KRALJEVINA SRBA, HRVATA 1 SLOVENACA
t
UP RAVA ZA ZAŠTITU
RAZRED 87
PATENTNI SPIS
INDUSTRIJSKE SVOJINE
IZDAN 15 OKTOBRA 1924.
ST. 2209.
* Gogu Constantinescu, Weybridge, Surrey Anglija, in Walter
Haddon, London.
Postopanje in priprava za nagromadenje in ukoriščenje energije s pomočjo tekočin. Prijava z dne 30. marca 1921.	Velja od 1. oktobra 1923.
Prvenstvena pravica z dne 21. decembra 1915. (Anglija).
Pri doslej rabljenih pripravah za nagro-madenje energije v tekočinah, posebno v vodi, se je zbirala energija polom pumpanja vode na višji niveau nasproti vplivu težine ali potom dviganja utežev s pumpanjem vode, s čimer se zbere v utežih potencijalna energija, katero se more s tem iskoristiti, da se pusti vodo odteči in utež padati navzdol. Uporabljale so se tudi tekočine v akumulatorjih v zvezi z zračnimi pufarji.
Shodno predležečemu izumu se vporab-Ijajo tekočine za nagromadenje energije na ta način, da se ne vporablja težina ampak elasticiteto tekočin samih.
Izum obstoja v tem, da se pod tlakom nagromadi energija potom volumskim iz-premenitev tekočin. Nadalje obstoja izum v tem, da se napravi koristna v elastičnih tekočinah pod tlakom nagromadena energija, v naslednjem zvana „elastična energija" za dejstvovanje strojev na udar ali sunek na ta način, da se pretvori elastično energijo v kinetično energijo. Nadalje se nanaša izum na vporabo kot oproge učinkujočih tekočin pri vozilih ali krmilnih gonilih. V nadaljnjem obstoja izum v tem, da se napumpa tekočina v jako spremo znalnega relativnega voluma tako da se stlači in pretrpi volumsko zmanjšanje, in da se iskorišča energija komprimirane tekočine med njenim raztezanjem na prvotni volumen.
Izum se tiče tudi aparatov za ukoriščenje elasticitete tekočin, kateri obstoja iz pumpe,
za stlačenje tekočine, iz spreme, v katero se tekočino vtlači in stlači, in iz enega ali več energijo vporabljajočih aparatov, katere se more neodvisno ali skupno gnati iz te spreme ven.
Konečno se tiče izum sredstev za nagromadenje energije v tekočinah ter za ukoriščenje te energije, kakor je v sledečem popisano.
Kakor znano, so voda in druge tekočine stlačljive, in jasno je, da pretrpijo iste, ako se jih izpostavi tlaku, volumsko zmanjšanje, pri odnehanju tlaka se pa morajo te neogibno raztegnili na prvotni volumen. Pri vseh doslej navadnih pripravah, v katerih so bile tekočine podvržene spremenljivemu tlaku, je moralo neizogibno nastopiti zmanjšanje: ali zvečanje volumna tekočine same. Doslej se pa ni vporabljalo volumsko povečanje med raztezanjem tekočine za opravljanje koristnega dela.
Eig. 1 risbe je prorez skozi pumpo in spremo za nagromadenje shodno Picdle-žečemu izumu. Fig. 2 kaže v prorezu kovaško kladivo shodno temu izumu. Fig. 3 je prirez in fig. 4 je po liniji 4—4 fig. 3 peljani prorez skozi priprosto učinkujoč stroj shoden predležečemu izumu. Fig. 5 kaže v prerezu shodno izum urejeni motor z umestilom (Schaltwerk-motor) za spravljanje v tok motornih vozovr in v druge svrhe. Fig. 6 kaže ekspanzijski motor shoden predležečemu izumu. Fig. 7 kaže poe-dinost automatičnega ventila tega motorja v večjem merilu. Fig. 8 kaže luknjalno
Din. 20*—
