Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13169
.pdf
от вязких жидкостей до бальзамов или мягких смол и восков, растворимых в обычных органических
растворителях. Как правило, количество используемых конденсирующих агентов составляет от 0,001 до 5
процентов от массы используемого винилового эфира, но даже очень малых количеств, например, от 0,001 до
0,5 процента от массы используемого винилового эфира, в большинстве случаев достаточно для
осуществления полимеризации.
В качестве исходных виниловых эфиров могут быть выбраны, например, алкильные, циклоалкильные или
ариловые эфиры виниловых спиртов, такие как метилэтил-, пропил-, бутил-, гексил- или циклогексил-,
виниловые, пропениловые или изопропениловые эфиры, а также виниловые или алкилвиниловые эфиры
длинноцепочечных спиртов, соответствующих кислотам, содержащим от примерно S до, скажем, 35 атомов
углерода, особенно животных и растительных жиров и восков, таких как октиловые, дециловые, додециловые,
тетрадециловые, докозаниловые или октадециловые спирты, виниловые эфиры монтанола и фениловые,
альфа- или бета-нафтиловые или крезиловые виниловые эфиры, а также моно- и дивиниловые эфиры
гликолей и полиалкиленгликолей, например, дитри- или тетраэтилен- или -пропиленгликолей и более высоких
гликолей. гликоли, например, октодекандиол. Помимо этих виниловых эфиров гликолей, в качестве
виниловых эфиров моноалкиловых или арильных эфиров гликолей могут использоваться, например,
виниловые эфиры 75 этилена, пропиленгликоля, монометил-, этил-, бутил-, фенил- или крезиловых эфиров, а
также соответствующие моноалкиловые или арильные эфиры диэтиленгликоля, триэтиленгликоля или
пропиленгликоля.
В частности, к 80 соединениям этой серии относятся, например, моновиниловые эфиры ди- или
триэтиленгликоля, дивиниловые эфиры ди- или триэтиленгликоля и соответствующие виниловые эфиры
1,2-ди- или трипропиленгликолей, а также дивиниловый эфир и дивиниловые эфиры высших гликолей,
например, октодекандиола. Виниловые эфиры могут быть получены, например, в соответствии со
спецификациями №№. 332,605, 341,074, 90
345,253 и 369 297.
Полимеризацию можно проводить в жидкой или, с использованием твердых конденсирующих агентов, в
газовой фазе. Реакцию в газовой фазе можно осуществить с использованием инертных газообразных
разбавителей, таких как диоксид углерода, азот, метан или монооксид углерода. При работе в жидкой фазе
предпочтительно добавлять конденсирующие агенты к 100% виниловым эфирам небольшими порциями,
соблюдая осторожность и охлаждая раствор для отвода теплоты реакции. Реакцию в жидкой фазе также
можно проводить, чтобы сделать ее менее интенсивной, в присутствии инертных органических разбавителей,
таких как жидкие или сжиженные ароматические углеводороды, например, бензол, толуол, ксилол,
декагидронафталин, насыщенные эфиры, такие как диэтиловый эфир, этил-н-бутиловый эфир,
ди-н-бутиловый эфир или этилпропиловый эфир, и алифатические жидкие углеводороды, такие как бензин
или подобные фракции минерального масла, или ацетон, или сложные эфиры, такие как бутилацетат или
этилацетат. 115 При проведении полимеризации наиболее выгодно сначала разбавить растворителем лишь
небольшую часть винилового эфира, а затем, при перемешивании, добавить конденсирующий агент.
Затем оставшуюся часть винилового эфира постепенно добавляют, при этом необходимо обеспечить
соответствующее охлаждение, чтобы температура не повышалась чрезмерно; реакцию обычно проводят при
температуре от 125 до 1200 градусов Цельсия, предпочтительно при температуре от 200 до 100 градусов
Цельсия.
После полного введения винилового эфира реакционный раствор можно некоторое время нагревать под
обратным холодильником для завершения полимеризации. Продукты полимеризации, полученные после
отгонки используемых растворителей, практически идентичны продуктам, полученным без растворителей.
Оставшиеся после смолистые продукты.
Дистилляцию можно проводить, например, в этиловом эфире или бензоле, и получать в чистом виде после
отгонки используемого растворителя. Как уже упоминалось, смеси различных виниловых эфиров могут быть
полимеризованы, при этом добавление небольшого количества одного винилового эфира к большому
количеству другого приводит к значительному изменению свойств продукта полимеризации, получаемого
путем полимеризации только того винилового эфира, который преобладает в смеси, в отношении
механической прочности и растворимости.
