PL22025B1 - Swieca zarowa. - Google Patents

Description

Swiece zarowe, sluzace do rozruchu sil¬ ników ropnych, zawieraja nieraz bardzo gruby drut zarowy, który np. jest przy¬ twierdzony do dolnego konca swiecy i swo¬ bodnie zwisa w postaci srubowych skre¬ tów. Najlepszym materjalem na drut zaro¬ wy okazal sie stop chromoniklowy, ponie¬ waz bez specjalnej ochrony znosi stosun¬ kowo wysokie temperatury zarzenia. Chro- moniklowe druty zarowe maja jednakze te szkodliwa wlasciwosc, ze w czasie pracy silnika pochlaniaja z paliwa lub smaru we¬ giel, co z czasem czyni materjal ich kru¬ chym. Poniewaz zas wstrzasy, pochodzace od silnika, wprawiaja drut zarowy w drga¬ nia, przeto, gdy staje sie kruchy, ulega szybko zniszczeniu. Oprócz tego w szybko nastepujacych po sobie okresach drut za¬ rowy podlega dzialaniu to rozpylonego chlodnego paliwa, to goracych gazów spa¬ linowych. Oczywiscie, na tak znaczne zmia¬ ny temperatur, jakim drut zarowy podle¬ ga, nie moze on byc trwale odporny.

Próbowano juz wprawdzie nawijac drut zarowy na izolatory, które stanowily¬ by dla niego pewnego rodzaju podpore.

Jednakze uzywane zwykle izolatory nie moga sprostac natezeniom, jakie powstaja w czasie pracy silnika, zwlaszcza dzieki ustawicznym i znacznym zmianom tempe¬ ratur. Poza tern drut chromoniklowy wcho¬ dzi w wysokiej temperaturze w reakcje z zasobnym w krzemiany materjalem podpo¬ ry i ulega przez to zniszczeniu.Swieca zarowa wedlug wynalazku po¬ siada drut zarowy, wtopiony w materjal ceramiczny, skladajacy sie z czystego tlenku metalu o wysokim stopniu spiecze¬ nia lub tez z mieszaniny kilku tlenków me¬ tali.

Na rysunku przedstawiono kilka od¬ mian wykonania swiecy zarowej wedlug wynalazku. Fig- 1 przedstawia podluzny przekrój przez swiece zarowa, fig. 2 — od¬ mienna postac wykonania zarzywa, a fig. 3 — podluzny przekrój przez inna postac wykonania swiecy zarowej; fig. 4 przed¬ stawia podluzny przekrój przez trzecia odmiane swiecy zarowej, a fig. 5— widok zgóry na przynalezne do tej odmiany swie¬ cy zarzywo.

Swieca zarowa w wykonaniu wedlug fig. 1 posiada oslone 1. Na przednim koncu swiecy osadzone jest wystajace do wnetrza cylindra silnika zarzywo 2 z tlenku glino¬ wego o wysokim stopniu spieczenia, zao¬ patrzone w drut zarowy 3, którego konce wystaja nieco z materjalu ceramicznego nazewnatrz. Jeden koniec drutu przylega do styku kontaktowego 4 srodkowego trzpienia metalowego 5, a drugi — do pier¬ scienia kontaktowego 6, umieszczonego na metalowym trzonie 7. Oddzielne styki kon¬ taktowe 4 i 6 stosuje sie zwlaszcza w tym przypadku, gdy trzpien metalowy 5 i meta¬ lowy trzon 7 sa wykonane z materjalu sto¬ sunkowo twardego, a wówczas sporzadza sie te styki z miekkiego metalu, np. z mie¬ dzi lub glinu. Za posrednictwem zlacza srubowego 8 wtloczony jest do wnetrza o- slony 1 trzon 7, który zarazem przyciska zarówno zarzywo 2 do uszczelki 9, jak i styki kontaktowe 4 i 6 do konców drutu zarowego. Trzon metalowy 7 pokryty jest na powierzchni warstwa izolacyjna 10\ wytworzona w naturalny sposób, która sta¬ nowi izolacje wzgledem srodkowego trzpie¬ nia metalowego 5 i wzgledem oslony 1 swiecy. W razie zastosowania glinu izola¬ cje moze stanowic warstwa tlenku, wytwo¬ rzona jedna ze znanych metod. Czyni ona zbednemi zwykle materjaly izolacyjne, jak np. mike, które w wysokiej temperaturze ulegaja zmianom, trudne sa do uszczelnie¬ nia i podrazaja montaz swiecy.

