ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ НА РАССТОЯНИЕ ПОКАЗАНИЙ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, ИНДИКАТОРА, МАНОМЕТРА, АНЕМОМЕТРА И Т.Д. Советский патент 1928 года по МПК G08C19/12 

На фиг. 1 и 2 схематического чертежа изображено предлагаемое устройство, на фиг. 3, 3¹ - схематический чертеж устройства в применении к передаче показаний уровня стояния жидкости; на фиг. 4 - применение к показаниям индикатора; на фиг. 5 - применение к показаниям манометра; на фиг. 6 - частичное изменение прерывателя и на фиг. 7 и 8 - разные формы выполнения устройства.

На схеме, согласно фиг. 1, изображен электромагнитный прерыватель со следующими обозначениями: Е - батарея, Я - молоточек (якорь), К - его контакт. При включении тока в цепь (фиг. 1) молоточек Я будет колебаться, при чем число его колебаний при неизменных прочих условиях будет меняться с изменением длины д; в замкнутой цепи электромагнита М будет в это время циркулировать прерывающийся ток с числом перерывов, равным числу колебаний молоточка прерывателя. Если при помощи вилки В, двигающейся в направляющих Н, будет изменена длина колеблющейся части молоточка, то и число его колебаний будет тоже меняться. При включении в другом отдаленном конце цепи другого электромагнита М₁ (фиг. 2) со свободным молоточком Я₁ и включении тока в линию выключателем R, будут в электромагните М получены колебания молоточка Я, при чем в цепи будет пульсировать ток с таким же числом колебаний, а свободный молоточек Я₁ будет находиться в пульсирующем магнитном поле электромагнита M₁. Молоточек Я₁ придет при этом в колебательное движение только тогда, когда число колебаний тока в цепи будет соответствовать периоду колебаний молоточка Я₁. Изменяя вилочкой В длину и число колебаний молоточка Я, можно так подобрать ее, что число колебаний молоточка Я будет соответствовать колебаниям молоточка Я₁, тогда последний придет в колебательное движение. Можно поступить иначе: вилочкой В₁ изменять длину молоточка Я₁ и так подобрать ее, что молоточек Я₁ придет в колебательное движение при работе молоточка Я.

Если схему, согласно фиг. 2, приспособить теперь таким образом, чтобы длина молоточка Я прерывателя была зависима от размера наблюдаемых величин и соответственно могла бы изменяться, то количество колебаний молоточка Я₁, а также количество колебаний тока в цепи будет находиться в зависимости от размера измеряемых величин. Свободный молоточек Я₁ будет отвечать этим колебаниям только при «настройке» его длины вилочкой В₁ так, чтобы период его колебаний совпадал с периодом колебаний тока в цепи. Если заблаговременно у вилочек В и В₁ сделать шкалы и проградуировать на них соответственные значения периодов колебаний их молоточков, то, установив в одном конце сети электромагнит М с молоточком Я прерывателя, а в другом конце сети электромагнит М₁ со свободным молоточком Я₁, включив в цепь ток и поставив вилочку В в требуемое положение, в другом конце сети, удаленном на десятки километров от первого, регулируя (настраивая) вилочку В₁ до получения колебаний молоточка Я₁, то по тому делению, на котором остановилась в это время вилочка В₁, можно будет сказать на каком делении стоит вилочка В. Если движение вилочки В строго увязать с изменением наблюдаемых величин так, чтобы с изменением измеряемой величины (уровня воды, давления пара и т.д.) изменялось и положение вилочки В, то можно будет знать по подобранному положению вилочки В₁ измеряемую величину.

