ГИДРОМЕТРИЧЕСКАЯ ШТАНГОВАЯ ВЕРТУШКА Советский патент 1928 года по МПК G01P5/02 

На фиг. 1 и 2 чертежа изображен руль предлагаемой гидрометрической штанговой вертушки; на фиг. 3 и 3′ изображены виды сбоку и сверху угломера и на фиг. 3′′ - разрез кольца А; на фиг. 4 - видоизменение вертушки; на фиг. 5 - указатель отклонений руля; на фиг. 6, 7 и 8 - зеркальный угломер для больших вертушек; на фиг. 9 - вспомогательное зеркало; на фиг. 10 - шарнирный визир и на фиг. 11 - втулка для работы при с′емках.

Руль, который должен быть свободным, состоит из двух сходящихся под углом плоскостей 1, 1 (фиг. 1), скрепленных между собою распорками 2 и 3. Угол (около 40°) должен быть таким, чтобы плоскости руля выходили за пределы габарита вращающихся поверхностей вертушки. На фиг. 2 и 4 руль подвешен позади корпуса вертушки на шарнирах. Возможна подвеска на шариковом подшипнике. В конструкции руля, согласно фиг. 2, пружинный контакт укреплен на корпусе вертушки и соединяется проводом с батареей и звонком. Обратным проводом служит металл вертушки и штанги. Когда продольная ось руля будет в одной плоскости с такой же осью вертушки, то накладка 5 на ребре руля подымет пружину контакта и прервет ток. Как только руль, под давлением воды, свалится направо или налево, цепь замкнется и звонок известит об имеющемся отклонении. Затем, поворачивая штангу направо или налево около ее вертикальной оси, приводят ось вертушки в одну плоскость с осью руля; тогда сигнал прерывается. Пружина контакта должна быть достаточно эластична и иметь неокисляющуюся напайку. При этом неизвестно, в какую сторону отклонился руль; придется „искать", поворачивая штангу. Это для малых речек несущественно.

Для больших рек предусмотрено видоизменение, согласно фиг. 4. В этом случае два пружинных контакта 6 и 7 укреплены на корпусе вертушки и два пальца 8 и 9, упирающиеся в кружок-подставку а, скрепленную с телом руля. Центры шарниров и подставки лежат на одной линии. Пальцы эксцентричны относительно центра подставки и, при вращении руля, скользят по подставке, описывая дуги. Половина верхней поверхности подставки срезана. При угле 0° - оба контакта разобщены. Если руль свалится направо - будет замкнут один контакт, а другой свободен, если наоборот повернется налево то будет работать другая цепь, а первая будет прервана. Контакты должны быть изолированы от тела вертушки. Указателем отклонений видоизмененной вертушки может служить оптический сигнал, согласно фиг. 5. Если будут иметь место отклонения в пределах около 5° и если они будут иметь характер колебаний, то это отразится в указателе сменой разноцветных дисков или в конструкции, согласно фиг. 1 и 2, прерывистыми звонками. Таким образом, назначение руля в этой системе совершенно определенное: стать по течению и известить об этом сигналом.

Обычно, плоскость живого сечения определяется приспособлением, с которого производятся измерения: например мостик с метками, подвесная люлька или понтон с разметочным тросом (постоянная вещественная линия; нормаль к этой линии представляет нормаль к плоскости живого сечения). Рекомендуется, поэтому, считаясь с размерами работающих обычно вертушек, применять два угломера. Один - для малых и средних штанговых вертушек, штанги которых легки и упираются в дно реки, при чем управление штангами производится вручную, и другой - для больших вертушек, работающих на понтонах, на подвесных штангах, диаметром в три дюйма. Малый угломер (фиг. 3, 3′ и 3′′) состоит из кольца А с пазом. На это кольцо надето кольцо Б и закреплено на первом винтовыми штифтами (гладкими концами), входящими в паз; таким образом, кольцо Б может двигаться по кольцу А. На кольцо А имеется индекс (штрих); на склоненном крае кольца Б нанесена градусная шкала от 0 до 90°, в обе стороны. На верху кольца Б привинчен вынос В, на конце которого закрепляется шнур с отвесом 10 и уровнем 11. Винт I закрепляет кольцо А на штанге. Винт Д закрепляет кольцо Б на кольце А. Вся конструкция одевается на штангу и устанавливается на высоте, удобной для отсчетов. Совместив нуль шкалы с индексом, закрепляют винт Д, а затем устанавливают угломер движением кольца А вокруг штанги так, чтобы вынос с отвесом был в плоскости продольной оси вертушки; для этого можно наметить точку на корпусе вертушки со стороны руля и установку делать при помощи отвеса. Если теперь штанга с вертушкой будут погружены в воду и повернуты так, чтобы отвес был на линии; перпендикулярной к плоскости сечения, а это будет точка на мостике, то ось вертушки будет нормальна к площади живого сечения. Руль станет по наибольшей скорости; тогда повертывают штангу около вертикальной оси так, чтобы прекратить сигнал. руля. Отвес сойдет с линии (точки е, е) на мостике, нормальной к сечению. Удерживая штангу, ослабляют винт Д и приводят отвес, вращая вынос на прежнюю точку, затем делают отсчет на шкале. Измеренный угол будет углом отклонения струи от нормали.