В результате полимеризации образуются более или менее вязкие жидкости или твердые насыщенные
вещества в зависимости от природы используемого эфира и степени полимеризации, и они стабильны в
разбавленных водных кислотах и щелочах.
Они могут использоваться в качестве покрытий и клеев, в качестве заменителей масел в заполненных маслом
грунтах или подводных кабелях, а также в качестве смол при производстве искусственных масс; продукты из
высокомолекулярных виниловых эфиров могут использоваться в качестве заменителей полировальных и
подобных восков природного происхождения. Эти продукты могут также применяться в качестве
промежуточных слоев для составного стекла; их можно дополнительно использовать в качестве смягчающих
и пластифицирующих агентов для индийского каучука и каучукоподобных продуктов полимеризации
диолефинов, таких как бутадиен или изопрен, или для масс, полученных из полимеризованного стирола.
Виниловые эфиры, особенно в больших количествах, могут быть полимеризованы особенно быстро, но без
опасности чрезмерного повышения температуры, с использованием галогенидов бора и галогеноводородов
бора, например, фторида, хлорида или бромида бора, или фтороводорода бора, в виде продуктов их
присоединения или превращения с органическими кислородсодержащими соединениями, например,
эфирами, такими как диэтиловый или дибутиловый эфир, кетоны или спирты (см. «Handbuch der
anorganischen Chemie» Гмелина, 8-е издание, том «Бор», стр. 114 и далее) в качестве конденсирующих
агентов.
Для точного дозирования конденсирующего агента продукты присоединения или превращения галогенидов
бора целесообразно использовать только в очень разбавленных растворах, например, в растворах с
концентрацией около 2 процентов. Спирты или эфиры, используемые для получения указанных продуктов
присоединения, могут применяться в качестве растворителей для этих соединений. Количество продуктов
присоединения галогенида бора, необходимых для полимеризации, чрезвычайно мало и часто составляет
всего около 0,001 процента от полимеризуемого винилового эфира. Таким образом, например, для
полимеризации литра винил-н-бутилового эфира (75%) необходимо всего около 1 кубического сантиметра
2-процентного раствора продукта присоединения фторида бора к ди-н-бутиловому эфиру (который можно
получить, вводя поток фторида бора в эквимолекулярное соотношение ди-н-бутилового эфира при
температуре около 100 градусов Цельсия). Кроме того, полимеризацию виниловых эфиров можно проводить в
присутствии растворителя для винилового эфира, например, в присутствии насыщенных эфиров или
углеводородов алифатического, гидроароматического или ароматического рядов, но преимуществом этой
модификации является то, что не требуется значительного количества растворителей для винилового эфира.
Свойства продуктов полимеризации, получаемых таким способом, очень похожи на свойства продуктов,
полученных описанным выше способом с использованием других указанных кислотных конденсирующих
агентов; однако они могут быть получены в совершенно бесцветном виде. Поскольку последние следы
винилового эфира полимеризуются с трудом, полученные продукты в некоторых случаях остаются в
незначительной степени ненасыщенными. После того, как продукту дали немного постоять или удалили
последние следы неполимеризованного винилового эфира в вакууме, продукты полимеризации становятся
практически инертными к брому. Любые незначительные количества продуктов присоединения галогенидов
бора, которые могут присутствовать, легко удаляются путем обработки продуктов полимеризации паром с
последующей сушкой.
Наиболее оптимальные температуры для полимеризации виниловых эфиров 115 при использовании
продуктов присоединения галогенидов бора находятся в диапазоне примерно от 400 до 600 градусов
Цельсия. Полимеризацию можно проводить, однако, при уже упомянутых более низких или более высоких
температурах. 120 Полимеризацию можно осуществлять в открытых сосудах, снабженных обратными
холодильниками, или в закрытых сосудах под давлением.
Часть низших членов полимеризованных эфиров согласно настоящему изобретению растворима в воде,
например, полимерный винилметиловый эфир, виниловый эфир моноэтилового эфира диэтиленгликоля и
виниловый эфир 130. После введения винилового эфира всю смесь перемешивают в течение часа при
температуре 80 градусов Цельсия. Летучие компоненты отгоняют от полученной смеси с помощью пара, а
остаток растворяют в этиловом эфире. После сушки и перегонки эфира получают 144 части продукта,
похожего на желтый бальзам.
ПРИМЕР 3.
