Прибор для периодической записи высоты волн и общего уровня воды Советский патент 1947 года по МПК G01F23/58 G01C13/00 

Известны приборы для измерения и записи в отдельности: изменений среднего уровня воды в реках, водоемах и т. п, и высоты отдельных волн, основанные на применении поплавка, свободно плавающего на поверхности воды и связанного через систему Л1еханических передач с пером регистрирующего прибора. При длительных исследованиях состояния поверхности воды, в то время как контроль общего измерения уровня желательно производить беспрерывно, высоту отдельных волн достаточно записывать периодически, через небольшие промежутки времени. Предлагаемый, согласно изобретению, прибор дает возможность одновременной записи одним пером обеих указанных вьше величин. Особенность прибора заключается в том, что, с целью осуществления записи амплитуд волновых колебаний после каждого прохождения определенного числа волн, применен сидящий на оси, связанной с поплавком, фрикционный балансир, предназначенный при колебательных движениях поплавка, для поворота при помощи с валиком 9 шпонкой 4 и может перемещаться по нему посредством рычася на валике 9 сообразно надобности собачки храпового колеса, несущего кулачок, служащий для периодического поворота щитка, прижимающего к перу диаграммную ленту. На фиг. 1 и 2 показан в двух проекциях предлагаемый прибор, а на фиг. 3 и 4 - конструкция передаточного механизма прибора в двух проекциях. Основной частью прибора является ведущий щкив 7 (фиг. 4), обвитый одним витком струны, идущей одним концом вниз к поплавку, находящемуся на поверхности воды водоема. Другой конец струны идет вверх, к отводному блоку, а за ним к противовесу поплавка. На валу 2 (фиг. 4) ведущего шкива укреплена шестерня 3, сцепленная с шестерней 4, свободно сидящей на валике 9. На том же валике 9 укреплена сцепная муфта, состоящая из двух половинок: одной - Ю, жестко прикрепленной к шестерне 4 с одной его стороны и второй - 77, которая имеет скользящее скрепление а 72 и с его же помощью закреплятьлибо свободно, либо в сцеплении с половинкой 10.

Остальная система передач состоит, из фрикционного балансира 5 (фиг. и 4), диска 13, закрепленного на валике 9, тормозной ленты 14 и с парой колодок 15 и 16, стянутых винтом 17, осуществляющим натяжение ленты 14 через пружину 18, собачки б с пружиной 79 и зубом 20 на свободном конце и скобы 27, имеющей два регулировочных винта 22. Зуб 20 сцеплен с храповым колесом 7, насаженным на ось 23 и снабженным на своем ободе боковым кулачком 24. На оси 9 кроме того укреплены диск-маховичок 25 с накаткой по его окружности и цилиндрическое зубчатое колесо 26, насаженное на конце валика. Колесо это сцеплено с зубчатой рейкой 27, в верхней части которой укреплено пишущее перо 28 с регулировочными приспособлениями 29 и 30 (фиг. 1). Рейка 27 перемещается в направляющих, состоящих в нижней своей части из ролика 31 (фиг. 2) с регулируемым прижимом, а в верхней части - из ролика и упругой полосы с зубом, входящим в продольную борозду рейки 27. Против пера, на вертикальной оси, поворотно укреплен щиток 32, соединенный при помощи системы рычагов с храповиком 7 таким образом, что, когда его кулачок 24, подойдя к нижнему концу рычага 33, отводит его в сторону то левый вертикальный край щитка 32 и проходящая по нему лента 34 прижимаются к перу 28, Регистрирующая часть прибора состоит из двух барабанов 35 и 36, из которых один 35, с заключенным внутри его часовым механизмом и чистой лентой 34 снаружи сидит на неподвижной оси 37.

Лента 34 навита на барабан 35 в количестве достаточном для длительной непрерывной работы прибора и при вращении барабана сходит с него, проходя затем по щитку 32 и далее подбирается барабаном 36.

Последний сидит на неподвижной вертикальной оси 38 и снабжен снизу ножкой, с помощью которой барабан сцепляется с находящейся под ним катушкой 39, на который навита

278

нить, на конце которой подвешен груз 40.

Весь прибор укреплен на фундаментной доске прибора 41 с отверстием для пропуска грузика 40 и заключен в защитный кожух 42.

Прибор устанавливается на площадке свайного основания волномерно-водомерного поста, расположенной над наивысшим уровнем воды на высоте, несколько превышающей наибольшую возможную высоту волновых гребней.

Под этой площадкой находится поплавок, плавающий на поверхности воды и перемещающийся в направляющих в виде двух туго натягутых параллельных тросиков.

Работа прибора происходит следующим образом. При прохождении волны через пост его поплавок совершает вертикальные колебания и при этом с помощью струны приводит во вращательное движение ведущий шкив 7 (фиг. 4) поочередно то в одну,, то в другую сторону.

Это попеременное вращательное движение передается зубчатым колесом 3 колесу 4, а при сцепленной муфте 10-77 также валику 9 и насаженным на нем фрикционному балансиру 5, диску маховичку 25, шестеренке 26 и постоянно сцепленному с нею стержню пишущего пера 27.

Фрикционный балансир 5 при каждом своем колебании поворачивает храповое колесо 7 на один зубец (вне зависимости от высоты прошедшей волны, а также от высотного положения общего уровня воды водоема). При этом за время полного оборота храповика, т. е. после прохождения числа волн равных количеству зубцов колеса, его боковой кулачок 24 один раз подходит к нижнему концу рычага 33, отводит его в сторону и тем самым приводит в действие всю остальную систему рычагов поворачивающих против ч асовой стрелки щиток 32 с лентой, прижимая ее к пишущему перу прибора. Перо 28 (фиг. 1) прочерчивает на ленте отрезок вертикальной линии, выражающий в определенном масштабе высоту соответственного вертикального колебания поплавка на волне, т. е. высоту волны.

При проходе следующей волны храповнк 7 (фиг. 4) вновь поворачивается на один зубец и при этом его боковой кулачок 24 отходит от нижнего конца рычага 33. Последний под действием пружины возвращается в свое прежнее положение, а щиток 32 (фиг. 1) отводит ленту от пера 28, которое хотя и продолжает попрежпему перемещаться вверх и вниз сообразно движениям поплавка, но уже не дает записи.

В результате на ленте прибора получается запись, по которой можно определить высоту одной из заданного шага волн, средние периоды каждых п волн интервала между смежными записями пера положение общего уровня воды (определяемое высотным положением на ленте волновых записей пера).

В отдельпых случаях, когда прибор используется только как лимниграф (волнение по своей незначительности не имеет практического значения), можно отвести влево систему рычагов, обеспечив таким образом постоянное прижимание ленты 34- к перу 28 с помощью щитка 32.

Предмет изобретения

Прибор для периодической записи высоты волн и общего уровня воды при помощи поплавка, передающего перемещение перу пишущего механизма, отличающийся тем, что с целью осуществления записи амплитуд волновых колебаний после каждого прохождения определенного числа волн применен сидящий на связанной с поплавком оси фрикционный балансир 5, предназначенный при колебательных движениях поплавка, для поворота при помощи собачки 6 храпового колеса 7, несущего кулачок, служащий для периодического поворота щитка 32, прижимающего к перу диаграммную ленту.

Фиг. 1

Фиг. 2

if, щ

/ /

i,

-,:

Фиг 3 и

-42

itt-Фиг. 4