Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12100
.pdf
защите одного проводника, питаемого с двух сторон.
На рис. 6 показано соединение для решения той же проблемы, что и на рис. 5. В этом корпусе необходимы
двухсетевые выпрямители и специальные трансформаторы; для этого одна из анодных батарей опущена.
Трансформаторы тока 1 и 11 имеют разделенные вторичные обмотки, к которым соответственно подключены
через выпрямители два конденсатора 9, 91 и 19, 19, 11. Соединение выпрямителей осуществляется таким
образом, что на конденсаторах возникают выпрямленные напряжения, имеющие знаки, показанные на
чертеже. Сетки двух разрядных выпрямителей 3 и 13 подключены к обоим трансформаторам тока 1 и 11. На
сетке 23 разрядного выпрямителя 3 находится отрицательное напряжение конденсатора 9L, которое
пропорционально току JA.
На второй сетке 24 клапана 3 находится положительное напряжение, поступающее от конденсатора 19 и
пропорциональное току JB. Если напряжение конденсатора 19 преобладает над напряжением конденсатора
91, то на клапане 3 возникает положительный потенциал сетки, начинается разряд, и включается
размыкающая катушка 5 масляного выключателя. Таким образом, клапан 3-05 срабатывает, когда ток JB
больше тока JA. В противоположном случае срабатывает клапан 13, в котором давление конденсаторов 9 и
191 сравнивается аналогичным образом. 110 Путем модификации схемы подключения согласно рис. 6 можно
также добиться срабатывания, когда вместо тока короткого замыкания (разность А и J1a), как на рис. 6,
отношение тока короткого замыкания 5 к току нагрузки JA превышает JA + J1 на определенную
фиксированную величину. Реле, сконструированные таким образом, обладают большей точностью
срабатывания, чем реле, в которых Только разница JA-J-B является управляющим фактором fac-120 для
реагирования. Зависимость от 120 отношения тока короткого замыкания к току нагрузки может быть
достигнута только с помощью известных устройств дифференциальной защиты с использованием
специальных удерживающих катушек, которые представляют собой нежелательное усложнение устройства
425. С другой стороны, с системой дифференциальной защиты согласно изобретению желаемая зависимость
определяет направление энергии путем алгебраического формирования разности. Вторичные напряжения
трансформаторов 1 и 11 соединены последовательно и заряжают конденсатор 19 через выпрямитель 18 до
постоянного напряжения, пропорционального геометрической сумме вторичных напряжений.
В цепи сетки клапана 3 дополнительно присутствует напряжение конденсатора 9, поступающее от
вспомогательного трансформатора 1 и пропорциональное току в защищаемом проводнике.
Принцип работы соединений будет объяснен со ссылкой на рис. 3a и 3b. Вспомогательные напряжения,
возникающие на вторичных обмотках передаточных устройств 1 и 11, обозначены J и IT. При нормальном
потоке энергии векторы J и IT образуют угол, меньший 90°. Геометрическая сумма V этих напряжений
выпрямляется в выпрямителе 18 и заряжает конденсатор 19, заряд которого, следовательно, пропорционален
расстоянию P, P. Напряжение конденсатора 19, соответствующее расстоянию P, P, переключается в
противоположную сторону по отношению к напряжению конденсатора 19. Следовательно, в сети возникает
результирующее напряжение, пропорциональное расстоянию P, P, которое имеет тот же знак, что и заряд
конденсатора 19, таким образом, представляя собой отрицательное напряжение сети. Разрядный ток клапана
3 прекращается. Если направление энергии изменить на противоположное, векторы J и U образуют угол,
больший 90°, как показано на рис. Инжир.
3 b Следовательно, на сетке клапана 3 находится отрицательное напряжение конденсатора -19, а
последовательно с ним – положительное напряжение конденсатора 9. Разность обоих напряжений
положительна. Таким образом, начинается разряд в клапане, и катушка масляного выключателя 5 получает
питание.
На рис. 5 представлено дифференциальное защитное устройство, которое сигнализирует как о
положительной, так и об отрицательной разности токов в обоих параллельных проводниках А и В. Для такого
устройства необходимы две лампы 3 и 13. Трансформатор тока и подключенные к нему выпрямительные
цепи соединены так же, как на рис. 3. Однако выпрямитель 8 подключен как к катоду лампы 3, так и к сетке
лампы 18, в то время как выпрямитель 18 подключен, наоборот, к катоду лампы 13 и к сетке лампы 3.
