Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11686
.pdf
от смещения подходящим упором, таким как легкая листовая пружина 47, которая поддерживается часовым
механизмом или другой опорой, с которой связан двигатель. Следует отметить, что описанная конструкция
ротора 120, выступающая из Односторонняя крестовина позволяет центру тяжести ротора располагаться
внутри подшипника, что дает возможность использовать только один подшипник.
Двигатель установлен или может быть установлен на конструкции часов с помощью множества монтажных
ножек или выступов 49 на дисковой части большей пластины статора 7, которая, таким образом, образует
основание для двигателя 130 405;,98 ( O A 403,250 Th 1 до сих пор новые конструктивные особенности
двигателя были в основном описаны. Существуют также важные электрические конструктивные особенности,
которые необходимо соблюдать для обеспечения удовлетворительной работы самозапуска и надежного и
стабильного субсинхронизирующего действия.
Эти улучшения стали возможны благодаря аналитическому исследованию условий, необходимых для работы
конструкции такого типа. Считается, что эти элементарные теоретические условия ранее не были известны
или изучены, и что, хотя двигатели этого общего типа (самозапускающиеся и субсинхронные) создавались
ранее, получение работоспособных конструкций или двигателей стало делом случая или экспериментальной
попытки. Например, анализ показал наличие второй гармоники в волне магнитного сопротивления ротора с
квадратной вершиной и 36 зубьями, которая ранее не рассматривалась, насколько известно из
предшествующего уровня техники. Выражение «волна магнитного сопротивления» относится к форме волны,
которая применяется к развертке ротора с использованием степеней расстояния или пространства в качестве
абсциссы и магнитного сопротивления в качестве ординат. Фактически, в учебниках говорится, что
симметричная волна с квадратной вершиной не может иметь четных гармоник, поэтому обычно нет причин
искать ее. Однако волна магнитного сопротивления ротора не является Волна имеет довольно квадратную
вершину, закругленную по краям, а сопротивление ротора никогда полностью не падает до нуля, поэтому
закругление полуволн, соответствующих пазам ротора, действительно очень выражено, и волна не
симметрична.
Согласно изобретению, разработаны средства для практически полного устранения всех синхронизирующих
или блокирующих моментов при запуске, соответствующих основной и второй гармоникам кривой магнитного
сопротивления ротора. Высшие гармоники, по крайней мере в конструкции, показанной на чертеже, настолько
малы, что их блокирующее воздействие при запуске не требуется учитывать.
Для того чтобы двигатель мог работать на субсинхронной скорости, необходимо, чтобы число зубьев ротора,
g которых составляют полюса ротора, было больше и являлось точным кратным числу полюсов статора. В
этом случае кратное равно шести, и двигатель работает на 1/1 от своей полной синхронной скорости, или 200
об/мин по 60-контактной цепи.
Затененные и незатененные половины полюсов статора расположены с такой разницей в ускорении, что их
центры находятся приблизительно на нечетном кратном половине шага зубьев ротора, где шаг зубьев ротора
— это угол, образованный между центрами двух соседних зубьев ротора. Таким образом, центр одной
незатененной половины полюса находится над зубом ротора в тот же момент, когда центр соответствующей
затененной половины полюса находится над пазом ротора, так что эффекты блокировки двух полюсов
относительно основной составляющей реактивной волны ротора различаются на 180 электрических градусов
в терминах шага полюсов указанной основной составляющей волны (и, таким образом, нейтрализуют друг
друга при условии, что напряженность полюсов затененных и незатененных полюсов одинакова). Под
«центрами» полюсов 80 половин подразумеваются магнитные центры, с учетом большего краевого эффекта
на стороне с тупым углом 40 (рис. 3), чем на сторона 41 с острым углом, эти углы являются результатом
способа пробивания и изгибания столбов (8B).
Сила затененного полюса равна силе незатененного полюса, умноженной на косинус угла временной
задержки, создаваемого затеняющим или демпфирующим элементом. Согласно данной конструкции, этот
угол предпочтительно составляет около 70°, или, скажем, от 50° до 100°, хотя пределы могут быть еще шире в
зависимости от второго сопротивления ротора, как будет объяснено ниже. Косинус 70° практически равен
единице, так что две половины полюса имеют практически одинаковую силу, и это, следовательно, является
одним из важнейших моментов электрической конструкции.
