Лаг Советский патент 1936 года по МПК G01P5/02 

Предлагаемый лаг., основан на разности давления забортной воды на мембрану при статическом и динамическом СОСТОЯНИИ корабля, и в его конструкцию введены принципы электроизмерительных приборов, основанных на изменении частоть; колебаний и движении диска под действием токов Фуко, благодаря чему предлагаемый лаг имеет повышенную чувствительность, а следовательнои точность измерений.

На чертеже фиг. 1 изображает схему указателя скорости; фиг. 2-схему указателя пути и фиг. 3-монтажную схему лага.

Основным элементом лага является гидро-динамическая система-мембранапоршень-мембрана; измеритель скорости - контур - гетеродин-миллиамперметр; измеритель пути - регулятор сил тока - статор-диск-счётчик.

Связь между элементами - механическая посредством поршня, причем измеритель скорости и измеритель пути могут действовать совершенно независимо один от другого, что ценно в случае аварии одного из них.

Измеритель скорости (фиг. 1) состоит из / замкнутого колебательного контура L (7,, где (7, - постоянно, L - переменно, настроенного в статический момент на частоту /, и связанного индуктивно через катушку связи L с конту(163)i

ром гетеродина L С, настроенным так-, же на частоту в цепь сетки включен миллиамперметр, градуированный на скорость. В момент резонанса контуров L Cj и Lg Cg стрелка миллиамперметра MA устанавливается на нуль, на котором она удерживается за все время резонанса, т. е. при статическом давлении на мембрану. С началом движения мембрана получит прирост давления и передаст его контуру Z,., С, т. ef изменит величину самоиндукции L, а этим самым выведет контур i, С из резонанса с контуром /-2 Gzt степень расстройки покажет отклонение стрелки миллиамперметра.

Чувствительность данной системы зависит от трех основных электрических факторов: от частоты связанных контуров /-2 Са и LI Cj, от степени связи и от декремента затухания колебаний.

Точность показания скорости зависит от чувствительности миллиамперметра и от цены делений градуировки; поэтому при малой цене делений и при большом диапазоне измерения скорости объекта (от О до 40) стрелку прибора устанавливают на рабочий участок шкалы изменением емкости С, суммируя с ранее полученными скоростями.

Устойчивость работы зависит от постоянства анодного напряжения и от

постоянства силы тока накала; поэтому в цепь питания анода включается буфером стабилизатор напряжения, состоящий из газонаполненной двухъэлектродной лампы N и добавочного сопротивления, а в цепь накала также буфером включается баретер. Лампа гетеродина подбирается с большой тепловой инерцией нити.

В зависимости от условий эксплоатации устройство выполняется х различной степенью чувствительности и точности измере1 ия скоростей.

Указатель пройденного пути (фиг. 2) состоит из регулятора сил тока, представляющего собой магазин параллельно включаемых сопротивлений/, Rz, Кз--и т. д., в зависимости от диапазона измерения скорости и требуемой точности отсчета; короткозамыкателя в виде укрепленного на щтоке контактного рычага Р и электрического счетчика М, основанного на принципе возникновения токов Фуко под влиянием индукции. В момент статического давления на мембрану счетчик не имеет нагрузки, так как сопротивления /,, R, R и т. д. не включены в цепь; с началом динамического давления на мембрану коротко-замыкатель замыкает контакт и этим самым включает в цепь сопротивления; чем больше давление на мембрану, тем больше включается сопротивлений параллельно, а тем самым, следовательно, в цепи растет сила тока, благодаря чему индукция увеличивается и диск начинает быстрее вращаться. Для устранения влияния индукции на весь приемник лага сопротивления наматываются бифилярно.

Чувствительность счетчика зависит от количества включаемых параллельно сопротивлений или, иначе говоря, от плавности изменения в цепи силы тока. По возрастанию силы тока- счетчик градуируется на скорость.

Лаг монтируется в стандартной латунной трубе. Для облегчения сборки корпус лага состоит из двух труб - верхней 7, в которой монтируется компенсатор давления, и нижней 2 с приемником давления.

Трубы соединяются между собой фланцем 5 на резьбе и пропаиваются. Труба приемника внизу имеет приемное окно, направленное на нос корабля.

и состоит из следующих основных элементов: приемной камеры А, камеры В контура, камеры С короткозамыкателя и камеры D компенсатора давления. Приемная камера А содержит следующие основные детали: пробку 4, сопло 5, диафрагму 6 и мембрану 7 с длинным штоком 8 и поршнем 8.

Камера контура В имеет дно 9, находящееся ,на расстоянии полного растяжения диафрагмы 6, ко дну крепится конденсатор /О постоянной емкости Q. Конденсатор имеет центральное сквозное отверстие для свободного движения в нем штока S поршня 8. Контурная самоиндукция LI наматывается на двух каркасах, неподвижном // и подвижном /2, насаженном жестко на шток 8 и двигающемся вместе с ним. Катушка связи L наматывается на каркасе 7/ снизу. Емкость конденсатора, самоиндукция катушек LI и LS ч расстояние между ними задаются условиями эксплоатации лага. Каркас 77 ставится на основание 7J и все вместе крепится в крышке М.

Крышка J4 являет,ся дном камеры С короткозамыкателя, и к ней крепится корпус 75 короткозамыкателя со впаянными электродами J6. Снизу в камеру входит шток 8 поршня 8; сверху камера запирается поршнем 20. Поршни должны быть точно подогнаны по диаметру камеры и иметь в ней плавную скользящую посадку. В камеру на длину хода поршня наливается ртуть 77, на такую же ,вь1соту масло 78; сверху камера короткозамыкателя устанавливается на крышку 7Я которая крепится к стенкам трубы.