Анодные цепи обоих клапанов подаются отдельно и соответственно к катушкам 5 и 15, которые воздействуют
на общий железный сердечник реле или устройства управления выключателем. Соответственно, для этого
устройства необходимы два специальных источника анодного тока 6 и 16. Теперь, в зависимости от того,
может ли ток в проводнике А или 397,823 быть получен исключительно за счет специального разделения
трансформаторов 1 и 11, как будет показано в следующем расчете; Пусть отношение тока короткого
замыкания к току нагрузки D, при котором должно произойти отключение, равно m:
J.-JB JA+JB= Отсюда следует:
JA -Jn = m (JA + J) или JA(l m) = JJ(I+rn). Таким образом, условие освобождения выполняется:
JA(I -m JB(Z + m) =:
Аналогично и в случае разницы токов с противоположным знаком префикса:
JB(l m) JA(I + m) = 0:
Последние два уравнения ясно показывают, что желаемая зависимость от коэффициента трансформации
может быть достигнута без труда. Необходимо, например, лишь разделить вторичную обмотку
трансформаторов 1 и 11 таким образом, чтобы напряжения, возникающие на конденсаторах 9 и 91
соответственно 19 и 191, были пропорциональны K(l-m) и K(l+m) относительно соответствующих первичных
токов, причем K обозначает постоянную, зависящую от коэффициента трансформации трансформаторов
тока.
Чтобы избежать разряда с токами, близкими к нулю, целесообразно подавать на сетку 24 и соответствующую
сетку клапана I 3 лишь небольшое предварительное напряжение.
Для дифференциальных устройств защиты кабелей новое реле, помимо преимуществ, упомянутых во
введении, и помимо столь желательного снижения нагрузки на трансформатор тока, обладает еще одним
дополнительным преимуществом: благодаря возможности установки в цепи удержания устройство легко
защищает от возмущающих воздействий, создаваемых защищаемым проводником, частотой 50 Гц или
перенапряжением. Это особенно важно для продольных дифференциальных устройств защиты кабелей, в
которых испытательные жилы проходят параллельно кабелю на больших расстояниях, поскольку почти во
всех случаях, когда должно срабатывать защитное устройство, присутствуют чрезвычайно большие токи и,
соответственно, большие возмущающие замыкания.
Во всех описанных реле, за исключением реле, показанного на рис. 6, можно избежать выпрямления одной из
сравниваемых величин, и вместо этого на клапан 8 можно подавать переменное напряжение. Однако
отрицательное напряжение, лежащее в цепи сети, т.е. напряжение удержания, всегда должно быть
постоянным напряжением. При дифференциальной защите, показанной на рис. 6, передача на дальнее
расстояние всегда должна осуществляться постоянным током, поэтому и в этом случае положительное
напряжение, лежащее в цепи сети, также должно быть постоянным напряжением.
Изобретение особенно подходит для таких релейных устройств, в которых срабатывание должно происходить
в зависимости не только от управляемых величин, но и от времени. На фиг. 7, например, показано
применение изобретения к реле времени с избыточным током.
Схемы подключения в основном такие же, как на рис. 2. Управляемый ток берется от трансформатора тока 1 и
подается через резистор 8 к клемме конденсатора 9. Конденсатор 80, конденсатор 9, вместе с батареей 4,
работающей при предварительном напряжении сети, находится в цепи сети электронного клапана 3, в
анодной цепи которого находится рабочая катушка реле 5. Однако в цепи выпрямителя 85 тока J подключен
резистор 25, который влияет на увеличение тока в конденсаторе 9 в определенный момент времени.
Напряжение на конденсаторе 9 фактически увеличивается с момента включения 90 в соответствии с кривой
C' 1 =cl T LI-e T J U, где U — напряжение на конденсаторе 9, J — управляемый ток, c — постоянная, e —
основание натурального логарифма, t — время, а T 95 — постоянная времени цепи 1, 25, 8 9. Первая часть
Эту кривую с большой степенью приближения можно рассматривать как прямую линию, и в этом контексте
она представляется уравнением: 00 UJ =a Jt, где a обозначает дополнительную величину, зависящую от
постоянной цепи тока.
Напряжение на сетке лампы 3 соответственно возрастает в зависимости от времени 105 по прямой линии и
приводит к реакции устройства, когда оно преобладает над величиной e, + e,.
Однако трансформатор напряжения 1 не должен быть постоянно подключен к устройству de 110, а только при
превышении определенного значения тока. Для этой цели необходим специальный токозависимый
реагирующий элемент.
Если сопротивление 25 встроено в реле i 15 согласно рис. 3, т.е. также последовательно с выпрямителем 8, и
вместо трансформатора тока 11 установлен трансформатор напряжения, то будет получено реле, зависящее
от времени и импеданса. На конденсаторе 9 генерируется напряжение, пропорциональное току, а на
конденсаторе 19 — напряжение, пропорциональное напряжению участка проводника, который необходимо
контролировать. На сети разряда 397,823 4.
