Прибор для демонстрирования действия ветра на крыше зданий Советский патент 1935 года по МПК G09B9/16 

До недавнего времени при расчетах ветровой нагрузки на крыши зданий принималось существование положительного давления ветра на крышу, направленного внутрь здания, тогда как в действительности при этом имеет место обратное явление, т.-е. отрицательное давление изнутри здания, стремящееся поднять крышу. Предлагаемый прибор имеет целью демонстрировать это явление путем применения опрокинутого в сосуд с водой ящика, открытого снизу и поворотно укрепленного на оси. Под действием воздушного потока дно ящика будет принимать тот или иной наклон, наблюдаемый по стрелке-указателю.

На чертеже фиг. -4 изображают три варианта прибора, причем на фиг. 1, 3 и 4 прибор показан в боковом разрезе и на фиг. 2-в плане.

Прибор, изображенный на фиг. 1, может служить для демонстрирования действия ветра на плоскую горизонтальную и наклонную крыши с изолированным объемом воздуха под ними.

Прибор состоит из четырехгранного сосуда / с водой и такой же формы ящика 2, погруженного открытой и срезанной наискось нижней стороной в воду, над которой он поддерживается наполняющим его воздухом, причем ящик 2 одной стороной укреплен на свободно вращающейся горизонтальной оси J,

опирающейся на стенки сосуда /. Под. ящиком 2 находится коленчатая трубка с краном, открытый конец которой возвышается над уровнем воды. Трубка служит для нагнетания и высасывания воздуха из-под ящика 2 для придания его дну /желаемого наклона к горизонту. Трубку 4 можно также прикрепить и непосредственно к стенке ящика 2 или же заменить ее переносной трубкой, вставляемой под ящик 2 на время нагнетания и высасывания воздуха. Прикрепленная ко дну ящика 2 стрелка 5 указывает на шкале 6 угол наклона плоскости дна 7 ящика 2 (пунктиром показан ящик 2 при горизонтальном положении его дна Т). Цифрой 8 обозначена направляющая площадка впереди прибора. Стрелки справа фиг. 1 и внизу фиг. 2 указывают направление ветра, производимого искусственно вентилятором и т. п., так как пользоваться естественным ветром затруднительно вследствие его неравномерности.

Видоизменение прибора на фиг. 3 предназначено для демонстрирования действия ветра на крышу со свободным доступом наружного воздуха с обеих сторон. Добавочная плоскость 7° , являющаяся продолжением плоскости дна 7 ящика 2 и соединенная одним концом с осью 5, опирающейся на стойку Р, ограждена снизу по сторонам стенками /

.для устранения возможности движения воздуха по ее нижней стороне.

Действие описанных приборов заключается в том, что при угле наклона к горизонту плоскостей 7 и 7 , не превышающем 30°, действие ветра на них вызывает поднятие ящика 2 над водой, в зависимости от скорости ветра и величины поверхностей 7 и 7° , при больщом же наклоне ящик 2, наоборот, погружается в воду.

Видоизменение прибора на фиг. 4 может служить для демонстрирования действия ветра на плоские горизонтальные крыши, двухскатные, полукруглые, полуцилиндрические, куполообразные и конические, причем в двух последних случаях сосуд / и кожух 2 могут (но необязательно) иметь цилиндрическую форму. В этом случае кожух 2 свободно плавает на воде в сосуде 1, причем регистрирующая часть прибора состоит из прикрепленного к кожуху 2 шнура //, перекинутого через блок /2 с подвешенным на нем грузом 13, приводящим в движение блок 12 и соединенную с ним стрелку 5, перемещающуюся на шкале 6. Для устранения раскачивания груза 13 от ветра он может быть заключен в вертикальную трубку. Чтобы прижимание ветром кожуха 2 к стенке сосуда / не препятствовало перемещению его по вертикали, кожух 2 или стенки сосуда / могут быть снабжены несколькими роликами, а для устранения вращения цилиндрического кожуха 2 (что вызвало бы закручивание шнура 77) необходим упор, например в виде вертикального стержня с охватывающей его вилкой.

Предлагаемый прибор может применяться в качестве учебного пособия при изучении физики для демонстрирования явления уменьшения статического давления газообразной среды при движении по поверхности тел, и, в частности, может служить для наглядного показа учащимся строительных техникумов при объяснении расчетов ветровой нагрузки и действия ветра на крыши зданий.

Предмет изобретения.

1.Прибор для демонстрирования действия ветра на крыши зданий, отличающийся применением погруженного в сосуд 7 с водою открытого снизу ящика 2, частично наполненного воздухом и поворотно помещенного на оси 3, дно 7 коего снабжено стрелкой - указателем 5 для отсчета угла наклона последнего под действием воздушного потока (фиг. 1 и 2), идущего вдоль дна 7.

2.Видоизменение прибора по п. 1, отличающееся тем, что ящик 2 снабжен добавочной плоскостью 7° , открытой доступу воздуха с обеих сторон и составляющей продолжение дна 7 (фиг. 3).

3.Видоизменение прибора по п. 1, отличающееся тем, что вместо ящика с плоским дном применен свободно плавающий кожух 2, а стрелка-указатель 5 (фиг. 4) укреплена к блоку 72, через который перекинут шнур 77 с грузом, прикрепленный к кожуху 2.

4.При приборе попп. 1-3 применение трубки 4, служащей для нагнетания воздуха в ящик или кожух 2(фиг. 1-4).

Фиг 2

/г

fy з

Фиг/1

ФипЗ