Эффекты блокировки, вызванные второй гармоникой реактивного сопротивления ротора, устраняются путем
смещения полюсов, находящихся в любой момент времени на север, относительно полюсов, находящихся в
тот же момент времени на юг, примерно на четверть шага зубьев ротора от нормального положения, которое
обычно было бы кратным некоторому кратному шагу зубьев ротора. Таким образом, полюса статора
противоположной полярности смещаются на 90° в противофазу относительно шага полюсов основной
гармоники 36-полюсного ротора или на 180° в противофазу относительно второй гармоники ротора, так что
эффекты блокировки, вызванные второй гармоникой, устраняются.
Таким образом, при запуске пусковой момент асинхронного двигателя ротора с короткозамкнутым ротором
(короткозамкнутый ротор обеспечивается проводниками 24, соединенными концевыми кольцами 23 и 25)
легко запускает двигатель под воздействием вращающейся составляющей пульсирующего момента статора,
создаваемого 12 экранирующими катушками, без необходимости преодолевать какие-либо чувствительные
противодействующие силы или магнитные заклинивания при запуске.
Распределение магнитного потока ротора содержит полный ряд гармоник, хотя четные гармоники довольно
малы. С другой стороны, распределение магнитного сопротивления ротора содержит в основном
синусоидальную волну, соответствующую числу полюсов, равному удвоенному числу зубьев ротора.
Именно эта волна магнитного сопротивления ротора создает субсинхронизирующее воздействие, которое
называется основным магнитным сопротивлением ротора или основным током сопротивления.
Математически любую гармоническую составляющую магнитодвижущей силы статора, вращающейся вперед,
порядка N можно записать следующим образом:
BN = A cos (NO - ωt), где A = постоянная, O = угол в пространстве, ω = угловая скорость основной частоты = 22
rf, где ω = частота, и t = время.
Магнитную проницаемость ротора можно записать, отнесенную к осям, неподвижным относительно статора:
P = B + C cos (MO - vt), где B = константа, представляющая однонаправленную составляющую магнитной
проницаемости, C = константа, определяющая силу синусоидальной волны, MI = количество зубьев ротора на
пару полюсов статора, и v = угловая скорость ротора в радианах, учитывая, что шаг одного зуба ротора равен
27 r радиан, или v = Mo (l - s), где s = скольжение.
Полученные потоки являются произведением двух величин, или H=AB cos (N 0-wt) +'AC cos (NO-tot) cos
(MO-vt) =AB cos (N 0-ot) + l AC cos l(M +N)0 (v + )tl + 1 AC cos l(M-N)0-(v T,-w)tl.
Если v = 2w, что соответствует скорости вращения ротора, равной M, при полной синхронной скорости, то
последний член потока сводится к 1 AC cos l(M-N)O-otl, что, очевидно, синхронно синхронизируется со
статорной гармоникой порядка N, = M N, или N+N =Ml.
Это решение является абсолютно общим, так что любые две гармоники статора порядков N и N, сумма
которых равна M, будут создавать синхронный крутящий момент на роторе с M зубьями на каждую пару
полюсов статора.
В приведенном примере, где M = 12, парами гармоник являются 1-я и 11-я, 3-я и 9-я, 5-я и 7-я, а также четные
пары: 2-я и 10-я, 4-я и 8-я, 6-я и 6-я, но четные гармоники довольно малы. Двигатель легко синхронизируется
при рабочей скорости M = '/ от полной синхронной скорости, с сильным эффектом реактивного двигателя.
Что касается этой 6-й скорости, то отставание экранирующих катушек, отнесенное к основной частоте, в
шесть раз больше, или 6 x 7 = 42 электрических градуса, и крайне важно, чтобы косинус этого угла даже
приблизительно не равнялся 70.
+ 1, чтобы эффект реактивного двигателя не компенсировался на субсинхронной рабочей скорости.
Двигатель также имеет довольно высокое сопротивление ротора, так что максимальный крутящий момент на
кривой скорость-крутящий момент возникает при отрицательной, или обратной, скорости. Известно, что
переменный или пульсирующий магнитный поток может быть разложен на два равных и противоположно
направленных вращающихся потока с напряженностью поля, равной половине напряженности
пульсирующего поля. Эффект экранирующих катушек заключается в усилении прямовращающейся
составляющей потока и ослаблении обратновращающейся составляющей потока. Обе вращающиеся
составляющие потока создают крутящий момент, но поскольку прямой поток больше, двигатель запускается в
прямом направлении. По мере увеличения скорости двигателя, скажем, до 1 из 9 M> синхронной скорости,
скольжение относительно прямовращающегося поля уменьшается со 100 % до '1,, тогда как скольжение
относительно обратновращающегося потока увеличивается со 100 % до '/G 95. Поскольку сопротивление
ротора таково, что максимальный крутящий момент развивается при отрицательной скорости, или при
скольжении более чем По мере увеличения скорости двигателя от состояния покоя до скорости вращения 11,
крутящий момент, создаваемый полем, вращающимся в обратном направлении, возрастает, а крутящий
момент, создаваемый полем, вращающимся в прямом направлении, уменьшается.