397,823 b клапан 3, тогда возникает разница в 1 прямых напряжениях конденсаторов 9 E и 19. В начале
возмущения трансформаторы 1 и 11 t включаются с помощью реагирующих реле (не показаны), зависящих от
возмущения. Напряжение на конденсаторе 19 в тот же момент регулируется до величины, пропорциональной
напряжению защищаемого проводника. Напряжение на конденсаторе 9, с другой стороны, равно нулю в
момент включения и затем постепенно возрастает пропорционально времени. Оно имеет противоположный
знак по сравнению с напряжением на конденсаторе 19, и только когда оба напряжения находятся в
равновесии, нулевое напряжение на сети, т.е. напряжение, необходимое для начала разряда,
соответственно, равно Uj = It Tu. Однако, поскольку Uj = a J t, а L Tu пропорционально напряжению короткого
замыкания, следовательно, Uy, = b U.
б. IU становится a Jt=b I или t= a i, т.е. время отпускания прямо пропорционально импедансу.
Вместо того чтобы влиять на увеличение тока за счет электрической инерции, например, сопротивления 25,
можно также установить регулирующее сопротивление, питаемое от независимого вспомогательного
источника питания или регулирующего трансформатора, в цепи тока регулируемой величины. Пример такого
варианта показан на фиг. 8. В этой связи выпрямление изменяемого тока излишне. Следовательно,
выпрямитель 8, а также конденсатор 9 отсутствуют. Их место занимает делитель напряжения 21,
подключенный параллельно вторичной обмотке трансформатора тока 1, скользящий контакт 26 которого
перемещается двигателем 27. Напряжение, снимаемое между скользящим контактом 26 и концом делителя
напряжения 21, затем соединяется последовательно с напряжением конденсатора 19 и подается на сетку
разрядного клапана 3.
Если движение двигателя 27, который включается при срабатывании активирующего элемента, происходит
равномерно, то время срабатывания пропорционально импедансу, как это было в случае с ранее описанным
устройством. Преимущество делителя напряжения заключается в том, что на характеристику срабатывания
реле можно влиять любым желаемым образом путем соответствующего изменения его сопротивления.
На рис. 9 показано импедансное реле, в котором изменение одной из характеристических величин во времени
создается за счет резонансного эффекта, и для работы которого требуется только один выпрямитель. К
вспомогательному трансформатору l подключен резонансный контур, состоящий из дроссельного контура 28,
конденсатора 9 и резистора 16, настроенного на частоту цепи питания. Работа устройства будет описана со
ссылкой на рис. 9а. Напряжение 70 на конденсаторе 19 имеет прямолинейный характер с момента короткого
замыкания (t=0) и пропорционально напряжению короткого замыкания. Напряжение на резисторе 21 имеет
синусоидальный характер с возрастающей амплитудой, концевая характеристика и тангенс огибающей
которого пропорциональны в начальной точке току короткого замыкания. Срабатывание масляного
выключателя происходит, когда 80 впервые возникает результирующее нулевое напряжение на сетке клапана
3, i. т.е. по истечении времени tl, которое по тем же причинам, что и объяснено ранее, пропорционально
отношению напряжения короткого замыкания к току короткого замыкания, т.е. импедансу.
Изменение величины напряжения питания во времени может происходить также в цепи напряжения, а не в
цепи тока. На рис. 10 показан пример такого соединения. Параллельно конденсатору 19 подключены резистор
22 и резистор 21, которые могут попеременно подключаться к конденсатору 19 с помощью контактного рычага
29. В случае короткого замыкания конденсатор 19 на мгновение приобретает заряд, соответствующий
напряжению короткого замыкания, после чего контактный рычаг 29 переводится в положение, указанное
пунктирными линиями, например, через реле. Ток i через резистор 21 затем проходит согласно уравнению t
UU Y = R e i 105. Напряжение на сетке лампы 3 становится равным нулю, когда падение напряжения i R на
резисторе 21 становится равным и противоположным по знаку падению напряжения IU на конденсаторе 9,
таким образом: ii O t U-U U e из этого следует:
t - U, UU e T = t=T Ing U Таким образом, характеристика срабатывания этого реле обладает свойствами,
показанными на рис. 10 (рис. 115), что дает преимущества при работе со многими типами силовых
проводников.
Реактивное реле изображено на рис.
11 Трансформатор 1 имеет две вторичные обмотки 11 и 111, каждая из которых заряжается через эквалайзер
81 и конденсатор 91 соответственно. Трансформатор 11 работает на резонансном контуре, состоящем из
конденсатора 29, дроссельного контура 28 и резистора 25. Геометрическая сумма переменных напряжений на
вторичной обмотке 11 трансформатора 1 и на дроссельном контуре 28 выпрямляется в выпрямителе 18,
поэтому конденсатор 19 принимает постоянное напряжение, соответствующее этой геометрической сумме.
Соответственно, конденсаторы 19, 91 и 911 соединены последовательно в цепи сетки лампы 3.
Работа соединений будет описана в связи с векторной диаграммой на рис. 11. J и L обозначают вторичные
напряжения трансформаторов 1 и 11, пропорциональные току или напряжению проводника, то есть
напряжениям на вторичной обмотке 11 или 111 трансформатора 11. Фазовый угол, существующий между
этими напряжениями, соответствует фазовому углу между током короткого замыкания и напряжением
короткого замыкания.
