Устройство для установки датчика скорости при измерении расхода Советский патент 1992 года по МПК G01P5/00 G01F1/00 

Изобретение относится к области гидрометрии и может бить использовано для измерения скоростей или расходов жидкости.

Известна гидрометрическая штанга, которая состоит из неподвижной рейки, четырех подвижных реек, щек-обтекателей, собирающих рейки в пакет, хвостовика, многовыходного редуктора, маховика и стрелки указателя уровня. Перпендикулярно подвижным рейкам в нижней части их

закреплены трубки, в которых проложены провода, проходящие затем по каналам в рейках к измерительному прибору. Недостатками этого устройства являются необходимость ручного регулирования положения датчиков скорости и значительные потери времени на их установку в заданных точках потока при изменении отметки уровня воды. Известна также полуавтоматическая штанга, содержащая неподвижную рейку, соединенную с левой и правой направляющими, одновременно являющимися обтекателями, четыре подвижные трубчатые тяги, на нижнем конце которых закреплены датчики скорости. К направляющим прикреплен механизм шарнирных ромбов, к которому другим концом присоединены тяги, и имеется указатель уровня. К неподвижной рейке прикреплены шайба и хвостовик. В рейке и тягах проложены провода, идущие от датчиков к измерительному прибору. Тяги собраны направляющими в пакет.

Недостатком этого устройства является необходимость ручного смещения датчиков скорости при изменении отметки уровня воды, что приводит к потере времени на их установку в потоке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для установки датчиков в измеряемом поле скоростей и расходов.

Устройство содержит опорную штангу, поплавок, держатель штанги датчиков, механизм смещения датчиков, выполненный в виде ромбовидной шарнирной решетки, нижним концом укрепленной на штанге у ее подпятника, а верхним соединенным с поплавком, подвижно установленным на той же штанге.

Недостатком указанного устройства является невозможность автоматического изменения относительной высоты размещения датчика скорости в зависимости от отметки уровня воды при измерении средней скорости потока одноточечным способом, являющимся одним из основных способов определения средней скорости потока. При измерении средней скорости потока этим устройством требуются также дополнительные потери времени на установку датчика в точку измерения, относительная глубина которой изменяется при изменении отметки уровня воды.

Целью изобретения является повышение производительности за счет сокращения потерь времени на установку датчика скорости в точку измерения.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг.1 приведена общая схема устройства; на фиг.2 - узел опоры держателя штанги датчика на накладки ромба; на фиг.З и 4 - поперечные разрезы по накладкам.

Устройство (фиг.1) состоит из штанги 1 с подпятником 2, поплавка 3, выполненного с возможностью перемещения вдоль штанги 1, ромбовидной шарнирной решетки 4, верхним концом прикрепленной к штанге 1, а нижним - к поплавку 3, накладок 5, жестко симметрично установленных на смежных сторонах ромба решетки 4, держателя 6 штанги 7 датчика 8 скорости. На торцы 9

накладок 5 оперт держатель 6 штанги 7, выполненный с возможностью смещения вдоль нее (фиг.2). Стороны ромбов решетки 4 выполнены с возможностью поворота на

шарнире 10, торцы 9 и держатель 6 - криволинейными, а поплавок 3-е возможностью смещения вдоль штанги 7 датчика 8. Держатель 6 оперт на торцы 9 накладок 5 в точках 11 (фиг.З и 4). На поплавке 3 нанесена ватерлиния 12, до которой поплавок погружен в поток жидкости в рабочем состоянии. Держатель 6 соединен с ползуном 13, выполненным с возможностью перемещения по штанге 1. Криволинейности торцов 9 и держателя 6 выполнены удовлетворяющими зависимости

l-lo +hH

/

Н

где К- отношение расстояния от подпятника до центра крепления держателя датчика на его штанге к расстоянию от подпятника до ватерлинии поплавка (относительная глубина точки, в которой размещен датчик скорости);

I - длина штанги держателя датчика скорости (до центра держателя датчика скорости);

10 - расстояние от ватерлинии поплавка до линии, соединяющей точки опоры держателя штанги датчика на торцы накладок;

hH-расстояние от точки подсоединения штанги датчика к ее держателю до линии, соединяющей точки опоры держателя на торцы накладок;

Н - расстояние от подпятника до ватерлинии поплавка.