Практически сделать зависимым движение вилочки В от изменения измеряемых величин можно разно, в зависимости от характера измеряемых величин. Для измерения горизонта жидкости в баке можно, согласно фиг. 3¹ и 3, устроить это следующим образом: в верху бака устанавливается шкив Б, через который перекинут шнурок, имеющий в баке поплавок П¹ и с наружной стороны бака уравновешивающий противовес г. При изменении уровня жидкости в баке поплавок П¹ будет подниматься или опускаться, шнурок, поддерживающий поплавок, будет перемещаться, и шкив Б будет вращаться в том или ином направлении; ось шкива Б закреплена с ним наглухо и при вращении шкива Б будет вращаться вместе с ним; на этой оси имеется винтовая нарезка, по которой ходит гайка В¹, закрепленная в параллелях и соединенная с вилочкой В (фиг. 2); таким образом при изменении уровня воды будет происходить перемещение вилочки В соответственно с перемещением поплавка П¹. С изменением длины вилочки изменится период колебаний тока в цепи и, настроив молоточек Я₁ в другом конце цепи по положению вилочки В₁, можно будет знать положение вилочки В, а следовательно, и величину измеряемого уровня жидкости. Молоточек Я₁, электромагнит М₁, вилочка В₁ - собранные в другом конце сети, куда будут передаваться колебания тока от передаточного прибора, будут представлять собою приемный прибор, устройство которого показано на фиг. 7, где I и II - линейные провода, подводящие ток, К - выключатель, А - миллиампер, Р - ручка, при помощи которой вилочка В₁ может передвигаться по молоточку Я₁ и настраивать его. Стрелка ручки Р ходит по цыферблату, показывающему размеры измеряемых величин. Для автоматической звуковой сигнализации при наступлении крайних пределов измеряемых величин имеются два звонка различных звонов. Звонок 3в звонит от молоточка Я₁; длина этого якоря большая и рассчитана на показание всех значений измеряемых величин; обычно вилочка В₁ стоит на последнем делении циферблата и если измеряемая величина достигнет пределов максимума (вода льется через верх бака), то молоточек Я₁, будучи настроен на максимальное значение, придет в колебание и звонок 3в своим звоном оповестит о наступлении недопустимого максимума. При желании определить промежуточные значения измеряемых величин, поворачивают ручку Р влево, и когда вилка В₁ настроит молоточек Я₁, то последний придет в колебательное движение и звонок 3в известит, что искомое значение измеряемой величины найдено (это можно будет увидеть по стрелке циферблата); звонок 3в рассчитан на подачу сигнала при минимальных значениях измеряемых величин; якорь его короткий и постоянно звонит, так как он настроен на минимальные значения измеряемых величин.

Для автоматического показания промежуточных величин без ручной настройки приемника, можно видоизменить его конструкцию, введя в магнитное поле электромагнита М₁ несколько свободных молоточков разной длины, рассчитанных на разные колебания и соответственно проградуированных (аналогично устройству показателя числа периодов переменного тока).

В тех случаях, когда необходимо иметь постоянное наблюдение за какой-либо переменной величиной (например, температура угля в больших кучах, температура зерна в элеваторах, давление пара и т.д.), длительное включение тока в цепи нежелательно, так как будут обгорать платиновые контакты и будет истощаться источник тока, выключение же тока из цепи лишает возможности своевременно узнать о наступлении недопустимых пределов измеряемой величины. Чтобы иметь возможность в таких случаях своевременно узнать о наступлении крайних пределов измеряемых величин, необходимо схему приборов несколько видоизменить, согласно фиг. 8, где Д - передаточный прибор с молоточком-прерывателем, а П - приемный прибор со свободным молоточком. В передаточном приборе к вилочке В, изменяющей длину молоточка прерывателя, включен заземленный провод, подключенный к контакту Т; сама вилочка изолирована от молоточка прерывателя, а контакт С молоточка соединен с контактами Н и К, расположенными таким образом, что вилочка может присоединяться к ним контактом Т при своих крайних положениях (соответственно при крайних положениях измеряемых величин). При этом ток автоматически будет включаться через землю в цепь, молоточек прерывателя начинает вибрировать, а молоточек приемного прибора звоном известит о наступлении недопустимого предела. Выключатель В¹ на второй линии останется выключенным. Таким образом, устраняется надобность постоянного включения в цепь приборов тока, и таковой может включаться на непродолжительное время для определения промежуточных значений измеряемых величин; таким образом сохранится электрическая энергия, не будут обгорать контакты и действие прибора будет более верным.

Для показания других величин, как-то: давления пара, скорости течения воды, ветра, высоты температуры, числа оборотов и т.д., изменяется передаточная часть прибора. Например, при необходимости передать показания давлений пара, воздуха или воды, вилочка В передвигается коромыслом Р индикаторного прибора (фиг. 4). Пар, воздух или вода поступает по трубке Т в прибор и разность давления на два разных по диаметру поршня П и П₁ передвигает коромысло Р; пружина Ж оказывает сопротивление этому движению; чем больше давление на поршни, тем сильнее будет сжата пружина Ж, тем больше отклонится коромысло Р и потянет дальше за собою вилочку В и тем изменит колебания пружины Я; в остальном все остается без изменений.