Конструкция такова, что при скорости 1/6 и 15 крутящие моменты асинхронного двигателя, возникающие в
результате прямого и обратного вращения полей, приблизительно нейтрализуют друг друга, так что
практически отсутствует тенденция к увеличению скорости двигателя сверх его скорости 1/8, и, таким
образом, эффект реактивного двигателя, или магнитная блокировка полюсов, позволяет полностью
контролировать работу двигателя на этой скорости, обеспечивая точную синхронизацию с источником
переменного тока. Относительная сила прямого и обратного вращения полей регулируется величиной
задержки, создаваемой экранирующими катушками. Теперь, подробно описав и определив природу моего
изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_405281.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=405281&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB405281A
[]
дж ' ф
< Lmmj K u
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 26 июля 1932 г. № 6156/33.
(Выделено из № 405613) Полный текст принят: 26 января 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
405,281 Усовершенствования телеграфных или телефонных систем, частично использующих звуковые или
упругие волны в качестве средства связи.
Я, Джордж Вашингтон Пирс, из Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс, Соединенные Штаты
Америки, и гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю о характере данного изобретения и
о том, каким образом оно должно быть осуществлено, что будет подробно описано и установлено в
следующем заявлении: Настоящее изобретение относится к методам и средствам передачи и приема
информации с использованием звуковых колебаний в качестве средства связи.
В дальнейшем термин «звук» будет использоваться не только для обозначения колебаний на высоких
частотах, но и на сверхзвуковых, высоких частотах, а также для обозначения различных видов упругих
колебаний.
Устройства для передачи звуковых волн известны как «механические телефоны», в которых передаваемые
звуковые волны создаются путем вибрации диафрагмы, причем эта вибрация механически передается через
провод или трубу ко второй диафрагме, которая таким образом вибрирует и делает передаваемые звуки
слышимыми.
Также было предложено передавать информацию с помощью металлического элемента (например, мягкой
железной жилы или проволоки), соединяющего передающее устройство с принимающим устройством, путем
намагничивания этого металлического элемента на одном конце в соответствии с передаваемыми
колебаниями, причем намагничивание распространяется по всей длине элемента, который на принимающем
конце воздействует на приемный магнит. Кроме того, в системе для создания эхо-эффектов на вещательных
станциях было предложено возбуждать поперечные колебания в железном стержне электромагнитом,
расположенным на одном конце стержня, и преобразовывать колебания стержня в электрические колебания с
помощью второго электромагнита, расположенного на противоположном конце указанного стержня.
К числу целей изобретения относятся: электрическое, механическое или иное возбуждение продольных
колебаний на одном конце проволоки; передача этих колебаний вдоль проволоки со скоростью звука в
металле до другого конца; и преобразование или обратное преобразование механических колебаний на
другом конце указанной проволоки или в какой-либо другой точке в электрическую энергию, которая может
быть использована для любых желаемых целей.
Другие объекты будут описаны далее и будут подробно указаны в прилагаемых пунктах формулы
изобретения.
Согласно изобретению, я предлагаю способ передачи звука, включающий механическую передачу звукового
луча по линейно расположенному твердому проводнику продольных колебаний к приемному устройству и
преобразование в нем энергии 65 звукового луча в электрическую энергию.
В предпочтительном варианте осуществления звуковой луч сверхзвуковой частоты генерируется
электрическим или иным способом и модулируется звуковыми частотами звука 7 n вещества, которое
необходимо передать; затем модулированный таким образом луч распространяется вдоль линейно
расположенной среды, такой как провод, и демодулируется и преобразуется в электрические колебания на
приемной станции 75. При желании, конечно, эти электрические колебания могут быть преобразованы
обратно в акустические волны и, таким образом, сделаны слышимыми.