Части этил-н-пропенилового эфира 75 (CH03-CH = CH-0-02H15) постепенно вводят в смесь, состоящую из 1
части тетрахлорида олова и 80 частей бензола. Температура повышается до точки кипения бензола, и
реакционная смесь приобретает коричневый цвет.
После полного введения эфира бензол и летучие компоненты удаляются паром. Остаток растворяют в эфире,
а полученный эфирный раствор перемешивают с животным углем и фильтруют. После отгонки эфира
остается мягкая смола коричневато-желтого цвета.
ПРИМЕР 4. 90
1 Часть хлорида алюминия суспендируют в 150 частях бензола, 50 частях этил-изопропенилового эфира,
моноэтилового эфира этиленгликоля и винилового эфира моноэтилового эфира этиленгликоля, причем
первое из упомянутых соединений предпочтительно, однако, использовать совместно с растворителем, таким
как метиловый или этиловый спирт или монометиловый эфир этиленгликоля; эти соединения могут найти
полезное применение в проклейке или обработке. Более сложные соединения, такие как полимерный
октадецилвиниловый эфир, представляют собой белые воскообразные вещества, которые, как правило, легко
растворимы в бензине, бензоле, скипидаре и подобных растворителях для восков.
Приведенные ниже примеры дополнительно иллюстрируют, как это изобретение может быть реализовано на
практике, однако изобретение не ограничивается этими примерами. Детали указаны по весу.
ПРИМЕР 1.
0.25 Часть хлорида олова(II) добавляется к 50 частям винил-н-бутилового эфира (C12=CH-O-C4H9), который
может быть получен нагреванием безводного н-бутанола с винилхлоридом при 1000 градусах Цельсия в
автоклаве в присутствии металлического натрия, например, согласно Примеру 2 Спецификации №.
332,605) в реакционном сосуде, снабженном конденсатором с широким потоком обратного потока. Через
несколько минут температура начинает повышаться, и при температуре около 450-50 градусов Цельсия
происходит внезапное закипание с последующим быстрым повышением температуры до 140 градусов
Цельсия. Продукт реакции представляет собой желтовато-коричневую бальзамоподобную массу, которая
очищается паровой дистилляцией. Получено 35 частей вязкой жидкости желтого цвета, являющейся
продуктом полимеризации.
Вместо хлорида олова(II) можно использовать тетрахлорид олова или хлорид алюминия.
ПРИМЕР 2.
1 Часть хлорида алюминия суспендируют в 200 частях сухого бензола, а затем при перемешивании к
суспензии добавляют 200 частей винилэтилового эфира (OH2=CHO<3-C2EH5). Для начала реакции
одновременно добавляют около 20 частей винилового эфира, а оставшуюся часть добавляют понемногу.
Появление мутности свидетельствует о начале полимеризации.
Когда температура повышается до 600–80 градусов Цельсия, виниловый эфир добавляют порциями от 1 до 2
частей, при этом факт протекания реакции можно обнаружить не только по повышению температуры, но и по
коричневому окрашиванию массы, которое исчезает после реакции. Когда окрашивание исчезнет, добавляют
еще некоторое количество винилового эфира, и эту процедуру повторяют. Когда все (CI{2 0215) медленно
опускаются в суспензию 95. Температура повышается до точки кипения бензола, и реакционная смесь
приобретает коричневато-красный цвет. После отгонки бензола и летучих компонентов паром остается
коричневая, очень липкая масса, напоминающая растительный бальзам, поведение которой по отношению к
растворителям в целом такое же, как у продукта полимеризации, полученного из винилэтилового эфира.
ПРИМЕР 5.
14 Части винилового орто-крезилового эфира CHE (CH2 = CH-0-< >, который может быть получен путем
нагревания орто-крезолата натрия с винилхлоридом в присутствии этилового спирта до 1800 градусов
Цельсия в автоклаве, например, согласно Примеру 5 Спецификации № 332605) постепенно добавляют по
каплям в суспензию 0,3 части хлорида алюминия в 40 частях бензола, в результате чего начинается
полимеризация с выделением большого количества тепла и образованием красной окраски. Разбавитель и
летучие вещества. ПРИМЕР 8.
Компоненты отгоняют паром, а 1000 частей винил-н-бутилового эфира после охлаждения в мешалку вводят
остаток, сливая воду. Продукт реакции описан в Примере 7, и после нагревания до 400 градусов Цельсия 0,5
части 2%-ного раствора продукта присоединения этилового спирта, бутилацетата и фторида бора в
диэтиловом эфире, ацетоне, 96%-ном растворе этилового спирта, бутилацетата и диэтилового эфира в
дигидроуглеводородах бензольного ряда, но этиловый эфир добавляется. Температура, при которой
полимеризация практически нерастворима в бензине. Если используется винилфениловый эфир,
температура поддерживается на уровне примерно 40-60 градусов Цельсия. Вместо винилортокрезилового
эфира, получают сорт, частично охлаждаемый, а частично путем добавления твердых красных продуктов
полимеризации, растворимых только в труднорастворимых растворителях, за исключением бутилового
эфира, охлажденного до температуры 150 градусов Цельсия.
