Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12214
.pdf
При положении переключателя S, показанном сплошной линией, и при условии наличия энергии от источника
0, E, передающий конденсатор Ti зарядится от источника 0, E до напряжения e, то есть ток будет течь в
конденсатор Ti. Если теперь переключатель переместить в положение, показанное пунктирной линией,
передающий конденсатор Ti разрядится в делитель напряжения конденсатор C2, и оба конденсатора T1 и C2
быстро достигнут потенциала e92 в простом случае, когда емкость T115 равна емкости Cl, C2 и C3. Если
теперь S переместить обратно в положение полной линии, энергия будет поступать в конденсатор Ti из
источника 0, E и снова зарядится при потенциале 120, равном потенциалу e. «При переключении S, снова
приняв положение, обозначенное пунктирной линией, энергия из конденсатора Ti будет поступать в
конденсатор C2, так что конденсаторы T1 и C2 будут заряжены до 125 В, что соответствует потенциалу 3e!» 4,
предполагая, что конденсатор T2 и рычаг переключателя S3 отсутствуют.
После серии колебаний переключателя S, во время которых энергия не отводится от клеммы 2E, более
плотный конденсатор C2 зарядится почти до потенциала e, после чего энергия может быть отведена от клемм
E и 2E при напряжении, почти равном e, а именно напряжению источника питания 0, E.
Также энергию можно было бы получать от клемм 0, 2E при напряжении, близком к 2e.
Однако, при наличии в цепи конденсатора Т2, конденсатора C3 и рычага переключателя S3 начальные
условия, а именно в течение первых нескольких колебаний переключателя S, несколько отличаются,
поскольку, как будет показано далее, когда переключатель S впервые возвращается в показанное положение
полной линии, конденсатор C2, в это время заряженный напряжением e12, подключается ко второму
передаточному конденсатору Т2, так что эти два конденсатора принимают устойчивое напряжение e14 в
простом случае, когда емкость Т2 равна емкости C2. Следовательно, когда переключатель S во второй раз
принимает положение, обозначенное пунктирной линией, передающий конденсатор Ti, заряженный
напряжением e, соединяется с конденсатором C2, заряженным напряжением -e/4, так что конденсаторы T1 и
C2 будут нести одинаковый заряд при напряжении 5e18. Одновременно конденсатор Т2 разряжается в
конденсатор С3, и эти два конденсатора заряжаются при напряжении e18. Когда переключатель S снова
возвращается в положение полной линии, передающий конденсатор T1 снова заряжается до напряжения e, а
при переключении переключателя S в положение пунктирной линии конденсаторы T1 и C2 приобретают
постоянный заряд при напряжении 13e/16.
«При дальнейшем колебании переключателя S без потери энергии станет очевидно, что через короткое время
конденсаторы C2 и C3 в установившемся состоянии будут заряжены примерно на e вольт». Фактическое
напряжение каждого из конденсаторов C2 и C3 будет колебаться из-за их попеременной зарядки и разрядки,
при этом величина колебаний будет обратно пропорциональна частоте работы переключателя S. Таким
образом, энергия может отводиться от клемм 0, 3E при напряжении, близком к 3e, и от клемм E, 3E при
напряжении, близком к 2e.
Очевидно, что количество конденсаторов, подключенных к делителю напряжения AB, может быть увеличено
при условии соответствующего увеличения количества передающих конденсаторов. Следует также понимать,
что конденсатор Cl фактически необходим только в том случае, если энергия должна отводиться от III. С
одной стороны, от терминала 0, а с другой — от любого из терминалов 2E или 3E. При этом наиболее удобное
расположение показано на рис. b.v.
На одном из прилагаемых чертежей изображены N конденсаторов, образующих делитель напряжения AB и
N-1 передающих конденсаторов; изобретение не ограничивается такой конкретной конфигурацией, поскольку
предполагается, что принцип изобретения может быть применен и другими способами. 70 Конденсаторы Cl,
C2, C3, T1 и T2, как это ни удивительно, имеют одинаковую емкость, и следует понимать, что ни один из этих
конденсаторов не должен выдерживать напряжение, превышающее e. Очевидно, что 75, однако, емкость
конденсаторов Т1 и Т2 не обязательно должна быть равна емкости конденсаторов С1, С2 и С3.
Обращаясь к рис. 2 прилагаемых чертежей, следует отметить, что расположение в принципе такое же, как
показано на рис.