Изобретение будет более подробно объяснено в связи с 80 прилагаемыми чертежами, на которых фиг. 1
представляет собой схематическое изображение аппаратуры и цепей, сконструированных и расположенных
для целей передачи и приема в соответствии с настоящим изобретением; и 85 фиг. 2–12 представляют собой
схематические изображения модификаций.
Согласно вариантам осуществления, показанным на фиг. 1-8, звуковые колебания передаются от
передающей станции по проводу к приемной станции.
Колебания на одном конце проволоки могут возбуждаться за счет магнитострикции (рис.).
1), электростатически (рис. 2), с помощью комбинации магнита и диафрагмы (рис. 3), с помощью падающей
звуковой волны (рис. 4), с помощью звуковой волны, приложенной механически (рис.
5), или любыми другими способами. Вибрации, принимаемые на другом конце провода, могут быть
преобразованы в электролитическую энергию посредством магнитострикции (рис. 1), резистивного
устройства, такого как углеродный гиранильный микрофон 9 (рис. 6), пьезоэлектрический кристалл 7 (рис. 7),
электромагнит и диафрагма S (рис. 8) или другими методами.
/.
На фиг. 1 показан проволочный сердечник 2, предпочтительно из никеля, никелевой стали, никель-меди,
никель-кобальта, хромоникеля, хромовой стали или любого другого металлического сплава,
характеризующегося сравнительно большими митагнетострикционными эффектами, расположенный
практически в осевом положении относительно одной или нескольких неиспользуемых соленоидных катушек
10 и приводимый ими в действие. На фиг. 1 показано множество последовательно соединенных катушек 10,
установленных над сердечником 2, причины чего будут объяснены далее. Катушки 10 снабжены
проводниками или выводами 1 и 3, имеющими средства изоляции, которые подключены к выходной цепи
между нитью накала или катодом 20 и нитью накала или анодом 28. осциллятор 3, который служит источником
11 i breitle'i(y ekctin o R'illations для производства толе iiberhan'ueal vmi-atiou в проводе. Осциллятор 30
изображен как 0 e tvpe liavin v-acuuim-tuble, или устройство электрического разряда, но он может быть и
другого типа, кроме показанного, например, как показано и описано в Британской патентной спецификации №
1.
1:
'3 01 Если приводные катушки 30 d 1 o не пропускают постоянный ток, обычно протекающий по цепи,
целесообразно добавить батарею 77 для ее отключения в целях магнитной поляризации, как показано на рис.
3 '.
Антенная модуляция может быть использована, как показано на рисунке, при этом микрофон 70 соединен
через трансформатор 66 с усилителем 67, который, в свою очередь, соединен с анодной цепью лампы 30 с
помощью модулирующего трансформатора 68. Однако, если требуется прямая модуляция, входная цепь
4,0-оборотной генерации 80, между накаливающим элементом 26 и сеткой или управляющим электродом 27,
может быть соединена с микрофоном с помощью модулирующего трансформатора (см. ниже).
Сердечник проволоки 2 соединен проводом I 5 4 из любого подходящего звуко-вибрационного материала,
такого как железо, фосфорная бронза или медь, с магнитострикционным проводом 5 на приемном устройстве
W, как показано на левом конце, или на приемном конце на рис.
1 Сердечник 5 снабжен 1 катушкой (1, ответвляющейся от катушек 10 для сердечника 2). При желании,
конечно, проволока 4 может быть изготовлена из того же металла, что и сердечники 2 и 5, но хорошей
конструкцией является более дешевая проволока 4 с никелевыми трубками или проволоками 2 и 5,
припаянными к ее концам. Луч высокочастотного звука, модулированный речью в микрофоне 70,
направляется от приемника к приемному концу вдоль проволоки 4 и демодулируется на приемном конце.
Вместо микрофонной модуляции может использоваться ключ 11f) для прерывания тока микрофона, чтобы
передать телеграфный код. Механическая передача телефонных или телеграфных сигналов по линейно
расположенному звуковому проводнику с помощью сверхзвуковой «несущей волны» таким образом считается
новым достижением.
На рис. 1 катушки 6 показаны последовательно соединенными в цепи с высокочастотным трансформатором
76, настроенная вторичная обмотка 77 которого подключена к первой сетке 72 настроенного усилителя 74.
Связь между катушкой 75 трансформатора и усилителем не обязательно должна быть такой же формы, но
может быть любого желаемого типа. Известные в данной области техники, например, настроенный или
ненастроенный трансформатор или ненастроенное сопротивление n-c, c-c, как показано на рис. 80, могут
быть желательны в конкретном случае.
