Патентное ведомство соединённых штатов (стр. 7 )

  Приложение значительного давления к среде, где производится замыкание и размыкание цепи, открывает ряд специфических преиму­ществ. Одно из них с очевидностью следует из известных эксперимен­тальных данных, доказывающих, что разрядное расстояние дуги пример­но обратно пропорционально давлению газообразной среды, в которой она возникает; но ввиду того, что на практике это расстояние обычно весьма мало, поскольку разность потенциалов между электродами, как правило, не превышает нескольких сотен вольт, экономические преиму­щества, следующие из уменьшения разрядного расстояния — особенно при сближении контактов, — не имеют особого практического значе­ния. Я обнаружил, значительное преимущество обеспечивается эффек­том, который, по моим наблюдениям, возникает при воздействии на дугу среды, находящейся под давлением. Этот эффект заключается в том, что поперечное сечение дуги сокращается примерно обратно пропорцио­нально увеличению давления. Поскольку при прочих равных условиях потеря энергии на дуге пропорциональна ее поперечному сечению, это дает возможность значительной экономии. Весьма важная с практиче­ской точки зрения черта заключается также в том, что изолирующая способность сжатой среды не нарушается сколько-нибудь существенно даже при значительном увеличении температуры, более того, значитель­ное колебание давления не оказывает заметного влияния на работу кон­троллера, тогда как такие изменения сильно мешают, например, в случа­ях, когда используется метод изоляции контактов Поггендорфа. Однако во многих других отношениях газ под высоким давлением практически соответствует вышеописанным идеальным условиям: внезапному пробою диэлектрика, быстрому восстановлению его изолирующей способности, а также химической инертности, которую легко обеспечить при правиль­ном выборе газа.

  При реализации моего изобретения среда под давлением может быть произведена или поддерживаема любым удобным способом, и в этом плане мое усовершенствование не ограничено какими-либо специ­альными средствами. Я, однако, предпочитаю прийти к необходимому результату благодаря использованию контроллера, или, как минимум, его элементов, а именно: контактов в емкости или контейнере, с которым сообщается небольшой резервуар с сжиженным газом. Этот специфиче­ский способ реализации изобретения разъясняется ниже.

  В то время как настоящее изобретение касается контроллеров цепи, оптимальные результаты достигаются за счет использования устройств, в которых можно получить высокую скорость движения контактов отно­сительно друг друга, и именно с этой целью я разработал новый контрол­лер цепи, который, хотя и относится к классу, типичную разновидность которого я представил в своей заявке № 000 от 2 декабря 1897 г., отличается некоторыми особенностями конструкции, как можно понять из следующего сравнения: в ранее описанном типе контроллера подхо­дящий двигатель сообщал высокую скорость вращающемуся контейнеру с группой проводников, расположенных с определенными промежутка­ми. Внутри и концентрически с контейнером, но так, чтобы сохранять способность к свободному независимому вращению относительно него, располагался элемент, который при вращении контейнера замедлялся или тормозился соответствующей силой. Этот элемент имел трубку или канал, в один конец которого поступала проводящая жидкость, находя­щаяся в контейнере и вращающаяся вместе с ним, и которая выходила через другой конец трубки на вращающиеся проводники, расположен­ные с определенными промежутками.

  Хотя такой аппарат весьма эффективен и удовлетворительно вы­полняет необходимую работу, он тем не менее имеет ряд ограничений, определяющихся количеством работы, которую требует проводящая жид­кость и возрастающей вместе со скоростью. Для преодоления недостат­ков, присущих такому типу контроллера, я разработал представленную ниже модификацию. Ее отличительные признаки таковы: используется закрытый контейнер, в который вмонтировано тело, способное вращать­ся произвольным способом, например, за счет притяжения внешнего си­лового поля или вращаемого целиком магнита. Вращающееся тело со­общает вращение группе расположенных с промежутками проводников в контейнере, оно также действует как насос для поддержания течения проводящей жидкости по одной или нескольким неподвижным трубкам и снова - к вращающимся проводникам.

