Волнопродуктор
Иллюстрации
Реферат
1. ВОЛНОПРОДУКТОР по авт. св. № 966519, отличающ и.й с я тем, что, с целью расширения области его применения, он снабжен вакуум-камерой, которая расположена над волнообразующим колоколом и сообщена с ним, при этом устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола связано пневмомагистралями через запор,ные органы с источником сжатого воздуха и с полостью вакуум-камеры, причем в верхней части волнообразующего колокола установлен регугтирукяций клапан. 2. Волнопродуктор,по п. 1, о т личающийся тем, что он снабжен поплавком, который помещен внутри волнообразующего колокола и связан с регулирующим клапаном, в корпусе которого установлен электропривод.
СОКИ COBETCHHX
5 IHMN0 IW
PECflVSËÈК (19) (И) (д) G 01 М 10/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ й(, 1,011 ц ц
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1> „";„,.",™„ „„ц
К ABTOPCHOIVIV CBMQETFJlbCTBV N à (54)(57) 1. ВОЛНОПРОДУКТОР по авт. св. В 966519, отлич ающий. с я тем, что, с целью расширения области его применения, он снабжен вакуум-камерой, которая расположена (61) 966519 (21) 3610949/29-11 (22) 23.06.83 (46) 30.09.84. Бюл . ЯВ 36. (72) В.И.Ковера (53) 532.59(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 966519, кл. G 01 М 10/00, 28.04.81 (прототип). над волнообразующим колоколом и сообщена с ним, при этом устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола связано пневмомагиетралями через эапорные органы с источником сжатого воздуха и с полостью вакуум-камеры, причем в верхней части волнообразующего колокола установлен регулирующий клапан.
2. Волнопродуктор,по п. t о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен поплавком, который помещен внут— ри волнообразующего колокола и связан с регулирующим клапаном, в корпусе которого установлен электропривод.! 1116
Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и может применяться при модельных исследованиях волновых движений жидкости, По основному авт. св. Ф 966519 ! известен волнопродуктор, содержащий волнообразу ощий колокол с вертикально расположенными плоскими стенками, образующими прямоугольный па раллелепипед, нижние кромки которого 10 расположены ниже уровня воды, всасывающую пневматическую магистраль, связанную через запорный орган с полостью волнообразующего колокола, а также связывающее последнюю с ат- 15 мосферой устройство для создания . пульсапии воздушного давления в полости колокола, причем устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола содержит 20 пневмоцилиндр со штоком и поршнем, при этом пневмоцилиндр смонтирован в верхней части колокола и снабжен закрепленной на конце штока крышкой, а верхняя часть волнообразующего ко- 25 локола выполнена с люком, кромки которого выполнены сопрягаемыми с указанной крышкой, причем штоковая поость пневмоцилиндра связана пневатическими магистралями через до- 330 полнительные запорные органы с атмосферой и с источником сжатого воздуха, а нижняя часть волнообразующего колокола выполнена с изогнутым на 90 коленом, имеющим цилиндрические по35 верхности торцовых стенок, сопряженных с указанными плоскими стенками волнообразующегс колокола (1) .
Недостатком известного волнопродуктора является ограниченная область применения . Цель изобретения — расширение области применения волнопродуктора.
Указанная цель достигается тем, что волнопр6дуктор, содержащий вол- 45 нообразующий колокол с вертикально расположенными плоскими стенками, образующими прямоугольный параллелепипед, нижние кромки которого расположены ниже уровня воды, всасывающую 50 пневматическую магистраль, связанную через запорный орган с полостью волнообразующего колокола, а также связывающее последнюю с атмосферой устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола, причем устройство для создания пульсации воздушного давления в полости ко—
332 локола содержит пневмоцилиндр со штоком и поршнем, при этом .пневмоцилиндр смонтирован в верхней части колокола и снабжен закрепленной на конце штока крышкой, а верхняя часть волнообразующего колокола выполнена с люком, кромки которого выполнены сопрягаемыми с указанной крышкой, причем штоковая полость пневмоцилиндра связана пневматическими магистралями через дополнительные эапорные органы с атмосферой и с источником сжатого воздуха, а нижняя часть волнообраэующего колокола выполнена с изогнутым на и
90 коленом, имеющим цилиндрические поверхности торцовых стенок, сопряженных с указанными плоскими стенками волнообразующего колокола, снабжен вакуум-камерой, которая, расположена над волнообразукицим колоколом и сообщена с ним, при этом устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола связано пневмомагистралями через запорные органы с источником сжатого воздуха и с полостью вакуум-камеры, причем в верхней части волнообразующего колокола установлен регулирующий клапан.
Кроме того, волнопродуктор снабжен поплавком, который помещен внутри волнообразующего колокола и связан с регулирующим клапаном, в корпусе которого установлен электропривод.