Orodje shodno lemu izumu in fig. 9 pufar, v katerem je porabljena tekočina kot od-jenljivo in odprožujoče sredstvo. Fig. 10 predočuje vpoiabo izuma za zabijanje kolov ali pilotov. Fig. 11 predstavlja kurvo, iz katere je razvideti stlačljivost vode za različne tlake.
Pri praktični izvedbi izuma se uporablja, kakor je razvidno iz fig. 1, navedna pumpa a, katera pumpa tekočino iz cevi b ki je potom ventila c zaprta, skozi ventil d kozki cevi e, katera vodi k zajemnemu prostoru ali spremi f. V zvezi s pumpinim cilindrom h je mal zajemni prostor ali spremag. Spremi f in g sta napolnjeni s tekočine in sprema f posreduje v razmerju k predavanju ali izpodrinjenju pumpe a znatno prostornino. Ako je ta sprema f napolnjena s tekočino pod visokim tlakom, tedaj je nagromadena v njej potencijalna energija, katera je določena potom formule
v kateri znači W energijo, V volumen se-stlačene tekočine v kubičnih centimetrih, H tekočinski tlak v kilogramih pro kvadratni centimeter in E koeficijent elastici-tete tekočine v kilogramih pro kvadratni centimeter. Tako nagromadena energija se mora naenkrat ali polagoma izpraznjevati ali oddajati, in praznjenje in polnjenje se more vršiti istočasno, pri čemur se more mero praznjenja po poljubnosti kontrolirati, ne da bi oškodovalo polnjenje.
Energija se more izkoriščati na različne načine. Shodno fig. 2 more bili zvezan izpust spreme f s primernim ventilom k, kateri je v zvezi potom cevi 1 s prostorom m v sem in tja idočem telesu n kovaškega kladiva. Gibanje kladiva nazaj se more činiti potom oproge o, katera giblje po oddaji udarca z raztezanjem tekočine kladivo nazaj, in ventil k ga more spraviti v ono lego, pri kateri more uhajati tekočina iz prostora m v izstopno cev p.
Način učinkovanja kladiva je sledeči:
Ako ima slediti udar, se nastavi ventil k tako, da pušča malo časa vstopati tekočino iz založne spreme f v prostor m. Ventil k se more zapreti in raztezanje tekočine v prostoru m bo gnalo kladivo navzdol na isti način, kakor klip potom ekspanzije pare v parnem stroju. Z ekspanzijo tekočine se torej opravi delo in kladivo bo zadobilo kinetično energijo. Ako se spravi ventil v i strujno lego, tednj se bo odvedla tekočina skozi cev p in oproga o bo kladivo dvignila.
V fig. 3 in 4 je predočen priprosto učinkujoč stroj, kateri deluje na sličen način kakor navaden ekspanzijski stroj na paro. Tekočino pod tlakom vsebujoča založna
sprema je zvezana s cevjo b in tekočinsko strujenje k cilindru 2 je kontrolirano potom ventila 3, kateri je dejstvovan od ekscentra na ročičinem vratilu na pri parnih strojih navaden način. Izstrujanje iz cilindra 2 se udejstvi skozi izstrujno cev 4 (fig. 4). Klip stroja je izveden kot drog 5, katerega vodba 6 je zvezana potom ročičm ga droga 7 z ročico, katera poganja vratilo 8. Na zadnjem more biti razporeden primeren iz-načbeni ali protiutež 9. Pri vstopu tlaka v vpustno cev bo delal stroj točno na isti n ;čin, kakor parni stroj. Primeren najvišji tlak v cilindru znaša 1000 atmosfer.
Izum je specijelno vporabljiv pri strojih, kateri potrebujejo jako velike nenadne sile, ki se proizvajajo potom razmeroma male gonilne sile. Energija goneče sile se more zbrati kot potencijalna energija potom sUa-čenja tekočin v primernem rezervoarju in tako zbrano energijo se more napraviti koristno potom nenadnega spraznjenja (razbremenitve) tekočine za klipom ali drugo pripravo
