1
Изобретение относился к электрическому 1мод-елир0ваии1ю для автоматичеюкого построеИИ|Я npocTpaiHCTiBeiHHbix (объемных) уча1Сгкав модели с целью создания лраничных условий ,в эле,ктролит.иче€кой вание.
КоНКрелно, оно применено при решении ряда гииротехиичеюких задач по методу электродинамичбских аналогий (ЭГДА) для а,вто1матиче ско го построения noBepxHOiCTn депрессий фи1льтрацио1Н|Ного потока в электролитической ванне.
О,дна1ко в и31вест1НЫ1Х устройствах, в которых Использован метод электролитической ванны, исследователь сталкивается с трудностями, Овязанными с тем обстоятельством, что форма границ отдельных участков модели бывает заранее не известна. В это|м случае перед индикацией Э1К1ви1ПОтенц1иальных линий электрического паля определяются неизвест1Ные у1частки-границ МОдели.
В частности, при исследовании фильтрационного потока, И1меющего участок дешрессии, необходимо .прежде всего отыскать фордгу его поверхности. Эта проблема в настоящее вреаш KaiK у пас в СССР, так и за рубежом решается весьма несавер.шенным способам: поверхность депрессии строится методом последовательных приближений самим экспериментатором в электролитической ванне вручную при помощи пластичного диэлектрического материала, такого, например, как воска, парафина, гипса и др. гидродинамических аналогий.
Известные устройства характеризуются недостаточным быстродействием и недостаточной точностью.
Установлено, что при экоиеримйнтальном решении многих гидротехнических задач по мето|ду ЭГДА всего времени оператор затрачивает на создание вручатую в электролитической ванне поверхности депрессии фильтрационного потока.
Целью изобретения является увеличение быстродействия и точности устройства.
Для этого устройство содержит дискретный координатор, соединенный с системой шгокзондов электролитической ванны, блок поиска глу1бины и постоянного контакта, иодключенпые к дискретному координатору, блок ипдикации, соединенньлй с блоком поиска глубины, и блок управления, выходы которого соединены с блоком подъема системы штокзондов, дискретныМ координатором, блоками поиска глубины и постоянного контакта и блоком записи.
Изобретение пояснено чертежами.
На фиг. 1 приведена схема конструкции электролитической ванны; на фиг. 2 - фуцкп ионалйная блок-схдма устройства.
Устройство для моделирования поверхности дегарессии фильтрационного нотока содержит электролитическую ванну 1, разделительную пленку 2, моделирующую по-верхность денрессии и вьшолненйую из диэлектрика, электролит 3, куда опущены электроды 4 и на которые поданы приведенные эле ктрические потенциалы УГ, соответствующие приведенным пьезометрическим HanOfpaM Яг, со значениями нуля и единиць из источника электрической энергии 5 с частотой переменного- тока ГЦ, опорную раму 6, на которой paidnoложены ря1да1М:И четыреста подвижных щтокзондов 7, «ОНЦЫ которых опущены в электролит 3 с закрепленным на них диэлектриком 2, пере;менньга резистор 8, блок индикации 9 потерхности депрессии и исполнительное устройство 10 блока индикадии 9.
Построение поверхности депрессии выполняют следующим обрааОМ.
Известно, что для любой точки noiBepxности депрессии пьезом-етрический напор Я равен геометрической высоте, от плоскости сравнения до этой точки. В предложенном устройстве пьезометрический напор Я моделируется линейным .переменным ревистором 8, длина которого равна величине пьезометрического напора Я, т. е. (см. фиг. 1). Каждый из четырехсот шток-зондо В 7, расположенных рядами в электролитической ваине, меканически связан с ползунком переменного резистора 8 и электрически связан с компенсирующим устройством блока индикации 9. В свою очередь, ползунок переменного резистора 8 также электрически связан с компенсирующим устройством блока индикации 9.
На электроды 4 (см. фмг. 1) электролитической ванны и пере1менный резистор 8 из сети подают относительные потенциалы Vr 1 и , в результате чего в электролитической ванне возникает элактрнчеокое поле и на щток- зонде 7 будет потенциал УГ, а на ползунке переменного резистора 8 - потенциал УП.
При условии для построения по;верхнасти деореаоии фильтрационного потока Надо, чтобы потенциал УШ фиксируемый на ползунке переменного резистора 8, был равен в этот -момент потенциалу УГ, фиксируемому щток-зондом 7, опущенным в электролит ванны, то есть (см. фиг. 1).