Напряжение J соединено последовательно с падением напряжения U вдоль дроссельного контура 28,
который, в свою очередь, имеет фазовый сдвиг на 90° относительно напряжения IT. Конденсатор 19
заряжается через выпрямитель 18 до прямого напряжения, пропорционального геометрической сумме, т.е.
вектору V (сечение PF, P на рис. 5а).
3 Постоянное напряжение подключено параллельно напряжению конденсатора 91, которое пропорционально
току J в защищаемом проводнике, так что в результате этих двух напряжений конденсаторов возникает
эффективная разность (расстояние P, P, на рис. 5а). Эта разность, как видно из рисунка, составляет примерно
U cos (90) = V sin q0, что в реальных практических случаях будет настолько мало, что это приближение
допустимо. Из-за сопротивления 5 в цепи выпрямителя напряжение на конденсаторе 911 возрастает
пропорционально времени. Когда это напряжение разности давлений конденсаторов 19 и 91 становится
равным, начинается разряд, и катушка 5 получает питание.
На рис. 11б показана динамика напряжения в сети во времени.
r 5 Точка начала разряда обозначена a=O Положительные напряжения отображаются вверх, отрицательные
— вниз U 5 il — положительное напряжение, увеличивающееся пропорционально времени на конденсаторе
911, il Y — также положительное напряжение на конденсаторе 19 Результирующая этих трех постоянных
напряжений, которая изображена пунктирными линиями на рис.
b) становится эффективным на сетке (клапана 3). Результирующая уменьшается, в то время как давление U
11 S увеличивается: когда оно становится равным нулю, начинается разряд.
Рассмотрение, аналогичное тому, которое было проведено при описании импедансно-временного реле,
приводит к выводу, что время срабатывания реле пропорционально величине U N i e, реактивному
сопротивлению.
Если схему на рис. 5а модифицировать таким образом, чтобы вторичное напряжение трансформатора 11
было соединено последовательно с напряжением 1t трансформатора 1, то получится реле, время
срабатывания которого зависит от Uon t i i e, от величины U-cos' e, от j so сопротивления. Реле такого типа
предпочтительно используются в кабельных сетях со сравнительно низким реактивным сопротивлением, в то
время как реле, зависящие от реактивного сопротивления, используются в проводниках с высокой
индуктивностью, например, в свободнопроводящих проводниках.
На рисунках 12-14 показаны некоторые особенно удачные варианты реализации частей описанных
соединений.
В вариантах осуществления, в которых за работу отвечает отношение 90 двух величин питания, кривая
разрядного клапана 3 должна передаваться через предварительное напряжение сети таким образом, чтобы
начало разряда происходило 95 точно тогда, когда разность напряжений конденсатора, действующих в цепи
сети, становится равной нулю. На рис. 12а кривая b показывает кривую клапана, в котором разряд начинается
только при положительном напряжении сети 100. На рис. 12b показано соединение, соответствующее этой
кривой. В отличие от предыдущих рисунков, здесь конденсатор 9 подключен не к нити накала клапана 3, а к
соответствующей 105 правильно выбранной точке резистора, которая находится между плюсовым полюсом и
положительным концом нити накала. Кривая в соответствии с кривой c на рис. 12а корректируется
соединениями, соответствующими 110 соединениям на рис. 12c. Конденсатор 9 подключен к
соответствующей выбранной точке резистора, y. Проводник расположен между минусовым полюсом и
отрицательным концом нити накаливания.
На рис. 12b и 12c анодная цепь 115 лампы 13 соединена не напрямую с положительным полюсом источника
постоянного напряжения, а с точкой в резисторе, расположенной между положительным полюсом и
положительным концом нити накала. С помощью 120 этого устройства колебания напряжения источника
постоянного напряжения выравниваются по своему воздействию на лампу 3, поскольку анодное напряжение и
предварительное напряжение сети изменяются в равной степени. Неизменность 125 характеристик лампы
имеет особое значение для дистанционных реле, поскольку несколько реле всегда расположены вдоль
одного и того же защищаемого проводника, и свойства отдельных реле должны, насколько это возможно,
оставаться неизменными, чтобы обеспечить срабатывание в прямой последовательности в случае помехи.
Требования к постоянству характеристик срабатывания особенно высоки, поскольку часто случается, что
сопротивление дуги света, выключаемой лампой, велико по сравнению с сопротивлением длины провода.
Проводник, расположенный между двумя релейными станциями. Время срабатывания двух последовательно
расположенных реле, находящихся в линии проводника t5, не сильно отличается друг от друга. Если же
характеристика срабатывания одного из реле была неправильно изменена в некоторой степени, может
случиться так, что реле, расположенное рядом с точкой короткого замыкания, не сработает, а реле,
расположенное дальше, вполне может сработать, так что эффект селективной защиты не проявится.