W odmianie wykonania swiecy zarowej wedlug fig. 3 zarzywo 2 przycisniete jest zosobna za posrednictwem zlaczki docisko¬ wej 11 do uszczelki 9. Trzony metalowe 5 i 7, doprowadzajace prad do drutu zarowe¬ go 3, przycisniete sa równiez zosobna do konców drutu zarowego 3 zapomoca na¬ kretki kapturowej 12. Trzpien metalowy 5 jest umieszczony we wnetrzu metalowego trzonu 7 i przylega do niego swa stozkowa powierzchnia zewnetrzna; obydwie te cze¬ sci pokryte sa równiez naturalnie wytwo- rzonemi warstwami izolacyjnemi. W da¬ nym przypadku taka warstwe izolacyjna posiada na swej powierzchni zewnetrznej zarówno trzpien srodkowy 5, jak i trzon 7.

Trzpien srodkowy 5 wbity jest w trzon ze¬ wnetrzny 7 i jest od niego izolowany. Za¬ cisk do pradu przylaczony jest do srodko¬ wego trzpienia 5 w miejscu 13, a do trzonu metalowego 7 — w miejscu 14.

Pozadane jest, aby cieplo wytwarzalo sie o ile moznosci tia wolnym koncu cera¬ micznego zarzywa, a pozostala . czesc za- rzywa, zwlaszcza we wnetrzu swiecy, byla chlodniejsza, gdyz umozliwia to szybkie za¬ rzenie sie zarzywa i zapobiega utlenianiu sie wystajacych z materjalu ceramicznego konców drutu zarowego, jak równiez za¬ bezpiecza niezawodny styk na koncach drutu zarowego.

W tym celu drut zarowy wykonany jest w ten sposób, ze od grubych, wystaja¬ cych nazewnatrz konców, drut przechodzi stopniowo do mniejszego przekroju, prze¬ znaczonego do zarzenia sie. Takie wyko¬ nanie drutu zarowego przewidziane jest w swiecy przedstawionej na fig. 4.

Swieca sklada sie z zewnetrznej oslony 1 i z zarzywa 2 wraz z drutem zarowym 3.

Konce 15 i 16 drutu zarowego sa pogru- — 2 —bione, a od tych konców grubosc drutu za¬ rowego stopniowo sie zmniejsza do prze¬ kroju 3, przewidzianego dla czesci rozza¬ rzonej. Drut tego ksztaltu mozna otrzymac przez walcowanie i kucie drutu o pierwot¬ nie grubszym przekroju. Takze pogrubione konce 15 i 16 drutu ulozone sa, z wyjat¬ kiem krótkich wystajacych nazewnatrz od¬ cinków, w materjale zarzywa 2. Koniec 15 przylega do srodkowego trzpienia 5. Po¬ niewaz konce 15 i 16 leza blizej siebie, niz to odpowiada srednicy srodkowego trzpie¬ nia 5 doprowadzajacego prad, polaczenie grubego konca 16 z zewnetrznym, dopro¬ wadzajacym prad trzonem 7 wykonane jest w ten sposób, ze do tego trzonu 7 przymo¬ cowana jest za posrednictwem sworznia 18 metalowa plytka 17, a do niej przycisniety jest koniec 16 drutu zarowego. Sworzen 18 izolowany jest od srodkowej elektrody za- pomoca wkladki izolacyjnej 19. Zarzywo 2 przytrzymane jest zapomoca zagietych brzegów zewnetrznego trzonu 7, doprowa¬ dzajacego prad elektryczny.

Przy takiem wykonaniu swiecy cieplo wywiazuje sie w zasadzie tylko w cienkim przekroju 3 drutu zarowego i przechodzi z niego najkrótsza droga na zarzywo 2. Gru¬ be konce 15 i 16 natomiast pozostaja chlod¬ niejsze i w mniejszym stopniu rozgrzewaja otaczajace je czesci ceramicznego mate- rjalu.

Okolicznosc, ze grzejnik oporowy o grubych koncach wykonany jest z jednej sztuki, wyklucza wszelkie inne mozliwosci zaklócen, których zródlem moglyby byc oddzielnie wykonane pogrubienia. Takie oddzielne pogrubienia drutu trzebaby przy¬ twierdzac do drutu oporowego przez spa¬ wanie, lutowanie, zaciskanie i tym podob¬ ne zabiegi-, które nie daja polaczen pew¬ nych i nie wykluczaja oporów przejscio¬ wych, dosc znacznych w porównaniu z nie- wielkiemi napieciami, stosowanemi w swie¬ cach zarowych.