При значении на выходе компенсирующего устройства блока индикации 9 возникнет сигнал рассогласования ДУ УП-УГ, который заставит сработать его исполнительное устройство. 10, выполненное в виде асинхронного (к-ондеисаторного) д1В|И1гателя и механически связа-нного оо щток-:зандом 7. Поскольку последний механически свя-зан с ползунком пере,менного рези1стора 8, то при работе исполиительного устройства (асинхронного дв1Игателя) 10 будут однойраменно неремещатыся и щток-зонд 7 и ползунок переменного резистора 8 до тех пор, пока не настунит бала-НС ,в компенсирующем устройстве блока индикации- 9. В этом случае при ЛУ УП- УГ О двигатель перестанет работать и в электролитической наН1не будет автоМатиче|ски зафиксироваиа еще одна дискрегная точка поеерхн-ости депрессий.
Поверхность депрессии при исследовании фильтрационного потока относится к водонепроницаемым поверхностя1м и на моделях она
выполнена из диэлектрического материала. В предложенное устройстве к н-ижним концам ЩТОК-ЗОНДОБ 7 и к стенке электролитической ванНЫ прикреплена тонкая резина, моделирующая поверхность депрессии. При
этом создаются услов-ия, когда линия электрического тока совпадает с линией то1ка фильтрационного потока.
Для обеспечения необходимой точности при постро-еним поверхности депрессии применена
электролитическая ванна раз1меро-м ЮООХ ХЮОО мм, где расположены для этой цели 400 подвижных щток-зондов с расстоянием каждого друг от друга в 50 м.м.
При пом-ощи осо1бой конструкции (не ноказана) ползунок переменного резистора 8 и асинхронный (конденсаторный) двигатель блока инди.кации 9 в процессе автоматического построения поверхности депрессии поочаредео подключа ются к каждо-му из 400
щток-зондощ 7. Таким Образ-ом, по описанном-у вьище принципу все 400 шток-зондо1в занимают свое положение -по высоте электролитической ванны благодаря работе автоматическо-й системы моделирующего устройства с
компенсирующим устройством блока индикации; 9. Полученная при этом геометрическая конфигурация диэлектрика, прикрепленного к конца1М щток-зондов 7, и есть искомая поверхность депрессии фильтрационного нотока.
Рассмотрим работу предложенного устройства по функциональной блок-схеме, приведенной на фиг. 2. Здесь электролитическую ванну 1 устанавливают ва тележке, выдвинутой по рельсам в сторону из под поднятой системы щток-зондов, и в ней монтирую г электр-одную систему. После этого электролитическую ванну устанавливают в рабочее положение. С блока управления 11 подается
команда «Вниз -на блок подъема 12 системы щток-зондов 7 (см. фиг. 2) на жестко фиксированное положение по высоте, автоматически выключаясь. С блока управления 11 производится 1включение всех блоков. По сечению электролитической ва-нны 1 расположены 400 ШТОК-зондов 7 (см. фиг. 1), всего имеется 20 рядов по 20 щток-зондов в каждом ряду. По команде «Пуак дискретный координатор 13 (см. фиг. 2), передвигаясь по координатной оист-е-ме электролитической ванны в двух взаимно перпендикулярных направлениях, производит обход всех- щток-зондов 7 (см. фиг. 1), начиная с кра1Я электролитическо-й ванны, с первого щток-з-онда. Подойдя
к очередному шток-эонду, дИСкреШый координзтор 13 останавливается. В этот момент вводится в сцепление со шток-зондом блок nowdKa глубины 14, а на контактиую верхушку шток-зоНда опускается KoiHTaiKuHbrn элемент блока постояиного контакта 16. На вход компевсирующего уст1роЙ1Ства блока индикации 9 поверхности депребоии и-в блока поиака глубины 14 поступают потенциалы, снятыв в электролитической ваине 1 со шток-зояда и с главного переменного резистора блока поиска глубины 14. Получаемая разность потенциалов на входе такого компенсирующего устройства заставляет срабатывать исполнительный блок блока ин1д,ика1ДИ1И 9, который и перемещает шток-еонд по высоте электроли.Т1ическо-й ванны до наступления баланса, то есть до мОМента регистрации еще одной дискретной точки цавврхност1и денреюсии.