Pri razporedu po fig. 5 se vporablja v rezervoarju za stlačeno tekočino nagroma-deno energijo, da se napusti motor z ume-stilom, kakor se ga vporablja za napuš-čanje stroja motornega voza ali gorivosil-nega stroja ali v slične svrhe. Pri tem motorju je zvezan vpust 11 s stlačeno tekočino vsebujočim rezervoarjem potom tri-potne pipe, kakor je razvidna v fig. 2. Klip 12 je snabden na svojem spodnjem koncu z vodbenim komadom 12, kateri je zvezan potom droge z kolebajočim krakom 14. Zrdnji nosi kljuko 15, katera sega v ume-stilno kolo 16 (Schaltrad) vratila, katero je goniti. Oproga 17 služi za to, da spravi klip v njegovo gornjo lego nazaj, ako je tripotna pipa v izpraznilni — ali izstrujni legi. Samo obsebi umevno je, da se more vporabljati katero koli pripravo z umesti-lom (Schaltwerkeinrichtung).
Fig. 6 in 7 kažeta ekspanzijski motor z automatičnim ventilom, kateri more teči proti eni ali drugi smeri. Kontrolnemu ventilu 21 se dovaja tekočina pod jako visokim tlakom, naprimer olje pod tlakom od 1500 kg. pro cm'“ skozi cev 22 in se odvaja tekočino skozi cev 23 v izpust stroja. Ventil 21 kontrolira vstrujanje pod visokim tlakom stoječe tekočine v cilinder 24, v katerem dela klip 25, kateri je na navaden način zvezan z vodbo 26 in z ročičinim vratilom stroja. Kakor hitro se dotakne klip 25 naprej stoječega konca 27 ventila in stlači opiogo 28, se visokotlačni ventil 29 odpre, tako da struji tekočine iz visokotlačne cevi 22 skozi razpore ob straneh dela 27 v cilinder 24 Klip 25 se giblje tedaj takoj pod visokim ilakom v cilindru
sklopljenja več sprem s pomočjo močnih cevi.
Fig. 9 predočuje vporabo izuma kot oprožna — ali pufarna priprava. Cilinder 51 oprožne priprave poseduje notranji cilinder 52, v katerem dela klip 53. Cilinder 51 je obdan od vodbe ali varnostnega tulca 54. Da se kompenzira puščanje, je dodan pri 55 cevni priključek, kateri stoji v trajni zvezi s srednjim prostorom za nagromadenje, v katerem je držana s po močjo pumpe neprenehoma tekočinska zaloga pod najvišjim tlakom.
Pri železniških vozovih more biti gnana ta pumpa potom vozovnih osi, pri čemur sta razporedena pumpa in zaožni prostor na iz fig. 1 razviden način. Ako je izgnana vsled puščanja okoli klipa 53 gotova tekočinska množina pod pufarju dovajanimi silami iz cilindra 51, tedaj se odpre ventil 56 potom konca klipa, s čimer se pusti vstrujati visokotlačno sredstvo, da se nadomesti zgube. Kakor hitro se ventil odpre, spravi založna sprema tlak v cilindru zopet na potrebno višino, tako da je napolnjen tekočinski pufar vedno s tekočino pod danim tlako n potem, ako se nahaja klip blizu spodnjega konca svojega dviga. Ako gre klip navzgor, se ventil 56 zapre in tekočina v cilindru 51 se elastično raztegne. Na ta način se spreminja potom klipa navzgor izvajana sila od gotove vrednosti do najvišje vrednosti, katera se doseže, ako se nahaja klip na spodnjem koncu svojega dviga. Gibanje klipa 53 je torej onemu slično, katero bi se doseglo, ako bi bil odprt potom navadne oproge.