На чертеже показана схема волнопродуктора, разрез вертикальной
1 плоскостью, параллельной лучу возуждаемых волн (стрелкой показано направление распространения волн) .
Волнообразующий колокол выше уровня воды имеет форму прямоугольного параллелепипеда,.стенки 1 которorо, параллельные фронту возбуждаемых волн, ниже уровня воды сопряжены соответственно с торцовыми стенками изогнутого на 90 колена 2, образованными цилиндрической поверхностью
9 радиуса К и цилиндрической поверхностью 3 радиуса r так, что выход из колокола имеет форму сопла 3. Цилиндрическая поверхность и радиусом R имеет направляющую, образованную дугой длиной 90, а цилиндрическая поверхность о радиусом 7 имеет образующую, образованную дугой 165, сопряо гаемую с поверхностью ., образованной прямой линией. з 11163
Колокол имеет следующие размеры:
В = (1 — 1,5) Н,„
Н4 = (3 — 4) Нн
Н = (2 — 3)lií
Н =1,1Н„, 5
Н4 = (О, 2 — О, 3) Нн, D = В = (1 1е5)Нн г =(02 — 03) Н>
К =09 Н„, где  — ширина колоколами 1О
D — диаметр вакуум-камеры1
Н1, — наибольшая глубина воды в лотке.
В верхней части колокола устроен люк 4, сообщающий его полость 5 с по-15 лостью вакуум-камеры 6. Кромки люка
4 выполнены сопрягаемыми с крышкой
7. Устройство для создания пульсации давления в полости колакола содержит пневмоцилиндр 8, к штоку 9 которого 20 прикреплена крышка 7 . Подъем и опускание крышки 7 осуществляется соответственно соединением штоковой полости .4„ цилиндра 8 под поршнем 10 через электромагнитный клапан 11 с нагие- 25 тающей магнистралью 12, связанной с источником 13 сжатого воздуха и с атмосферой через электромагнитный клапан 14, и соединением надпоршневой полости q с всасывающей магистра-Зр лью 15-через электромагнитный клапан 16 и с нагнетающей магистралью
12 через электромагнитный клапан 17.
В верхней части волнообразующего колокола установлен регулиРующий кла З5 пан 18, через который полость 5 сообщена с атмосферой. Клапан 18 имеет конический корпус, внутри которого смонтирован электропривод 19. Шток
20 клапана 18 соединен с поплавком
21 и перемещается в катушке 22 индуктивного датчика, индикаторное устройство которого вынесено на пульт управления.
Над волнообразующим колоколом рас-45 оложена вакуум-камера 6, в верхней части которой установлено устройство для создания пульсации воздушного давления.
Вакуум-камера 6 представляет со-, 59 бой цилиндр, боковой поверхностью которой является боковая поверхность цилиндра высотой Н, в основании которого круг диаметра D.
В верхней части вакуум-камеры 6 55 устроен-люк 23, сообщающий ее полость с атмосферой. Кромки люка 23 выполнены сопрягаемыми с крышкой 24.
32 4
Устройство для создания пульсации воздушного давления в полостях вакуум-камеры и волнообразующего колокола содержит пневмоцилиндр 25 с поршнем 26, к штоку 27 которого прикреплена крышка 24. Подъем и опускание крышки 24 осуществляется соответственно соединением штоковой полости ж цилиндра под поршнем 26 через электромагнитный клапан 28 с нагнетающей магистралью 12, а также через электромагнитный клапан 29 с вакуум-камерой. Полость вакуум-камеры 6 через электромагнитный клапан 30 соединена со всасывающей магистралью 15 источника 13 сжатого воздуха. Всасывающая магистраль 15 через электромагнитный клапан 31 связана с атмосферой.
С целью смягчения ударов поршней
10 и 26 о днища 32 и 33 пневмоцилиндра 8 и 25 соответственно t/10 часть длины пневмоцилиндров занята амортизирующими коническими пружинами 34 и
35, сопрягаемыми с поршнями 10 и 26.
К крышке вакуум-камеры 6 присоединен патрубок, сообщающий полость вакуум-камеры 6 с электроконтактным вакуумметром 36, установленным на пульте оператора-исследователя.
Электромагнитные клапаны 11, 14, 16» 28, 29, 30 и 3 1 снабжены сигнальными лампочками, установленными на пульте оператора †исследовате, индицирующими закрытие клапанов.
Волнопродуктор работает следующим образом.
Воспроизведение волны понижения.
Электроприводом 19 перемещают шток
20 регулирующего клапана 18 и прикрепленный к штоку поплавок 21 в крайнее верхнее положение, клалан закрыт.
Электромагнитные клапаны 14 и 17 открыты, а клапаны 11 и 16 закрыты.
Воздух из нагнетающей магистрали 12 поступает в надпоршневую полость q пневмоцилиндра 8 и при помощи поршня 10, штока 9 и крышки 7 закрывает люк 4.