Jako materjal na drut zarowy nadaje sie zwlaszcza wolfram lub molibden wzglednie stopy tych metali. Na zarzywo ceramiczne nadaje sie najlepiej tlenek gli¬ nowy, berylowy lub magnezowy i tym po¬ dobne tlenki lub mieszaniny kilku takich tlenków. Przy wyrobie swiec zarowych po¬ stepuje sie w ten sposób, ze drut zarowy zwija sie w ciasne stosunkowo, nastepuja¬ ce po sobie kolejno skrety srubowe, jak za¬ znaczono na fig. 2, lub tez w luzniejszy nie¬ co zwój, a drugi koniec drutu przewleka sie zpowrotem przez srodek zwojów (fig. 1). Mozliwy jest równiez zwój dwunitko- wy w wykonaniu wedlug fig. 3, który po¬ siada te zalete, ze przy kurczeniu sie ma- terjalu ceramicznego uzwojenie dwunitko- we sprezynuje cokolwiek, dzieki czemu u- nika sie szkodliwych natezen drutu zaro¬ wego. Drut zarowy umieszcza sie w mate¬ rjale ceramicznym np. w ten sposób, ze za¬ wiesza sie go swobodnie w formie gipso¬ wej, która nastepnie wypelnia sie zawiesi¬ na materjalu ceramicznego, np. tlenku gli¬ nowego. Po odciagnieciu wilgoci i nalezy- tem stwardnieniu mozna wyjac z formy za¬ rzywo ceramiczne wraz z ulozonym w niem grzejnikiem oporowym i spiekac je nastep¬ nie w temperaturze ponad 1600°C, np. w temperaturze 1750°C. Spiekanie to odbywa sie w atmosferze ochronnej, w celu zapo¬ biezenia uszkodzeniu krótkich konców grzejnika oporowego, wystajacych z mate- r jalu ceramicznego. Gotowe zarzywo wkla¬ da sie w oslone swiecy zarowej, jak zazna¬ czono w wykonaniach swiecy wedlug fig. 1 i 3, a zestawienie calosci nie nastrecza w wykonaniu trudnosci.

Po przylaczeniu swiecy zarowej do jed¬ nego ze zwyklych zródel pradu niskiego napiecia ogrzewa sie nasamprzód drut za¬ rowy, którego cieplo przenosi sie szybko na otaczajacy go materjal ceramiczny i do¬ prowadza go wkrótce do temperatury czerwonego zaru. Dzieki dobremu prze¬ wodnictwu cieplnemu materjalu ceramicz¬ nego o wysokim stopniu spieczenia wystar- — 3 —cza udzielic drutowi niewielkiej tylko nad¬ wyzki temperatury* ar samo rozgrzewanie tarwa, równiez stosunkowo krótko, W czai¬ cie pracy swiecy zarowej wedlug wynalaz¬ ku, w przeciwienstwie do znanych swiec zarowych, bezposrednio czynne jest zarzy¬ wo ceramiczne o wysokim stopniu spiecze¬ ni)*, a> nie sam drut zarowy. Zarzywo cera¬ miczne moze hyc ponadto powleczone szkliwem* Zarzywo ma* duza, równomiernie rozzarzona powierzchnie; nie dzialaja na nie* szkodliwie wysokie temperatury, panu¬ jace we wnetrzu silnika, ani paliwo lub smar, ani tez gazy spalinowe. Dzieki swej duzej odpornosci na zmiany temperatury zarzywo jest niewrazliwe na duze róznice temperatur miedzy góracemi spalinami a chlodnem* rozpylonem paliwem. Poniewaz tlenki o wysokim stopniu spieczenia, jak npu tlenek glinowy, posiadaja spólczynnik rozszerzalnosci, odpowiadajacy zasadni¬ czo; spólczynnikowi rozszerzalnosci wolfra¬ mu lub molibdenu, wzglednie stopowi tych metale przeto nie nalezy sie obawiac roz¬ sadzenia materjalu ceramicznego wskutek rozszerzenia sie zarzacego sie drutu zaro¬ wego. Zjawiska, zachodzace w czasie pra¬ cy wrcyBndtee silnika, me oddzialywuja na drut zarowy;, szczelnie ulozony w materja- let ceramicznymi zarzywa.