1,
Однако рычаг переключателя S1 заменен двумя трехэлектродными термоэлектронными лампами F и G,
потенциалы сетки которых соответствующим образом изменяются для того, чтобы лампы R5 F и G
попеременно проводили ток, соединяя нижний вывод передающего конденсатора T1 с выводом 0 и выводом
E. Таким образом, сетки могут быть соединены или индуктивно связаны с системой генератора на 90°
относительно небольшой мощности. Устройства F и G могут представлять собой высоковакуумированные
триоды или тиратроны: в последнем случае отсечка может происходить за счет того, что анод и катод
принимают одинаковый потенциал при зарядке или разрядке конденсатора T1, или отсечка может быть
осуществлена другими удобными способами.
На рис. 2 переключающие плечи S2 и S3, показанные на рис. 1, заменены четырьмя однонаправленными
проводящими устройствами H, I, J и K, которые могут представлять собой термоэлектронные диоды,
выпрямители на основе паров материи или другие выпрямители, которые, как предполагается на рисунке,
обладают изначально высоким сопротивлением в направлении KH и низким сопротивлением в направлении
H1E. При такой компоновке, благодаря положительному управлению, обеспечиваемому трехэлектродными
клапанами F и G, становится очевидным, что выпрямительные устройства H, I, J, K работают полностью
автоматически и статически, выполняя передаточные функции переключающих плеч S2 и S3 в компоновке,
показанной на рис. 1. Этот результат следует из того факта, что когда клапан F находится в проводящем
состоянии, потенциал точки t будет ниже потенциала E, так что клапан H находится в проводящем состоянии.
В то же время потенциал i2O0 в точке t_2 ниже потенциала 2E, поэтому клапан J проводит ток. Таким
образом, это соответствует положению переключателей на рис. 1, показанному сплошными линиями.
Теперь, когда клапан 125 F становится непроводящим, а клапан G — проводящим, потенциал E будет больше
потенциала tl, и ток будет протекать через клапан G, уравнивая потенциалы E и tl. Таким образом, потенциал t
немного повысится выше потенциала 2E, и клапан I будет проводить ток. Потенциал t2 также немного
повысится выше потенциала 3E, и клапан K будет проводить ток. Таким образом, ток будет течь точно так же,
как в схеме на рис. 1, когда переключатели находятся в положении, показанном пунктирными линиями.
На схеме, показанной на рис. 1, становится совершенно очевидно, что если необходимо понизить напряжение
постоянного тока, источник может быть подключен к клеммам 3E и 0, в то время как энергия с более низким
напряжением может быть получена либо от двух клемм 0 и 2E, а именно от напряжения, составляющего 213
от напряжения, приложенного к клеммам 3E и 0, либо от двух клемм 0 и E, а именно от напряжения,
составляющего 1/3 от напряжения, приложенного к двум клеммам 3E и 0. При таком понижении напряжения
описанным выше способом с использованием термоэлектронных или подобных устройств вместо
механических переключающих средств необходимо использовать триоды или тиратроны F и G на рис. 2 в
различных положениях, указанных на рис. 3 прилагаемых чертежей, так чтобы диоды 1ii, II, Ji и K1 могли
автоматически работать в режиме, аналогичном описанному со ссылкой на рис. 2. Следует понимать, что в
схемах, показанных на рис. 2 и 3, использующих выпрямители типа El, I, J и K или H1I, II, I и KI, механические
переключающие устройства, такие как S1 или S3, могут заменить триоды или тиратроны F и G или FI и GI.
Также следует понимать, что любая точка системы может быть заземлена, так что может генерироваться
положительное или отрицательное высокое напряжение или оно может быть преобразовано в более низкое
напряжение.
Также станет ясно, что систему можно сделать симметричной относительно потенциала земли, например,
добавив под систему, показанную на рис. 2, аналогичную систему выпрямительных ламп и конденсаторов, что
позволит получить потенциал 3E на отрицательной стороне системы.
Очевидно, что теоретически, по меньшей мере, с помощью системы, описанной в изобретении, можно
получить постоянный ток любого желаемого высокого напряжения, который затем можно снова понизить, при
этом необходимо использовать лишь такое количество делителей напряжения, конденсаторов, передающих
конденсаторов и коммутационных устройств, которые сконструированы или разработаны таким образом,
чтобы выдерживать ту долю более высокого напряжения, которая получается путем деления этого более
высокого напряжения на количество конденсаторов, составляющих делитель напряжения.
Таким образом, изобретение в частности применимо для передачи электроэнергии в виде постоянного тока.
Система, описанная в изобретении, может получать входную энергию напряжением около 100 000 вольт,
которое удобно получать путем выпрямления переменного тока, повышенного до такого напряжения
трансформатором переменного тока, или же входная энергия может быть повышена до такого порядка
напряжения с помощью вспомогательного делителя напряжения, передающего конденсатора и
коммутационной системы, благодаря чему использование высоковольтных трансформаторов может быть
исключено. После передачи, например, по линиям электропередачи на большие расстояния, напряжение
можно легко понизить до любого удобного значения. Изобретение, очевидно, полезно для проведения 80
различных испытаний, таких как испытание напряжения пробоя изоляторов и других устройств.
