Крыльчатый водомер для ирригационных водокачек Советский патент 1936 года по МПК G01F15/07 

Известные типы городских водомеров (Вентури и Вольтман и т. д.) практически мало применимы для замеров расходов на ирригационных водокачках, так как ни регистрации остановок, ни понижения производительности в подаче воды на орошаемые поля их конструкции не учитывают. Эти водомеры имеют еще тот конструктивный недостаток, что при больших расходах установленные внутри водопроводяш ей трубы вертушки уменьшают пропускную способность последней, чем понижается коэфициент полезного действия всей установки.

Предлагаемый водомер имеет целью дать такую Конструкцию измерительного прибора, которая разрешила бы вопрос об автоматической регистрации всех нарушений в работе агрегата, как например, остановка, понижение производительности водокачки, уменьшение подачи воды, перебои в дебете в ночное и дневное время и которая могла бы одновременно дать суммарный учет поданной на поля воды.

В предлагаемом крыльчатом водомере, снабженном устройством для вычерчивания диаграммы, на приводной оси счетчика, сочлененной с вертушкой, установлена со свободой продольного перемеш,ения втулка с зубчатой рейкой. Означенная втулка, сочлененная с укрепленным на приводной оси центробежным регулятором, служит для поднимания расположенных над регулятором пишущего и указательного приспособлений и одновременно приводит во вращение барабан с бумагой с целью подъема его по навинтованной оси.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез водомера; фиг. 2-2 соединение водомера с нагнетательной трубой; фиг. 3-вид сверху счетчика оборотов-расходов; фиг. 4-7-различные графики работы водокачки.

На подставке / с помощью винтов 2 закреплены стойки 3, поддерживающие приводную вращающуюся ось 4, соединенную шарниром Гука с конической передачей 5 (фиг. 2), получающей вращение от вертушки, расположенной перед концом нагнетательной трубы 6. На вращающейся оси 4 устроена внизу свободно сидящая втулка 7, в которой закреплена рифленая рейка 8 и кольцо Р,. соединенное шурупами с приливами втулки. В пазах кольца 9 вращается другое кольцо 70, соединенное со штангами //, которые в верхней части скре плены шарнирами с кольцом 72, наглухсэ сидящим на оси 4, от которой получают вращение. На шарнирах укреплены неподвижно балансовые противовесы 75. состоящие из двух частей, соединенных потайными шурупами.

На вращающемся кольце 10, в пазах 14, закреплены штифты 15, которые проходят через наглухо сидящее на оси кольцо 12, имеющее сквозные отверстия, и верхними концами входят в пазы 16, сделанные в кольце 17, вращающемся вместе со щтифтами 15. На кольцо 17 опирается свободно сидящая на оси 4 втулка IS с прикрепленным к ней справа при помощи двух подкосов карандашом /Р с пружинкой 20, а слева-указательным шпеньком 21 для регистрации производительности водокачки по размерной шкале. Выше от втулки расположен счетчик-водомер, сконструированный по следующему принципу: по оси 4 расположена горизонтальная нарезка 22, сцепленная с зубчатым колесом 23, имеющим горизонтальную ось, на котором вертикальная нарезка сцепляется с нарезным колесом 24; через последнее проходит ось, имеющая на верхнем конце вращающийся дисковый циферблат. Колесо 24 имеет зуб 25, которым оно перемещает колесо 26, по совершении им полного оборота. Аналогичные зубья имеют колеса 26, 27, 28, 29 и 30, оборачивающиеся на полный оборот, равный соответственно ста оборотам сопряженного с ними предыдущего колеса.