  Описание деталей такого аппарата со ссылками на прилагаемый чертеж, представляющий собой вертикальное центральное сечение кон­троллера:

А — контейнер из железа, стали или иного подходящего материала с колпаком 5, закрепленным посредством газонепроницаемого изоли­рующего соединения. В этом контейнере находится контроллер цепи: в плане основного признака настоящего изобретения его конструкция мо­жет быть произвольной, но по указанной выше причине он имеет особый характер, как явствует из рисунка. Вал С прикреплен к центру колпака В, и на нем на подшипниках крепится элемент, которому сообщается вращательное движение. Конструкция данного устройства и средства для сообщения вращения названному элементу могут значительно раз­личаться, но для нашей цели целесообразно прикрепить к вращающему­ся патрубку D набранный магнитный сердечник Е, а вокруг той части колпака В, где находится это устройство, разместить сердечник F с об­мотками, образующими первичный элемент двигателя и способными ге­нерировать вращающееся силовое поле, которое, в свою очередь, заста­вит быстро вращаться вторичный элемент или сердечник Е. К нижнему концу патрубка D прикреплен проводник G, обычно в форме диска с выступающими вниз зубцами или краевыми выступами Я. К муфте или диску G также прикреплен, но изолирован от него, вал Т со спиралевид­ными лопастями, входящий в углубление или цилиндрическую выемку в днище контейнера. Одна или несколько трубок или каналов / отведены со дна этого углубления к точкам близ траектории проводящих зубцов Я, так что при вращении винта I проводящая жидкость, направляю­щаяся из контейнера вниз в углубление, будет выталкиваться вверх по трубке или каналу и выходить оттуда в виде струи или струй, попадая на вращающийся проводник. Чтобы облегчить этот процесс, углубление окружается фланцем К, который имеет каналы L, позволяющие про­водящей жидкости стекать из контейнера в углубление, и скошенные стенки, служащие щитом для направления жидкости, вытолкнутой из трубок в промежутки между проводниками, на дно контейнера. М — резервуар, сообщающийся с внутренней частью главного кон­тейнера и содержащий сжиженный газ, например аммиак, позволяющий поддерживать в контейнере практически инертную атмосферу под дав­лением.

  Контейнер М предпочтительно делается в виде металлической ча­ши с полой ножкой N по центру, причем канал для газа регулируется винтовым клапаном с верхней стороны чаши. Она привинчена к концу вала С, и через него канал О ведет внутрь контейнера А.

  Как правило, контейнер А и проводящая жидкость — обычно это ртуть — изолированы от колпака 5, а детали, прикрепленные к нему и поддерживаемые им, соединены с одним элементом регулируемой цепи. Другая цепь образована проводником Р и любой частью колпака, так что при вращении сердечника Е и проводника G цепь между двумя изо­лированными частями контейнера замыкается через струю или струи проводящей жидкости, когда эта последняя попадает на указанные про­водники.

  Для обеспечения надежного электрического соединения между пат­рубком D и валом С я устраиваю в первом небольшую емкость R с рту­тью, в которую входит конец вала С.

Особые преимущества этой конкретной модификации контроллера очевидны. Масса и вес вращающихся частей значительно сокращаются и достигается огромная скорость вращения с небольшим расходом энер­гии. Тогда как энергия, необходимая для поддержания струй проводя­щей жидкости, напротив, очень мала.

Формула изобретения:

1. Сочетание закрытого контейнера с контроллером цепи в нем, окруженным инертной изолирующей средой под давлением.

2. Сочетание закрытого контейнера, контроллера цепи в нем и при­способлений для поддержания в этом контейнере инертной атмосферы под давлением.

3. Сочетание закрытого контейнера, контроллера цепи в нем и со­суда со сжиженным инертным газом, сообщающегося с внутренней час­тью контейнера.

4. Сочетание устройства для контроля цепи, одну часть или кон­такт которого образует проводящая жидкость, например ртуть, окру­жающего его контейнера и средств для поддержания инертного газа в контейнере под давлением.

5. Сочетание проводника или группы проводников, образующих один вывод контроллера, приспособлений для поддержания потока или струи проводящей жидкости в качестве второго вывода, с которым про­водник вступает в прерывистый контакт, закрытого контейнера с этими выводами и средств для поддержания в контейнере инертной атмосферы под давлением.

6. Устройство для замыкания и размыкания электрической цепи, включающее сочетание средств для поддержания потока или струи про­водящей жидкости, образующей один вывод, проводника или проводни­ков, создающих прерывистый контакт со струей и образующих другой вывод, и контейнера, впускающего и выпускающего кислород от назван­ных полюсов.

7. Сочетание контейнера, проводника или группы несплошных про­водников в нем, двигательного устройства для вращения этих провод­ников, одной или нескольких форсунок для направления потока или струи жидкости на проводник, нагнетательного насоса, непосредственно соединенного с проводником для поддержания циркуляции проводящей жидкости в контейнере по форсунке или форсункам, проводника и жид­кости, образующих соответственно контакты контроллера цепи.

8. Сочетание кожуха, установленного в нем проводника или груп­пы несплошных проводников, двигателя для его вращения, одного или нескольких каналов или трубок с проводящей жидкостью, направлен­ных на проводники, и винта, регулируемого двигателем для прокачки проводящей жидкости по трубкам и ее попадания на проводники, при­чем проводники и жидкость образуют контакты контроллера цепи.