Способ и устройство для определения насыщения водной смеси грунтом Советский патент 1936 года по МПК G01N33/24 

Предлагаемый способ и устройство для определения насыщения водной смеси грунтом имеют целью дать возможность непрерывной регистрации процента насыщения водной смеси (пульпы) грунтом при производстве - дноуглубительных работ с помощью землесоснорефулерных снарядов. Для достижения этого, согласно изобретению, создается гидравлический напор при помощи столба смеси постоянной длины. Предназначенное для данной цели устройство выполнено в виде бака, в который подается из основного трубопровода смесь воды и грунта. Таким образом создается гидравлический напор, необходимый для приведения в действие указательных устройств. Устройство снабжено турбиной, приводимой в действие создаваемым напором смеси. Турбина управляет генератором электроэнергии. О степени насыщенности смеси воды с грунтом судят по силе тока электрической цепи генератора. Устройство при больщей чувствительности дает возможность превратить его в самопищущий автомат, фиксирующий на ленте непрерывно про: цент насыщения смеси грунтом для контролирования работы землесоса-рефулера. Кроме того имеется возможность установки регистрирующего аппарата (миллиметра) в любом месте снаряда, где это требуется условиями работы.

На чертеже фиг. 1 изображает схематический общий вид устройства;; фиг. 2 - вид сверху и фиг. 3 - деталь его.

Согласно изобретению предлагается способ определения насыщения водной смеси грунтом, состоящий в том, что для суждения о насыщенности водной смеси грунтом создается гидравлический напор при помощи столба смеси постоянной длины.

Устройство, служащее для осуществления данного способа, состоит иа напорного бака А, в котором посредством электрического автомата В (фиг. 3) поддерживается постоянная высота уровня грунтовой смеси, поступающей по отводу С, -соединенному помощью щтуцера с напорным трубопроводом земснаряда на вертикальном (или горизонтальном в зависимости от конструкции установки) его участке, непосредственно, за центробежной помпой (над палубой снаряда). На отводе с установлен кран d, который автоматом В может открываться в больщей или меньщей степени и тем самым регулировать расход смеси, поступающей в бак А, чтобы уровень жидкости в баке А всегда находился на одной и той же высоте.

К нижней части бака А, суживаю.щейся в виде воронки, приварена трубка

к которой непосредственно присоединена пропеллерная турбинка е, поставленная на одном валу с генератором электроэнергии динамомашиной постоянного тока.

Генератор / имеет постоянную нагрузку в виде электролампы 12-20 ватт и напряжением около 12 вольт. Сила тока, возникающая при работе генератора с отдачей 12-20 ватт составляет 1,167 ампера и регистрируется миллиамперметром с точностью до миллиметра.

Миллиамперметр протарирован таким образом, что на шкале его, вместо миллиампер нанесены цифры, указывающие процент насыщения грунтом смеси, которая в данный момент проходит через турбину е, приводя ее вместе с генератором во вращение.

Когда по рефулерному трубопроводу под напором движется грунтоваясмесь, то при открывании крана d часть ее будет вытекать по отводу с в напорный бак Л. При -этом в напорном баке А состав смеси, а следовательно и ее объемный (удельный) вес будет изменяться сообразно с изменением насыщения ее твердым грунтом. Посредством автомата В, регулирующего открытие крана, уровень смеси в баке А всегда будет находиться на одном и том же горизонте. Поэтому при изменении удельного (объемного) веса пульпы, наполняющей бак Л, напор жидкости, приведенный к напору водяного столба, будет увеличиваться пропордионально увеличению удельного веса жидкости.

В соответствии с этим будет меняться скорость вытекания жидкости из бака А через турбину е, а следовательно будет возрастать число оборотов и мощность, развиваемые турбиной и генератором. При постоянном сопротивлении на контактах генератора с увеличением числа оборотов и напряжения V возрастет и сила тока /, которая будет регистрироваться миллиамперметром, протарированным таким образом, чтобы он сразу показывал удельный вес жидкости, соответствующий данной силе тока, проходящей через постоянное сопротивление (или, что одно и то же, процент насыщения жидкости грунтом).

Автомат -В, регулирующий уровень жидкости в баке А, может быть устроен по принципу двух электрических контактов и реле или же по принципу автомобильного карбюратора и не требует особых пояснений, так как, конструкция подобных устройств общеизвестна. При напоре в баке Л, равном 1 м водяного столба, скорость вытекания воды через отверстие в дне бака диаметром 25 мм определится по формуле

t; C l/2gA7

где Л 1 jw, C,j, 0,836, откуда 1} 0,838 1/ 2 9,8 . 1 3,72 ,

принимая рабочую скорость ,5 м.1сек при диаметре трубки 25 мя, получим расход

3,14 . 0,0252

2,5 0,00124 .

g

Мощность, обеспечиваемая указанным расходом при напоре 1 лг, и к.п.д. турбины 0,8, составит для чистой воды

9ff 124. 1000. 1. л. с.

75

0,014 . 1000 .. ..

насыщении смеси 30% твердого грунта по объему ее удельный вес равен 1,48 и в этом случае мощность, развиваемая турбиной, будет равна

/V, A/ . 1,,5 W;

при напряжении (среднем) 12 V сила тока составит

915 шА,

12

чистой воды и 16,5

1375 тА

12

для смеси в 30°/о насыщения.

Таким образом на Р/о изменения насыщения смеси показание миллиамперметра изменится на

1375-915

15,5 шА,

30

что показывает достаточно больщую чувствительность этого прибора.

Предмет изобретения.

1.Способ определения насыщения водной смеси грунтом, отличающийся тем, что, с целью судить о насыщенности водной смеси грунтом, создают гидравлический напор при помощи столба смеси постоянной длины.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в форме бака Л, в который смесь воды и грунта подается через отвод с, соединяющий бак А с основным трубопроводом, с целью создания необходимого для прнвелсвня в действие указательных устройств гидравлического напора.

3.В устройстве по п. 1 прииененне турбины е, приводимой в действие напором смеси, подаваемой в бак А из трубопровода и управляющей генератором / электроэнергии, по силе тока электрической цепи которого судят о насыщенности смеси воды грунтом.

4.В устройстве по пп. 1 и 2 пркненение регулирующего высоту столба смеси приспособления.

иг.З

Ч

il