Датировано 23 января 1932 года.
А. С. Кашемайль, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, 2. Стрэнд, Лондон, У.К.,
представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованная система преобразования напряжения постоянного электрического тока.
Мы, Джон Дуглас Кокрорт, проживающий по адресу: Седли Тейлор Роуд, 31, Кембридж, графство Кембридж, и
Эрнест Томас Синтон Уомалтон, проживающий по адресу: Альбион Роу, 13, Кембридж, графство Кембридж,
оба подданные короля Великобритании, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системе преобразования напряжения постоянного электрического тока, и его
основной целью является получение постоянного тока при очень высоких напряжениях, а также последующее
снижение напряжения простым, экономичным и эффективным способом, 100 то есть с использованием
сравнительно простого аппарата, который, кроме того, не должен подвергаться неудобно высоким
электрическим нагрузкам. Однако изобретение не ограничивается преобразованием 105 единиц энергии при
очень высоких напряжениях.
Распространенным методом получения постоянного тока высокого напряжения является выпрямление
395,758. Могут использоваться механические переключатели, например, коммутаторного типа,
предпочтительно работающие в вакууме. Однако столь высокая частота переключения может быть
достигнута с помощью термоэлектронных устройств. 70 Таким образом, с помощью устройств, известных под
зарегистрированным товарным знаком как «тиратроны», можно достичь частоты переключения не менее 10
000 раз в секунду, в то время как с помощью высоковакуумных триодов можно использовать частоту
переключения порядка 1 000 000 раз и более. Следует отметить, что емкость конденсаторов будет обратно
пропорциональна частоте переключения, при этом для заданной емкости конденсатора 80 колебания
напряжения преобразованной энергии уменьшаются с увеличением частоты переключения. Таким образом,
например, если предположить допустимое колебание выходного напряжения в 0,5% из-за разряда
конденсаторов и пренебречь потерями, то для преобразования 100 000 киловатт энергии постоянного тока из
100 000 вольт в 600 000 вольт делитель напряжения может включать пять одинаковых конденсаторов
емкостью 0,04 микрофарада каждый с частотой переключения 1 000 000 в секунду, причем количество
передающих конденсаторов может составлять четыре, каждый из которых также имеет емкость 0,04
микрофарада.
Конденсаторы могут быть высоковольтными проходными изоляторами, имеющимися на рынке, или
высоковакуумными, расположенными в камерах, которые непрерывно откачиваются во время работы
системы. Таким образом, группа конденсаторов делителя потенциала и группа передающих конденсаторов
могут быть расположены в стекловидной камере, предпочтительно в форме трубки W5i или группы
выровненных трубчатых частей, в основном так, как описано в Спецификации писем.
Патент № 366561 (Заявка №
32,940 (с 1930 г.) такая трубка соединена с E10 в одной точке, например, на конце с откачивающим насосом.
Далее будет показано, что некоторые из коммутирующих средств могут представлять собой простые
электрические однонаправленные проводящие устройства 1j5 или лампы, такие как термоэлектронные
диодные выпрямители, которые могут быть расположены в линию в стекловидной трубке или группе
выровненных трубчатых частей, которая непрерывно откачивается во время работы, как описано в пункте 120
вышеупомянутой Спецификации.
В качестве альтернативы, «клапаны могут быть типа ртутных выпрямительных».
Очевидно, что два или более конденсатора могут использоваться параллельно, как и выпрямители, если
требуется большая мощность, чем та, которую может обеспечить один конденсатор или выпрямитель.
Для того чтобы изобретение стало понятнее, его следует описать на примере переменного тока (130), который
был повышен до требуемого высокого переменного напряжения с помощью трансформатора или системы
каскадно соединенных трансформаторов.
Также были разработаны системы, в которых требуемое высокое напряжение постоянного тока достигается с
помощью каскадно соединенных групп трансформаторов, выпрямителей и конденсаторов, как, например,
описано в описании патента №.
255,879.
Были предложены и другие системы, в которых один трансформатор переменного тока питает каскадно
соединенную систему конденсаторов и выпрямителей, расположенных таким образом, что фактически заряд,
передаваемый одному конденсатору от трансформатора, многократно суммируется с зарядом следующего
конденсатора способом, описанным, например, в Спецификации писем.
Патент № 367785 (Заявка №
34,871 с 1930 года).
По всей видимости, удовлетворительного способа преобразования энергии постоянного тока очень высокого
напряжения в приемлемо низкие напряжения пока не разработано.
