Гидрометрическая вертушка Советский патент 1993 года по МПК G01P5/06 

Изобретение относится к области гидрологического приборостроения и может быть использовано для измерения скорости течения воды в водостоках.

Известна гидрометрическая вертушка типа ГР-99, содержащая корпус, ходовую часть, размещенную в гильзе, закрепленной в корпусе, и преобразователь. Ходовая часть включает ось, установленную на двух подшипниках, на одном конце которой закреплен лопастной винт, являющийся чувст- вительным элементом вертушки, а на другом - постоянный магнит преобразователя оборотов лопастного винта в электрические импульсы, F корпусе установлен магнитоуправляемый контакт преобразователя. Внутренняя полость ходовой части заполнена жидким маслом /1/.

Недостатком этой гидрометрической вертушки является быстрое вытекание масла из ходовой части при работе, особенно при больших скоростях течения, и попадание в подшипниковую камеру воды. Так как вода в естественных водотоках содержит взвешенные частицы наносов, то их попадание в подшипники вызывает увеличение трения, что снижает точность измерений и. может привести к выходу прибора из строя.

Известна гидрометрическая вертушка типа ГР-21М, содержащая корпус, прикрепленную к нему ось с двумя радиально-упор- ными подшипниками, установленный на подшипниках лопастной винт с жестко связанной с ним втулкой, причем между втулкой и осью имеется кольцевой зазор, и преобразователь оборотов лопастного винта в электрические импульсы. Подшипниковая камера вертушки заполнена жидким маслом.

Существенным недостатком этой вертушки является вытекание масла из подшипниковой камеры при работе и

ел

с

XI

со О

4Ь СО

ю

замещение его водой со взвешенными наносами.

При большой концентрации наносов в воде возможен выход прибора из строя.

Целью изобретения является повышение надежности работы и точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в гидрометрической вертушке, содержащей корпус, втулку с.лопастным винтом, установленную в подшипниках на оси, контактный узел, йа конце втулки установлены два стержневых постоянных магнита, размещенных симметрично относительно оси и ориентированных разноименными полюсами к торцу втулки, между торцом втулки и контактным узлом расположена уплотни- тельная шайба из немагнитного материала, снабженная двумя вставками из магнитного материала, размещенными симметрично относительно оси и на расстоянии, соответствующем расположению постоянных магнитов. .

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Вертушка состоит из корпуса 1, прикрепленной к нему с помощью винта 2 оси 3, на свободном конце которой установлены подшипники 4. На подшипниках 4 установлена втулка 5 и жестко связанный с ней лопастной винт 6, являющийся чувствительным элементом вертушки, Между осью 3 и втулкой 5 имеется кольцевой зазор а. На конце втулки 5 симметрично оси ее вращения установлены два стержневых магнита 7 и 8, полюса которых направлены в сторону торца корпуса 1. Между торцами втулки 5 и корпуса 1 установлена шайба 9, одетая на ось 3 по скользящей посадке. Для достижения трения при перемещениях шайбы 9 относительно оси 3 и торца втулки 5 она выполнена из антифрикционного материала, например из фторопласта, капрона и т.п. В шайбе 9 установлены два элемента 10 цилиндрической формы, выполненные из ферромагнитного материала, например из магнитомягкрй стали. Концы магнита 7 и 8 установлены заподлицо с торцом втулки 5, а элементы 10 - заподлицо С поверхностями шайбы 9, обращенными к торцам втулки 5 и корпуса 1. Благодаря элементам 10 шайба 9 постоянно прижата своей поверхностью к торцу втулки 5 и перекрывает зазор а между втулкой 5 и осью 3. Преобразователь оборотов лопастного винта 6 в электрические импульсы выполнен в виде магнитоуправля- емого контакта 11, помещенного в капсулу 12, и трех постоянных магнитов 7, 8 и 13. Магнитоуправляемый контакт 11 установлен в корпусе 1 продольной осью перпендикулярно оси вращения втулки 5. Магнит 13 служит для подмагничивания магнитоуп- равляемого контакта 11, а магниты 7 и 8, обращенные к торцу корпуса 1 разноимен- 5 ными полюсами, обеспечивают модуляцию магнитного потока, проходящего через контакты 11, и срабатывание последних через каждый оборот лопастного винта. Внутренняя полость вертушки, ее подшипниковая

10 камера заполнены жидким трансформаторным маслом, что снижает трение в подвижной части и затрудняет поступление к подшипникам 4 воды со взвешенными наносами в процессе работы. Корпус 1, ось 3,

15 втулка 5 и капсула 12 выполнены из немагнитного материала, например латуни.