Это позволяет при изменении отметки уровня воды в потоке автоматически изменять относительную глубину положения

датчика скорости в потоке без потери времени на ручное смещение положения держателя датчика скорости на шарнирных ромбах. При изменении глубины потока изменяется положение поплавка на поверхности потока, что приводит к изменению угла между смежными сторонами ромба, на которых жестко установлены накладки. При повороте сторон ромба с накладками изменяются величины Нн и 0 из-за изменения

положения линии, соединяющей точки опоры держателя на торцы накладок, что приводит автоматически к изменению относительной глубины положения датчика скорости. При заданных значениях К f (H),

подсчитанных по известной методике для створа измерения, при известном значении I находят такое положение линии, соединяющей точки опоры держателя штанги датчика на торцы накладок, при которой

полученное значение К соответствует заданному. Таким образом определяют кривизну опорных торцов накладок при заданной криволинейности держателя штанги датчика или при заданной криволинейности опорных торцов - криволиней- ность держателя штанги датчика.

Устройство работает следующим obpa- зом.

При изменении глубины потока изменяет положение поплавок 3. При этом поплавок 3 увлекает за собой ромбовидную шарнирную решетку 4 и изменяет углы между смежными сторонами ее ромбов. При повороте смежных сторон вокруг шарнира 10 изменяют свое положение линии, соединяющей точки 11, в результате чего происходит смещение держателя 6 и соответственно штанги 7 датчика 8. При этом, если смещение такой линии удовлетворяет зависимости (1), то датчик 8 смещается на расстояние, обеспечивающее требуемое изменение относительной глубины положения датчика 8 в потоке.

Формула изобретения

1. Устройство для установки датчика скорости при измерении расхода, содержащее опорную штангу с подпятником, держатель штанги датчика скорости, поплавок, выполненный с возможностью смещения вдоль опорной штанги, и ромбовидную шарнирную решетку, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения потерь времени на

0

5

установку датчика скорости в точку измерения, нижний конец ромбовидной шарнирной решетки укреплен на поплавке, а верхний соединен с верхней частью опорной решетки, при этом на симметричных относительно опорной штанги сторонах ромба шарнирной решетки установлены накладки, контактирующие с держателем штанги датчика скорости, причем опорные торцы накладок и держателя штанги датчика выполнены криволинейными, а поплавок с возможностью дополнительного смещения вдоль штанги датчика скорости.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что криволинейность опорных торцов накладок и держателя штанги датчика удовлетворяет зависимости

I-IO + NH

к

н

v

где К - отношение расстояния от подпятника до центра крепления держателя датчика на его штанге к расстоянию от подпятника до ватерлинии поплавка,1

I - длина штанги держателя датчика;

10 - расстояние от ватерлинии поплавка до линии, соединяющей точки опоры держателя штанги датчика на торцы накладок;

hH- расстояние от точки подсоединения штанги датчика к ее держателю до линии, соединяющей точки опоры держателя на торцы накладок;

Н - расстояние от подпятника до ватерлинии поплавка.

35

/

Изобретение относится к области гидрометрии и может быть использовано для измерения скоростей или расходов жидкости. Целью изобретения является повышение производительности за счет сокращения потерь времени на установку датчика скорости в точку измерения. При изменении глубины потока поплавок 3 изменяет свое положение. При этом поплавок 3 увлекает за собой ромбовидную шарнирную решетку 4 и изменяет углы между смежными сторонами ее ромбов. При повороте сменных сторон вокруг шарнира 10 изменяют положение линии, соединяющей точки 11, в результате чего происходит смешение держателя 6 и соответственно штанги 7 датчика 8. При этом, если смешение такой линии Мо + Ьн удовлетворяет зависимости К Н где К - отношение расстояния от подпятника 2 до центра крепления держателя 6 датчика 8 скорости на его штанге 7 к расстоянию от подпятника 2 до ватерлинии поплавка 3, I - длина штанги 7 держатель 6 датчика 8, lo - расстояние от ватерлинии поплавка 3 до линии, соединяющей точки опоры держателя 6 штанги 7 датчика 8 на торцы накладок 5, hH - расстояние от точки подсоединения штанги 7 датчика 8 к ее держателю 6 до линии, соединяющей точки 11 опоры держателя 6 на торцы накладок 5, Н - расстояние от подпятника 2 до ватерлинии поплавка 3, то датчик 8 смещается на расстояние, обеспечивающее требуемое изменение относительной глубины положения датчика 8 в потоке.4 ил. (Л С XI (л) XI CJ - XI

Фиг,1

А-А

$Ш

Фиг. i

5-6

11