Настоящее изобретение позволяет преобразовывать энергию постоянного тока с помощью системы или
комбинации конденсаторов и коммутирующих устройств таким образом, что при подключении системы к
источнику постоянного тока можно получить практически любое желаемое более высокое или более низкое
напряжение без того, чтобы какой-либо конденсатор или коммутирующее устройство подвергались
воздействию более высокого напряжения, чем напряжение указанного источника при повышении напряжения,
или более низкого напряжения, чем указанное более низкое напряжение при понижении напряжения, как
будет показано далее. Изобретение также позволяет передавать большее количество энергии для заданного
количества конденсаторов и коммутирующих устройств, чем это возможно при использовании ранее
разработанных решений, включая решение, описанное в Спецификации.
Указанный патент № 367785.
Система, описанная в настоящем изобретении, включает в себя, по сути, емкостной делитель напряжения, к
которому целиком или частично предназначена подача энергии постоянного тока, один или несколько
вспомогательных или передающих конденсаторов, а также переключающие средства для попеременного
подключения каждого вспомогательного или передающего конденсатора к различным частям указанного
делителя напряжения с целью передачи энергии по последнему, благодаря чему энергия постоянного тока
может отводиться от другой части или от всего делителя напряжения соответственно при более низком или
более высоком напряжении.
Согласно другой особенности изобретения, переключение осуществляется на высокой частоте, то есть на
частоте, которая может быть удобной. 395,758 1.' 395,758 ссылка на чертежи, прилагаемые к
Предварительной спецификации, в которых чертежи: Рисунок 1 представляет собой схему элементарной
формы системы, использующей механические средства переключения для повышения или понижения
напряжения.
Рис. 2 представляет собой диаграмму, аналогичную рис.
На фиг. 3 представлена схема, аналогичная фиг. 2, схемы, предназначенной для понижения напряжения.
Обратимся сначала к рисунку 1 и предположим, что 0 и E представляют собой...
Клеммы источника постоянного тока с напряжением e обозначены цифрами, где 0 и 3E представляют собой
клеммы цепи постоянного тока с выходным напряжением или нагрузкой, которая должна питаться от
источника 0, E с повышающим напряжением 3e. AB обозначает емкостной делитель напряжения,
включающий в данном примере три последовательно соединенных конденсатора Ci, C2 и C3, которые
предпочтительно имеют одинаковую емкость. T1 и T2 обозначают передающие конденсаторы. S обозначает
механическое средство переключения, обеспечивающее попеременное подключение конденсаторов Ti и T2 к
конденсаторам C1, C2 и C3 делителя напряжения AB, как будет объяснено далее, при этом передающие
конденсаторы T1 и T2 удобно соединены последовательно.
Переключающее устройство S имеет три аналогичных усилителя Si, LS2 и S3, шарнирно или симметрично
соединенных соответственно с клеммами передающих конденсаторов Ti и T2, причем указанные три
переключающих рычага могут одновременно управляться, например, с помощью изолирующей планки D из
показанных положений, контактирующих с тремя клеммами 0, E и 2E, в положения, обозначенные пунктирной
линией, контактирующие с тремя клеммами E, 2E и 3E. Переключающие рычаги могут перемещаться с
помощью вибратора, вращения или других удобных средств, а контакты и переключающие рычаги могут
иметь коммутаторную или другую удобную форму, при этом предпочтительно, чтобы они могли работать на
высокой частоте. Переключающее устройство S может быть фактически размещено в вакуумной камере. В
некоторых вариантах применения изобретения все конденсаторы и переключающие устройства могут быть
размещены в одной камере, которая приспособлена для непрерывного откачивания воздуха во время работы,
а нагрузка, например, рентгеновская трубка, может располагаться в той же камере.
При расположении переключающего элемента S сплошной линией, как показано на рисунке, и при условии,
что энергия доступна из источника 0. Конденсатор переноса Ti зарядится от источника 0, E до напряжения e,
то есть ток будет течь в конденсатор Ti. Если теперь переключатель e переместить в положение,
обозначенное пунктирной линией, конденсатор переноса Tf1 разрядится в делитель напряжения C2, и оба
конденсатора Ti и C2 быстро примут потенциал e/2 в простом случае, когда емкость T равна емкости Cl, O2 и
C3.
1 Если теперь переключатель S переместить обратно в положение полной линии c, энергия будет поступать в
конденсатор Ti от источника 0, E, и 75 - снова зарядится на потенциальном уровне e. При возвращении
переключателя S в положение, обозначенное пунктирной линией, энергия от конденсатора Ti будет поступать
в конденсатор C2, так что конденсаторы 80 tTi и C2 будут заряжены до потенциала 3cJ4, при условии
отсутствия конденсатора T2 и рычага переключателя S3. После серии колебаний переключателя S, во время
которых энергия не отводится от клеммы 2E, конденсатор C22 заряжается почти до потенциала e, после чего
энергия может отводиться от клемм E' и 2E при напряжении, почти равном e, а именно напряжению источника
питания 0, E. Также энергия может отводиться от клемм 0, 2E при напряжении, почти равном 2e.