Электромагнитный клапан 28 открыт, а клапан 29 закрыт. Воздух из нагнетающей магистрали 12 поступает в штоковую полость пневмоцилиндра 25 и при помощи поршня 26, штока 27 и крышки 24 закрывает люк 23. Электромагнитный клапан 31 закрыт, клапан
30 открыт
Всасывающая магистраль 15 источника 13 сжатого воздуха через открытый
1116332
1О электромагнитный клапан 30 сообщается с полостью вакуум-камеры 6.
При достижении определенного разрежения в вакуум-камере, задаваемого оператором на электроконтактном ва- 5 куумметре 36, прекращают сообщение полости вакуум-камеры 6 с всасывающей магистралью и последнюю сообщают с атмосферой.
Открывая одновременно клапаны
11 и 16 и закрывая в то же время клапаны 14 и 17, штоковую полость пневмоцилиндра 8 соединяют с нагнетающей магистралью 12, а надпоршневую полость — с всасывающей магистралью 15
15, поршень 10, шток 9 и крышка 7 перемещаются. вверх и сообщают полость
5 колокола с полостью вакуум-камеры
6 через люк 4.
Разрежение в полостях колокола и вакуум-камеры уравновешивается поднятием воды из волнового лотка через сопло 3 в полость 5 колокола. Вода заполняет часть полости волнообраэующего колокола. Перед соплом 3 oCpa— зуется волна понижения.
Звено иэ волны понижения и одиночной волны воспроизводят следующим образом.
Электропривод 19 регулирующего кла ЗО пана 18, перемещая шток 20, устанавливает поплавок в нужное положение.
О положении поплавка судят по показаниям индикаторного устройства.индуктивного датчика, вынесенного на 35 пул ьт .
Волна понижения возбуждается описанным выше способом.
При заполнении полости 5 волнообразующего колокола вода достигает 4О поплавка 21, он всплывает, открывая регулирующий клапан 17. Полость
5 волнообразующего колокола сообщается с атмосферой и вода останавливается на заданном уровне. 45
Ч рсз заданное время открывают клапан 29 и закрывают клапан 28. Воздух иэ штоковой полости Ж пневмоцилиндра 25 поступает в сообщенные между собой полость 5 колокола и в gp полость вакуум-камеры 6. Поршень 26, шток 27 и крышка 24 устремляются вниз, сообщая при этом полости 5 колокола и вакуум-камеры 6 с атмосферой. 55
Вода, выходя иэ полости 5 колокола через сопло 3, образует одиночную волну.
Одиночная волна образуется следующим образом.
Электромагнитные клапаны 11 и 16 1открьггы, клапаны 14 и 17 закрьггы.
Воздух, поступая в штоковую полость
4, удерживает поршень 10, шток 9 и крышку 7 в верхнем положении. Полость
5 волнообразующего колокола и полость вакуум-камеры 6 сообщены. Электромагнитный клапан 28 открыт, а клапан
29 закрыт. Воздух из нагнетающей магистрали 12 поступает в штоковую полость жпневмоцилиндра 25 и при помощи поршня 26, штока 27 и крышки
24 закрывает люк 23. Электромагнитный клапан 31 закрыт, клапан 30 открыт. Всасывающая магистраль 15 источника 13 сжатого воздуха через открытый электромагнитный клапан 30 сообщается с полостью вакуум-камеры 6.
При достижении определенного разрежения в вакуум-камере, задаваемого оператором на электроконтактном вакуумметре 36, прекращается сообщение полости вакуум-камеры 6 с всасывающей магистралью и последняя сообщается с атмосферой (клапан 30 закрывают, а клапан 31 открывают) .
Закрывая клапан 28 и одновременно открывая клапан 29, сообщают штоковую полость пневмоцилиндра 25 с сообщенными между собой полостями
5 и 6 колокола и вакуум-камеры. Поршень 26 со штоком 27 и крышкой 24 устремляются вниз и сообщают полости 5 и 6 с атмосферой через люк 23.
Вода, выходя иэ сопла 3, образует одиночную волну.
Использование предлагаемого волнопродуктора позволит моделировать волну понижения импульсного происхождения, звено волн понижения и одиночной волны, тем самым позволит изучать скорости распространения волны понижения, форму (профил ь) впадины, ее размеры, трансформацию на рельефе дна, взаимодействие с берегом и с моделями. гидротехнических сооружений, а получив звено из волн понижения и одиночной волны и имея возможность регулировать их размеры и время между их отходом и вопнопродуктора, получают возможность изучать взаимные скорости распространения, их взаимодействие с моделями гидротехнических сооружений и с моделями судов.
1! 16332
Составитель В.Жернов
Редактор Л. Веселовская Техред З.Папий
Корректор,Л. Пилипенко
Подписное филиал IIIITl"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Закаэ 6921/34 Тираж 822
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5