Гидрометрическая вертушка Советский патент 1981 года по МПК G01P5/06 

1

Изобретение относится к гидрометрическому приборостроению и предназ;начено для измерения скорости тече;ния в реках с повышенным содержани ам взвешенных наносов.

Известны гидрометрические вертушки, содержащие; корпус, лопастной винт с осью, установленной в опорах вращения, устройство преобразования угловой скорости вращения лопастного винта&в выходную величину. Между осыо и.корпусом вертушки выполнено бесконтактное уплотнение в виде щелевого зазора с гладкими поверхностями 1 .

Недостаток гидрометрических вертушек заключается в малом времени раббты вертушки в потоках со взвешенными наносами.

Известна гидрометрическая вертушка, содержащая корпус, лопастной винт с осью, установленной в опорах вращения, контактный механизм (устройство преобразования скорости лопастного винта в выходную величину) 23 .

В этой вертушке бесконтактное уплотнение между осью и корпусом выполнено в виде лабиринтного щелевого

зазора, что затрудняет проникновение взвешенных наносов внутрь корпуса, . однако и это уплотнение не решает полностью задачу по защите вертушки от наносов, так как она имеет тот же самый недостаток - наличие щелевого зазора (хотя и лабиринтного), через который наносы попадают внутрь корпуса вертушки.

0

Кроме того, известна вертушка, содержащая корпус, лопастной винт с осью, установленной в опоре вращения, контактный механизм, соединенную с корпусом посредством трубопровода

5 емкость для масла с возможностью подачи масла внутрь корпуса под давлением, при зтом для подачи масла внутрь корпуса под давлением применен масляный насос с электроприводом 3.