Однако, в схеме 95 с конденсатором T2, конденсатором C3 и рычагом переключателя S3 начальные условия,
а именно во время первых нескольких колебаний переключателя 5, несколько отличаются, поскольку, как
будет показано далее, когда переключатель S впервые возвращается в показанное положение полной линии
100, конденсатор C2, в это время заряженный напряжением e/2, соединяется со вторым передаточным
конденсатором T2, так что эти два конденсатора принимают постоянное напряжение e/4 в простом случае ji5,
когда емкость T2 равна емкости C2. Следовательно, когда переключатель S во второй раз принимает
положение, обозначенное пунктирной линией, передающий конденсатор Ti, заряженный напряжением e,
соединяется с конденсатором C2, заряженным напряжением e/4, так что конденсаторы Ti и C2 будут нести
одинаковый заряд при напряжении 5e18.
Одновременно конденсатор Т2 разряжается в конденсатор С3, и эти два конденсатора, закрывая крышку,
заряжаются при напряжении e/8. Когда переключатель S снова возвращается в положение полной линии,
передающий конденсатор Th снова заряжается до напряжения e, а когда переключатель S переводится в
положение пунктирной линии, конденсаторы Ti и C2 приобретают постоянный заряд при напряжении 13e1i6.
«При дальнейшем колебании переключателя S без потери энергии будет A; легко заметить, что через
короткое время конденсаторы C2 и...» В установившемся состоянии заряд каждого из конденсаторов C3
составит приблизительно е вольт.
Фактическое напряжение каждого из конденсаторов C2 и O3 будет колебаться по причине 180° E, так что
вентиль H будет проводить ток.
В то же время потенциал точки t2 ниже потенциала точки 2E, поэтому клапан J проводит ток. Таким образом,
это соответствует положению 70 переключателей на рис. 1, показанному сплошными линиями.
Теперь, когда клапан F становится непроводящим, а клапан G проводит ток, потенциал E будет больше
потенциала tl, и ток будет протекать через клапан G 75, уравнивая потенциалы E и tl. Таким образом,
потенциал t немного повысится по сравнению с потенциалом 2E, и клапан I будет проводить ток. Потенциал t2
также немного повысится выше потенциала 8o 3E, и клапан K будет проводить ток. Таким образом, ток будет
течь точно так же, как в схеме на рис. 1, когда переключатели находятся в положении, показанном
пунктирными линиями.
На схеме, показанной на рис. 1 85, становится совершенно очевидно, что если требуется понизить
напряжение постоянного тока, источник может быть подключен к клеммам 3E, 0, в то время как энергия с
более низким напряжением может быть получена либо от двух клемм 0 и 2E, а именно от напряжения,
равного 213 от напряжения, приложенного к клеммам 3E, 0, либо от двух клемм 0 и E, а именно от
напряжения, равного 1/3 от напряжения, приложенного к двум клеммам 3E и 95 0. При таком способе
понижения напряжения, описанном выше, с использованием термоэлектронных или подобных устройств
вместо механических переключающих средств, необходимо применять триоды или «тиратроны» F и G0 на
рис. 2 в различных положениях, указанных на рис. 3 чертежей, так чтобы диоды HI, II, JI и K1 могли работать
автоматически аналогично описанному на рис. 2. Следует понимать, что в схемах, показанных на рис. 2 и 3,
использующих выпрямители, такие как El, I, J и K или Eli, II, Ji и Ki1, механические переключающие
устройства, такие как Si или S3, могут заменить триоды или «тиратроны» F и G или F1 и Gi. Также следует
понимать, что любая точка системы может быть заземлена, так что может генерироваться положительное или
отрицательное высокое напряжение или оно может быть преобразовано в более низкое напряжение.
Также станет ясно, что систему можно сделать симметричной относительно потенциала земли, например,
добавив под систему, показанную на рис. 2, аналогичную систему выпрямительных ламп и конденсаторов, что
позволит получить потенциал 3E на отрицательной стороне системы.
Очевидно, что теоретически, по меньшей мере, с помощью системы, описанной в изобретении, можно
получать постоянные токи любого желаемого высокого напряжения и снова понижать их, при этом
необходимо использовать лишь такое количество делителей напряжения 130, которые попеременно
заряжаются и разряжаются, причем величина колебаний обратно пропорциональна частоте работы
переключателя S. Таким образом, энергия может отводиться от клемм 0, 3E при напряжении, близком к 3E, и
от клемм E, 3E при напряжении, близком к 2E. Очевидно, что количество конденсаторов, подключенных к
делителю потенциала t0 AB, может быть увеличено при условии соответствующего увеличения количества
передающих конденсаторов. Следует также отметить, что конденсатор 01 фактически необходим только в том
случае, если энергия должна поступать, с одной стороны, от клеммы 0, а с другой — от одной из клемм 2E или
3E.
