Плювиограф

Плювиограф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПЛЮВИОГРАФ, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком , поправок, связанный с регистратором , упорный механический контакт верхнего граничного положения поплавка . Соединенный с помощью шарнирно закрепленного рычага с фиксирующим выступом,расположенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива-,; выполненный в виде груза, укрепленного на одном конце перекинутой через блок гибкой тяги, второй конец которой прикреплен к сливному патрубку, отличающийс я тем, что , с целью повышения чувствительности И надежности устройства при его длительной эксплуатации в полевых условиях, в него введена оуферная емкость сотверстием на дне и насадком на боковой поверхности, размещенная между сливным патрубком и грузом, выполненным в виде стакана с отверстием на дне, обращенного вверх открытым торцом, причем буферная емкость прикреплена к введенному поворотному рычагу, снабженному контр грузом, с возможностью взаимодействия рычага через введенную жестко присоеg диненную к нему упорную скобу с выполненным на сливном патрубке упор (П ным штырем, а вертикальные оси симметрии мерного-сосуда, стакана, бус ферной емкости и горизонтальная ось насадка расположены в одной плоскости , совмещенной с плоскостью перемещения сливного патрубка.

СС803 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 W 1 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНоМ г СвиДктшьСТВ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3421587/18-10 (22) 12. 04;82 (46) 23.07,83. Бюл, Р 27 (72) А,Б.Немировский (53) 551.508.77 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

9 99836, кл. G 01 W 1/14, 31.01.55.

2. Авторское свидетельство СССР

М 888049 кл. G 01 W 1/14, 07.12,81

i(прототип). с ! (54) (57) ПЛИВИОГРАФ, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком, поплавок, свяаанный с регистратором, упорный механический контакт верхнего граничного положения поплавка, соединенный с помощью шарнирно закрепленного рычага с фиксирукицим выступом, расположенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива;. выполненный в виде груза, укрепленного на одном конце перекину-той"через блок гибкой тяги, второй

„„BU„„5 А конец которой прикреплен к сливному патрубку, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности устройства при его длительной эксплуатации в полевых условиях, в него введена буферная емкость а отверстием на дне и насадком на боковой поверхности, размещенная между сливным патрубком и грузом, выполненным в виде стакана с отверстием на дне, обращенного вверх открытым торцом, причем буферная емкость прикреплена к введенному

t поворотному рычагу, снабженному контргрузом, с возможностью взаимодействия рычага через введенную жестко присоединенную к нему упорную скобу с вы- щ

С2 полненным на сливном патрубке упорным штырем, а и ертик аль ные ос и с имметрии мерногс>:сосуда, стакана, буферной емкости и горизонтальная ось С, насадка расположены в одной плоскосI ти, совмещенной с плоскостью пере:<е- Я щения сливного патрубка.

10307 Б7

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может быть использовано для регистрации Но времени интенсивности выпадак>)цих в жидком состоянии атмосферных осадков и их суммарного количества, Известен плювиограф, содержащий мерный сосуд со сливной сифон»ой трубкой и поплавком, oâÿçàjjjjûì с регистратором, и устройство принудительного слива. Устррйство содержит 10 груз, закрепленный к одному конц, ;ц. .— рекинутой через блок гибкой тяг!>, связанной другим, концом через механизм удаpjjo) о воздействия с поплаB ког )s.:)p .. кон ц ша >jjijpijo . !ак>>е;и(-:ц - ) е!От о ре>1ч аг:! соединен с выс тупом 1ро фи>!!!рованного кулачка (улитка ) ме>. а !!из:.>а уда р>!О1 о в О яде йс тв ия (1 j

Однако плювиограф облад ет недос- та "oiiiно >з,jcor;ой надежностью и точное -7() тью работы, что cBяэаH0 с наличием сиф >нного слива.

Кроме того, при резком ударе упорцЫх штырей улитки по колодке, закрепленной на штоке поплавка, перо

25 самописца отскакивает от диаграммной бумаги, разбрызгивая чернила, что приводит к браку получаемой записи.