Характеристика срабатывания описанных реле представляет собой прямую линию, по крайней мере, до тех
пор, пока работа реле происходит в линейной части кривой напряжения конденсатора 9. Однако во многих
случаях желательны определенные отклонения от этой прямой линии, как уже упоминалось в отношении рис.
8 и 10. Эти требования могут быть выгодно удовлетворены, если трансформаторы 1 и 11 снабжены сужением
в железном тракте (последовательное насыщение) или магнитным параллельным соединением со вторичной
обмоткой (параллельное насыщение). На рис. 13 а-д показана эта конструкция трансформаторов вместе с
формами характеристики срабатывания, полученными в результате этого. Аналогичные эффекты могут быть
также получены с помощью сопротивлений, зависящих от напряжения (например, сопротивления 25).
Реактивные реле предпочтительно использовать для защиты реле времени в состоянии покоя от помех,
вызванных ползучими токами и тому подобным. (Рис.)
14 На рисунке показаны некоторые устройства такого типа. В состоянии покоя реле времени конденсаторы 9 и
19 перекрываются контактами покоя 31 и 32 реагирующего реле, а сетка выпускного клапана 3 в состоянии
покоя снабжена отрицательным потенциалом (потенциалом удержания) относительно нити накала через
контакт покоя 33 реагирующего реле.
Анодная цепь клапана 3 размыкается в состоянии покоя рабочим контактом 34 первичного реле.
Если в релейной станции отсутствует прямое напряжение i 5 S, клапан 3 можно заменить поляризованным
реле и дополнительным выпрямителем. На рис. 15 показаны соответствующие соединения в примере
импедансного реле времени. Напряжение на конденсаторе 9 и на конденсаторе 19 изменяется в соответствии
с рис. 7. Если напряжение на конденсаторе 19 выше, чем на конденсаторе 9, выпрямитель прекращает
протекание тока через реле 70 36. Если же напряжение на конденсаторе 9 выше, реле 36 срабатывает и
замыкает цепь тока размыкающей катушки 5. В этом случае предпочтительно использовать особо
чувствительные реле, например, поляризованные реле 75 на основе принципа вращающейся обмотки, чтобы
не перегружать трансформатор тока или чтобы не работать со слишком большими конденсаторами 9 и 19 80.
Чтобы сделать реле времени в основном состоящим из сухих выпрямителей и Поскольку конденсаторы
нечувствительны даже к резким перепадам температуры, целесообразно использовать корректирующие
резисторы, зависящие от температуры. К этому моменту реле особенно хорошо подойдет для подстанций или
открытых станций, не обслуживаемых электросетью.
Кроме того, в цепи нагрева клапана можно с успехом использовать зависящие от напряжения
предварительные сопротивления, чтобы исключить влияние колебаний напряжения анодного давления.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_397824.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=397824&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB397824A
[]
л _ -',/ JC / /'
Nom - Заявка на патент стала озвученной.
На этом чертеже показан вариант технических условий, который стал доступен для публичного ознакомления.
Раздел 91 ( 3) (а) Законов.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Германия): 21 ноября 1930 г.
397,824 m Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 23 ноября 1931 г. № 32436/31.
Полная версия не принята.
Полная спецификация.
Усовершенствования в области двигателей внутреннего сгорания и связанные с ними разработки.
Мы, компания SELCO Mlo To R COMPANY AKTIBOLAGET, зарегистрированная в соответствии со шведским
законодательством по адресу: Kungstridgardsgatan 16, Стокгольм, Швеция, настоящим заявляем о характере
данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и определены в
следующем заявлении:
С уменьшением плотности воздуха быстро возрастают потери энергии с отходящими газами, что особенно
важно для самолетов, летающих на больших высотах. Снижение мощности приводит к соответствующему
увеличению веса, что значительно ухудшает экономичность полетов на больших высотах, которые сами по
себе обладают большими преимуществами ввиду меньшего сопротивления воздуха и более благоприятных
метеорологических условий. Действительно, были выдвинуты предложения по дальнейшему использованию
отходящих газов в газовых турбинах, соединенных с нагнетателями для предварительного сжатия воздуха
для сгорания; однако таким образом можно использовать лишь часть доступной энергии, особенно на
больших высотах, тем более что КПД такой установки невелик.
Настоящее изобретение предлагает способ, который приводит к более благоприятным результатам. В случае
двигателей внутреннего сгорания с соосно расположенными поршневыми компрессорами по системе
Линдеквиста, которые благодаря своей высокой эффективности и малому весу особенно подходят в качестве
двигателей для высотных полетов, отдельные цилиндры, после достижения определенной высоты, выводятся
из эксплуатации и, после переключения, запускаются с отработанными газами из оставшихся цилиндров.