Конденсаторы Cl, C2, C3, T1 и T2, как это ни странно, имеют одинаковую емкость, и следует понимать, что ни
один из этих конденсаторов не должен выдерживать напряжение, превышающее e. Очевидно, однако, что
емкость конденсаторов Ti и T2 не обязательно должна быть равна емкости конденсаторов Ci, C2 и O3.
Обращаясь к рис. 2, схема по принципу действия та же, что и на рис. 1, но плечо переключателя Si заменено
двумя трехэлектродными термоэлектронными лампами F и G, потенциалы сетки которых изменяются
соответствующим образом для обеспечения попеременного проводимости ламп F и G, что позволяет
подключить нижний вывод передающего контура T1 к выводу 0 и выводу E_. Таким образом, сетки могут быть
соединены или индуктивно связаны с генератором относительно небольшой мощности.
Устройства F и G могут быть типа сильно вакуумированных иридиев или представлять собой «тиратроны»: в
последнем случае отключение может происходить за счет того, что анод и катод принимают одинаковый
потенциал при зарядке или разрядке конденсатора Ti, или же отключение может осуществляться другими
удобными способами.
На рис. 2 плечи переключателей S2 и S3, показанные на рис. 1, заменены четырьмя однонаправленными
проводящими устройствами El, I, J, so и K, которые могут представлять собой термоэлектронные диоды,
ртутные выпрямители или другие выпрямители, которые, как предполагается на рисунке, обладают
изначально высоким сопротивлением в направлении KE и низким сопротивлением в направлении HEK. При
такой компоновке, благодаря положительному управлению, обеспечиваемому трехэлектродными клапанами F
и GE, видно, что выпрямительные устройства H, I, J, K работают полностью автоматически и статически,
выполняя передаточные функции плеч переключателей S2 и S3. S3 в расположении, показанном на рис. 1.
Этот результат следует из того факта, что когда клапан F проводит ток, потенциал точки t будет ниже
потенциала 395,758.
Конденсаторы, передающие конденсаторы и коммутационные устройства, которые сконструированы или
разработаны таким образом, чтобы выдерживать ту долю высокого напряжения, которая получается путем
деления этого более высокого напряжения на количество конденсаторов, составляющих делитель
напряжения. Таким образом, изобретение в частности применимо для передачи электроэнергии в виде
постоянного тока.
Система, описанная в изобретении, может получать входную энергию напряжением около 100 000 вольт,
которое удобно получать путем выпрямления переменного тока, повышенного до такого напряжения с
помощью трансформатора переменного тока J5, или же входная энергия может быть повышена до такого
порядка напряжения с помощью вспомогательного делителя напряжения, передающего конденсатора и
коммутационной системы, что позволяет избежать использования высоковольтных трансформаторов. После
передачи, например, по линиям электропередачи на большие расстояния, напряжение можно легко понизить
до любого удобного значения. Изобретение, очевидно, полезно для проведения различных испытаний, таких
как определение напряжения пробоя изоляторов и других устройств.
Описав и уточнив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_395759.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=395759&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB395759A
[]
ПАТЕНТ S C A g _
Дата проведения съезда (США): январь. 24. 1931.
9 --- -- -- - -- -- - - - Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): Январь. 23, 1932.
Окончательная версия принята к публикации: 24 июля 1933 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
395,759 № 2136/32.
Инновации, относящиеся к производству взрывчатых веществ и тому подобного.
Мы, компания E. I. DU PONT DE NEMOURS AND Co., расположенная в Уилмингтоне, штат Делавэр,
Соединенные Штаты Америки, корпорация, организованная и существующая в соответствии с законами штата
Делавэр, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к производству взрывчатых веществ и тому подобного, и в частности к
аппарату для смешивания компонентов динамита как нежелатинового, так и желатинового типов.
В состав динамитных смесей обычно входят жидкие взрывчатые вещества, например, нитроглицерин, и
твердые компоненты, которые могут быть взрывоопасными или невзрывоопасными. Для достижения
максимального взрывного эффекта динамита крайне важно обеспечить очень плотное смешивание
нитроглицерина с твердыми материалами. Для этой цели до настоящего времени предлагались различные
виды оборудования и различные процессы, каждый из которых имел определенные недостатки.