Таким образом, около 2000 частей винилбутилового эфира и еще 75 частей раствора продукта присоединения
бора (ПРИМЕР 6) добавляют в течение 2 часов. После перемешивания в течение :: X C:Er - примерно еще 2
часов полимеризация практически завершается. Последние 80 - x следы неполимеризованного
винилбутилового OH, CGH-O-<) эфира полимеризуются после того, как реакционная смесь постоит несколько
дней при комнатной температуре или слегка повышенной (приготовленной, например, в соответствии с
температурой, например, около 40 85 Пример 5 из -спецификации №. Цельсия. А- бесцветный, медоподобный
332,605) После добавления 5 частей хлорида цинка продукт оставляют при комнатной температуре, получая
очень вязкий и липкий. После того, как его оставляют на 2 дня, исходный легкоподвижный эфир (получаемый
согласно Примеру 3 90 Спецификации № 369297) превращается в бесцветную бальзамоподобную, очень
липкую смолу. Продуктом полимеризации является количество винилбутилового эфира, легко растворимого в
этиловом эфире, ацетоне, а также количество циклогексилового эфира.
бутилацетат и бензол, но трудно растворим в этиловом спирте и бензине. - - - 100 частей винилметилового
эфира и 1 Если полимеризацию проводить при более высоких температурах, например, при температуре от
800 до 950 градусов Цельсия, полимеризующий продукт, используемый в Примере 7, вводится в сосуд,
описанный в Примере 7, через 1-2 часа; полученный продукт имеет слегка зеленоватый оттенок, сорт и
нагревается до кипения. - Однако, по мере... В процессе полимеризации температура содержимого сосуда
постепенно повышается с 90 градусов Цельсия (температура кипения винилметилового эфира) до примерно
200 градусов Цельсия. В сосуд, снабженный эффективным перемешивающим устройством, охлаждающей
рубашкой и обратным холодильником, вводят 1000 частей винилметилового эфира. ПРИМЕР 7.
Затем эфир добавляют при температуре около 200 градусов Цельсия, нагревая до 359 градусов Цельсия, и в
течение 4 часов постепенно добавляют 0,5 части раствора указанного полипродукта фторида бора и
ди-н-бутилмеризующего агента. При этом в течение того же времени к эфиру (кипящему при 1600 градусах
Цельсия) постепенно добавляют 1 часть раствора указанного полимеризующего агента. Содержимое сосуда =
ди-н-бутиловый эфир. Затем 2000 частей нагревают до 30 градусов Цельсия до тех пор, пока не начнет
поступать винилэтиловый эфир. Образец отбирают и растворяют в циклогексане при температуре от 404 до
50 градусов Цельсия в течение 2 часов, в то время как дополнительно 3,5 части брома. Остатки
неполимеризованного винилметилового эфира из указанного раствора удаляют из продукта полимеризации
путем постепенного добавления диэфира ди-н-бутила в вакууме при температуре около 200 °C. В результате
образуется бесцветный, вязкий продукт полимеризации, содержащий 120 мкг ртути. Полученный продукт
полимеризации легко растворяется в органических растворителях, таких как виниловый эфир, при
температуре около 500 градусов Цельсия, а также в алифатических спиртах, кетонах, сложных эфирах или
вакууме.
Конечный продукт представляет собой достаточно стабильные кислоты и углеводороды, а также смешивается
с водой в любой желаемой пропорции (от -60 до -60) с бромом. В 125 378,5X4 градусах Цельсия. Остаточные
710 частей раствора подаются в течение 2 часов, в то время как одновременно постепенно добавляются еще
2,4 части указанного раствора продукта присоединения фторида бора и ди-нбутилового эфира. Остатки
неполимеризованного винилэтилового эфира, если таковой еще присутствует, удаляются перегонкой в
вакууме при давлении около 100 миллиметров 75 ртутного столба.
Полученный продукт полимеризации очень прочный и тягучий и напоминает синтетический каучук; в отличие
от продукта, полученного согласно Примеру 7, он 80 нерастворим в органических растворителях, таких как
алифатические, циклоалифатические и ароматические углеводороды, например, бензин, циклогексан, бензол,
этиловый спирт или ацетон, но набухает в них. 85 ПРИМЕР 12.