Таким образом, различные цилиндры могут последовательно переключаться, так что имеющиеся в данный
момент отработанные газы могут быть использованы наиболее экономично. В случае самолетов с
несколькими двигателями также существует возможность заставить один или несколько двигателей работать
полностью на отработанных газах и подавать отработанные газы в другие машины. В этом случае как рабочие
цилиндры, так и компрессоры могут работать на отработанных газах, и это обстоятельство делает
компрессорные двигатели конструкции Линдеквиста особенно подходящими для предлагаемого
использования отработанных газов. Большой объем отработанных газов требует большой поверхности
поршня, если машины должны работать с одинаковым числом оборотов в минуту. В случае соосного
расположения рабочей и компрессорной камер большая площадь поверхности поршня становится доступной
уже при переключении цилиндра на работу с отработанными газами, так что сравнительно большее
количество цилиндров может оставаться в рабочем состоянии, чем в случае обычных двигателей, при
условии столь же эффективного использования отработанных газов.
В случае четырехтактных двигателей преимущество заключается в том, что рабочие камеры,
переоборудованные для работы с отработанными газами, сами имеют вдвое большую площадь поршня,
поскольку двигатель, работающий на отработанных газах, обычно работает в двухтактном режиме.
Такая конструкция требует соответствующего устройства механизма управления и трубопроводов. Время
управления впускными и выпускными элементами, как в случае рабочих цилиндров, так и в случае
компрессоров, при работе с отходящими газами отличается от времени управления при нормальной работе.
Следовательно, необходимо предусмотреть либо два управляющих механизма, которые можно
устанавливать и снимать без помех, либо один управляющий механизм, который может использоваться для
обоих способов работы — например, кулачки для отработанных газов предусмотрены на управляющем валу в
дополнение к обычным кулачкам, так что при перемещении вала или кулачков продольное направление
плунжера постепенно перемещается по кулачкам для отработанных газов по поперечной поверхности.
Поскольку в случае отдельных двигателей невозможно установить механические устройства управления и
переключения без усложнения конструкции, предусмотрены дополнительные средства для гидравлического
или электрического управления впускными и выпускными элементами, если это необходимо, а также для
гидравлического или электрического переключения управления. В дополнение к изменению управления,
трубопроводы должны быть спроектированы таким образом, чтобы их можно было переключать. Это
осуществляется с помощью соответствующих клапанов, кранов и тому подобного, при этом трубопроводы,
необходимые для нормальной работы, по возможности используются для работы с отработанными газами.
i 5 При переходе на работу с отходящими газами может возникнуть ситуация, когда баллоны, работающие на
поршневом штоке, используются не в полной мере, поскольку имеющегося количества отходящих газов
недостаточно.
Для решения этой задачи предусмотрена возможность работы соосно расположенных компрессоров в
качестве двигателей, работающих на отработанных газах, без компрессоров или в качестве обычных
компрессоров. Для двухтактных двигателей с щелевыми отверстиями необходимо предусмотреть
дополнительный механизм управления для работы с отработанными газами путем установки специальных
впускных и выпускных элементов, которые остаются закрытыми во время работы или, при желании, также
служат для отвода отработанных газов, подзарядки и т.п. Щели закрываются при переключении, но могут
использоваться в качестве выпускных, особенно если установлены только дополнительные впускные
элементы. В случае последнего варианта существует возможность оставлять выпускные и впускные щели
открытыми, чтобы оказывать как можно меньшее сопротивление отводу вторичных отработанных газов. В
случае четырехтактных двигателей и компрессоров, если это необходимо для увеличения поперечного
сечения впускного и выпускного отверстий, в стенке цилиндра должны быть расположены специальные
выпускные щели. Щели обычно закрыты или используются в случае рабочие цилиндры используются для
заправки, а в случае компрессоров — в качестве дополнительных входных элементов для повышения
эффективности. Первичные отработанные газы поступают через впускные и выпускные клапаны или только
через впускные клапаны, в то время как вторичные отработанные газы выходят через щели. В случае
цилиндров двойного действия, соединение...
Механизм управления может быть сконструирован таким образом, что только одна сторона поршня работает
без нагрузки, при этом клапаны остаются открытыми и устанавливают сообщение с атмосферой для особенно
мощного охлаждения поршня и цилиндра путем циркуляции воздуха внутрь и наружу. С другой стороны, в
компрессорных двигателях по системе Линдеквиста, в которых одна сторона поршня рабочего цилиндра
открыта, эта камера используется в качестве рабочей камеры для отвода отработанных газов, чтобы
обеспечить лучшее использование доступного пространства цилиндра. Соответственно, цилиндр снабжен
соответствующим механизмом управления и трубными соединениями.
При передаче отработанных газов из цилиндров сгорания в баллоны для отработанных газов возникают
тепловые потери, которые могут достигать высоких значений, особенно для самолетов, совершающих
высотные полеты (для которых данная схема особенно актуальна) из-за низкой внешней температуры.
Для уменьшения этих потерь трубы 80, по которым транспортируются первичные отходящие газы, снабжены
рубашкой и нагреваются с помощью вторичных отходящих газов, которые все еще обладают значительной
температурой; при этом регулирующий элемент 80 одновременно оснащен для регулировки температуры.