Ako ne more z lahkoto nastopiti puščanje, tedaj more odpasti ventil 56 in zveza s spremo za nagromadenje. To se more doseči, ako je klip jako dobro priležen v cilinderu. Na primer more nositi pri klipu od 2 cm premera, oprožna — ali pufarska priprava težo od nič do šest ton, pri čemur znaša najvijši tlak 2000 atmosfer. Prorez zahvalnega prostora naj se določi v razmerju k klipovi ploskvi tako, da je, ako se nahaja klip na spodnjem koncu svojega dviga, tlak tekočine kolikor mogoče visok.
V praksi se doseže dober rezultat pri 1000 atmosferah ali več, po tem kakor je na razpolago materijal za konstrukcijo cilindra.
Jasno je, daje vporabljati materijal jako dobre kvalitete in velike trdnosti na teg. Ako se vporablja manjše tlake, tedaj mora biti dimenzija aparata večja in vporabljati se mora tekočine manjšega koeficijenta elasticitete.
Lizanje se more znatno omejiti z vporabo substanc, kakor vazelina, masti ili sl.
Fig. 10 kaže vporabo izuma pri pufarjih za zabijanje kolov ali pilotov.
Pii tej izvedbeni obliki je snabdena kapa
61,	ki se prilega na gornji konec 60 kola, ter je snabdena z zahvalnim prostorom
62,	kateri obsega približno 51/* litrov. V vratu tega prostora dela klip 63, kateri je tlačen potom oproge 64 navzgor. Za puščanje je snabden kompenzacijski ventil 65. Predočen zabijalni pufar je določen za delo s padnim utežom (ovnom) (Fallbar), ki tehta eno tono in poseduje padno višino od štirih metrov, in dvig klipa 63 znaša pri vsakem udaru padnega uteža približno 4 cm. V slučaju, da nastopi puščanje, ako gre klip 63 navzdol, tedaj se zbere tekočina v izbi 67 in ako se dviga klip pod tlakom oproge 64, potem ko je ovcu dvignjen, tedaj se tvori v prostoru 62 delni vakuum in tekočina stopi iz spreme 67 skozi kompenzacijski ventil 65. Ventil je odveč, ako je klip jako dobro in gosto vložen.
Pri, kakor zgoraj popisano, konstruiranem pufarju more zahvatni prostor absorbirati energije do 4000 kg. metrov, katera more proizvajati na kol tlak 200 ton.
Jasno je, da more biti nameščen pufar podane vrste tudi na utegu mesto na kolu, tudi se more namestiti ventil 63 na dnu zahvalnega prostora ali spreme 61. Z razporedom ventila v klipu se pa doseže prednost, da se vstrujna odprtina ventila zapre, ako je sprema pod tlakom, in ako ni vsled katerega koli slučaja ventil prav zaprt, tedaj ne more tlak uhajati, to znači, da ne more nastopiti nikaka razbremenitev.
Ako je oproga 64 dovolj jaka, da tlači klip nasproti atmosferičncmu tlaku nazaj, tedaj bj kanal 68 zadostoval, da učinkuje kot automatični vpust, v svrho, da nadomesti izvubo vsled puščanja, in ventil 65 more odpasti.
Omeniti je, da posedujejo nekatere tekočine jako majhen koeficijent elasticitete, ako se jih segreje na gotove temperature. Nadalje je orne siti, da, čim manjši je koeficijent elasticitete tim večja je množina energije, katera more biti nagromadena v danem volumu pri istem tlaku. Napri-mer je koeficient elasticitete elilalkohola za tlake od približno 200 kg pro cm'2 pri približno 28° C približno 12.000 kg pro cm2, medtem ko znaša pri temperaturi od 310° C 20 kg pro cm2, tako da se more pri višji temperaturi na-gromaditi dosti več energije. Obratno je slučaj pri vodi, katera poseduje pri višji temperaturi višji koeficijent elasticitete.
V fig. 11 predočena krivulja kaže mero, na katero se sestlači vodni volumen pod