Из-эа ненадежности работы ударного механизма слив не произойдет.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является плювиограф, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком, поплавок, связан- З5 ный с регистратором, упорный механический контакт верхнего граничного положения поплавка, соединенный с помощью шарнирно закрепленного рычага с фиксирующим выступом, располо- Д()

>кенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива, выполненный в виде груза, укрепленного на одном кочце перекинутой через блок гибкой тяги, второй конец которой прикреплен к сливному патрубку (2).

Основным недостатком известного устройства является невозможность одновременно обеспечить высокую чувствительность измерения и надежность плювиографа при его длительной эксплуатации в полевых условиях, когда под воздействием меняющейся температуры, пыли и влаги происходит увеличение сил трения в подвижных соединениях механизма принудительного слива, уменьшается гибкость, соединяющей мерный сосуд и патрубок. При этом слив может не произойти вообще, либо патрубок не зафиксируется в верхнем граничном положении, что также нарушит нормальную работу прибора.

Другим недостатком известного прибора является ненадежность фиксации сЛивного патрубка в верхнем положенииб5 при э ацеплении ры r ага за фиксирую!ций выступ. Это приводит к преждевременному сливу жидкости из мерного сосуда. Указанный недостаток обусловлен тем, что для нацежной фиксации патрубка необходимо достаточно большое усилие прижима. фиксирующего выступа к рыча у. Оцнако это усилие обеспечива тся закрепленным на гибкой тяге грузом, масса которого составляет всего около 2 г, Целью изобретения является повыше>ше чувствительности и надежности устройства при его длительной зксплуатации в полевых условиях.

Для достижения поставленной цели в ц>!ювиограф, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком, поплавок, связанный с регистратором, упорный механический контакт верхнего граничного положения поплавка, соедиIjBIjEjLlH с помощью шар.!ирно закрепленного рычага с фиксирующим выступом, расположенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива, выполненный в виде груза, укрепленного на одном конце перекинутой через блок гибкой тяги, второй конец которой прикреплен к сливному патрубку, введена буферная емкостъ с отверстием на дне и насадкам на боковой поверхности, размещенная между сливным патрубком и грузом, выполненным в виде стакана с отверстием на дне, обращенного в:верх открытым торцом, причем буферная емкость прикреплена к введенному поворотному рычагу, снабженному контргруэом, с возможностью взаимодействия рычага через введенную жестко .присоединенную к нему упорную скобу с выполненным на сливном патрубке упорным штырем, а вертикальные оси симметрии мерного сосуда, стакана, буферной емкости и горизонтальная ось насадка расположены в одной плоскости, совмещенной с плоскостью перемещения сливного патрубка.

При опускании патрубка под действием собственной силы тяжести препятствующая спуску сила тяжести груза минимальна и определяется лишь массой тонкостенного стакана, которая может быть весьма малой {единицы граммов), Патрубок же можно утяжелить, например, подбором материала конструкции и толщины стенок. Поэто" му значительно возрастает усилие, под действием которого патрубок перемещается в нижнее граничное положение.

Иэ опущенного сливного патрубка вода сбрасывается через буферную емкость в грузовой стакан и на время подъема патрубка утяжеляет груз (десятки, сотни граммов) . Sec груза является движущей силой при подъеме патрубка в верхнее граничное положе1030757 ние, которая, таким образом, также существенно увеличивается. Патрубок при этом может быть выполнен с мальм объемом внутреннего сквозного отверстия. После подъема патрубка грузовой стакан опорожняется и вновь становится легким. Как подтверждают расчеты, развиваемые усилия спуска и подъема патрубка возрастают в десятки раз, значительно увеличивается усилие прижатия фиксирующего выступа патрубка к рычагу .

Тем самым устраняется противоречие между чувствительностью измерения и надежностью устройства при длительной эксплуатации его в полевых 15 условиях, На чертеже показан предлагаемый плювиограф.

Плювиограф содержит осадкоулавливающую воронку 1, мерный сосуд 2, 20 поплавок 3 со штоком 4, регистратор 5, гибкую трубку 6, сливной патрубок 7, узел 8 принудительного слива, груз 9 с отверстием 10, гибкую тягу

11, блоки 12 и 13, рычаги 14 и 15, шарниры 16 и 17, фиксирующий выступ

18 упорный механический контакт 19, контргруэ 20, буферную емкость 21 с отверстием 22 на дне и насадком 23, упорную скобу 24 и упорный штырь 25.