Таким образом, экономическое использование количества теплоносителя в топливе дополнительно
повышается. 90 T'1 e (цилиндры, работающие с отходящими газами, подвергаются сильным температурным
нагрузкам, которые имели бы вредные последствия при отсутствии достаточного охлаждения. Мера
предосторожности, которая противодействует этому, уже была 95 приведена: в случае цилиндров двойного
действия только одна сторона поршня может работать с отходящими газами, а другая сторона постоянно
продувается воздухом. Кроме того, предусмотрена возможность 100 пропускать отходящие газы только на
втором или третьем обороте коленчатого вала, а во время других ходов — продувать и охлаждать цилиндр
холодным воздухом. Однако эти 105 средства не следует использовать во всех случаях. Следовательно,
предлагается оснастить все цилиндры внешней системой охлаждения с использованием воды, воздуха или
подобных веществ, которая, при необходимости, может быть установлена отдельно от обычной системы
охлаждения или в дополнение к ней. В частности, компрессоры, которые, поскольку они работают в режиме
сжатия, могут обходиться без охлаждения, снабжены 15 соответствующими охлаждающими устройствами,
которые могут устанавливаться и сниматься при переключении на работу с отходящими газами или даже
независимо от них. В этом случае все охлаждающие устройства должны быть снабжены 120 регулирующими
элементами, чтобы иметь возможность изменять температуру по желанию.
Для особых целей, особенно для использования в авиации, целесообразно установить специальный
двигатель, работающий на отработанных газах М 25, который питается отработанными газами,
поступающими из двигателей, особенно для работы с использованием избыточного количества отработанных
газов или в случае остановки двигателя внутреннего сгорания. В этом случае данное устройство может быть
размещено в любом желаемом месте на самолете, при этом первичные отработанные газы подаются по
дистанционным трубам. Двигатель передает свою мощность на пропеллер, специально предназначенный для
этой цели, или на главный пропеллер или главные пропеллеры, при этом передача осуществляется
непосредственно или с помощью зубчатой передачи. С увеличением высоты увеличивается выход
отработанных газов, т.е. число оборотов пропеллера в минуту. В этом случае воздушный винт и установка для
отработанных газов регулируются таким образом, чтобы на нормальной высоте полета достигалась наиболее
благоприятная эффективность; при необходимости используются регулируемые пропеллеры для адаптации
воздушного винта к различным высотам.
В качестве двигателей, работающих на отработанных газах, используются турбинные или поршневые
двигатели, которые устанавливаются в наиболее подходящем месте в самолете. Например, в случае, когда
двигатель, работающий на отработанных газах, воздействует не на специальный воздушный винт, а на
пропеллер двигателя, расположенного над самолетом, он может размещаться на самолете или, при
необходимости, внутри него, при этом мощность передается на вал пропеллера посредством вертикального
вала с промежуточной муфтой, которая позволяет в любое время включать или выключать этот
дополнительный источник энергии. Кроме того, для самолетов с несколькими двигателями между двигателем
и пропеллером предусмотрена муфта, чтобы иметь возможность приводить в движение пропеллер только от
двигателя, работающего на отработанных газах, когда основной двигатель выходит из строя или его
необходимо остановить.
Затем двигатели, работающие на отработанных газах, получают питание за счет отработанных газов других
двигателей.
Различные примеры объектов изобретения представлены на прилагаемых чертежах.
На рис. 1 показан вид сбоку, на рис. 2 — поперечное сечение, а на рис. 3 — горизонтальное сечение по
указанной линии сечения четырехцилиндрового четырехтактного двигателя. Впускные клапаны 5 цилиндров
1–4 приводятся в действие управляющим валом 6, а выпускной клапан 7 — управляющим валом 8 с помощью
толкателей и коромысел. Управляющие валы, вращаемые шестерней, расположенной в блоке управления 9,
могут перемещаться в продольном направлении с помощью рычага 10. Кулачки 11 сконструированы для
нормального четырехтактного двигателя и постепенно проходят вправо через наклонную поперечную
поверхность 12 в кулачки отработанных газов 13. Длина кулачков и распределение кулачков четырехтактного
и отработанных газовых двигателей осуществляется с учетом возможности последовательной, начиная с
цилиндра 4, регулировки работы цилиндров на отработанных газах. На рис. 1 и 3 показана регулировка
работы нормального четырехтактного двигателя для Весь двигатель.
На рис. 4 показан управляющий вал 8, который смещен влево на такую величину, что цилиндры 4 и 3
работают на отработанном газе.
На рис. 5 показано положение управляющего вала 8 после переключения всех четырех цилиндров на работу с
отработанными газами. В этом случае необходимо наличие отработанного газа 75 от другого двигателя.
На фиг. 6 в качестве примера показана конструкция кулачков. Ролик плунжера 14 в показанном положении
вращается по кулачку 11 с четырехходовым ходом и при переключении 80, поворачивая управляющий вал в
направлении стрелки, проходит по наклонной поверхности 12 на кулачок 13, отвечающий за отвод газов.