Определенная частота tl e re'anical -ibratio'is tralnlsmittel over t Le w-ire 4 inmv 13 e selected In Fig- 1, the
transorfler 7 f 6 is s-La connetedl to ttiree 85 stage 3 o atafiitcation, lepresented b 3 V the I ')Cs S=: i 3 amad -341, an
1 't) a detector:.
T 1 e выходная схема детекторной трубки G 6 ma содержит телефонный приемник -44 или м В co in Leet к
входным выводам аудиоусилителя 69 i Feu-er или может использоваться больше или более каскадов
усиления. Отрицательное смещение для схемы ввода; трубка 74 i K показана с батареей 50.
В системе, показанной на рис. 2, колебания в течение 4 времени создаются конденсаторным передатчиком
71, пластины которого вибрируют синхронно с приложенной электродвижущей силой, при этом электрическая
энергия подается через трансформатор 73 10 C 1 от любого источника переменного тока 75.
На рис. 3 показаны колебания, вызванные электромагнитным воздействием. Батарею 77 генератора,
показанного на рис. 3, можно исключить, если сердечник 79 электромагнита постоянно намагничен.
Нет необходимости в том, чтобы звуковой луч передавался полностью по проводу от передающего
устройства к принимающему. Проводник может быть прерывистым, так что звуковая волна должна частично
распространяться по воздуху между передающей и принимающей станциями.
На фиг. 4 показаны колебания в проводе 4, возбуждаемые падающей звуковой волной, представленной
стрелкой 78, на диафрагме 8 любого желаемого типа, механически соединенной с проводом 4, ведущим к
приемнику. Это схематически иллюстрирует одно из наиболее важных применений изобретения. С помощью
этого изобретения любое устройство обнаружения звука, которое приводится в колебание падающей на него
звуковой волной, может быть использовано для возбуждения колебаний в одном или нескольких проводах,
прикрепленных от устройства к аппарату, расположенному на проводе, который будет преобразовывать
энергию колебаний, передаваемую ему проводом или проводами, в электрическую энергию. Например, если
часы 81 подвешены на одном конце провода 4, как показано на фиг. 5, сверхслышимые компоненты
колебаний, вызванных каждым тиканьем Сигнал с часов R3, генерируемый, скажем, на частоте 20 000 МГц,
будет передаваться на большие расстояния до другого конца провода и приниматься на принимающем конце.
Возможность таким образом отделить вибрирующий элемент от электрического аппарата решает, среди
прочего, проблемы изоляции, возникающие при погружении вибрирующего элемента в воду или другую
проводящую среду, поскольку электрический аппарат теперь может полностью находиться вне среды и
располагаться в любой удобной точке.
Другие преимущества, вытекающие из использования данного изобретения, еще более важны.
Если вместо одного провода для взлета использовать несколько проводов, то вибрационную энергию можно
будет преобразовать в электрическую энергию более эффективно.
Пластинчатая диафрагма 82 (рис. 9), вибрирующая в зонах как система стоячих волн, как описано в
находящейся на рассмотрении заявке № 21116 от 1932 года, может быть снабжена несколькими отводящими
проводами 84, закрепленными в точках с надлежащим интервалом, вместо одного отводящего элемента, и
полученный таким образом звук может передаваться по всем этим проводам к общему преобразователю 86
звука в электрическую энергию. Устройство для формирования следов показано на рис. 9 как
неагнетострикционное.
При желании каждый провод может быть остановлен небольшой металлической диафрагмой 88, и все эти
диафрагмы могут быть установлены в плоском массиве с помощью резиновых диафрагм 90 или любым
другим подходящим способом, как показано на рис. 10.
Конструкции, показанные на фиг. 9 и 1a, также используются для практического воплощения изобретения,
являющегося предметом параллельно рассматриваемой заявки № 21116 от 1932 года, упомянутой выше.
В этих условиях каждый провод 84 будет независимо улавливать и передавать колебания от падающего
звука, но если различные приемные элементы расположены не в одной и той же (или аналогичной) области
давления падающей волны, то различные импульсы в преобразовательном устройстве, если провода имеют
одинаковую длину, не будут находиться в одной фазе, и суммарный сигнал будет меньше, чем если бы все
отдельные импульсы складывались в фазу.