Воронка 1 служит для слива «идких атмосферных осадков в мерный сосуд 2, внутри которого размещен поплавок 3.

Шток 4 поплавка соединен с регистратором 5, предназначенным для непрерывной записи информации о выпадающих осадках, Гибкая, например, гофрированная трубка 6 служит для герметичного подвижного соединения сливного патрубка 7 с мерным сосудом 2.

Трубка присоединена к корпусу сосуда 40 под острым углом.

Узел 8 принудительного слива предназначен для опускания и подъема сливного патрубка 7 при достижении жидкости в мерном сосуде верхнего и 45 нижнего граничных уровней. Узел 8 принудительного слива содержит блоки 12 и 13, через которые пврвкинута гибкая тяга 11 (например, капроновая нить) для соединения патрубка 7 с грузом 9. 50

Груз 9 выполнен в виде тонкостенного стакана с отверстием 10 на дне, обращенного открытым тсрцом вверх. Емкость стакана выбирается иэ условия, что при заполнении водой за счет действия собственной силы тяжести он должен поднимать опорожненный сливной патрубок из нижнего граничного положения вверх, Отвврстив lg служит для опорожнения стакана 9 в промежут" ках между двумя сливами, измеряемых 60 часами (практичвски достаточно, чтобы слив происходил за несколько минут) ° Рычаг 14 служит для удерживания патрубка 7 в верхнем граничном положении и выполнен в виде пластины, 65 подвижно укрепленной в шарнире 16, фиксирующий выступ 18 предназначен для разъемного соединения сливного патрубка 7 с рычагом 14 и выполнен в форме клювика, обращенного острием вниз. Входящий с ним в зацепление конец рычага 14 изогнут при этол в форме клювика, ориентированного острием вверх, Упорный механический контакт 19 служит для введения рычага 14 из зацепления с фиксирующим выступом 18 при верхнем граничном уровне воды в мерном сосуде, Контакт выполнен в виде свободно скользящего штифта, снабженного ограничителем перемещения вниз, и установлен в отверстии крышки, закрывающей мерный сосуд (не показанД). К этой же крышке крепится шарнир 16. Поворотный рычаг 15 с закрепленными на его концах контргруэом 20, буферной емкостью 21 и жестко соединенной с рычагом упорной скобой 24 служит для удержания сливного патрубка 7 в нижне< положении на время заполнения стакана 9 водой. Этим исключается преждевременный подъем патрубка до момента полного заполнения стакана.

Буферная емкость 21 служит для сАива в нее жидкости из патрубка 7 при его нижнем граничном положении.

Емкость 21 выполнена в форме полого сосуда с отверстием 22 на дне для слива и расположенным на боковой поверхности насадком 23, обращенным в сторону груза. Буферная емкость установлена между сливным концом патрубка и грузом так, что плоскость ее входного отверстия пересекается с линией свободного падения струи из патрубка при его нижнем граничном положении и заданных гидравлических условиях (напор воды в мерном сосуде, размеры его поперечного сечения и т.д.). Насадок 23 предназначен для сброса воды из буферной емкости в стакан 9 при его верхнем граничном положении. Для этого размеры насадка выбраны так, чтобы линия. свободного падения струи из его сливного конца пересекала плоскость входного отверстия стакана при нижнем граничном положении патрубка 7. Упорный штырь 25, закрепленный на поверхности спивного патрубка, служит для взаимодействия с упорнои скобой 24 при нижнем граничном положении патрубка, осуществляя его удерживание на время заполнения

1 стакана 9 водой.

Плювиограф работает следующим образом. .В исходном состоянии (изображено пунктиром) сливной патрубок 7 находится в верхнем положении, фиксирующий выступ 18 зацеплен с нижним концом рычага 14.. Упорный контакт 19 опушен, груз 9 опорожнен и находится в крайнем нижнем положении. Левый

1030757 край поноротного рычага 15 с эацепленным контргрузом 20 опущен, Соединенная с рычагом упорная скоба 24 находится в крайнем леном положении, буферная емкость 21 опорожнена.Попланок 3 со штоком 4 находится н промежуточном положении, которое соответствует количеству поступиншей н мерный сосуд 7 иэ норонки 1 жидкости.