0

Данная вертушка может работать в агрессивных потоках, однако она не приспособлена для производства гидрометрических измерений в полевых условиях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей вертушки путем ее применения для гидрометрических измерений в полевых условиях в потоках с повышенным содержанием взвешенных наносов. Указанная цель достигается тем, что емкость для масла выполнена с эластичными атенками и размещена внутри кожуха с отверстиями, снабженного гнездом для подсоединения к корпусу вертушки. Приведены две конструктивные разновидности вертушки, отличающиеся между собой приводами для подачи масла вовнутрь корпуса вертушки под давлением, В первом конструктивном исполнении в качестве привода исполь зуется разность давлений столбов воды и масла между корпусом вертушки и эластичной емкостью для масла,для чего последняя размещена ниже корпуса вертушки. Во втором конструктивном исполнении, с цельюобеспечения гидрометрических измерений в придонных слоях потока, в качестве привода применен выполненный в виде металлической плиты груз, размещенный на эластичной емкости для масла. На фиг, 1 приведена гидрометричес кая вертушка в первом конструктивном исполнении, общий вид; на фиг, 2 то же, во втором конструктивном исполнении; на фир, 3 - вариант исполнения устройства для подачи масла во внутрь масляной камеры под давлением Гидрометрическая вертушка (фиг. 1 и 2) состоит из лопастного винта с осью, установленной в опорах вращения в корпусе 2, где размещен также контактный механизм, соединенный электрически с клеммой 3, Внутри кор пуса вертушки имеется заполняемая смазочным маслом полость, которая соединяется с окружающей средой чере бесконтактное уплотнение между осью и корпусом вертушки. Устройство для подачи масла внутрь корпуса вертушки псщ давлением (фиг. 1) выполнено в виде эластич ной емкости 4 для масла, .заключенной в кожух 5, имеющий отверстия б для сообщения внутренней полости кожуха с внешней средой, и снабженный гнездом 7-1 для его подсоединения к корпусу BepTjmiKH 2. Емкость 4 соединена с внутренней полостью корпуса вертуш ки .посредством проходящего через зажим 8 гибкого трубопровода 9, для че;го в корпусе вертушки выполнен шту ц .10. Емкость 4 для масла,, изготав ливаемая из эластичного тонкого маслостойкого материала в виде мешочка, укреплена герметично на крышке 11. В крышке 11 имеется отверстие, перекрываемое винтом 12, служащее для вы хода воздуха при заполнении емкости 4 маслом. Устройство для подачи масла внутр корпуса вертушки под давлением (фиг. 2 и 3) выполнено в виде эластичной емкости 4 для масла, заключенной в к жух 5, имеющий для сообщения внутрен ней его полости с окружающей средой тверстия б, и снабженный гнездом 7-1 для его присоединения к корпусу вертушки 2. ЁМКОСТЬ 4 соединена с внутренней : полостью корпуса i вертушки 2 поседством прюходящего через зажим 8 гибкого трубопровода 9, для чего в корпусе вертушки выполнен штуцер 10. Емкость для масла выполняется из эластичного тонкого маслостойкого материала в виде сильфона, имеющего в качестве верхней крышки утяжеленную плиту 13, Работа системы подачи масла в полость подшипников корпуса 2 (фиг. 1) заключается в том, что емкость 4 расположена в водном пото- . ке ниже оси вертушки, так что середина ее (линия Б) заглублена относительно оси вертуагаи (линия А) на высоту водного столба h,j. Таким образом, снаружи на середину емкости 4 (линия Б) будет приложено статическое давление (давление скоростного напора на эластичную емкость исключено кожухом 5) РСГ где -fg - удельный вес водыг h - глубина погружения вертушки в открытом водном потоке, 8то же времявнутри, емкости 4 развивается статическое давление, определяемое глубиной погружения вертуш ки h , и столбом масла h, (по цепи центр полости вертутаки - трубопровод 9- половин-а высоты емкости 4,т.е. РСГ ГвЬ +1ГнЬа где - удельный вес масла. Мешочек (емкость 4) будет сжиматься под .действием разности статических давлений р-р h2( « g-Уцц) , а следовательно масло будет поступать в полость под избыточным давлением - Г« )- РПОТ . где РПОТ суммарные потери давления по длине тракта движения масла. Под этим же давлением через зазор между осью лопастного винта 1 и втулкой корпуса 2 масло будет выходить наружу, препятствуя проникновению воды с наносами внутрь корпуса вертушкй. Работа устройства подачи масла (фиг. 3) в полость подшипников корпуса 2 (фиг. 2) заключается в том, что необходимое давление, под коуорым осуществляется ток масла, вырабатывается под весом плиты 13, сжимающей сильфон 4..При этом сильфон 4 имеет малую жесткость, так как изготавливается из тонкого маслонепроницаемого материала. Вертушка может устанавливаться на штанге 14, а так--, же подвешиваться на тросе, и допус-. кает установку стабилизатора в монтировочное гнездо 7-2 кожуха 5 при работе с прибором на тросе. Зажим 8 служит для запирания маслопровода 9 (перед погружением вертушки в воду маслопровод открывается, а после извлечения вертушки из воды перекрывается этим же зажимом), а также для регулировки расхода масла. В вертушке создана гидравлическая защита зазора между корпусом вертушк и осью лопастного винта от проникновения взвиденных наносов за счет подачи масла под избыточным давлением в полость корпуса от специального -увтройства, допускающего прйменеш1в вертушки для гидрометрических измере ний в потоках с повьоаецным содержани ем взвешенных наносов в полевых условиях. Формула изобретения 1. Гидрометрическая вертушка, содержащая корпус, лопастной винт с осью, установленной в опоре вращения узел преобразования угловой скорости вращения лопастного винта в выходную величину и соединенную с корпусом посредством трубопровода емкость для масла, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей вертушки путем ее применения для гидрометрических измерений в потоках с повышенным содержанием взвешенных наносов в неста

Фиг.1 ционарных условиях, емкость для мае-, ла выполнена с эластичными стенками и размещена внутри кожуха с отверсгнямк, снабженного гнездом для подсоединения к .корпусу вертушки. 2.Вертушка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности подачи масла внутрь корпуса под давлением, емкость для масла размещена ниже корпуса вертушки. 3.Вертушка по п. 1, отли,чающаяся тем, что, с целью обеспечения.возможности подачи масла внутрь корпуса под давлением при гидрометрических измерениях в придонных слоях потока, в конструкцию емкости для масла введен груз, выполненный в виде лежащей на емкости плиты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 337717, кл. G 01 Р 1/00, 1970. 2.Рейфер А.Б. и др. Справочник по гидрометеорологическим приборам и устройствам. Л., Гидрометеоиздат, 1971, с. 148. 3.Отт А. Каталог 105. Гидрометрические вертушки Отта и вспомогательные принс1длежности, Кемптен, 1928, с, 37, 51(прототип).

Фиг. 2

/

7-J

F2Z2/7-2