Части дивинилового эфира октодекандиола растворяют в 1000 частях бензола или бензина и добавляют 0,5
части 1-процентного раствора фторида бора в ди-н-бутиловом эфире. Реакционная смесь нагревается,
становится вязкой и затвердевает, превращаясь в твердое желе, из которого бензол или бензин можно
удалить путем прессования. Аналогичный продукт может быть получен из дивинилового эфира
триэтиленгликоля (CH2=CH-O-C2H4-O -C2H4-O-C2H4-O-CH=C C2), который может быть приготовлен из
триэтиленгликоля способом, описанным в примере 5 спецификации № 100.
369,297.
ПРИМЕР 13.
0,6 части 2-процентного раствора двойного соединения фторида бора и 105% дибутилового эфира в
дибутиловом эфире добавляют при 40 градусах Цельсия к 100 частям винилового эфира моноэтилового
эфира диэтиленгликоля (CH2 = CH-O-CH2-CH2 -O-CH2-CH2-O-C2R5, получаемого путем воздействия
ацетиленом на моноэтиловый эфир диэтиленгликоля в присутствии 2% (по весу) безводного едкого калия) в
мешалке. В течение примерно 1115 часов медленно вводят 900 частей вышеупомянутого винилового эфира,
помешивая и поддерживая температуру от 40 до 50 градусов Цельсия путем охлаждения. Затем реакционную
смесь перемешивают при указанной температуре 120°C до тех пор, пока продукт перестанет реагировать с
бромом, что обычно достигается через 3-4 часа.
Полученный в результате полимеризации бесцветный и высоковязкий продукт смешивается с водой в любых
пропорциях.
ПРИМЕР 14.
0.05 Часть 2-процентного раствора двойного соединения фторида бора и дибутилового эфира в дибутиловом
эфире составляет 130. В последнем случае, однако, целесообразно использовать вспомогательные вещества
для растворения, такие как метиловый или этиловый спирт, монометиловый или этиловый эфир
этиленгликоля.
Вязкие смеси равных частей продукта полимеризации с растворителями можно разбавлять водой в любой
пропорции с образованием прозрачных растворов.
Практически тот же продукт полимеризации получают нагреванием винилметилового эфира и указанных
полимеризующих агентов до температуры около 600 градусов Цельсия в автоклаве в течение примерно 4-6
часов.
ПРИМЕР 10.
Части винилового октадецилового эфира (CR2 = CR-O-C18R37), получаемого из октадецилового спирта и
ацетилена при температуре от 1600 до 1800 градусов Цельсия в присутствии небольшого количества едкого
калия, сплавляют в перемешивающем сосуде.
0.6 Часть раствора полимеризующего агента, указанного в Примере 7, добавляют при температуре 500
градусов Цельсия, и интенсивную реакцию, которая начинается немедленно, поддерживают при температуре
от 500 до 600 градусов Цельсия путем охлаждения. 2000 частей винилоктадецилового эфира вместе с 2,5
частями указанного раствора полимеризующего агента постепенно добавляют в течение 3 часов. Полученный
в результате насыщенный твердый продукт полимеризации плавится при 550 градусах Цельсия и по
внешнему виду напоминает бесцветный полупрозрачный парафин.
Аналогичным образом можно полимеризовать октиловые, дециловые, додециловые и тетрадециловые эфиры
винилового спирта, а также виниловые эфиры олеилового спирта и спиртов, соответствующих кислотам
монтанового воска. При желании -2 процента.
Раствор фторида бора в уксусной кислоте может быть использован в качестве полимеризующего агента.
ПРИМЕР 11.
10 Части дивинилового эфира октодекандиола (C18H36(O-CH=CR2)2), получаемого при взаимодействии с
ацетиленом при температуре от 1600 до 1800 градусов Цельсия в присутствии 2% едкого калия на
октодекандиол (получаемый каталитическим гидрированием касторового масла при температуре от 2300 до
2500 градусов Цельсия под давлением водорода около 100 атмосфер), растворяют в 800 частях
винилэтилового эфира.
Часть полученного раствора вводят в эмалированный сосуд, снабженный эффективным перемешивающим
устройством, охлаждающей рубашкой и обратным холодильником.
Раствор нагревают до кипения (примерно до 360 градусов Цельсия) и добавляют 0,6 части 1-процентного
раствора продукта присоединения фторида бора и ди-н-бутилового эфира в ди-н-бутиловом эфире.
