Устройство для измерения углов в подземных выработках Советский патент 1989 года по МПК E21B47/02 

фиг.1

5

Изобретение относится к горной промышленности и измерительной технике и может быть использовано для определения углов наклона при прохождении наклонных горных выработок.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения одновременного измерения углов и проверки горизонтальности поверхности.

На фиг. 1 приведено устройство для измерения углов в подземных выработках; на Ю фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - электрическая схема устройства.

Устройство для измерения углов в подземных выработках состоит из корпуса 1, изготовленного из токонепроводящего материала, двух контактных камер 2, нижние части которых соединены электропроводным каналом 3. Контактные камеры 2 частично заполнены токопроводяш,ей жидкостью (ртуть) и сверху герметически закрыты

му каналу 13 по закону сообщающихся сосудов устанавливается на одинаковом уровне. При этом уровень ртути в контактной камере, занимающей нижнее положение, повышается, а в контактной камере, находящейся в верхнем положении, понижается. Поднявшись, ртуть замыкает контакт регулировочного винта 5 в нижней контактной камере. При этом загорается лампочка 7. При вращении головки штока 11 по часовой стрелке поршень 10 перемещается в ва- риометрической камере 9 вниз, при этом уровень ртути и в верхней контактной камере повышается.

Головку штока 11 вращают до тех пор, пока уровень ртути достигнет регулировочного винта в верхней контактной камере, о чем свидетельствует загорание второй лампочки, после чего снимают показание угла наклона по шкале 12.

Если требуется заранее разметить угол

крышками 4, в которых установлены регули- 20 устанавливаемой поверхности (например.

25

ровочные контакты в виде винтов 5, к которым присоединены провода 6.

В корпусе размещена электрическая схема, в которую входят электрические лампочки 7, контактный болт 8 и источник питаI ния, например батарейка (не показан).

: В корпусе 1 размещена также вариомет- рическая камера 9 с поршнем 10 и штоком 11, нарезки на котором цыполнены в виде геликоидальной поверхности. В верхней час: ти вариометрическая камера 9 имеет шкалу on

{ 12, проградуированную в углах наклона

I измеряемой поверхности.

I Верхние части контактных камер соединены компенсационным каналом 13, выполненным в корпусе 1. Проводником электрического тока служит ртуть 14. На головке што- or ка 11 укреплен указатель 15.

Контактные камеры 2 выполнены высотой /г, определяемой из соотношения

рельсового пути при прохождении наклонной горной выработки), то поворотом головки штока 11 совмещают указатель 15 с соответствующим делением шкалы 12 и наклоняют устройство до тех пор, пока загорятся обе лампочки.

Рабочий диапазон устройства для измерения углов от 0° до предельно измеряемого угла наклона а, при котором ртуть в нижней контактной камере 2 достигает компенсационного канала 13. Устройство не рас- читано на измерение углов при превышении указанного уровня, т. к. угловая шкала 12 проградуирована для случая подъема уровня ртути в контактной камере до компенсационного канала. При измерении угла, пре- вышаюшего предельный угол, устройство не показывает его истинное значение ввиду ограничения движения ртути в компенсационном канале.

h l-tga,

расстояние между осями контактных камер;

предельный измеряемый угол наклона.

Например, если требуется пройти горную выработу с углом наклона 30°, то при приняУстройство работает следующим образом. ,c том расстоянии между осями контактных

В горизонтальном положении устройства между концами регулировочных винтов 5 и поверхностью ртути 14 имеется просвет, величина которого зависит от требуемой точности устройства, на которую оно юстировано.

При горизонтальном положении устройства лампочки 7 не включены, что свидетельствует о горизонтальности проверяемой поверхности, так как ртуть, заняв в контактных камерах 2 одинаковый уровень, не касается винтовых контактов.

При установке устройства на проверяемую поверхность ртуть 14 в обеих контактных камерах 2 благодаря компенсационнокамер, например, 150 мм минимальная высота контактной камеры мм. С уменьшением предельного измеряемого угла уменьшается также высота контактной камеры.

50Например при h l20-tglb°

40,5 мм.

При изготовлении устройства целесообразно предусмотреть несколько типоразмеров (например, предельно измеряемые углы 10, 25, 40°) с соответствующими измене- 55 ниями размеров устройства по высоте. Благодаря тому, что устройство снабжено компенсационным каналом, соединяющим контактные камеры, последние превращают

му каналу 13 по закону сообщающихся сосудов устанавливается на одинаковом уровне. При этом уровень ртути в контактной камере, занимающей нижнее положение, повышается, а в контактной камере, находящейся в верхнем положении, понижается. Поднявшись, ртуть замыкает контакт регулировочного винта 5 в нижней контактной камере. При этом загорается лампочка 7. При вращении головки штока 11 по часовой стрелке поршень 10 перемещается в ва- риометрической камере 9 вниз, при этом уровень ртути и в верхней контактной камере повышается.

