Устройство для определения угла наклона объекта Советский патент 1979 года по МПК G01C9/22 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля углов установки деталей металлорех ущих станков, механизмов и их узлов, требующих точной ориентации относительно горизонтальной плоскости при выполнении монтажных и сборочны работ.

Известны малогабаритные уровни, содержащие сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью, верхние полости которых соединены между собой при помощи жидкостного манометра 1, 2 и 3.

Этим устройствам присущи следующие недостатки :

сравнительно низкая упругость воздуха в резервуарах и соединительных трубках снижает чувствительность уровня;

при встряхивании уровня в жидкости, находящейся в манометрической трубке, могут образовываться воздушные пробки, удаление которых требует дополнительных затрат времени и представляет собой сложную операцию.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения угла наклона объекта, содержащее разомкнутый кольцеобразный резервуар, верхние полости которого образуют два закрытых сообщающихся сосуда, связанные между собой прозрачной П-образной трубкой малого сечения 4.

Кольцеообразный резервуар соединен с гидравлическим клапаном, выполненным в виде сосуда, связанным с нижней частью резервуара и при помощи калиброванных трубок с верхними его полостями. Места соединений трубок с сосудом расположены ниже поверхности раздела двух жидкостей. Кольцеобразный резервуар, сосуд и трубки наполнены ртутью до диаметральной плоскости кольцевого резервуара, а остальная часть резервуара, гидравлического клапана и П-образной трубки наполнены этиловым спиртом до нулевого деления шкалы.

Это устройство обладает следующими недостатками:

нуждается в повыщении технологичности и упрощении конструкции;

повышение точности измерений требует значительного увеличения габаритных размеров; при повороте устройства в процессе измере}шй уровень ргути в трубках незначительно изменяется, что вносит некоторую погрешность в показание устройства. Целью изобретения является упрощение Конструкции и повышение технологичности. Цель достигается тем, что в устройстве гидравлический клапан выполнен в виде щелевого канала, соединяющего полоста двух резервуаров. В верхней части канала имеются два симметричных скоса, выходы которыхв резервуары расположены ниже уровня раздела обеих жидкостей при повороте устройства на максимальный угол измерения. -Щелевой ifanan расположен у задней стенки устройства, что позволяет открыть гидравлический клапан при сравнительно небольшом угле наклона устройства при его подготовке к работе. Для повышения чувствительности и компакт ности устройства оба резервуара имеют составное прямоугольное сечение, ограниченное по кра ям двумя полуокруисностями, т.е. имеют вытянутую симметричную форму. Сообщающиеся сосуды расположены в литом пластмассовом корпусе и наполнены ртутью и этиловым спиртом, не вступающими в химическое взаимодействие ни друг с другом, ни со стенками устройства. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства в разрезе; на фиг. 2 изобра

жен разрез Б-Б фи)-. 1;на фиг.З - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 4 - устройство в период настройки. . Устройство для определения углов наклона поверхностей содержит два сообщающихся резер- 35 вуара 1, 2 обтекаемой формы, расположегшые в литом пластмассовом корпусе 3. Резервуары соединены между собой манометрическими труб ками 4 и 5, которые связаны между собой в верхней части каналом 6, имеющим два симмет ричных уклона для стока жидкости. Основное назначение канала 6 сводится к уравниванию давления воздуха в трубках 4 и 5 над столбиками спирта и удалению пузырьков воздуха, которые могут образовываться при рез ких поворотах устройства из горизонтального в рабочее положение. Резервуары 1 и 2 также сообщаются друг с другом в нижней части при помощи щелевого канала 7, верхняя часть которого выполняет функции гидравлического клапана и имеет два симметричных скоса 8 и 9. Наличие этих скосов обеспечивает точную настройку устройства, а выход их в полости резервуаров 1 и 2 находится ниже уровня раздела жидкостей при повороте устройства на максимальный угол измерения tt,a,j Это исключает погрешность измерения, связанную с перераспределением рабочей