Рядом с осью- укреплена неподвижно на подставке ось 40, верхний конец которой упирается в гнездо крышки прибора; верхняя половина оси имеет прямоугольную трехниточную нарезку, по которой вращается гайка 39, соединенная приливами с полым барабаном 31. Движение гайки по нарезке вызывается вращением трубки 38, свободно сидящей на оси и имеющей два продольных прореза, захватывающие отливы гайки 39. Трубка 38 получает вращение в одну сторону от пары конических шестеренок 34 и 37. На конической свободно сидящей на оси 33 шестерне 34 прикреплена на шарнире собачка, прижимаемая при помощи пружины к храповому колесу 36, неподвижно скрепленному с осью 33, получающей вращение от зубчатого колеса 32 при подъеме и опускании рифленой рейки 8.

Ось поддерживается двумя круглыми подшипниками, скрепленными с подставкой. Ось 4 получает вращение от соединения с вертушкой 50 через две конические зубчатки 5. К концу нагнетательной трубы посредством болтов закреплено кольцо 57, имеющее три прилива, поддерживающие переднюю стенку шестереночной коробки, через которую проходит горизонтальная ось, упираюшаяся задним концом в шпиндель, регулируемый гайкой и контр-гайкой для приближения или удаления вертушки к концу нагнетательной трубы 6 в зависимости от требования тарировки. Горизонтальная и вертикальная оси вращаются в подшипниках, расположенных в отверстиях верхней и передней стенок коробки, скрепленной с передней стенкой при помощи болтов, расположенных на равном расстоянии по окружности.

Действие прибора построено на следующих основаниях. Вода в нагнетательной трубе при полной производительности насоса будет иметь при выходе в атмосферу увеличение в поперечнике, аналогичное случаю внезапного расширения, причем потеря в напоре останется такой, как была до насаживания вертушки. Действительные потери при определении их теоретически будут значительно ниже, чем определяются по формуле Борда, а в данном случае дополнительное сопротивление свободно выходящей струи в атмосферу не может отразиться на увеличении сопротивления внутри нагнетательной трубы, но потеря скоростей от удара о лопасти вертушки вызовет расширение струи, которому насадка не окажет сопротивления. Под влиянием скорости, которую имеет вода при выходе из нагнетательной трубы, лопасти вертушки получают вращение, регулируемое наклоном оси вертушки к горизонту и выдвижением к отверстию трубы.

Наклон оси может быть достигнут укорочением приливов, которыми поддерживается ось вертушки. Вращение последней посредством передачи сообщается водомеру (устанавливаемому в любом месте водокачки) при помощи шарнирной системы Гука, приводящей во вращение приводную ось 4. Одновременно с осью 4 вращается составное кольцо 12 с квадратным отверстием, чем вызывает вращение штанг 77 с сидящими на них противовесами 75; под влиянием центробежной силы противовесы удаляются от оси, огибают штанги и поднимают кверху вращающееся кольцо /О, которое выталкивает сидящие в пазах штифты 15 через отверстия в гайке 72, от чего начинает подыматься вращающееся вместе со штифтами кольцо 16, а также втулка J8 с карандашом /9 и штифтом-указателем 2/.

Одновременно с подъемом карандаша J9 при увеличении вращения оси 4 начинает поворачиваться на определенную величину барабан 31 и подыматься вверх до того момента, пока не прекратится подъем производительности водокачки.

Это достигается следующим устройством. К вращающемуся кольцу /О присоединено на пазах неподвижное, кольцо 9, которое может подыматься и опускаться, увлекая за собой втулку 7, с которой соединено шурупами. При подъеме втулки подымается вделанная в нее рейка, зубья которой вращают шестерню 32, ось 33 и храповое колесо 36 зубья последнего захватывают собачку, прижимаемую пружиной к храповому колесу и вращают свободно сидящую на оси 33 коническую зубчатку 34, вращающую сопряженную с ней зубчатку 37, которая приводит в движение трубку 5.

В двух прорезах этой трубки помещается гайка, приводимая во вращательно-поступательное движение при подъеме производительности водокачки; с гайкой соединен барабан 31, на который помещается лист свернутой светочувствительной бумаги для вычерчивания диаграммы; по ней может быть установлено всякое изменение в производительности исправной и неисправной водокачки с отметкой, в какой день и в какое время дня произошли изменения.