Интенсивность реакции поддерживается на умеренном уровне путем охлаждения до 400 Дж 378,54:4 -
добавлено к 5 частям дивинилового эфира (CH,2 =CH-O-CH=ClC2). При незначительном выделении тепла вся
масса затвердевает, превращаясь в твердую, хрупкую массу.
5 Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то,
что я заявляю, является... X 1. Способ производства и получения продуктов полимеризации из виниловых
эфиров, заключающийся в том, чтобы привести в контакт один или несколько мономерных виниловых эфиров,
имеющих общую формулу α = 7, в которой R представляет собой алифатический, β-ароматический или
гидроароматический радикал, а R1, R2 и R3 — атомы водорода или алифатические β-радикалы, практически
с 20% безводной неорганической кислотой, являющейся реагирующим конденсирующим агентом,
предпочтительно при температурах от 100 до 1200 градусов Цельсия, в основном, как описано выше.
2 - 2. Конкретный способ осуществления процесса по п. 1, который заключается в использовании указанных
конденсирующих агентов в количестве от 0,001 до 5, предпочтительно от 0,001 до 0,5% от массы виниловых
эфиров. - 3. В процессах, заявленных в пунктах 1 и 2, этап проведения реакции в газовой фазе и с твердыми
кислотными реагирующими конденсирующими агентами.4. В процессах, как заявлено в пунктах 35 1, 2 и 3,
использование галогенидов бора в качестве кислотных реагирующих конденсирующих агентов, если это
необходимо, в форме их рекомбинантных соединений.
Препараты, содержащие органические кислородсодержащие соединения. 5. В процессах, описанных в
пунктах 1, 2, 3 и 4, используется использование инертных разбавителей.
В предшествующих пунктах заявки указано использование виниловых эфиров алифатических многоатомных
спиртов.
--7. В процессах, описанных в пунктах 1-5, используются виниловые эфиры гидроксиалкиловых эфиров
алифатических спиртов.
8. В процессах, описанных в предыдущих пунктах формулы изобретения, используются поливиниловые
эфиры полигидридных алифатических спиртов.
-9. В процессах, описанных в предыдущих пунктах формулы изобретения, - используются виниловые эфиры
алифатических спиртов, содержащие от примерно 8 до примерно 35 атомов углерода.
10. В процессе, описанном в пункте 6, используются виниловые эфиры гликолей, содержащие от примерно 8
до примерно атомов углерода.
11. Процесс производства и получения продуктов полимеризации из виниловых эфиров в основном описан в
каждом из приведенных выше примеров.
12. Полимеризованные виниловые эфиры, полученные в соответствии с вышеприведенными пунктами
формулы изобретения.
Дата: 17 февраля 1932 года.
Дж. Й. и Г. У. Джонсон, 47, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон, W.C.2, -- Агенты.
Абингдон: Напечатано для Канцелярии Его Величества компанией Burgess & Son.
[Wt. 8012B.-501711937.1 V9 НИЗКОЕ КАЧЕСТВО r78,544.
i 1 t - --- -
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_378545.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=378545&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB378545A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ -
Дата заключения Конвенции (Франция): 20 мая 1930 года. 3F78545 м. Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): 18 мая 1937 г. № 14649/31.
Завершено: август. 18, 1932.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к гироскопическим стабилизирующим устройствам или связанные с ними.
Я, Луи М. Аниоксен, проживающий по адресу: авеню Феликс-Фор, 146, Лион (штат Нью-Йорк), в кантоне
Франс, гражданин Французской Республики, настоящим заявляю о подлинности данного изобретения и о том,
в какой форме оно должно быть реализовано, в частности, в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к гироскопическому стабилизирующему устройству, в котором гиростат или
гироскопическая группа установлены в раме, шарнирно закрепленной в несущем кольце, при этом гиростат
или гиростаты вращаются в соответствующих креплениях и способны создавать давление, когда рама
поворачивается из-за отклонения управляемого объекта от его траектории.
Целью изобретения является обеспечение большей точности управления, обеспечиваемого гироскопическим
стабилизирующим устройством указанного типа.
С этой целью, согласно изобретению, предусмотрено фрикционное соединение между рамой и ее несущим
кольцом для передачи вращения несущего кольца на раму, а также двигатель или привод, управляемый
прецессией гиростата или гиростатов, предназначенный для вращения рамы относительно несущего кольца с
целью возврата указанной рамы в исходное положение после контролируемого отклонения корпуса. Данный
двигатель или привод, вместе с сопутствующими ему частями аппарата, далее именуется средством
восстановления направления.