navzdol, ventil 29 se zapre in tekočina V cilindru 24 se razteza, pri čemur pritiskata klip 25 navzdol, dokler ni tlak zadostno padel, da dovoli stoščastemu ventilu 20, da se pod učinkom oproge 31 odpre. To se mora zgoditi, ako je dosegel klip svojo najnižjo lego. Med nazajpogonom klipa 25 ostane ventil 30 odprt, in izpodrinjena tekočina struji skozi odprtino 32 ali skozi primerno izpustno cev 23 proč. Navzgor idoči klip udari zopet na naprej stoječi konec 27 ventila, in oproga 28 zopet zapre ventil 30. Ta oproga 28 je dosti jačia od oproge 31. s čimur se omogoči gornji potek. Po kratkem vmesnem času odpre klip visokotlačni ventil 29 zopet in zadnji pusti vstopiti tlak, kakor da gre klip ponovno navzdol. Ta motor more teči proti eni ali drugi smeri.
Pri napuščanju se mora visokotlačni provod 22 odločiti od visokotlačnega izvira in se mora zvezati z atmosfero potom primerne tripotne pipe, in pod temi pogoji se more vrteti zamašnjak toliko časa, dokler ne odpre klip 25 ventil 29. Ako se potem pusti tlak zopet k provodu 22, tedaj teče motor v eni ali drugi smeri, po tem kakor leži mrtva točka zveznega droga na eni ali drugi strani.
En edini, potom edine pumpe hranjeni, rezervoar more gnati različne trošilce energije (Energieverbraucher).
Varnostna priprava za šatunsko pumpo se more konstruirati brez v porabe katerega koli varnostnega ventila. V to svrho se postavi s tekočino napolnjeno spremo s cilindrom navadne hidraulične pumpe v trajno zvezo, pri čemur je sprema tako velika, da ne ustvari predetje klipa več kot gotovi, prej določeni tlak, celo tedaj, ako je izpustni ventil zaprt. Takšno pripravo čini automatično zavarovanje pumpe, ker se napolni pri dvigu nazaj pumpni cilinder s ob spreme ekspandirujočo tekočino, in ne struji nikaka sveža tekočina od sesalne cevi v pumpo. Iz tega sledi, da je, ako so vsi na siloprovodu delajoči stroji zaprti, edino od goreče sile potrošena energija ona za premaganje trenja. Pri razporedu po fig. 1 bi učinkoval sprema g na ta način, ako bi bil zaprt uzpust od pumpe k cevi e. V spremi med dvigom na ven klipa nagromadena energija se vrne klipu pri njegovem dvigu na vznotraj, tako da ne nastopi nikaka izguba na sili. Vpo-rabljena tekočina more biti voda, olje, parafin, alkohol, eter i t d., prednostno se pa vporablja olje v slučajih, pri katerih ne more tako lahko nastopiti propuš-čanje. Voda se more v porabljati v slučajih, pri katerih ni potrebno, da se vodi pdstruj ’a tekočina nazaj k pumpi Tudi
se morejo vporabljati v posebnih slučajih tekočinske zmesi in gosta mast, vazelin ali mase slične galerti.
Fig. 8 kaže kot nadaljnji izvedbeni primer luknjalno orodje, morda za luknjanje plošče 41. Luknjalno orodje 42 je nameščeno na spodnjem koncu klipa 43 ali je izdelano z njim v enem kosu. Klip 43 dela v cilindru 44, kateremu se more dovajati visokotlačna tekočina skozi ventil 45; kateri zadnji je snabden z izstopnimi luknjami 32.
Za vračanje klipa v njegove« visočno lego niso snabdene nikake oproge, tako da morejo biti oproge v ventilu 45 razmeroma šibke. Na koncu klipa je predvideno pojačanje 47, da prepreči popolno izstopanje klipa 43 iz dna cilindra, katero dno je snabdeno s koničnim izdolbkom 48, v katerega vstopi pojačanje 47, da zadrži klip na koncu svojega dviga. Klip drži prestrižni klin 49 med dovajanjem visokega tlaka k cilindru 44 v svoji gornji legi.