положение в резервуарах 1 и 2, трубках 4 и 5 и каналах б и 7. Для приведения устройства в рабочее состояние необходимо высоту столбиков этилового спирта в трубках уровнять и жидкости спирта в устройстве после того, как гидравлический клапан закрыт. Резервуары 1 и 2 имеют составное прямоугольное сечение, ограниченное по краям двумя полуокружностями, т.е. вытянутую симметричную форму (см. фиг. 3). При этом щелевой канал 7 расположен у задних стенок резервуаров 1 и 2 и соединяет их. Корпус устройства 3 отлит из пластмассы вместе с резервуарами 1 t 2, каналами 6,7 и отверстиями под стеклянные трубки 4 и 5. Концы трубок 4 и 5 в местах соединения 10, 11, 12 и 13 с корпусом залиты специальным клеем. Чистовой механической обработке подвергаются только присоединительные поверхности корпуса (10, 11, 12,13, 14 и 15), с целью обеспечения герметичности соединения его с пластинками 16, 17 и трубками 4, 5 с помощью специального клея. Устройство наполняется ртутью и этиловым спиртом через отверстие, которое герметично закрывается пробкой 18. К нижней и боковой поверхности устройства прикрепляется стальной измерительный угольник 19. Для отсчета углов наклона поверхностей устройство снабжено шкалой 20, которая также служит для установки уровней спирта в трубках на нулевое деление и может перемещаться вингом 21. При хранении устройства в нерабочем положении ртуть и этиловый спирт займут какое-то совместить с нулевым делением шкалы 20. Для ЭТОГО достаточно установить устройство на горизонтальную плоскость и наклонить его на угол j3 15-20° (см. фиг. 4). При этом уровень ртути в резервуарах, сохраняя горизонтальное положение, опустится у щелевого канала 7. В этом случае гидравлический клапан будет открыт для прохода этилового спирта. Верхние полости резервуаров 1 и 2 станут сообщающимися сосудами. В результате уровни спирта в трубках 4 и 5 уравниваются. Если уровни этилового спирта не совпадают с нулевым делением шкалы 20, последнюю перемещают вдоль направляющих винтом 21. При наклоне устройства в процессе измерения на угол а какой-то определенный объем ртути переходит из одного резервуара в другой. При этом рабочая жидкость (спирт) вытесняется в одну из трубок 4 или 5, уровень которой резко подни.мается, в другой трубке - на столько же опускается. Смешение уровней жидкости в трубках отюсигельно нулевого деле(шя зависит от угла наклона устройства -(см. фиг. 1), которьш определяется .по чжале и вычисляется по формуле:0,5 А 0,5 tga ((3 +&),(1) где Of - угол поворота устройства в градусах В 16.168- F-L 16,168-F2 + FI -проходное сечение резервуара, мм ; проходное сечение трубки, -расстояние между осями трубок, мм -расстояние между серединами резервуаров. Максимальная величина углов а при непосредственных измерениях составляет порядка ±5°. Для увеличения диапазона измеряемых углов могут быть использованы угловые плитки. Чувствительность устройства в 1,5 раза выш чем у известного устройства, но оно проще по конструкции и более технологично. Формула изобретения Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее сообщающиеся резервуары 1(5 соединенные двумя манометрическими трубками и гидравлический клапан, заполненные двумя жидкостями с различной плотностью, о тличающееся тем, что. с цельт упрощения конструкции и повышения технологичности, гидравлический клапан выполнен в виде щелевого канала, расположенного в корпусе устройства, соединяющего полости резервуаров у их задних стенок, причем в верхней его части имеются два симметричные скоса, выходы которых в резервуары расположены ниже уровня раздела обеих жидкостей при повороте устройства на максимальный угол измерения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское .свидетельство № 32746, кл. G 01 С 9/22, 1932. 2.Авторское свидетельство СССР № 42308, кл. G 01 С 9/22, 1933. 3.Авторское св,идетельство СССР № 562715, кл. G 01 С 9/22, 1975. 4.Авторское свидетельство СССР № 575479, кл. G 01 С 9/22, 19.76 (прототип).

1Риг.З