Поплавок Советский патент 1985 года по МПК F16K33/00 F03B13/12 

Изобретение относится к арматуростроению,и может использоваться для привода различных устройств, например, при использовании энергии морских волн, приливов и т.д. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения нелинейного закона изменения опускающей силы поп лавка. На фиг. 1 показана схема поплавка с полостью, выполненной в виде цилиндра или призмы с вертикальным расположением оси; на фиг. 2 - график зависимости величины опускающей силы, создаваемой поплавком, в зависимости от высоты поплавка над уров нем жидкости; на фиг. 3 - поплавок с конической полостью; на фиг. 4 график зависимости величины опускаю щей силы, создаваемой поплавком с к нической полостью, в зависимости от высоты поплавка над уровнем жидкости; на фиг. 5 - поплавок со сферической полостью; на фиг. б - график зависимости величины опускающей силы, создаваемой поплавком со сферической полостью, в зависимости от расстояния от верхней точки полости до уровня жидкости; на фиг. 7 - поп лавок с полостью сложной формы. Поплавок состоит из корпуса 1, выполненного из материала с удельны весом, меньшим удельного веса жидкости, в котором имеется отверстие 2 с заглушкой 3 для выпуска воздуха Заглушка 3 может быть выполнена в ввде крана, вентиля или пробки и т. К корпусу 1 герметично присоединена юбка 4 криволинейной формы с полостью 5, опущенной в жидкость 6, Возможно также выполнение полости 5 не посредственно в корпусе 1 поплавка. Перед использованием поплавка открывают заглушку 3 отверстия 2 и юбкой 4 опускают поплавок в жидкост 6 до тех пор, пока не вьйдет весь воздух из полости 5 через отверстие 2корпуса 1. После этого заглушкой 3закрывают отверстие 2 корпуса 1, а корпус 1 подсоединяют к механизму (не показан). При опускании уровня жидкости 6 в том случае, когда сила тяжести поплавка становится меньше силы сопротивления механизма, корпус 1 поп лавка с юбкой 4 начинают подниматься над уровнем жидкости 6. За счет внешнего давления, например атмосферного, жидкость 6,.находящаяся в полости 5, также начинает подниматься вместе с корпусом 1 и юбкой 4поплавка, увеличивая опускающую силу поплавка (утяжеляя его). Это показано на фиг. 1, 3, 5. В силу того, что полость 5 поплавка соединена с корпусом 1 герметично, то жидкость 6 из полости 5вытекать не будет до тех пор, пока величина давления столба жидкости 6 внутри полости 5 не сравняется с величиной внешнего давления, например атмосферного. Подъем поплавка с полостью 5, заполненной жидкостью 6, будет происходить до тех пор пока сила тяжести поплавка и жидкости 6, заключенной в полости 5, не станут больше силы сопротивления механизма. При этом увеличение опускающейся силы для поплавка с различной криволинейной формой юбки (а следовательно, и размерами полости 5) будет различным. Так, например, для полости 5, имеющей форму цилиндра или призмы, как показано на фиг. 1 и 2, увеличение опускающей силы происходит по закону ,скЬ, где F - опускающая сила, создаваемая жидкостью; S - площадь основания; h - высота верхней точки полости над уровнем жидкости; Х - удельный вес жидкости. Для полости, имеющей форму усеченного конуса (фиг. 3 и 4) . , - 3,14; R - радиус большого диаметра; г - радиус малого диаметра; Для сферической полости ), где Rg - радиус сферы. Перед проектированием полости 5 поплавка нужно провести силовой анализ механизма, привод которого осуществляется за счет поплавка, затем согласно закону изменения силы, необходимой для привода механизма, проектировать форму и размеры полости 5 поплавка.

Фи.2

ПОПЛАВОК, содержащий корпус с каналом и юбкой, опущенной в жидкость, и запорное устройство, установленное в корпусе с возможностью герметичного перекрытия канала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, юбка выполнена криволинейной формы. (Л

ФтЧ

N

к

ч /

ФнгЗ

Фиг, 6