Ako je zaželjeno, se more vporabljati naveden vpustni ventil, kateremu se dovaja tlak skozi jako ozko cev. Ako doseže tlak v cilindru 44 dano vrednost, se prestiže klin 49 in klip zadobi vsled raztegnitve tekočine v spremi 44 kinetično energijo, tako da se hitro pomika navzdol in da luknja orodje 42 ploščo 41. Orodje nosečemu klipu dana kinetična energija proizvodi jako visok trenotni tlak na jekleno ploščo in luknjanje se čini brzo. Plošča mora biti držana v legi, ako je zaželjeno, potom katere koli primerne priprave, toda velikost plošče mora biti v razmerju k oni orodja takšna, da je odveč katera koli podporna priprava, ker vstrajnost plošče zadostuje, da se izvede luknjanje.
Na koncu klipovega dviga dovoljuje mali prost ostajajoči prostor med ojače-njem 47 klipa in steno prostora 48, da se sprejme v klipu ostajočo kinetično energijo pri skozi tlačenju tekočine skozi ozki prosti vmesni prostor. Ako je zaželjeno, more biti snabdena oproga, da spravi klip v izhodno lego nazaj, kakor hitro je tlak v cilindru padel, ali tekočina se more uloviti v razširitvi na koncu prostora 48 ter se jo more napraviti koristno, da se spravi klip v njegovo prvotno lego nazaj Elasti-citeta spremo tvoreče kovine se sicer uporablja, da podpira nagromadenje energije, tako doseženi percentni postavek potencijalne energije je pa majhen v razmerju k v tekočini nagromadeni energiji.
Lahko je uvideti, da mora biti sprema za nagromadenje katerekoli zaželjene oblike, in, ako se dejstvuje število različnih priprav iz iste zaloge energije, tedaj se more doseči potrebni volumen potom
različnimi tlaki pri konstantni normalni temperaturi.
Omenja se, da se koeficijent vode in drugih tekočm znatno ne spreminja, ako so v tekočinah raztopljeni plini v malih delnih množinah, in tej raztopljeni plini prinašajo malo učinka.
Izum se more vporabljati z r nagroma-denje energije na enak način, kakor pri nagromadenju energije v električnih akumulatorjih. Na primer se more sestlačiti tekočinski volumen na tlak od približno 500 kg pro cm2, in energija se more vporabljati, pri čemur se zmanjša tlak na cca 400 kg pro cm2. Tako zadobljena energija se more izkoriščati za dejstvovanje Specijalnih motorjev, kladiv in sl., medtem ko se
napolni zahvatni prostor ali spremo, potem ko je padel tlak na 400 kg. pro cm2, zopet na tlak od 500 kg pro cm2. Ako'se vporablja primerna tekočina, tedaj je kompresija in ekspanzija praktično isotermična, in stopnja učinka naprave za nagroma-denje bi bila izvanredno visoka, in sicer dosti višja kot stopnja učinka nagroma-denja energije s pomočjo stlačenega zraka.
Patentni zahtev:
1. Postopanje in priprava za vporabo odnosno ukoriščanje v tekočinah pod tlakom nagromadene elastične energije za dejstvovanje strojev na tak način, da se pretvarja elastična energija v kinetično energijo.

.
,Orn9K,-2.	!f, ~
■
'firstnL? ■(inif)Ai}i »nMmhq
J'T%m	--
:"Ui-y : - .. .
:
•< -'rt' '!■•■■ -■
•Vr>ld/v; h ■
" ■ •
^ "-V': -
.
' . ’
. ■
■: , ■) (■<.':
.. . '. ; .










.

*
ITiczr 2.
s
Ti^z S.
■


■








■













>' .






















n

Tj' £Z7T Z.
Adpatent broj 2214-. - Zokg
Adpatent broj 22?k.
JTl OZJZ Ej.
JI
^ A




J .






■




'
.


















■


































■