В целом, составы динамита можно разделить на два типа: нежелатиновые взрывчатые вещества и
желатиновые взрывчатые вещества. Нежелатиновые динамиты — это динамиты, в которых нитроглицерин с
твердыми компонентами был просто смешан таким образом, что взрывчатое масло полностью впиталось и
тщательно перемешано по всей композиции. В случае желатинообразных взрывчатых веществ, с другой
стороны, нитроглицерин в большей или меньшей степени желатинизируется перед смешиванием с твердыми
компонентами динамита путем растворения в нитроглицерине небольшого количества желатинизирующего
агента, такого как нитрохлопок. Эти желеобразные взрывчатые вещества обычно обозначаются как
желатиновые динамиты, а в некоторых случаях — как гелигниты. При производстве вышеупомянутых
взрывчатых веществ типа динамита обычно используются различные виды смесительных устройств в
зависимости от того, является ли смешиваемое взрывчатое вещество желатинообразным или
нежелатинообразным.
При смешивании ингредиентов 55 нежелатиновых взрывчатых веществ обычно используется аппарат,
представляющий собой большую емкость в виде деревянной чаши, в которую помещают твердые
ингредиенты и нитроглицерин. Тесное смешивание всех вышеперечисленных ингредиентов достигается за
счет прохождения вращающихся направляющих или колес через материалы в чаше. Для облегчения
процесса перемешивания предусмотрены устройства, напоминающие плуг. Вышеописанная конструкция
аппарата предпочтительна в случае работы с чувствительными взрывчатыми смесями, поскольку в ней
минимальное количество движущихся частей, что снижает опасность трения. 70 Однако при производстве
желатинообразных взрывчатых веществ принято смешивать ингредиенты в аппарате, известном как чаша в
форме «восьмерки».
Эта чаша в поперечном сечении состоит из двух эксцентрических окружностей диаметром 75°, которые
сходятся таким образом, что образуют приблизительное поперечное сечение в виде фигуры 80°;
предусмотрена рубашка, через которую может пропускаться жидкость для регулирования температуры
взрывчатого вещества. Два бронзовых мешалки на вертикальных валах работают вместе таким образом, что
перемешивание массы сопровождается ее взбалтыванием. Преимуществами данного аппарата являются
обеспечиваемое им замешивающее действие (85%) и возможность регулирования температуры.
В смесителе еще одного типа смешиваются как желатинообразные, так и нежелатинообразные виды
взрывчатых веществ. Это горизонтальный тип (90), нижняя часть которого состоит из двойного желоба.
Обычно в комплект входит рубашка для регулирования температуры. Два перемешивающих механизма, к
которым прикреплены лопасти или металлические ленты из углеродистой стали, обеспечивают
перемешивание, вращаясь горизонтально над этими двойными желобами. Преимуществами этого типа
смесителей являются возможность контроля температуры, большая вместимость и, особенно, гибкость,
обеспечиваемая его использованием для обоих типов взрывчатых веществ.
Все три описанных выше типа миксеров имеют определенные существенные недостатки. Деревянная миска
для смешивания (105) не подходит для желеобразных типов MWI.Itxl.
39.5,759 Динамит, поскольку в нем отсутствует система контроля температуры. Чаша в форме восьмерки
имеет множество движущихся металлических частей внутри, и по этой и другим причинам считается опасной.
Горизонтальный смеситель снабжен механизмом перемешивания, не совсем подходящим и
удовлетворительным для смешивания желеобразных динамитов, поскольку желаемое перемешивающее
действие практически полностью отсутствует; кроме того, внутри чаши находится множество движущихся
металлических частей, и, кроме того, часто происходит утечка нитроглицерина через отверстия, через
которые проходят валы мешалки.
Целью нашего изобретения является преодоление недостатков предшествующего уровня техники и создание
аппарата, который не только подходит для всех типов взрывчатых составов, но и одновременно обеспечивает
более высокую производительность и улучшенную однородность продукта. Еще одной целью нашего
изобретения является создание аппарата, имеющего минимальное количество металлических подвижных
частей внутри устройства. Другие объекты станут очевидны по мере дальнейшего описания.
Согласно изобретению, инкорпорация ингредиентов в тщательно перемешанную взрывчатую композицию
осуществляется путем прохождения неметаллических вращающихся колес через материал и/или над ним,
при этом вместо ранее использовавшейся для этой цели деревянной чаши используется металлическая
чаша, предпочтительно изготовленная из бронзы или эквивалентного искробезопасного сплава. Изготовив эту
металлическую чашу с полыми стенками, мы можем контролировать температуру ингредиентов во время
смешивания с помощью воды или другой жидкости желаемой температуры, протекающей через стенки. Также
предусмотрены плугообразные устройства, которые устанавливаются вместе с колесами и перед ними. Эти
плугообразные устройства расположены на заданном расстоянии от стенок чаши и, перемещаясь внутри
чаши, отталкивают перемешиваемый материал от стенок к центру, на пути вращающихся колес. Расстояние,
на котором плуги могут располагаться от стен, зависит от характеристик вещества Z, от состава смешиваемых
взрывчатых веществ, и особенно от того, являются ли они желеобразными или нежелатенообразными.