В случае исправной работы водокачки (фиг. 5) при пуске в начале дня карандаш 19 по мере увеличения производительности вычерчивает плавно восходящую наклонную черту, начиная от линии АВ остановки водокачки до линии CD (фиг. 5) средней и EF полной производительности, где продолжает держаться, пока не наступит падение производительности или остановка. В течение этого срока дневной свет затемняет, проходя через щелевое отверстие, прочерченную диаграмму до остановки на перерыв с 2 час. ночи до б час. утра; при остановке карандаш прочерчивает вниз вертикальную черту до линии АВ остановки водокачки вследствие разъединения храпового колеса с зубчаткой и прекращения вращения барабана.

При пуске водокачки после перерыва карандаш 19 снова вычерчивает линию подъема производительности, а утренний свет затемнит участок диаграммы незначительно и тем самым можно по цвету диаграммы установить линию GH конца ночи и начала дня, а также линию 1К конца дня, конца ночи и начала следующего дня.

В случае исправной работы водокачки, когда подъем производительности происходит интервалами с потерей времени, на диаграмме по линии подъема производительности вычерчиваются точки под влиянием давления пружины 2( на карандаш и затрачиваемого на интервалы времени. Аналогичные точки получаются на „линии падения производ тельности в случае неравномерного ее падения. По величине точек и их количеству анализируют „болезни неравномерного развития производительности и ее падения, когда водокачка работает исправно (фиг. 7).

При неисправной работе водокачки диаграмма вычерчивается, как показано на фиг. 4, если не учитывается давление пружины на карандаш и, как указано, когда под давлением пружины карандаш отмечает неравномерность подъема и падения производительности водокачки. В этом случае все остановки, подъем и падение производительности фиксируются по времени дня или ночи степенью затемненности отдельных полосок диаграммы солнечным светом.

Диаграмма работы водокачки рассчитана на весь период полива и может учесть от 20000 до 30000 изменений в производительности за 4-месячный срок.

Одновременно с фиксацией производительности карандашом на диаграмме штифтик 21 на противоположной стороне указывает в каждый момент положение карандаша, соответствующее различному уравнению работы водокачки. Помимо диаграммы прибор указывает при помощи счетчика водомера количество поданной на поля воды в кубических метрах, что достигается соотношением передач зубчатых колес 29-30.

Каждое колесо, вращаясь, приводит в движение соединенный с ним циферблат, указывающий (фиг. 3) количество поданной воды суммарно, включая сотни миллионов кубических метров. До сопоставления суточных расходов с показаниями диаграмм обслуживающий персонал водокачки обязан в начале каждого дня записывать в дневной журнал показания счетчика оборотов-расходов и следить за целостью пломбы, которой действие прибора гарантируется от умышленного изменения показаний регистрирующих механизмов.

Предмет, изобретения.

Крыльчатый водомер, например, для ирригационных водокачек, снабженный устройством для вычерчивания диаграммы, отличающийся тем, что на приводной оси 4 счетчика, сочлененной с вертушкой, установлена со свободою продольного перемещения втулка 7 с зубчатой рейкой 8, каковая втулка 7, будучи сочлененной с укрепленным на оси центробежным регулятором, предназначена поднимать при помощи штифтов /5 расположенное над регулятором пищущее и указательное приспособление и одновременно посредством зубчатой передачи приводить во вращение барабан 31 с бумагой, с целью осуществления его подъема понавинтованной оси 4(} для фиксирования на диаграмме изменения в производительности подачи воды, а также прекращения ее нагнетания. к авторскому свидетветьству В. И. № 46058 Кальницкого

и п is

Ж

j -LsLrT±V

-с

фиг

ffh

J,

-J7

i к авторскому свидетельству В. И. № 46058

фиг.5

фигЗ Кальницкого

6

фиг.§.

фиг. 6

фиг. 7

- J