Вместо индикаторного приспособления по схеме фиг. 4 можно применить для той же цели приспособление по схеме фиг. 5, заставив вилочку В передвигаться манометрической трубкой Т (принцип действия манометра).

Для показания температур, передвижение вилочки В можно получить, применяя принцип расширения нагретого в закрытом сосуде воздуха или принцип неравномерного удлинения длинных стержней из двух разных материалов с резко отличающимися коэффициентами расширения. Удлинение одного стержня относительно другого, переданное через увеличительную передачу вилочке В, будет перемещать таковую и передавать значения температур на самые далекие расстояния.

При измерении скорости ветра, течения воды, числа оборотов вала и т.п. надобность в молоточке-прерывателе и электромагните в передаточном приборе отпадает, так как перерывы тока в цепи в этих случаях могут получаться автоматически по схеме фиг. 6, где Р - полушария, К - коллектор или зубчатое колесо, Щ - щетка. В этом случае тоже число перерывов тока в цепи будет зависеть от скорости ветра (воды); аналогично можно передать скорость вращения вала, вращая от него передаточную контактную шестеренку или коллектор.

Принцип передачи показаний величин прерывистым током позволяет одновременно передавать по одним проводам показания нескольких приборов при условии разных колебаний у каждого прибора. Например, 1-й прибор должен иметь от 1300 до 1500 колебаний, 2-ой от 1700 до 1900 колебаний, 3-ий от 2200 до 2500 и т.д.; все эти колебания, передаваясь одновременно по проводам, не будут мешать друг другу, так как приемные приборы будут настроены только в пределах указанных колебаний (каждый прибор).

1. Устройство для передачи на расстояние показаний уровня жидкости, индикатора, манометра, анемометра и т.д., характеризующееся применением двух включенных последовательно с источником тока электромагнитных пружинных прерывателей с изменяющейся длиною пружинки молоточка якоря, из которых у одного прерывателя изменение длины пружинки связано с изменением измеряемой величины, а у другого - производится вручную, с целью получения периода колебаний молоточка одинакового с периодом колебаний молоточка первого прерывателя (фиг. 1 и 2).

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 устройства в применении к указанию уровня стояния жидкости в баке, отличающаяся тем, что передвижная вилка В, охватывающая пружинку молоточка Я, укреплена на гайке В¹, ходящей по винтовой нарезке оси шкива, через который перекинута цепь, несущая поплавок П¹ и противовес Г¹ (фиг. 1 и 3¹).

3. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 устройства, в применении к передаче на расстояние показаний индикатора, отличающаяся тем, что передвижная вилка В укреплена на одном плече коромысла Р, другое плечо которого соединено с поршнем индикатора (фиг. 4).

4. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 устройства в применении к передаче на расстояние показаний манометра, отличающаяся тем, что передвижная вилка В соединена со свободным концом манометрической трубки Т (фиг. 5).

5. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 устройства, отличающееся тем, что, в случае передачи показаний вращающихся частей, например, анемометра, числа оборотов вала и т.п., один из пружинных прерывателей заменен надеваемым на вращающуюся часть пластинчатым прерывателем коллекторного типа или зубчатым колесом К (фиг. 6).

6. Форма выполнения охарактеризованного в п.п. 1-5 устройства, отличающаяся тем, что на приемной станции вилка В₁, охватывающая пружинку молоточка Я₁, соединена с рычагом Р, поворотным на оси и снабженным указателем, передвижным против градуированной шкалы, при чем против молоточка Я₁ расположена чашка звонка 3в (фиг. 7).

7. В охарактеризованном в п. 6 устройстве применение второй звонковой чашки 3в₁ и молоточка, пружинка которого настроена на показание наименьшего значения измеряемой величины (фиг. 7).

8. Форма выполнения охарактеризованного в п.п. 1 и 6 устройства, отличающаяся тем, что, с целью указаний наибольших и наименьших значений измеряемых величин и с целью замыкания тока в цепи только при достижении этих значений при разомкнутом выключателе B¹, вилка В передаточного прерывателя изолирована от пружины Я, соединена с землей и снабжена контактом Т, служащим для замыкания цепи лишь при соприкосновении с расположенными на пути его движения контактами К или Н, соответствующими наибольшему и наименьшему значению измеряемых величин и соединенными с контактом С прерывателя (фиг. 8).