Головку штока 11 вращают до тех пор, пока уровень ртути достигнет регулировочного винта в верхней контактной камере, о чем свидетельствует загорание второй лампочки, после чего снимают показание угла наклона по шкале 12.

Если требуется заранее разметить угол

устанавливаемой поверхности (например.

устанавливаемой поверхности (например.

рельсового пути при прохождении наклонной горной выработки), то поворотом головки штока 11 совмещают указатель 15 с соответствующим делением шкалы 12 и наклоняют устройство до тех пор, пока загорятся обе лампочки.

Рабочий диапазон устройства для измерения углов от 0° до предельно измеряемого угла наклона а, при котором ртуть в нижней контактной камере 2 достигает компенсационного канала 13. Устройство не рас- читано на измерение углов при превышении указанного уровня, т. к. угловая шкала 12 проградуирована для случая подъема уровня ртути в контактной камере до компенсационного канала. При измерении угла, пре- вышаюшего предельный угол, устройство не показывает его истинное значение ввиду ограничения движения ртути в компенсационном канале.

Высота h контактной камеры представляет расстояние от дна камеры до компенсационного канала (фиг. I), а угол а - угол между горизонтальным уровнем ртути и осью электропроводного,канала 3.

Например, если требуется пройти горную выработу с углом наклона 30°, то при принятом расстоянии между осями контактных

,c том расстоянии между осями контактных

камер, например, 150 мм минимальная высота контактной камеры мм. С уменьшением предельного измеряемого угла уменьшается также высота контактной камеры.

0Например при h l20-tglb°

40,5 мм.

При изготовлении устройства целесообразно предусмотреть несколько типоразмеров (например, предельно измеряемые углы 10, 25, 40°) с соответствующими измене- 5 ниями размеров устройства по высоте. Благодаря тому, что устройство снабжено компенсационным каналом, соединяющим контактные камеры, последние превращаются в сообщающиеся сосуды и создается возможность измерения углов наклонных поверхностей. Наличие вариометрической камеры с угловой шкалой позволяет использовать ту же схему электрической светосигнальной индикации, что и для проверки горизонтальности поверхности. Выполнение контактных камер высотой гарантирует необходимые пределы измерения углов наклона.

Формула изобретения

Устройство для измерения углов в подземных выработках, содержащее корпус с размещенными в нем двумя частично заполненными токопроводящей жидкостью и закрытыми крышками контактными камерами, нижние части которых соединены электропроводным каналом, и электрической схемой индикации с регулировочными контактами

в виде двух винтов, установленных в крышках, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения одновременного измерения углов и проверки горизонтальности поверхности, оно снабжено размещенной в корпусе вариометрической камерой с порщнем и штоком, гидравлически связанной с электропроводным каналом, а в корпусе выполнен компенсационный канал, соединяющий верхние

0 части контактных камер, при этом вариомет- рическая камера имеет шкалу, проградуиро- ванную в углах наклона измеряемой поверхности, а контактные камеры выполнены высотой А, определяемой из соотношения

,

где / - расстояние между осями контактных камер;

а - предельный измеряемый угол наклона.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения углов наклона горных выработок. Цель - расширение области применения за счет обеспечения одновременного измерения углов и проверки горизонтальности поверхности. В корпусе 1 размещены две контактные камеры (К) 2, электрическая схема индикации (СИ) и вариометрическая К 9 с поршнем 10 и штоком 11. Контактные К 2 частично заполнены токопроводящей жидкостью (Ж) и закрыты крышками 4. Нижние части К 2 соединены электропроводным каналом 3, а СИ имеет контакты в виде двух регулировочных винтов 5, установленных в крышках 4. С каналом 3 гидравлически связана К 9. Верхние части К 2 соединены компенсационным каналом 13. При этом К 9 имеет шкалу 12, проградуирован- ную в углах наклона измеряемой поверхности. Контактные К 2 выполнены высотой X, определяемой из соотношения tga., где / - расстояние между осями К 2, а а - предельный измеряемый угол наклона. При наклоне корпуса 1 Ж замыкает контакт одного из винтов 5 и срабатывает СИ. Вращением штока 11 перемещают поршень 10 вниз, при этом Ж замыкает контакт другого винта 5. Вторично срабатывает СИ. Значение угла наклона снимают по шкале 12. 3 ил. S (Л

7 8

Фиг. 2

Фиг.