Число электродов берется в зависимости от желаемой точности измерения скорости: чем больше их число, тем счетчик чувствительнее.

Камера D компенсатора давления состоит из поршня 20, скрепленного штоком с мембраной 27, диафрагмы 22, сопла 25, фланцев 24 для впуска в манометр, крышки 25 с рукояткой 26. Детали 27, 22, 23 аналогичны деталям f б, 5. На фланец 3 устанавливается на резьбе коробка 27 с магазином сопротивлений 28; сверху коробка закрывается крышкой с выводными зажимами 29,29а и затягивается гайкой 30. Катушка LS

соединяется с зажимом 29а, специальным двухжильным экранированным проводником, а экран проводника припаивается к корпусу лага.

Гетеродин выполняется в виде отдельного блока в металлическом корпусе.

Диапазон, контура гетеродина берется в зависимости от эксплоатационных условий лага. Соединение гетеродина с контуром (катушкой з) производится такЛе двухжильным экранированным проводником; экран заземляется. Обмотки электрического . счетчика рассчитываются под питание переменным током от генератора гирокомпасной станции при напряжении и частоте/ 210 пер1сек.

Сопротивления наматываются из проволоки с большим удельным сопротивлением. Изоляционным материалом всей установки должен быть материал, имеющий изоляцию полированной поверхности не менее 100 MQ; материал должен быть минимально гигроскопичен и не должен иметь деформаций при резких колебаниях температуры. Возможно применение карболита. Длинный шток 8 и поршень 8 должны быть выполнены из неметаллического материала. Эластичные диафрагмы, 5 и 22 не должны иметь следов коррозии при длительном пребывании в воде.

Шкалы миллиамперметра гетеродина желательно иметь с широким диапазоном измерения. Для питания гетеродина желательно иметь отдельный генератор или преобразователь с напряжением, подобранным под тип лампы.

В момент стоянки корабля давления в камерах приемника и компенсатора равны, а следовательно вся связанная система: мембрана-поршень, катушка контура Z-i, ртуть и масло короткозамыкателя, поршенв с мембраной камеры компенсатора находится в статическом состоянии. В таком состоянии контур Zj (7j находится в резонансе с контуром гетеродина на частоте /о, стрелка миллиамперметра стоит на нуле, камера электродов короткозамкНута, наполнена маслом, внутренн 1Я цепь счетчика разомкнута и диск не имеет вращения. В таком состоянии вся система удерживается до появления дополнительного давления на мембрану приемника, которое может получиться только при движении корабля

или при сильном встречном течении. Поправка на течение для лагов, рассчитанных на измерение малых скоростей, производится или конденсатором GZ или миллиамперметром с двумя шкалами, из которых одна сдвигается и устанавливается на нуль по фактическому положению стрелки прибора при стоянии корабля. При такой конструкции прибор будет показывать сразу и скорость встречного течения и скорости объекта.

С началом движения приемная мембрана получит дополнительное давление и пропорционально силе этого давления, или прбтюрционально скорости движения объекта начнет перемещаться ввер толкая поршень 8 и производя этим следующую работу: начнет расстраивать контур А Oi, так как катушка (подвижная часть) жестко насажена на шток поршня 8, а следовательно, начнет выводить контур i Cj из резонанса с контуром LZ С.2, ЧТО, В СВОЮ очередь, даст отклонение стрелки миллиамперметра, которая покажет скорость движения.

Нагнетающий поршень 8 переместит вверх ртуть в короткозамыкателе, которая, вытесняя из камеры масло, начнет замыкать электроды, включающие сопротивления, а этим самым изменит силу тока во внутренней цепи. В момент замыкания первого электрода диск О счетчика выходит из равновесия и начинает вращаться, увлекая за собой систему счетных колес.

Пропорционально скорости движения будет изменяться амплитуда колебания мембраны, а следовательно, и сила тока в цепи сетки гетеродина и во внутренней цепи счетчика, с соответственным отражением измерительными приборами.

Степень чувствительности и точности показаний зависит от изменения начальных электрических величин методами, уже указанными при разборе принципиальной схемы.

Для стабилизации работы лага на различных глубинах и для устранения слишком резких размахов колебания мембраны служит камера статического давления, наполнение которой желательно производить до выпуска приемной части из клинкета. По показанию манометра можно судить о глубине осадки корабля.

Предмет изобретения.

1. Лдг, в. котором гидродинамическое дг1 ленне действует на мембрану, соедине нную со штоком, .отличающийся тем, что для измерения скорости применена включенная в цепь колебательного контура, катушка самоиндукции, одна часть обмотки которой навита на шток, а другая закреплена неподвижно в корпусе лага с той целью, чтобы, при перемещении С изменением скорости обмотки, навитой ид шток, по отношению к обмотке, закрепленной на корпусе, изменялась величина самоиндукции в цепи колебат:ельного контура.

2. Форма выполнения лага по п. 1, отличающаяся тем, что переменная

самоиндукция LI включена в колебательный контур i Ci, индуктивно связанный через катушку связи L с контуром гетеродина L Cg, в цепи сетки которого помещен миллиамперметр, градуированный в единицах скорости.

3.В лаге по п.. 1 применение для измерения пройденного пути укрепленного на штоке контактнс ро рычага Р, служащего для включения большего или меньшего сопротивления, в зависимости от скорости движения, в цепь электрического привода к счетчику числа оборотов.

4.Форма выполнения лага по п. Т, отличающаяся тем, что переменное сопротивление , RZ, Rt- включено в цепь электрического привода к счетчику числа оборотов.