На рис. 7 показан вид кулачка в осевом направлении 85. На рис. 8 показан частичный разрез, на рис. 9 —
поперечное сечение, а на рис. 10 — план примера четырехцилиндрового компрессорного двигателя согласно
системе Линдеквиста 9g с соответствующими трубами для переключения на работу с отработанными газами.
Пространство над верхним поршнем 15 образовано как рабочая камера, а пространства между рабочим
поршнем 15 и перегородкой 16, а также над нижним поршнем 17 образованы как компрессоры. В нормальном
четырехтактном режиме работы воздух всасывается через трубу 18, сжимается компрессорами и подается в
рабочие цилиндры через трубы 19, 20 и 21. Отработанные газы выходят в открытый воздух через
газоотводные трубы 22 и 23. Запорные элементы в показанном положении 105 переведены в четырехтактный
режим работы. Путь свежего и сгоревшего заряда обозначен сплошными стрелками на рис. Если баллон (или
несколько баллонов) должны работать на отработанном газе, необходимо выполнить следующие 110
операций переключения.
Трехходовой кран 24 поворачивается влево на 90 градусов. Таким образом, отработанные газы из выпускной
трубы 23 могут поступать в камеры сжатия через трубы 25. Кран 26 остается в показанном положении и
позволяет отработанным газам, после совершения работы, проходить через трубы 19, 20 и 27 в рубашку 28
выпускного коллектора, где они нагреваются противотоком, а затем выходить в открытый воздух через изгиб
29. Клапаны 30 и 31 должны быть сдвинуты на 1/2 оборота влево. Переключение рабочего цилиндра на
работу с отработанными газами осуществляется изменением механизма управления клапанами, при котором
впускной и выпускной клапаны меняются местами. Отработанные газы проходят через трубы 22 и клапаны 44
в рабочие цилиндры и, после отдачи энергии, поступают через 42 в рубашку 28 через трубы. 27.
Как только указанные запорные элементы будут перевернуты, выпускная труба 23 закрывается клапаном 32, в
результате чего отработанные газы вынуждены следовать описанному пути (пунктирные стрелки -i O рядом с
трубами). Если все четыре цилиндра должны работать на отработанных газах, клапан 33 открывается, и
отработанные газы из других двигателей всасываются, при этом возможно нагревать трубы по всей их длине
вторичными отработанными газами, чтобы уменьшить потери. В соответствии с данной конструкцией, также
возможно работать на отработанных газах в рабочем цилиндре и использовать компрессоры для сжатия
воздуха в любых целях. В этом случае трехходовой кран 24 остается в показанном положении, а трехходовой
кран 26 перемещается на один оборот. Затем сжатый воздух подается через трубы 34 в положение, в котором
он используется.
На рис. 11 показан пример конструкции высокопроизводительного двигателя по системе Линдеквиста с
автоматическими клапанами компрессора и дополнительными устройствами для работы с отходящими
газами. При нормальной работе воздух или смесь всасываются автоматическими клапанами 36,
расположенными в поршне 35, сжимаются в компрессорной камере 37 и подаются в рабочую камеру 43 через
автоматические клапаны, расположенные в перегородке 38, через трубы 40 и 41 и через впускной клапан 42.
Отходящие газы поступают в выпускную трубу 46 через выпускной клапан 44 и трубу 45. Пространство 47 под
рабочим поршнем сообщается с атмосферой, чтобы обеспечить свободное движение воздуха внутрь и
наружу.
Если двигатель работает на отработанных газах, то отработанные газы проходят из выхлопной трубы 44 в
рабочую камеру через трубу 45 и клапан 44, в то время как вторичные отработанные газы выходят через
клапан 42 и через трубы 41 и 48.
Ранее кран 49 был повернут влево на 90 градусов. Для компрессора автоматические клапаны должны быть
выведены из строя при переключении. Автоматические клапаны, расположенные в поршне 35, удерживаются
в закрытом состоянии отработанными газами, в то время как клапаны, расположенные в перегородке 38,
прижимаются к своим седлам путем пропускания сжатого газа через трубу 50 после четверти оборота крана
51 вправо. После поворота крана 52 на 90 градусов отработанные газы проходят из выпускного отверстия 46 в
цилиндр через трубу 53 и через дополнительный входной элемент 54. Выпуск вторичных отработанных газов
осуществляется через выпускной элемент 55 и через изгиб 56. В случае этого двигателя предусмотрена
возможность использования камеры 47 также в качестве камеры для работы с отработанными газами. Для
этой цели установлены входной элемент 57 и выпускной элемент 58. После 4 оборотов крана 59 вправо
отработанный газ 75 может проходить из выпускного отверстия 46 через трубу. 60, в камеру 47 и может там
выполнять работу. Путь газов при нормальной работе обозначен сплошными стрелками в трубах, а при
Соседние файлы в папке патенты