Для больших вертушек предлагается зеркальный угломер согласно фиг. 6-11.

На тело штанги надето кольцо Z с ребордой и закреплено на ней винтом z. На реборду ложится второе кольцо С, имеющее с кольцом z один общий винт z. Кольцо С несет с′емный вынос С′, который снабжен прорезом 12 и на конце шарнирным визиром С′′. На кольцо С ложится кольцо D с крюком 13 для отвеса 14 и с плоским выносом D′ круглой формы. Кольцо D может быть прижато к кольцу Z винтом d; оно снабжено винтами а,а, назначение которых устранять возможный перекос; эти винты ввинчены в тело кольца Z и ложатся головками на кольцо D. В этом же кольце имеется крюк для отвеса. Через прорез 12 будет видна линия на корпусе вертушки, изображающая ее ось. Посредством отражателя (зеркало В) вынос и центр визира будут поставлены точно в одной плоскости с осью вертушки и закреплены на штанге винтом.

На вынос D′ кольца D, в центре, ввинчен конический стержень, являющийся осью вращения алидады прибора. Он закреплен снизу контргайкой. На воротнике этой оси L лежит хомут клещей М микрометренного винта G. Вторая часть микрометра привинчена к втулке алидады и вместе с нею одета на ось L и закреплена сверху винтом Р. К втулке привинчены держатели оправы главного зеркала. На алидаде поставлен небольшой круглый уровень.

Главное зеркало А (приблизительно 10×6 см при толщине около 1 см) имеет два нормальных друг к другу штриха и два, расположенных внизу оправы, визира . Против этого зеркала помещается маленькое вспомогательное зеркало В, вращающееся с небольшим трением на подвижной стойке 15. На этом зеркале имеется один вертикальный штрих.

1. Гидрометрическая штанговая вертушка, отличающаяся применением (фиг. 1 и 2) свободно подвижного руля, состоящего из двух, сходящихся под углом около 40° и скрепленных между собою распорками 2, 3, плоскостей 1, 1 такой длины, что они выходят за пределы габарита вращающихся поверхностей вертушки, и снабженного сигнализирующим о повороте прибора приспособлением, с целью правильной установки вертушки при малых его размерах, состоящим из пружинного контакта, укрепленного на корпусе вертушки, включенного в сигнальную цепь и при правильном положении вертушки по отношению к рулю отжимаемого накладкой 5 на ребре руля.

2. Видоизменение указанной в п. 1 гидрометрической штанговой вертушки, отличающееся применением, с целью, правильной установки вертушки при больших ее размерах, двух пружинных контактов 6 и 7, укрепленных на корпусе вертушки, включенных в сигнальную цепь и снабженных пальцами 8, 9 (фиг. 4), упирающимися в кружок-подставку а, скрепленную с телом руля, каковые пальцы 8 и 9 расположены эксцентрично относительно центра подставки.

3. При охарактеризованной в п.п. 1 и 2 вертушке применение угломера, состоящего из надеваемого на штангу кольца А с индексом и с пазом и закрепленного на нем поворотно кольца Б с нанесенной на скошенном крае его градусной шкалой от 0° до 90° в обе стороны и с выносом В, снабженным шнуром с отвесом 10 и уровнем 11.

4. При охарактеризованной в п.п. 1 и 3 вертушке применение зеркального угломера, состоящего из надеваемого на штангу кольца Z (фиг. 6) с ребордой поверх его, закрепляемого винтом z кольца С со с′емным выносом С′, снабженным прорезом 12 и на конце шарнирным визиром С′′, и кольца D с крюком 13 для отвеса 14, надеваемого поверх кольца С и снабженного плоским выносом D′ круглой формы, в центре которого ввинчен конический стержень, служащий осью вращения алидады, несущей зеркало А с двумя нормальными друг к другу штрихами и с двумя, расположенными внизу оправы, визирами , против какового зеркала А помещено небольшое зеркало В, снабженное вертикальным штрихом и вращающееся на подвижной стойке 15.