Если необходимо определить направление источника звука без вращения вибрационного элемента 82 или i 8
S, 90, это можно сделать, изменив длину звуковых путей от устройства до преобразовательного аппарата для
компенсации разницы фаз на вибраторе.
Это можно сделать несколькими способами, один из которых показан на рис. II. Любая система, подобная
этой, для компенсации фазы требует, чтобы в точке расположения катушек Y практически не было стоячих
волн, поскольку в системе со стоячей волной узлы и петли зафиксированы в пространстве. Чтобы избавиться
от стоячих волн, необходимо каким-то образом устранить волну, отраженную от конца провода. Это можно
сделать, сделав o 5.
Свободные концы 92 проводов из магнитострикционного материала имеют такую длину, что любая волна,
проходящая через катушку, проходит длинный путь, прежде чем вернуться в катушку путем отражения, и тем
самым уменьшается за счет естественного затухания 80 вдоль провода. Это затухание может быть увеличено
путем плотной обмотки провода каким-либо демпфирующим веществом, таким как резина или войлок, и,
таким образом, необходимая свободная длина уменьшается. Катушки 94 85 показаны на фиг. 11,
установленные на поворотном рычаге 96, снабженном указателем 95.
Если необходимо использовать провод в качестве средства передачи информации между двумя точками,
провод можно привести в вибрацию на передатчике методами, показанными на рис. 1-3. Эта вибрация может
иметь сверхвысокую частоту и может быть вызвана любой желаемой модуляцией методами, хорошо
известными в данной области. Очевидно, что один провод может передавать несколько сообщений
одновременно, возбуждая его несколькими высокими частотами, каждая из которых модулируется по
желанию, и оснащая его приемный конец несколькими отводящими устройствами, каждое из которых
настроено на одну из передаваемых несущих частот.
Таким образом, для передачи речи можно использовать высоковольтную линию передачи 100 (рис. 12) 105.
Звуковые колебания могут передаваться на провода через стержень 102 из стекла или другого изоляционного
материала и отводиться от провода на приемном конце тем же способом 110, описанным выше, как показано
на рис. 12, где генератор, который может быть модулирован, обозначен цифрой 104, а усилитель и детектор
— цифрой 106.
Также это изобретение можно использовать в качестве средства связи между точками, где прокладка
телефонной линии была бы затруднительной или дорогостоящей, например, через водоотводный канал.
Поскольку способ передачи 12 Q не является электрическим, изоляция на проводе не требуется. Таким
образом, один оголенный провод, проложенный поперек водоотводного канала, может заменить тщательно и
дорого изолированный телефонный кабель 125. Изобретение также имеет другие применения, например, для
подавления шума от приближающихся поездов на путях.
Если для магнитострикционного сердечника используется несколько катушек 10 или 6, а не только одна,
расположенных вдоль сердечника на расстоянии одной длины волны друг от друга, то будет создаваться
магнитострикционное возбуждение, как если бы катушки были сгруппированы в одной точке, но без
нежелательных эффектов нагрева или чрезмерного зацепления. Однако, как уже говорилось ранее, будет
работать и одна катушка 10 или 6.
Хотя это и не показано на иллюстрации, целесообразно заключать катушки с магнитостриктивным
сердечником, особенно на приемных станциях, в экраны, чтобы предотвратить помехи от блуждающих
электромагнитных волн, влияющие на прием.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_405282.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=405282&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB405282A
[]
( 9 Z 5 Zf-
F 1:';:1 J " w', F 7 zs 17 1 7 # V 7 ) 1 1 'I i' 'I 5 L AMEN Dt D SPECIFICATI O i Перепечатано с изменениями,
внесенными в соответствии с разделом 8 Закона о патентах и промышленных образцах 1907–1932 гг.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 20 июня 1931 года.
405,28 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 20 июня 1932 г., № 17429/32.
Принято к публикации: 22 января 1934 г.
ПОЛНОЕ ОПИСАНИЕ (Усовершенствования, относящиеся к или относящиеся к L I, IIAROLD ANDREW
PATTERSON, проживающий по адресу: 313, Ист 80-я улица, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты
Америки, гражданин Соединенных Штатов Америки, правопреемник RALPH LYMAN B Row N, проживающий по
адресу: 211, Карлтон-роуд, Сиракьюс, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, гражданин
Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляет, что характер данного изобретения и способ его
осуществления должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: -
Данное изобретение относится к производству кислородсодержащих органических соединений, в частности, к
способу производства уксусной кислоты из метанола и монооксида углерода, а также к катализаторам для
этого процесса.
