Прибор для измерения расхода воды в реках, каналах и т.п. Советский патент 1936 года по МПК G01L7/00 

Измерение расхода воды в каналах, оросительных системах и т. п. производится или стационарными приборами или переносными. Из стационарных приборов наибольшее распространение имеют водосливы Чиполетти и Томсона. Однако, в силу того, что они создают большой подпор и задерживают наносы, они не всегда могут быть использованы. Этих недостатков лишен водослив Паршалля, но дороговизна его установки препятствует широкому его применению.

Из переносных приборов чаще всего применяются поплавки, батометры Глушкова и вертушки. Так как поплавками расход замеряется весьма неточно, а батометром менее точно, чем вертушкой, о вертушка имеет из этих приборов наибольшее распространение.

При измерении расхода воды вертушкой снирлается профиль живого сечения потокЬ и по каждой вертикали профиля измеряется скорость течения в пяти или трех точках. Так как глубина воды в каналах обычно невелика, то чаще Ёсего скорость замеряют в трех точках по вертикали. .Иногда глубина бывает настолько мала, что приходится измерять скорость течения только в одной точке по вертикали От такого измерения сильно страдает точность амера.

По данным вертушечных изйерений подсчитывают расход воды графо-аналитически или аналитически. Первый способ подсчета требует не меньшего количества времени, чем самый замер; второй способ превосходит первый по быстроте, но уступает ему в точности.

Прибор, согласно изобретению, производит измерение расхода воды при помощи движущегося вдоль шкалы известного поплавка, помещенного внутри опускаемого на дно закрытого резервуара, снабженного по вертикали пьезометрическими трубками с отверстиями.

Новизна его устраивается в том, что для непосредственного определения расхода воды применено запорное приспособление, служащее для пропуска воды в резервуар с поплавком в количестве, пропорциональном среднему расходу воды из потока в опускаемый на дно упомянутый выше резервуар.

Кроме того новым еще признается выполнение запорного приспособления, отличия которого изложены в п. 2 предмета изобретения.

Предложенный прибор, по мнению автора, должен ускорить процесс измерения и получение результата расхода воды в канапе, примерно, в пять раз по сравнению с измерением расхода воды вертушкой по трем точкам на вертикали и подсчетом его величины аналитически.

Фиг. 1 схематического чертежа изображает прибор в продольном разрезе; фиг. 2-вид его сверху.

Прибор представляет металлический полый резервуар 9 удобообтекаемой формы (фиг. 1 и 2), устанавливаемый по вертикали профиля живого сечения на дно канала (против течения) суженной частью.

Точкой опоры прибора является полушарие /, что позволяет ему устанавливаться по направлению течения воды в данной вертикали. Расположенная в самом низу прибора трубка 2 имеет в носке отверстие 3 и снизу ее-отверстие 4, обрамленное диском. Это устройство позволяет получить внутри трубки статической напор на данной вертикали. Такое устройство трубки не обязательно: можно соединить вместе оба отверстия трубки Пито-Дарси; важно лишь, чтобы одно отверстие трубки давало в текущей воде повышение пьезометрического уровня в трубке, по сравнению с глубиной гружения на -f- ДА, а другое на - ДА; тогда оба отверстия вместе дадут в трубке напор, равный статическому.

Из трубки 2 вода через резиновую трубку 5 попадает в колпак б из тонкой резины, заключенный в цилиндрический патрон б, закрытый сверху куполообразно редкой сеткой 7 (d ячеек 0,5 см) и имеющий по своей окружности ряд отверстий. Колпак вплотную прилегает к стенкам патрона, от его низа до купола из сетки, причем от низа патрона до нижних краев отверстий 8 колпак к стенкам патрона прижат, а от отверстий до купола имеет свободный ход. Вода, вошедщая под действием статического напора в резиновый колпак, прижимает его вверх к куполу патрона и дальнейшее поступление воды в трубку 2 прекращается.

Одновременно с этим в резервуар 9 по трубкам 10, имеющим отверстия в своих носках, поступает из потока вода под действием статического и динамического напоров. Как только уровень воды в резервуаре 9 сравняется с уровнем воды в потоке, давление на верхнюю часть резинового колпака становится одинаковым, как изнутри его, так и

снаружи, но динамический напор воды потока заставит уровень воды в резервуаре 9 подняться Ъыще уровня воды в потоке, что вызовет отход верха колпака б от сетки 7 и движение его вниз до тех пор, пока он не отойдет настолько (положение 7/) что приоткроет отверстие так, что расход воды через них из резервуара 9 в резервуар 12 будет равен притоку воды в сосуд 9 из потока при одном уровне воды в резервуаре 9 и потоке.

При этом расход воды из потока в резервуар Р будет равен элементарному расходу воды на данной вертикали, умноженному на какой-то коэфициент.

На чертеже прибор имеет высоту 0,5 м и трубки 10 расположены на расстоянии 2,5 см одна от другой, причем нижняя трубка отстоит от дна сосуда на ,5см.

В успокоительной трубе 13 ходит поплавок 14 со стержнем 15. На доске 16 нанесена шкала, показывающая в кубических сантиметрах количество вошедшей воды в сосуд 12.

Когда стержень 75 только начинает подниматься вверх, его край дойдет до черты внизу шкалы, пускается в действие секундомер; когда пройдет нужное количество времени, особой защелкой (на чертеже не показанной) стержень поплавка прижимается к доске /6,- После этого прибор вынимается из воды, делается по шкале и верхнему краю стержни отсчет и после открытия пробки 20 вода из прибора выливается. Прибор держат рукой за доску 77. В верхней крышке прибора имеются отверстия 18 и 19.

Прибор необходимо протарировать и по данным тарировки построить абаку зависимости элементарного расхода по вертикали от глубины погружения прибора и отсчета по шкале доски 16 при определенном времени t действия прибора.

Если по профилю живого сечения канала расстояние между вертикалями принять равным Ь, то, замеряв в каждой вертикали элементарный расход прибором в течение времени и определив его по абаке, легко получим расход воды в канале по формуле (упрощенной) ., где .-сумма элементарных расходов.