Так как закрепленный на конце щток-зонда диэлектрик в виде тонкой пленки не может сильно быть деформирован, то в конструицил моделирующей устано вки. максимально допустимое погружение щток-.зонда по высоте электролитической ванны за один проход дискретного К10орд1ннатора 13 ра1ссч,итано на 50 мм, всего предусмотрено 5 проходов с М1аксимальным погружением шток-зонда в электролит на 250 м,м от его поверхности. И если при перемещении шток-зонда при обходе его дискретным координатором 13 на предуамотренное максимально допустимое погружение в электролит баланс потенциалов у компенсирующего устройства блока индикации 9 не наступии, то вступает IB действие другой механизм, а1втомат1ичес1ни отключающий привод погружения такого щток-зонда цри. помощи вспомотательного погружения одного, штокзонда в электролите, дискретный координатор не.ре1мещается к следующему, осущестгвляя, таКИ:м о&разом, переход первого ряда шток-зондов в прямом продольном напра.влеН1ИИ, вплоть до отработки концевото выключателя. После этого, остановившись с другого края поля шток-зондов, дискретный координатор 13 пере.мещает1ся уже в прямом поперечном направлении по электролитической ванне и устанавливается на линии второго ряда шток-зондов.
После операции перехода ко второму ряду дискретный координатор 13 производит проход по этому ряду ШТОК-ЗОНД01В в обратном продольном напра1влении И1, дойдя до края элек,троли1тической ванны, . перемешается в пря1мом поперечном ваетрашлении к следуюшему ряду. образом, дискретный координатор 13 автоматически обходит все 400 шток-зондов, проходя нечетные их ряды в пря.мом, а четные - IB обратном продольном направлении. Пройдя п-оследннй (четный) ряд, дискретный координатор 13, двигаюсь в обратном поперечном направлении , приходиг в исходное (нулевое) положение и начинает следующий цикл обхода шток-зондов.
На блоке управления И имеется устройство, позволяющее устанавливать необходимое число проходов для дискретного координатора 13.
По окончании всех установленных проходов диюкретный координатор 13 аВтоматичеОК|И возвращается в исходное положение, где и останавливается до следующей команды «Пуск.
На мнемо-световом табло 16 в любой момент времени можно видеть положение дискретното координатора 13, на световом табло сигнализации 17 - положение шток-зондов, номер прохода, работ} концевых выключателей и др.
Схема обе бпечивает ручное управление перемещением дискретного координатора 13 и разрешает продолжать автоматический обход ШТОК-130НДОВ с любого его номера, установленного вручную.
Потенциал, снятый с дополнительного переменного резистора блока поиска глубины 14, поступает на переходное устройство самописца, записывающего блока 18. Это переходное устройство самописца автоматически включается с блока управления И на последнем обходе шток-зондов дискретным координатором 13. Дискретный координатор 13, проходя но
ряду шток-зондов, на каждой остановке у такого шток-зонда выдает с донолнительНОГО переменного резистора блока поиска глубины 14 потенцйаЛ, Пропорциюналыный глубине его погружени1Я, и записывающее устройство блока 18 фиксирует эту тоЧ(ку поверхности депрессии в соответствующем месте на диаrpaiM.Me с принятым масштабом.
Так фиксируются сечепия участков депрессионной поверхности изучаемого фильтрационного потока в модели, выполненной в электролитической ванне, но продольным рядам шток-зондов,
В предложенном устройстве используется в качестве записьввающего бЛОка 18 прибОр
типа ДРП, что даст возможность в достаточна крупном масштабе получить указанные выше сечения.
Для питания электролитической ванны, главного переменного резистора блока noHicка глубины 14, исполнительного устройства 10 блока индикации примеси специальный источник питания 19 с частотой переменного тока 50 ГЦ, а для включения всей установки в сеть установлен пульт сетевого питания 20.
Предмет и з о б р е т е н и я
Устройство для МОй.елировани-я новерхнОСти депрессии фильтрационного потока, содержащее Электролитичеокую ванну с системой
шток-зондов и разделительную пленку нз диэлектрика, соединенную с системой шток-зондов, блок записи и блок подъема системы шток-зондов, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности
устройспв-а, оно содержит дискретный координатор, соединенный с аистемой шток-зондов электролитической ванны, блок поиска глубины и постоянного контакта, подключенные к ди1окрет1наму координатору, блок индикацйи, соедиееиный с блоком поиска глубины, и блок ушра1влени1я, выходы которого соединены с блоком подъема ои1стамы штокзондов, дискретпыл координатором, блокам-и поиска глубины и постоянного контакта и блоком записи.