Для синтеза уксусной кислоты из монооксида углерода и метанола и/или водорода были предложены
различные каталитические агенты. Проблема осложняется разнообразием побочных реакций, которые могут
происходить. Для удовлетворительного коммерческого использования катализатор должен не только быть
активным для получения желаемого конечного продукта, но и не должен способствовать ни одной из
многочисленных других возможных реакций, приводящих к расходу метанола и образованию таких веществ,
как углеводороды, альдегиды и другие кислоты, или к разложению или крекингу реагирующих материалов с
последующим осаждением углерода на катализаторе и потерей активности. Кроме того, катализатор, чтобы
быть пригодным для коммерческого использования, должен быть стабильным в смысле устойчивости к
температуре и к ухудшению характеристик с течением времени.
Было установлено, что желаемая реакция уксусной кислоты катализируется новыми агентами, описанными
ниже, и, соответственно, настоящее изобретение по существу состоит в реакции монооксида углерода и
метанола в присутствии гидратированного оксида вольфрама в качестве катализатора.
Также было установлено, что активность гидратированного оксида вольфрама может быть повышена путем
включения в него относительно небольших количеств других веществ, указанных ниже, которые действуют в
смысле предотвращения нежелательного разложения или реакций метанола, или делают каталитический
материал термостойким и стабильным, или каким-либо другим, пока еще не до конца понятным способом, так
что сама активность образования уксусной кислоты повышается, а образование нежелательных побочных
продуктов реакции уменьшается.
Реакцию предпочтительно проводят при повышенной температуре около 300-400 °C и давлении около
100-300 атмосфер, а также при молекулярном соотношении монооксида углерода-6,5 и метанола в
реагирующих газах, превышающем 2. Также предпочтительно присутствует водяной пар в количестве,
превышающем 1 молекулярную массу на молекулярную массу метанола, например, от четырех до пяти молей
на моль метанола.
Катализатор, используемый в процессе согласно настоящему изобретению, может быть получен любым из
следующих способов 75, которые приведены лишь в качестве примера:
МЕТОД I.
Приготовьте гидратированный оксид вольфрама, обработав 4200 частей 5%-ного раствора гексагидрата
вольфрамата аммония 80 425 частями 70%-ной азотной кислоты при температуре около 1000 °C. Отделите
осадок, промойте его небольшим количеством воды и добавьте к влажному осадку нитраты цинка, бериллия и
висмута в количествах, соответствующих следующему составу, выраженному в виде оксидов металлов: оксид
вольфрама, WO, 90 моль; оксид цинка, ZnO, 10 моль; оксид бериллия, BeO, 0,6 моль; и оксид висмута,
BiO, 2 5 90 моль. Высушите однородную смесь при температуре около 1650 °C (достаточно четырех часов),
затем измельчите и спрессуйте в таблетки или пилюли.
МЕТОД II 95 Приготовьте гидратированный оксид вольфрама, как в Методе I. Пропитайте влажный осадок
оксида раствором нитратов меди и бериллия в количествах, соответствующих следующему составу: 100 1 л z
> 1 мн 405,282, спрессованных в виде оксидов: оксид вольфрама, WOS, 90 моль; оксид меди, Cu O, 10 моль;
оксид бериллия, Be O, 0 6 моль.
Полученную смесь высушите при температуре около 165 г (достаточно пяти часов), затем измельчите и
спрессуйте в таблетки.
МЕТОД III.
Приготовьте гидратированный оксид вольфрама, как описано в Методе I. Добавьте к влажному осадку оксида
нитраты цинка, меди и бериллия в количествах, соответствующих следующему составу, выраженному в виде
оксидов: оксид вольфрама, WOE, 90 моль; оксид цинка, ZnO, 7 моль; оксид меди, CuO, 3 моль; оксид
бериллия, BeG, 0,6 моль. Высушите полученную смесь и спрессуйте в таблетки, как описано в Методе I.
МЕТОД IV.
Приготовьте гидратированный оксид вольфрама, как описано в Методе I. Добавьте к влажному осадку оксида
нитраты титана, висмута и бериллия в количествах, соответствующих следующему составу, выраженному в
виде оксидов: оксид вольфрама, WO, 90 моль; оксид титана, 10 моль; оксид висмута, BiO, 2,5 моль; и
оксид бериллия, BeO, 0,6 моль. Высушите смесь и спрессуйте в таблетки, как описано в Методе I.
