ГЛУБИНОМЕР Российский патент 1996 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к технике, применяемой при проведении инженерно-изыскательских работ, в частности к средствам для измерения глубины дна скважин, шахт и т.п.

Для измерения глубин при различных гидрогеологических исследованиях применяют рулетки РС-20, РС-50 (глубина измерения соответственно 20 и 50 м) и катушки ГТП-19 с глубиной измерения до 100 м (Методические рекомендации по организации и проведению наблюдений за режимом подземных вод, М. ВСЕГИНГЕО, 1980, с. 45-16).

Подобные устройства способны измерить глубину "сухого дна" в скважине или шахте, но требуют при использовании большого количества ручного труда и имеют довольно узкую область применения.

Многочисленный класс приборов для измерения уровня воды (электроуровнемеры, поплавковые уровнемеры и т.п.) не может быть использован для замера глубины "сухого дна", т.к. имеет датчики, регулирующие только на достижение уровня жидкости.

По своей технической сущности наиболее близким к заявляемому является устройство, содержащее редуктор, два барабана с тросами, один из которых закреплен на быстроходном валу редуктора, а другой на тихоходном валу редуктора, а также груз-указатель, закрепленный на свободном конце троса барабана тихоходного вала (Е.Г.Яковлев. Уровнемер, М. Машиностроение, 1964, с. 56).

Недостатком прототипа является невозможность использования его в качестве глубиномера для замера глубины "сухого" дна. Отмеченный недостаток сужает область использования такого устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения глубины "сухого" и "мокрого" дна различных объектов.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство, содержащее редуктор, два барабана с тросами, один из которых закреплен на быстроходном валу, а другой на тихоходном валу редуктора, а также груз-указатель, закрепленный на свободном конце троса тихоходного вала, снабжено грузом-датчиком, закрепленным на свободном конце троса быстроходного вала, кроме того, редуктор выполнен самотормозящимся с коэффициентом полезного действия, меньшим 0,5, например, червячным, причем соотношение крутящих моментов на быстроходном и тихоходном валах редуктора при замере глубины дна удовлетворяет условию

где Mcб

и Mvб крутящие моменты, создаваемые соответственно грузом-датчиком на быстроходном валу редуктора над уровнем жидкости и грузом-датчиком, погруженным в жидкость;
М_т крутящий момент, создаваемый грузом-указателем на тихоходном валу редуктора;
i передаточное отношение редуктора;
η коэффициент полезного действия редуктора;
n отношение диаметров барабанов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан общий вид устройства, а на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг.1.

Самотормозящийся редуктор 1 имеет на быстроходном валу 2 барабан 3, а на валу тихоходного вала 4 барабан 5. На барабане 3 закреплен трос 6, на свободном конце которого подвешен груз-датчик 7, опущенный, например, в скважину 8. На дополнительном барабане 5 закреплен трос 9, на который подвешен груз-указатель 10, снабженный стрелкой 11, перемещающейся вдоль вертикальной шкалы 12. На выступающем быстроходном валу закреплена рукоятка 13 для подъема груза-датчика 7.

Глубиномер работает следующим образом.

Пока груз-датчик 7 опускается в скважину 8 к измеряемому дну ("сухому" или "мокрому"), момент на валу быстроходного вала 2 с учетом передаточного числа редуктора и отношений диаметров барабанов больше, чем момент на тихоходном валу 4. В силу этого груз-датчик 7 будет опускаться, а груз-указатель 10 будет подниматься. Но как только груз-датчик 7 опустится на замеряемое дно, момент на быстроходном валу 2 будет равен нулю, а на тихоходном валу 4 момент полностью сохранится, т.к. противовес отсутствует. Однако груз 10 опускаться не будет, так как редуктор выполнен самотормозящимся и передача момента от тихоходного вала к быстроходному невозможна. В результате система застопорится и стрелка 11 укажет на шкале 12 глубину измеряемого дна в масштабе шкалы.

Заявленное техническое решение по сравнению с известными объектами техники обладает широкими функциональными возможностями, заключающимися в возможности замера "сухого" или "мокрого" дна, при высокой точности и неограниченной глубине замера, так как масса вытравленного троса в отличие от прототипа не нарушает требуемого соотношения моментов на валах редуктора.

Использование: изобретение относится к технике, применяемой при проведении инженерно-изыскательских работ, и решает задачу расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения глубины на различных объектах. Сущность изобретения: глубиномер содержит червячный самотормозящийся редуктор, который имеет закрепленный на червячном валу барабан, а на валу червячного колеса дополнительный барабан. На барабане закреплен трос. На свободном конце этого троса подвешен груз-датчик, опущенный, например, в скважину. На дополнительном барабане закреплен трос, на который подвешен груз-указатель, снабженный указательной стрелкой. Вертикальная шкала установлена параллельно перемещению груза-указателя. На выступающем червячном валу закреплена рукоятка для подъема груза датчика. 2 ил.

Глубиномер, содержащий редуктор, два барабана с тросами, один из которых закреплен на быстроходном, а другой на тихоходном валу редуктора, и груз-указатель, закрепленный на свободном конце троса барабана тихоходного вала, отличающийся тем, что он снабжен грузом-датчиком, закрепленным на свободном конце троса барабана быстроходного вала, редуктор выполнен самотормозящимся с КПД, меньшим 0,15, например червячным, причем соотношение крутящих моментов на быстроходном и тихоходном валах редуктора при замере глубины дна удовлетворяет условию:

где Mcб

и Mvб - крутящие моменты, создаваемые соответственно грузом-датчиком на быстроходном валу редуктора над уровнем жидкости и грузом-датчиком, погруженным в жидкость н•м;
M_т крутящий момент, создаваемый грузом-указателем;
i передаточное отношение редуктора, н•м;
η - КПД редуктора;
n отношение диаметров барабанов.