На практике предусмотрен второй двигатель или драйвер, который вместе с частями связанного с ним
аппарата далее именуется 1o как общий генератор для замедления прецессии. Этот второй двигатель
добавляет к обратной связи, создаваемой средством восстановления направления вращения, вторичную
связь в том же направлении, связь которой с первым точно соответствует изменению подшипника,
вызвавшему действие средства восстановления направления вращения.
Изобретение включает в себя следующие дополнительные особенности, а именно:
1
. Крепление маятника на карданном шарнире с регулируемым торможением гироскопической группы [Цена
11-] для поддержания его в постоянной вертикальной плоскости. 2. Положение оси подвески гироскопического
маятника на более высоком уровне, чем ось прецессии самого верхнего гиростата группы, так что
неблагоприятные колебания маятника не влияют на управление подшипником.
В этом случае гиростаты будут колебаться в одном направлении и под углом, равным «одному и тому же
направлению падения». В ходе этих колебаний они будут противодействовать своим равным и
противоположным прецессиям.
3
В-третьих, вертикальный шпиндель подшипникового узла вращается в раме, поддерживающей весь аппарат,
причем эта рама закреплена на движущемся объекте для направления вращения.
Этот шпиндель соединен с гигоскопической группой, которая обеспечивает управление подшипниками,
посредством карданного шарнира, центр вращения которого совпадает с центром колебаний карданного
шарнира.
4
. «Плоскость приложения направления восстановления означает, что плоскость шарнира тормозного
устройства гироскопической группы 80O проходит через центр подвески этой группы, так что их действие не
вызывает колебаний маятника».
5'
5-й, навигационный аппарат 85, предназначенный для автоматического управления торпедами, будет
снабжен фиксаторами, предотвращающими сброс после запуска торпеды.
(a) управление направлением úX) (b) гироскопический маятник (c) двухнаправленные гироскопические
стабилизаторы.
Поскольку один из этих навигационных аппаратов для торпед одновременно является регулятором глубины,
два гиростата реклолятора также будут освобождены после сброса торпеды. Следует понимать, что два
усовершенствования, внесенные в средства рекогносцировки, могут быть также применены к любому другому
навигационному аппарату, в частности к гироскопическому наземному устройству с четырьмя гиростатами,
сбалансированными в равновесии в трех измерениях пространства, описанному в моей предыдущей
спецификации № 290203. 1052
Следует отметить, что при наличии у каждого гиростата с двумя степенями свободы 2 878 545, если на него
действует момент силы, стремящийся заставить его вращаться вокруг одной из осей подвески, он остается в
этом положении за счет инерции маховика, но, с другой стороны, передает этот момент силы в плоскость,
перпендикулярную направлению момента силы.
Поэтому подвеска стремится вращаться вокруг второй оси, перпендикулярной первой. Эта особенность
называется «прецессией».
Если эта пара колебаний быстрая и сильная и возникает, например, в результате удара, то она в
значительной степени компенсируется инерцией гиростата, и в этом случае прецессия не имеет большого
значения.
Если сила пары колебаний выше и сохраняется в течение определенного времени, то прецессия гиростата
отчетливо проявляется, и гиростат поворачивается на 90 градусов.
С другой стороны, если пара сил очень слабая и продолжительная, прецессия не возникает, и гиростат
стремится подчиниться воздействию этой пары сил и поворачиваться в направлении, передаваемом ему.
Этот факт обусловлен трением в точках прецессии гиростата. Также, когда пара колебаний соответствует
этому трению, она действует на йостат без вмешательства собственной инерции, и он вращается сам на себя,
не реагируя и, следовательно, без прецессии.
С другой стороны, на практике полностью избежать дробления невозможно, поскольку, если его можно в
значительной степени скорректировать за счет точности изготовления, то полностью его подавить
практически невозможно, особенно в направляющем аппарате, установленном на шарнирах, гиростаты
которого имеют малые размеры и избегают наземного вращения. Следовательно, когда установленный на
этом направляющем устройстве Cdu движущийся объект подвергается азимутальному вращению вследствие
отклонения движущегося объекта от его прямой траектории, он незаметно перемещается этим движением без
прецессии и, следовательно, без срабатывания средств восстановления направления, которые могли бы
вернуть его в исходную азимутальную плоскость.
Таким образом, подобное устройство не сможет автоматически направлять движущийся объект.