На диаграммной бумаге регистратора 5 записана информация, соотнетстнующая ныпаншему количеству жидких атмосферных осадков ° При дальнейшем ныиадении осадков попланок 3 нсплынает и при некотором уронне жидкости упирается в механический контакт 19, перемещая 15

его внерх. Контакт даниz..на рычаг 14, который понорачинается н шарнире 16.

Правый конец рычага опускается и ныходИт иэ зацепления с ныступом 10.

Патрубок 7, понорачиваясь н иертикальной плоскости относительно подвижного соединения гибкой трубки б с мерным сосудом 2, опускается в край*Нее нижнее положение, ограниченное фик. сатором(не показан), Груз 9 поднимается.Вода из мерного сосуда " через гиб кую трубку б и патрубок 7 слинается н буферную емкость 21 и одновременно медленно вытекает иэ нее через отверстие 22. Диаметр отверстия 22 30 выбран так, чтобы расход ноды через него был меньше, чем количество поступающей из мерного сосуда 2 н емкость жидкости. Поэтому уровень воды н. емкости 21 повышается. В некоторый момент буферная емкость становится тяжелее контргруза 20, рычаг 15 пово- . рачинается н шарнирном соединении 17, Упорная скоба, вращаясь нместе с поворотным рычагом, входит н зацепление с упорным штырем 25. Уровень жид- 4" кости в буферной емкости 21, продолжая подниматься, достигает насадка

25, через который вода сбрасынается н còàêà÷ 9. Соотношение диаметрон сливного патрубка 7 и отверстий 10 45 и 22 подобрано таким образом, что выполняется неравенство

8„) g > G3 где Q ., Q Д Q - расход ноды из мерного сосуда, буфер- gp

Ъ ной емкости и грузоного стакана, соответственноо.

Масса груза за счет поступающей н него через насадок 25 воды возрастает.Однако патрубок 7,удерживаемый упорной скобой 24,остается в нижнем граничном положении до полного опорож нения.При этом слив иэ патрубка прекрашается, вследствие чего понижается уровень жидкости в буферной емкости

21 и начинает уменьшаться ее вес. При перемещении его ниже места присоедиHBEIHR насадка 23 прекращается сброс ноды в стакан 9.

l3 некоторый момент времени контргруз 20 перетягивает емкость 21, нода из которой продолжает вытекать через отверстие 22. Рычаг 15 понорачивается н исходное положение, выводя упорную скобу 24 из зацепления со штырем 25 °

Грузовой стакан 9, заполненный водой, перемещается нниз, поднимая патрубок 7 до уроння рычага 14 Выступом

13 патрубок фиксируется в верхнем граничном положении за конец рычага. С этого момента 1лювиограф возвращает" ся н рабочее состояние. Вода продолжает н течение некоторого времени вытекать иэ стакана 9 через отверстие

10 до полного опорожнения. В дальнейшем указанные циклы работы устройстна повторяются, Как следует из описания устройст" на принудительного слива, для его нормальной работы должно выдерживаться соотношение

6>?)4q Ъ 6< где t — — время слива из мерЛ 2 ного сосуда, буферной емкости и грузового стакана, соответстненно.

Это обеспечивается выбором объемов сосудов и диаметров соответствующих сливных отверстий. Кроме того, вертикальные оси симметрии мерного сосуда, буферной емкости, грузового стакана и горизонтальная ось насадка должны лежать н одной плоскости, совмещенной с плоскостью перемещения сливного патрубка, Выбор такого взаимно-, го расположения осей обеспечивает при сливе уменьшение возникающих оЕЕрокидывающих моментов сил, повышает механическую устойчивость устройства, Испольэонание предлагаемого устройства позволяет обеспечить существенное повышение чувствительности и надежности измерений при длительной его. эксплуатации в полевых условиях °

Это достигается тем, что масса груза меняется при опускании и подъеме слинного патрубка путем ныполнения груза и виде стакана с отверстием на дне и нведением при сливе гидравлической связи с ьим мерного сосуда через сливной патрубок и буферную емкость,,1030757

Составитель В.Агапова

Редактор О.Юрковецкая Техред N.Êoñòèê Корректор A.Тяско

Заказ 5207/47 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Рауьк:кая наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4