W uzywanych dotychczas swiecach za¬ rowych temperatura zarzenia sie drutu jest stosunkowo bliska jego punktu topli¬ woscia natomiast; w swiecy wedlug wyna¬ lazku temperatura tai jest bardzo odlegla od punktu topliwosci drutu zarowego i od temperatury spiekania sie materjalu cera¬ micznego. Z tego powodu? ewentualne wyz¬ sze* obciazenie drutu zarowego jest nieszko¬ dliwe, . podczas gdy w znanych swiecach za¬ rowych przeciazenie prowadzi czesto do zniszczenia swiecy.

Swieca zarowa wedlug wynalazku sta¬ nowi wazne udoskonalenie wrazliwej cze¬ sci? silników ropnych* dajace znaczny wzrost pewnoscr pracy tyclr silników.

Z*s>tnz;oz:enia; patentowe. 1. Swieca zarowa znamienna teml ze drut zarowy (3) swiecy jest wtopiony ga^ zoszczelnie w ceramiczne: zarzywo (2), sporzadzone z czystego O' wysokim stopniu spieczenia tlenku metalowego lub z miesza¬ niny kilku- czystych tlenków metalik 2. Swieca zarowa wedlug zastrz. 1, znamienna tem, ze drut zarowy (3)* spo¬ rzadzony glównie z molibdenu lub wolfra- miii wtopiony jest w zarzywo (2) z tlenku glinowego w temperaturze ponad 1600°C. 3i Swieca zarowa wedlugi zastrz. 1, znamienna tern, ze konce drutu, zarowego (3) przylegaja scisle pod pewnem cisnie¬ niem do styków kontaktowych (4, 6)$ do¬ prowadzajacych prad elektryczny. 4. Swieca zarowa wedlug zastrz: 3, znamienna tem, ze styki kontaktowej 6), doprowadzajace prad elektryczny, zalozo¬ ne sa zosobna, jeden na wewnetrznym trzpieniu srodkowym (5), a drugi na ota¬ czajacym go trzonie metalowym (7)> 5. Swieca zarowa wedlug zastrz. t i 4, znamienna tem, ze metalowe trzony (5, 7) swiecy, znajdujace sie pod napieciem pra- du elektrycznego, sa odizolowane od siebie warstwa izolacyjna (10); wytworzona na ich powierzchni w naturalny sposób. 6; Swieca zarowa wedlug zastrz. 1 i 3, znamienna tem, ze trzon metalowy f7/po¬ siada wewnatrz oslony (1), naprzeciw zla¬ cza srubowego f&), zgrubienie, dzieki cze- mu> zarówno ten trzon przyciskany jest za posrednictwem powyzszego zlacza srubo¬ wego (8)'* do jednego konca drutu, zarowe¬ go f3)i jat L ze swej strony trzpien metalo¬ wy przyciska równiez dragi koniec drutu zarowego (3), a zarazem zarzywo (2% do uszczelki' (9)\- umieszczonej w oslonie fi) swiecy, 7. Odmiana swiecy zarowej wedlug zastrz. 1, znamienna tem; ze posiada po¬ srednia zlaczke dociskowa fil), zapomoca której zarzywo ^2/przyciskane jest zosob- — 4 —na do uszczelki (9)> trzony zas metalowe (5, 7), doprowadzajace prad elektryczny, osobno sa równiez przyciskane zapomoca nakretki kapturowej (12) do konców drutu zarowego (3). 8. Odmiana swiecy zarowej wedlug zastrz. 1 i 7, znamienna tern, ze zewnetrz¬ ny trzon metalowy (7), doprowadzajacy prad elektryczny, posiada srodkowy otwór stozkowy, w którym osadzony jest scisle srodkowy trzpien metalowy (5), stanowiac z nim jedna calosc. 9. Odmiana swiecy zarowej wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze wystajace na- zewnatrz grube konce (15, 16) drutu zaro¬ wego, przechodza stopniowo w drut o mniejszym przekroju (3), przeznaczony je¬ dynie do zarzenia sie. 10. Odmiana swiecy zarowej wedlug zastrz. 1 i 9, znamienna tern, ze wystajace nazewnatrz grube konce (15, 16) drutu za¬ rowego znajduja sie czesciowo równiez we¬ wnatrz ceramicznego zarzywa (2) swiecy.

Siemens & Halske Aktiengesellschaft.

Zastepca: Inz. dypl. M. Zoch, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 22025 Ark I.

Fig. 3 n2 ^ v^y Fig.2Do opisu patentowego Nr 22025.

Ark. 2.

Fig.4 ,^jf F'95 Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa.