
Другие материалы, такие как торий, также могут быть использованы для аналогичных целей с несколько
сниженной эффективностью. Из-за чрезвычайной малой толщины вторичного излучающего слоя, его не
удалось показать на чертеже, поскольку он значительно меньше микроскопической толщины.
К выводу 7 подсоединен пластинчатый электрод 12, который окружает сетку. Расстояние между этим
электродом и сеткой и нитью накаливания также предпочтительно больше, чем 100 в трубках, обычно
предназначенных для аналогичной эксплуатации.
Теперь, обращаясь к принципиальной схеме, изображенной на рисунке 4, показано, что сигнальное
напряжение 105 генерируется источником 13, который подключен к нити накала 10 и сетке 11 лампы; батарея
смещения 15 подключена последовательно с сеткой для обеспечения положительного заряда на ней. Анод 12
лампы 110 соединен через соответствующий выход ii 1 'педанс 16 через источник анодного тока 17 и оттуда
обратно к нити накала 1 l 0.
Для простоты на рисунке 115 не показан источник питания нити накала. При использовании сетки 11 с
бариевым покрытием, подобной описанной ранее, положительный потенциал от источника 15 может
составлять порядка 10 вольт. При этом напряжении отношение вторичных электронов к падающим первичным
электронам составляет приблизительно 1:1.
Очевидно, что не все вторичные электроны, испускаемые управляющей сеткой, будут притягиваться к аноду
трубки, поскольку их общее направление излучения направлено к нити накала. Часть из них вернется на
сетку, и суммарное влияние этих электронов на ток, протекающий в цепи сетки, будет нулевым. Конструкция
сетки должна быть такой, чтобы как можно больше вторичных электронов проецировалось в поле с анода и,
таким образом, притягивалось к аноду, а не возвращалось на сетку. Этот эффект проще всего достигается
использованием очень тонкой проволоки в структуре сетки. Это приведет к тому, что большее количество
вторичных электронов будет проецироваться из-за экранирующих проводов и, следовательно, попадать в
поток, достигающий анода, даже если их скорость излучения будет мала; Однако не обязательно, чтобы
вторичная эмиссия электронов или её часть, поглощаемая анодом, находилась в соотношении 1:1. Обе эти
величины будут изменяться не только в зависимости от потенциала сетки, но и от потенциала анода. Для
ограничения искажений и поглощения мощности в цепи сетки необходимо, чтобы скорости изменения тока
электронов, падающих на сетку от нити накала, и тока вторичной эмиссии, поглощаемого сеткой, были
приблизительно равны. Этого легко достичь, поскольку необходимые потенциалы для любой заданной
структуры лампы легко определить экспериментальным путем.
Даже необязательно, чтобы динамическое сопротивление, представляющее собой отношение изменения
напряжения сети к изменению суммарного тока сети, было постоянным, если оно всегда было настолько
высоким, что вносило лишь небольшую часть общих потерь в цепи. В предпочтительной конструкции лампы
относительно большая площадь излучения катода и большое расстояние между катодом и сеткой
спроектированы таким образом, чтобы обеспечить образование пространственного заряда при используемых
потенциалах сети.
Предполагая, что вблизи катода образуется пространственный заряд, анодный ток лампы определяется
уравнением вида ip =K(Eg+Eplu)3 12, где Eg и E, — соответственно, напряжения на сетке и аноде, K —
константа, зависящая от конструкции лампы, а v — коэффициент усиления лампы (т. е. относительная
эффективность воздействия на электростатическое поле, создаваемое на поверхности катода напряжениями,
приложенными к сетке и аноду). Дифференцирование этого уравнения по напряжению на сетке дает
взаимную проводимость, которая, следовательно, равна g =d Ip d E, 312 K(Eg + Ep / J) 12. Из этого уравнения
видно, что для обеспечения высокой взаимной проводимости величина (E,+Esfu) должна быть как можно
больше.
Поскольку потенциал сетки E в обычной вентиле отрицательный, высокая взаимная проводимость может
быть получена только путем увеличения величины E,/,, в результате чего при заданном напряжении на аноде
взаимная проводимость может быть увеличена только за счет использования малого коэффициента усиления
u.
Этот момент хорошо иллюстрируется обычными силовыми лампами, используемыми в радиоприемниках, 70,
которые получают свою высокую взаимную проводимость за счет низкого коэффициента усиления, тогда как
лампы с более высоким значением и работающие при том же анодном напряжении всегда имеют более
низкую взаимную проводимость 75. В лампе с положительным потенциалом, приложенным к сетке,
одновременно возможно получить большое значение (E,+Eplu) и большой коэффициент усиления, поскольку
потенциал сетки Eg 80 положительный. Следовательно, можно создать лампу с положительной сеткой,
имеющую ту же взаимную проводимость, что и обычная силовая лампа, но с гораздо более высоким
коэффициентом усиления. Таким образом, анализ характеристик коммерческих силовых ламп типов,
известных в Соединенных Штатах Америки под номерами «245» и «2-50», показывает, что при замене плотно
намотанных сеток с высоким коэффициентом усиления, адаптированных 90 для вторичной эмиссии и
положительного смещения, эти лампы будут обеспечивать ту же выходную мощность, для которой они сейчас
адаптированы, при входном напряжении всего в одну треть от входного напряжения.
Теперь обратимся к рисунку 5. Четырехэлектродный клапан 20 имеет обычный катод 21, внутреннюю сетку 22,
внешнюю сетку 23 и анод. Управляющий потенциал представлен как генерируемый источником 26,
последовательно с которым подается положительный потенциал смещения jO. Источник 27 соединен
последовательно с внешней сеткой 23 и нитью накала 21. Анод соединен через выходное сопротивление 28 и
источник питания анода 30 обратно к нити накала обычным способом. Внутренний электрод 105.
Сетка 22 может работать при том же потенциале, что и катод, или же на нее может подаваться
положительное или отрицательное смещение от батареи 31. В обычной четырехэлектродной вентильной
лампе расстояние между элементами 110 l таково, что если бы и сетка, и анод работали при положительных
потенциалах, электроны с катода могли бы отводиться слишком быстро, чтобы обеспечить образование
пространственного заряда. Именно для предотвращения этого эффекта предусмотрено большое расстояние
между сеткой и нитью накала.
На рисунке 3 показана кривая 35, иллюстрирующая изменение динамического сопротивления экранной сетки,
используемой в качестве управляющей сетки 120 двухсеточной лампы. Внутренняя сетка в данном случае
работала при потенциале катода. Видно, что для всех положительных напряжений смещения от 35 до 65
вольт динамическое входное сопротивление превышает 125 половину мегаома.
Хотя динамическое сопротивление изменяется в этом диапазоне, оно все же значительно превышает любое
сопротивление, к которому оно обычно подключается, так что любые искажения, вносимые в цепь
изменениями сопротивления, чрезвычайно малы.
Высокое значение входного сопротивления, полученное таким образом, по сравнению с сопротивлением,
обычно получаемым при положительном напряжении сетки, но в котором подавлены вторичные эмиссии,
показано сравнением кривой 35 с кривой 36, последняя показывает входное сопротивление стандартного
клапана, в котором отсутствуют вторичные эмиссии с сетки. Следует отметить, что в то время как
сопротивление клапана со вторичными эмиссиями превышает 200 000 Ом для всех значений положительного
потенциала сетки до 75 вольт, клапан с экранирующей сеткой без вторичных эмиссий демонстрирует высокое
сопротивление только при очень малых управляющих напряжениях, быстро падая примерно до 80 000 Ом при
напряжениях, где вторичная эмиссионная сетка дает в десять раз большее входное сопротивление.
Провал, появляющийся на кривой 35 при напряжении около 65 вольт, можно избежать, увеличив вторичные
эмиссии от сетки, что обеспечит очень высокое входное сопротивление при всех входных напряжениях до
примерно 65 вольт.
Соседние файлы в папке патенты