Настоящее изобретение предлагает несколько новых устройств, предназначенных именно для
восстановления направления и даже для усиления его действия, которые противодействуют вращению
управления направлением по азимуту и обеспечивают максимально постоянное положение устройства в его
исходной плоскости.
Первое из этих устройств заключается в том, чтобы заставить гиростаты прецессировать при малейшем
отклонении движущегося объекта от его прямолинейной траектории. Для этого достаточно поддерживать на
оси вращения рамы, поддерживающей гиростаты, большее трение, чем трение гиростатов на их
прецессионных осях, чтобы они начинали прецессировать, как только движущийся объект отклоняется от
своего курса. Для этой цели может быть использовано множество устройств, некоторые из которых показаны
на прилагаемых к данному описанию чертежах. Они состоят, по сути, из резиновой прокладки или колодки,
давление которой регулируется по желанию с помощью пружины, воздействующей на диск. Это
дополнительное трение вызывает прецессию гиростатов по наименьшему угловому смещению движущегося
объекта под действием направления. Эта прецессия приводит в действие средство восстановления
направления, которое с помощью реверсивного момента 85 возвращает управление пеленгом в исходную
плоскость и повторяет эту операцию столько раз, сколько длится изменение пеленга перемещаемого объекта.
В свою очередь, система управления подшипником приводит в действие сервомотор 90, управляющий рулем
подшипника движущегося объекта, чтобы вернуть его на прямолинейную траекторию. Тем не менее, обратная
пара сил, создаваемая средствами восстановления направления 95, будет недостаточной для полного
восстановления равновесия системы управления подшипником, поскольку прецессия гиростатов, вызванная
отклонением движущегося объекта, сама по себе является неполной 100 и не совсем совпадает с этим
отклонением. Фактически, эта прецессия частично компенсируется трением гиростатов о их прецессионные
оси; трением шарниров 105 элементов, которые регистрируют эту прецессию и приводят в действие средства
управления направлением; и люфтом, пусть и незначительным, существующим в этих элементах передачи.
Все эти факторы способствуют уменьшению прецессии гиростатов и созданию определенного замедления их
вращения, которое невозможно компенсировать путем изменения направления вращения, поскольку
последнее создает лишь пару сил, пропорциональную движению, передаваемому ему элементами,
регистрирующими прецессию.
Вследствие этого его использование будет неполным, и, несмотря на его использование, управление
устройством управления направлением 120 будет осуществляться, хотя и в гораздо меньшей степени, в том
же направлении вращения, что и отклонение движущегося объекта.
Поэтому крайне важно дополнить действие средств направленного восстановления другим устройством. Это
заключается в дополнении прецессии гиростатов в момент ее возникновения, эффект которой добавляется к
130 378.$545 378,545 3 парам), ародированным средствами восстановления направления.
Второе устройство, называемое «корнпейзатор для замедления прецессии», вступает в действие
одновременно со средством восстановления направления. Это создает вторичный момент силы, который
добавляется к моменту силы последнего, чтобы точно восстановить управление направлением в
азимутальной плоскости вылета. Эта вторичная пара сил окажется настолько мощной, что превзойдёт
исходное положение. Таким образом, целесообразно регулировать его по своему усмотрению, чтобы
определить его точное значение.
Компенсатор замедления прецессии может быть сконструирован совершенно разными способами. Кроме
того, различные механизмы, описанные здесь, приведены лишь в качестве примеров, демонстрирующих
применение вышеупомянутого принципа и для надлежащего определения цели его использования, при этом
направляющая является незаменимой для обеспечения практического применения направляющего
устройства. Таким образом, это представляет собой одну из важных характеристик данного изобретения. Это
также может быть применено к любым направляющим устройствам, помимо описанных здесь, например, к
гироскопической группе с четырьмя гиростатами, описанной в моей предыдущей спецификации № 290.203,
находящейся в равновесии во всех положениях на горизонте и по азимуту.
Для электрических устройств управления, описанных в данной спецификации, область их применения...
Устройство Lion состоит из небольшого двигателя, вращающегося в любом направлении, при этом вращение
в одном или другом направлении ограничивается стопорным рычагом, поворачивающимся вправо или влево
на двух регулировочных винтах, определяющих движение этого рычага. Последний воздействует на рычаг,
закрепленный на креплении одного из направляющих гиростатов, через расположенную между ними пружину,
натяжение которой точно регулируется, определяя величину момента, создаваемого реверсивным
двигателем.
Эта пара сил заставляет гиростаты прецессировать в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой
происходит вращение движущегося объекта. Прецессия гиростатов усиливается за счет этой пары сил, что, в
Соседние файлы в папке патенты