Прибор для записи скорости и направления водного потока Советский патент 1935 года по МПК G01P5/14 G01P13/00 G01D9/42 

Известны приборы с автоматической регистрацией скорости и направления водяного потока, равно как и применение для измерения скорости потока пьезометрических трубок с мембранами. В предлагаемом приборе внутри пьезометрической трубки, частично заполненной маслом, помещен поплавок с радиевою солью, с целью фиксирования скорости потока на светочувствительной бумаге. Означенная бумага продвигается часовым механизмом, заключенным совместно с пьезометрической трубкой и компасной стрелкой внутри погруженного в воду цилиндрического тела, имеющего органы управления для установки его параллельно потоку. Последние состоят из продольных рулевых плоскостей с элеронами и из отсека в нижней части цилиндрического тела, заполняемого водой с целью уравновещивания прибора на любой глубине.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез прибора; фиг. 2-поперечный разрез его; фиг. 3-пьезометрическую трубку; фиг. 4-рулевую плоскость с элероном; фиг. 5-вертлюг для привязывания к нему прибора; фиг. 6- вид спереди свинцового щитка со щелью для пропуска альфа-частиц радия; фиг. 7- то же, в разрезе; фиг. 8-то же, вид сбоку; фиг. 9-свинцовый щиток для пропуска фотобумаги; фиг. 10-тот же щиток со стрелкой, грузиком и радиевым карандашиком; фиг. 11 и 12-компас; фиг. 13 и 14-приспособление для перематывания фотобумаги; фиг. 15-поплавок с радиевой солью, регистрирующий силу и пульсацию водяного потока; фиг. 16-рулевую плоскость.

Основной частью прибора является пьезометрическая трубка 10 (фиг. 3) с расширением 7/, оканчивающаяся в обе стороны воронкообразно и имеющая на обоих концах расширений двойные мембраны. Полость трубки залита маслом, в котором плавает поплавок /2 с радиевою солью. Пространство между мембранами герметически закупорено и заполнено воздухом. Водяная струя, ударяясь о наружную мембрану, вдавливает ее внутрь и сжимает воздух, заключенный между наружной и внутренней мембраной, которая, в свою очередь, сжимает масло и заставляет поплавок 72 отклоняться от положения равновесия и двигаться вдоль расширения 77 трубки JO в ту или другую сторону, смотря по тому, с которой стороны струя нажимает на прибор. Трубка JO укреплена внутри цилиндрического тела 7 (фиг. 1), а наружные мембраны подогнаны и наглухо соединены с сечениями конических концов прибора. Неподвижно укрепленная на стержнях 55 трубка своей расширенной частью 77 близко соприкасается со щитком 5, сквозь который пропущена хлоробромо серебряная светочувствительная бумага, перематываемая припомощи часового механизма с валика ось которого укреплена на стержнях J6, на валик 5, ось которого укреплена ниже на стержнях 37 (фиг. 2).

В нижней части тела 7 отделен отсек 8, который заполнен водой из расчета приведения удельного веса всего прибора к той глубине, на которой он должен остаться во взвешенном состоянии на все время работы. Полость отсека 8 наполняется водой через наружное отверстие 9, закрывающееся герметически. Рулевые плоскости 2 проходят вдоль всего тела цилиндра и имеют форму, изображенную на фиг. 16, причем наибольшую ширину в середине имеет вторая плоскость снизу, а наименьшую-верхняя плоскость. Посередине каждой рулевой плоскости укреплен элером /7 в форме треугольника, соответствующего по величине рулевой плоскости. Элероны, укреплены на подвижных осях 76 (фиг. 4) и имеют внизу фигурное расширение 75, позволяющее им под влиянием тока воды отклоняться под углом в 45°.

Приготовленный к работе прибор, т. е. с заведенным часовым механизмом, заряженный фотобумагой и налитый достаточным количеством воды, опускается на нужную глубину на крученой английской бечевке, которая привязывается к вертлюгу 75, вращающемуся на шарикоподшипниках J4, насыпанных в гнезде 3 (фиг. 5). Если по обстоятельствам работы прибор удобнее укрепить на якоре, то он привязывается за нижний вертлюг, а к верхнему вертлюгу привязывается бечевка с буйком на поверхность воды для того, чтобы отыскать прибор, поставленный на якоре. Если же прибор свободно подвешен, то после того, как он достигнет нужной глубины, крученой бечевке дают слабину для того, чтобы он мог легко и свободно развернуться и встать параллельно току виды. Этому способствует своеобразное устройство рулей 2 с элеронами 77 и подогнанный удельный вес всего прибора. Поэтому, как бы ни было слабо течение, оно легко и быстро поставит прибор в нужное положение. Если течение имеет наклон к вертикали, то вода в отсеке 8 перельется более в нижний конец и будет твердо держать прибор под нужным углом.

Поплавок 72 представляет собою каплевидное тело (фиг. 15) с заключенной внутри острого конца ничтожной частицей 57 радиевой соли. Расширенная часть трубки 77 в разрезе тоже имеет форму капли. Для защиты фотобумаги от летящих во все стороны альфа-частиц радия бумага пропускается через свинцовый щиток (фиг. б-8), причем бумага идет сквозь канал 7Я Щель 78 служит для пропускания потока альфа-частиц. Вдоль нее ходит пКарандаш, отклоняемый током воды. Перпендикулярно ей движется фотобумага, перематываемая с валика 26, сидящего на оси 33 (фиг. 13), на валик 28 на оси 34, врашаемой часовым механизмом 30 (фиг. 14), укрепленным на внутренней поверхности прибора. Свинцовый щиток (фиг. б, 7, 8) укреплен неподвижно на стержне 35. Точки порая{ения фотобумаги составляют кривую силы течения, причем ее расположение в ту или иную сторону определяет общее направление движения воды как по горизонтали, так и по вертикали.

Одновременно записывается точное направление по компасу и наклон по отношению к вертикали при помощи весьма несложного устройства.

Тот же часовой механизм 30, вращающий ось 34, перематывает фотобумагу с валика 27 на валик 29. Эта фотобумага пропускается через аналогичный по устройству свинцовый щиток (фиг. 9).

В отличие от щитка, изображенного на фиг. б, укрепленного на стержне неподвижно, этот второй щиток может вращаться на своем стержне в пределах по 60° в ту и другую сторону. К нижней части щитка прикреплен котелок сухого компаса со свинцовым грузом 25 и острием иголки 55, на котором вращается компасная стрелка 25 (фиг. 11 и 12). На северном конце стрелки нанесена частичка 24 радиевой соли, которая все время наносит поражение фотобумаге через круговую щель 27 в щитке 72 (фиг. 9) и вычерчивает таким образом на бумаге кривую изменения направления течения по компасу. Самая фотобумага не должна быть натянута, а иметь слабину и запасный припуск вне щитка из расчета его поворотов на 60°. В верхней половине