В этом методе оксид титана может быть заменен молярным оксидом кремния, SiO, или оксидом тория,
ThO.
МЕТОД V.
Приготовьте гидратированный оксид вольфрама, как описано в Методе I. Добавьте к влажному оксиду
нитраты алюминия, цинка и висмута в количествах, соответствующих следующему составу, выраженному в
виде оксидов:
Оксид вольфрама, WO, 90 моль; оксид алюминия, AO, 0,3 моль; оксид цинка, ZnO, 10 моль; и оксид
висмута, BiO, 2,5 моль. Высушите смесь и спрессуйте в таблетки, как в методе I.
6 В этом методе оксид алюминия может быть заменен молями оксида церия, CeO.
ПРИМЕР S.
1
Гидратированный катализатор на основе оксида вольфрама, приготовленный, например, по методу I,
помещают в конвертер, способный выдерживать высокое давление и футерованный серебром. Через
конвертер пропускают газовую смесь метанола и монооксида углерода, содержащую 5,7 моль CO и 4 моль
водяного пара на моль метанола, при давлении 200 атмосфер и объемной скорости 2000, при температуре
катализатора около 3750 °C. Газовую смесь, выходящую из конвертера, охлаждают примерно до 200 °C.
Конденсат, содержащий уксусную кислоту, воду, метилацетат и неизмененный метанол, вместе с небольшими
количествами метилформиата и муравьиной кислоты, могут быть перегнаны для извлечения свободной
уксусной кислоты и ее метилового эфира. Метаноловую фракцию конденсата могут возвращать в процесс
вместе с остаточными неконденсированными газами, содержащими непрореагировавший монооксид
углерода и в некоторых случаях определенное количество диметилового эфира, при этом производится
соответствующая корректировка путем введения свежих газов для поддержания желаемого соотношения
между метанолом и 75. Угарный газ и водяной пар, а также путем отвода воздуха для предотвращения
чрезмерного накопления инертных компонентов, особенно метана.
Водную часть конденсата 80 также можно вернуть в количестве, достаточном для поддержания желаемого
содержания воды в реакционных газах, в этом случае отделение уксусной кислоты от него не обязательно
должно быть таким полным 85 2 Гидратированный катализатор на основе оксида вольфрама,
приготовленный, например, по методу II, помещают в конвертер, способный выдерживать высокое давление и
облицованный серебром. Смесь метанола и монооксида углерода 90, содержащая 5,7 моль CO (также
предпочтительно – примерно равное количество водорода) и 4 моль воды на моль метанола под давлением
200 атмосфер и объемной скоростью 4000, 96 пропускают через конвертер, при этом масса катализатора
находится при температуре около 3730 °C. Газовую смесь, выходящую из конвертера, можно обрабатывать,
как в примере I 10 (I). Хотя масса катализатора первоначально может содержать промоторы бериллий, цинк,
висмут и медь в виде нитратов или оксидов, с уверенностью неизвестно, в какой форме эти вещества. 105
предполагают во время реакции.
Кроме того, хотя функция каждого компонента катализатора точно не известна и в любом случае, вероятно,
является результатом нескольких взаимозависимых факторов, по-видимому, висмут действует не только как
промотор оксида вольфрама как такового, но и предотвращает разложение или «крекинг» реагирующих газов
с последующим образованием углеродных отложений на катализаторе или его «загрязнением». В
катализаторе на основе оксида вольфрама, таком как тот, который был приготовлен по методу II и не
содержит висмута, было обнаружено, что добавление значительного количества водорода в газовую
реакционную смесь оказывает примерно такое же воздействие на ингибирование «загрязнения»
катализатора. Водяной пар, который может присутствовать в реакционной смеси, также, по-видимому,
ингибирует «загрязнение» катализатора, способствуя поддержанию оксида вольфрама в гидратированном
состоянии.
По-видимому, бериллий частично, по крайней мере, обеспечивает термическую стабильность катализатора.
Также представляется важным, что оксид вольфрама должен находиться в высокой степени окисления,
предпочтительно приближающейся к степени окисления оксида WO, и не ниже степени окисления оксида
W05. Кроме того, следует отметить, что оксид вольфрама, входящий в состав каталитического материала,
может рассматриваться как кислотный оксид по отношению к другим компонентам, и что он находится в
значительном избытке, который должен составлять не менее 100 процентов от теоретически необходимого
Соседние файлы в папке патенты