Для измерения скорости течения гидрометрическую вертушку погружают в водоток. Под действием потока воды лопастной

0 винт 6 приходит во вращение. При этом вращается и втулка 5 с постоянными магнитами 7 и 8, а также шайба 9, прижатая своей поверхностью к торцу втулки 5 и перекрыва- ющая кольцевой зазор а между осью 3 и

5 втулкой 5. Прижатие шайбы 9 к втулке 5 осуществляется за счет взаимодействия магнитов 7 и 8 с элементами 10. Поскольку зазор а между осью 3 и втулкой 5 перекрыт, то вытекания масла из подшипнико0 вой камеры и замещения её водой из водотока, содержащей взвешенные наносы, происходить практически не будет.

Связь между втулкой 5 и шайбой 9 не является жесткой, т.к. она обусловлена при5 жатием шайбы 9 к магнитам 7 и 8. Поэтому возможное трение между шайбой и втулкой 5 (например, вследствие биения оси 3 или втулки 5) практически не сказывается на величине скорости вращения лопастного Вин0 та.6 под действием потока воды. При вращении втулки 5 магниты 7, 8 и 13 взаимодействуют между собой и магнитоуправ- ляемым контактом 11, при этом происходит периодическое замыкание и размыкание

5 последнего. Замкнутому состоянию контакта 11 при указанной на фиг.1 и 2 полярности магнитов 7, 8 и 13 соответствует крайнее нижнее положение магнита 7, когда его южный полюс обращен к южному полюсу маг0 нита 13. В этом случае магнитные силовые линии магнитов 7, 8 и 13 проходят через зазор между лепестками магнитоупрабляе- мого контакта 11, вызывая их замыкёние. Разомкнутому состоянию контактов 11 со5 ответствует крайнее верхнее положение магнита 7. В этом случае магнитные Силовые линии магнитов 7, 8 и 13 замыкаются между собой и не проходят через зазор между лепестками магнитоуправляемого контакта ,11. Отсчет скорости течения

производится по вторичному прибору, к которому подключается магнитоуправляемый контакт 11.

Применение предлагаемого изобретения даст возможность упростить эксплуата- цию вертушки и повысить точность измерения скорости течения, а следовательно, и расходов воды в водотоках. Формула изобретения Гидрометрическая вертушка, содержащая корпус, втулку с лопастным винтом, установленную в подшипниках на оси, контактный узел, отличающаяся тем,

0

что, с целью повышения надежности работы и точности измерений, на конце втулки установлены два стержневых постоянных маг- нита, размещенные симметрично относительно оси и ориентированные разноименными полюсами к торцу втулки, между торцом втулки и контактным узлом расположена уплотнительная шайба из немагнитного материала, снабженная двумя вставками из магнитного материала, размещенными симметрично относительно оси и на расстоянии, соответствующем расположению постоянных магнитов.

Изобретение относится к области гидрологического приборостроения и может быть использовано для измерения скорости течения воды в водотоках. Цель изобретения - повышение надежности работы гидрометрической вертушки и точности измерения. Указанная цель достигается тем, что на конце втулки установлены два стержневых по- стоянных магнита, размещенные симметрично относительно ОЈи вращения и ориентированные разноименными полюсами к торцу втулки. Между торцом втулки и контактным узлом расположена уплотни- тельная шайба из немагнитного материала, снабженная двумя вставками из магнитного материала, размещенными симметрично относительно оси и на расстоянии, соответствующем расположению постоянных магнитов. 1 ил.