Например, для смешивания нежелатиновых взрывчатых веществ плуги можно с оптимальным расстоянием
между ними, очень близким к стенкам чаши.
С другой стороны, при разложении желатинообразных взрывчатых веществ плотность и пластичность
материала таковы, что плуги должны располагаться на большем расстоянии от стенок чаши. Плуги имеют
регулируемую конструкцию, позволяющую адаптировать их для достижения желаемой цели.
В предпочтительной конструкции смесительного устройства колеса сконструированы таким образом, что их
можно поднимать или опускать в смесительный бункер под углом 70 градусов по мере необходимости. Это
практика смешивания ингредиентов нежелатиновых взрывчатых веществ, позволяющая расположить колеса
достаточно высоко в чаше. Смешивание нитроглицерина с 75 твердыми ингредиентами не вызывает
затруднений, поскольку нитроглицерин добавляется в смесь последним. В случае желатинообразных
взрывчатых веществ, с другой стороны, весьма желательно сначала добавить нитроглицерин в чашу и
провести предварительную желатинизацию нитроглицерина с помощью нитрохлопка. Эта стадия
желатинизации обычно проводится при повышенной температуре. Однако, согласно одному из вариантов
осуществления 85 нашего изобретения, предусмотрены средства для проведения этой предварительной
желатинизации и для тщательного перемешивания масла и нитрохлопка одновременно. Этого можно достичь,
используя устройство для перемешивания в сочетании с вращающимися колесами, но раздельно
расположенными таким образом, чтобы их можно было поднимать и опускать по желанию.
Конструкция такого перемешивающего устройства может варьироваться в зависимости от типа смеси, но для
этой цели мы предпочитаем использовать грабли. Во время предварительной желатинизации нитроглицерина
эта мешалка устанавливается в нижнее положение, чтобы перемешивать ингредиенты. Однако перед
добавлением твердых ингредиентов желательно поднять мешалку или разрыхлитель так, чтобы они больше
не проходили через перемешиваемые материалы во время вращения колес.
Твердые ингредиенты могут включать неорганические окисляющие вещества, такие как, например, нитрат
калия или натрия, или подобные им, или их смеси, а также углеродсодержащие горючие материалы, такие как
различные формы древесной целлюлозы или древесной муки, мука из орехов слоновой кости, сердцевина
багассы, крахмал, кукурузные стебли, кукурузная мука, шелуха хлопковых семян или любые из различных
форм этих материалов.
Изобретение проиллюстрировано на примере прилагаемых чертежей, на которых на рисунке 1 представлен
вид сверху, показывающий взаимосвязь колес и фар.
На рисунке 2 представлен вид в разрезе и в проекции смесительной чаши.
На рисунке 3 представлен вид сбоку одного из 125 плугов или скреперов.
На рисунке 4 представлен вид сбоку устройства для выравнивания грунта.
Обращаясь к чертежам, на рисунке 2 А обозначает вертикальный вал, на котором расположен объект 130.
Плуги и перемешивающие устройства изготавливаются из неметаллических материалов, предпочтительно из
твердой резины или подобного ей материала, либо из смолистого материала. Хотя сама чаша 70 изготовлена
из искробезопасного сплава, входящие в ее состав колеса предпочтительно изготавливаются из
неметаллического материала. Для этой цели очень хорошо подходят деревянные колеса, покрытые твердой
резиной. 75 Особое преимущество аппарата, описанного в настоящем изобретении, заключается в его
применимости для смешивания композиций всех типов взрывчатых веществ динамитного типа, как
желатинообразных, так и нежелатинообразных. 80 Дополнительным преимуществом перед ранее известными
типами смесителей является то, что они позволяют получать продукт, превосходящий по свойствам продукт,
получаемый в известных ранее аппаратах для производства желатиновых динамитов. Способ включения,
предложенный в нашем изобретении, обеспечивает получение тщательно перемешанного желатина, при
этом его пластичность и податливость не ухудшаются из-за слишком сильного и постоянного распада, как это
происходило с другими устройствами для этой цели.
Кроме того, перемешивающее действие колес обеспечивает более безопасный процесс производства
чувствительных взрывчатых веществ 95 по сравнению с быстрым вращением металлических лопастей
мешалки в других типах аппаратов, ранее предложенных для этой цели.
В процессе работы предпочтительно использовать вращающиеся колеса, которые медленно перемещаются
на начальных этапах процесса смешивания, а затем скорость вращения колес увеличивается по мере
повышения вязкости материала.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты