Корабельный дистанционный осадкоме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИИ ЗгОаО

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к |томском свидвильс вю союз Советских

Социалистических

Республик ф

Зависимое от авт. свидетельства М—

Заявлено 13.1Ъ .1970 (Ж 1423210/27-11) с присоединением заявки М—

Приоритет—

Опмбликоваш1 04,Х1.1971. 1>1оллетень х;о 34.ЧПК В 63h 49/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 629.12.014.555 (088.8) Дата опуоликования описания 27.1.1972

Авторы изобретения

О. И. Бабиков, В. П. Огнев, Р. П. Провальский, Н. С. Абанькин, М. Н. Симановский, А. И. Липницкий и А. Г. Мясников

Заявитель

В(."йбб дн

КОРАБЕЛЬНЫЙ ДИСГАНЦИОННЫЙ ОСАДКОМГ;„., ;" - - Ф

-Т-- . - -. Д;

Описы1ваемый I«olp a6oëüíûé диста1нцио1гный осадкомер п редназ1наче н для дистап1ц11ои ного замера о1са1до к .и м ожет быть йспользован на надводных кораблях и судах всех т1ипс1в.

Извес-пны гдистанницинын о с1адкомеры, tcoдержащие пр1иезвный патрубок в подводной ча спи судна, 1сосдинен ный через демпферы с гузме1р1иггельп1ой т1рубой,,на кот о рой у спа1но1влены датчики глубинны погружения, с вяза нные с показывающим п1рибо ром на посту упра влеHHH. Однако извеcптные осадкомеры,не обеспечповают получептия TQ IIHIIx показаний IH не11а дежп1ы 1в работе.

Предложен1ный ооадкомвр не имеет этик не достат1«о1в. Это достигается за счет тото, что ,измер1и телыная труба .вып1олнена из наружной трубы и вну<тре1нней трубы квадрат1н ого сече,1ния, а на п>ропи1во п1олож1ных грап1ях ее п1а уровнях соопветспвующик от<меток в п>рсделах замеряемого диапаз оиа ооадоп«укреплены ульпразвуковые датчи1«и, вкл1очающие каждый .соооно ра сп1оложе н ные на прот1и1вополо»«ных гр а1нях т1рубы пьезопласт1и ны.

Одна 1из пластин подключена к источприку кoacáaemH, а другая через ш ироко1полосп1ый усигоитель,;раоположен1ный в п1рс странстве между наружной и вп1ут ренней трубой, заполненп1ом з вуко п оглощающим материалом, соедип1ена с показьпвающим прлбо1ром.

Прием1ный,патрубок через демпфсp соеди2 нен с напо рной трубой, сообщающейся с атмссфе рой, а напо рн ая труба через второй демпфер соедиптена с измерительной трубой, которая также сообщается с атмосферой.

5 Демпфер 1выполнен с трубчатым фильтром и двумя коп1ическпгми диафрагмами,с отвер.ст1иями, диаметр кото рык ра1вен не более /i« диаметров напо р1ной и .измерительной труб.

На фиг. 1 да на схема корабельного дп1о стап1ц иoflIíoãо осадкомера; на ф1иг. 2 — демпфер; на ф1иг. 3 — измерительная т руба, продолыный,разрез; на фиг. 4 — разрез го А — А на фиг. 3.

О сад1«омер сс1стоит из г рисм1ного патруб15 ка 1; приемного киптгстона 2: демпфера 8 первой ступенпт; на пор1ной трубы 4, которая является одч1с1време1нп1о и воздушной трубой, заканчивающейся, воздушным гуськом 5; сосднпвительной T рубы 6; демпфе1ра 7 вто1рой сту2О I;cilltH; измсДительной тртгбы; Возд шно!! Тр1бы 8, соединенной с напорной т рубой 4 и воздуlll ны ll cl"c i«o l; K,. I alii àïlà 9 гидр авличcci«01 о продувания патрубка 1; многож11пьного кабеля 10 и поп«взывающих пр11бо1ров 11.

Осадкомер работает следу1ощим образом.

Забортная вода, уровень кото рой колсблетоя с ампгвптудой М, через приемныс патрубок 1:и к1и1гстсп1 2 поступает в демгпфср 3 первой ступени, процдя через который запол3р няст напс рну1о трубу 4, образуя в ней сво320404

М Д, М и =

Д1 Лг бодно колеблющ!ийся п!ромежуточный уро!вень с амплитудой Д! (благодаря сообщению напорной трубы 4,с атмосферой через гусек 5). Демпфвр 3 и!роиз!вод!!!т г!Ндравл!ичвскую стабил!изацию колеблющегося внеш!него уровня, уменьшая его колеба!!Ия с амплитуды +-М до ам!пли!пуды +-Д!. Отноше!Н ие амп!литуды М/Д, соста!вл!яет стае!пень стабили!зацин демпфером первой ступени колебан!ий забэрпн!Ой воды.

Далее !вода;из прубы 4 через соедин!Ительную трубу 6 попадает !в дем!пфер 7,второй сту!пен!и, п!ройд!я через кото!рый заполняет водяну!О и!Очо!сть измер!Ителыной т!р!убы, образуя в иеи благо!д!а!ря соо бщеяию с агмосферой и ол вбл !О щ и Й ся H О!и е ч!н ы и У!р Овень Д . Демпфер 7 klipoHaBoaklT пи!дравл!ическую стабилизацию свободно .колеблющего!ся промежуточного уровня в напо!рпой трубе 4, уменьшая епо колебан!ия с амплиту!ды +-Д! до амплитуды +-Д . Отноше!н!Ие амплитуд

Д!/Д2 со!ста!вляет сте!пень стабилизации демпфером второй ступени п!ромежуточного уровня Д!.

Стеrle!klb общей стабил!Изаци и колеблющегося %ро!вня забортной воды составит и!р!и такой схеме соедине!Н ия между с!обой двух демпф,poIB и включен!ной между вим,и на!и!О рной трубы

П!рн указанной схеме параллельно-по!следе!вагель!нопо соеди!не!ния двух pBMHQeipoIB iH напорной трубы со свободно колеблющимся и!р Ом ежуточ н ы м у!ро!вием вс!ды до!сти!гается мак!Ои!иалыная с!те!пень,стабил!Изаци!и колебаи!ий заоо!рпной во!ды и мHIk!ikk>ltB.lb!HOe время (не более 2,5 мин) запазды!в!а!н!Ия,показа!н!НЙ осадкомера при мпновенном !изме!не!нии осадк!и судна.

Эпи две хар!а!ктеристи!ии обеспечивают!ся подбором соо т!Ноше!н!ИЙ диа!мет!ров:н апо!рной и измери!тельной труб и диамет!ров отверст!Ий диафрагм,соотвегст!вующих двмп!феров.

Демп!фар оосто!ит из NoipHI)са 12 с фланцвм (см. фиг. 2), к которому при!варены дырчатая груба 18 и спуск!н!Ой штуцер 14; крышки 15 с фланцем, к кото!рой п!ри!варен штуце!р 16; двух одинаковых ко!ническ!лх диафрагм 17 с малыми от верстиям!4 а; трех рези!НО!вых кольцевых уплотвительных прокладок 18,и соединительllblx болтов 19. К т!рубе 18 приварены пр!иемный штуцер 20 !и штуцер 21 с гайкой-заглушкой 22 для устано!вкн и выемки сетчатс!по фильт!ра 28. С помощью пр!Иемного штуцера 20 демпфер присоеди!няепся к п!р!иемным трубо!и!ро!водам с|и!с!темы осадкоме!ра, а с и!омощью штуцера 1б — к на!порному трубоп!роводу (для дехьпфера первой ступе!ни) нли ,измерительному (для двмпфера второй ступени).

Через штуцер 20 вода,из п!р!Иемного т!рубопровода поступает,B трубу 13, из которой, 5

l5 о

25 зо

45 50

4 и!ройдя через сетчатый фильтр 28 и отBC!pcTIHkk дырчатой т рубы, попадает IBo внут!ренино":о и!олость Б и зап!оляяет ее. Отстой воды нз нижней части полости Б может быть удален из дем!пфе!ра через сп!ускной штуцер 14. Да1ее !вода пад дей!станем !внешнего напора проход!ит через отверстия а двух диафрагм 17 и штуцер 16 в !на!пор!ный или !измор!Ителыный! трубопрсвод.

Принцип работы,демпфера заключается в следующем.

Обе диафрагмы 17 прап!у!скают поперемепHо .в обе сто!роны небольшое колнчеспво ж!Ид-! кост!И,,иото!ро е создает:в изме!рителыиой т!рубе небольш!Ие колебания у!равня при 0TIHocikkTe;Ibно малых и!ериодаx и большиx амплитудаx колебаний забо!рт!Иой воды. Для неп!реры!в!!!о,го п!роп!уок!аHIM ж!идкос!тн в обе стороны и ,и!редопвраще !!Ня капил.1я!р!но!сти диамет!р от-! верстий iH толщ!и!на с!Тен!Ок диафрагмы iBblop3ны одина!ко!вым,и.

Изме!рителыная т!руюа состо!и!т нз вн!уПрвнаей трубы 24 (см- ф!иг. 3) квадратного сече-! н!и я, с!в арво и ио!н|струе!Цн!и с llipiH BB p elHiH bl м и к ней дн!ищем 25 со штуцером 26 и к!рышкой ?7 со шгуцеро!м 28; ультраз!вуко!вых датчиков 29; соединительных пр!о!в!о!дов 80, которые в !Верхней части трубы собраны в жгуты 31, 32 (!Ом. ф!и!г. 4) для соеди!нения с к!абелями; на.ружной прубы 33 к!руглого !се !ен!ия, которая после сборки воех деталей при!варивается к дн!Ищу 25 .и к!рышке 27.

Ультраз!вук!Овые датчики состоят,из д!вух соо!с!но:раоположе!н!Ны|х пыезопласти!н, установле!нных п!о всей высо те !изме!р!Нтельной т!рубы через ра!вные,про!межупк!и с шагом, равным требуемой точно!спи заме!ра у!рс!вня жигдксс ти.

Для уме!ньшвн!Ия шага и, следовательно, по-! вышения точ!ности замера датчики раси!оложены IHB âñåkx четырех дранях трубы с разво-! ротом IHx осей на 90 по отношен!Ню одна к д!рутой.

Для кораблей и судов всех пи!по|в и назначений goicTBTooeiH шаг 20 .Ил, что обеспечивает необходимую точ!ность замера cicадк!и и

OBРЕДЕЛЕНИЯ IBОДС!И!ЗМЕЩЕН!ИЯ, Вода из демпфера 7 второй ступени через штуцер 26 !поступае!т в,поло!сть В внутренней трубы 24 и oбразуст iB ней уровень, ссответст!в!ующий осадке судна.

Принцип действия ультраз!вукс!во!! части осадкоме!ра со" pclki!T,B .следующем.

Каждая !пар!а расположенных о1дин прот!ив другого;датчиков 29 со!стоит;из двух пьезоилаcTIHH, одна из котoipblx являет!ся излучателем ультразвуковых колеба!н!ий,,а д!ругая— г!рием!!!и!ком. На ультраз вукс!вые,да!тч!и!ки подают!ся радиочастот!ные .колебания,с частотой, б.1изк ОЙ K:резона!Нс!НОЙ ча!с по!тeе:iпьезоп!1B!BTèны. С пр!Ивм!ных пьезопластин колебания постулают на ш!и!роко!полсеный увил!итель и далее — на .и!н!д!Ика!тор!!!се устройство (на чертеже не показано).

При отцу!тствии жидкости в трубе 24 акуст!Иче!ск!Ий т!ракт каждой пары п!ротнвополож320404

10 ию раоположен ных датчиков разомкнут, так как вследствие большой разноспи акуютических соп1рот и вл епий м ет.алла стенки (РС=7,9 5,52 10 =490 . 10 ) н воздуха (РС= 0,00129 3,31 104=42) ульт р азьуковые колебаппия прихсдят к п1риемнику сильно осл абленными (наьпнюго больше коэффициента усиления усилителя), и Illa .>пндикаторное уст,рой ство сигнал не поступает.

Пр и за пол|нен ии водой ппро ст1ра нспва между двумя .п ропивополо>к но IpBIQTIоложенньпми да1тч икам1и ульпраавуковая вол на форм и рует ся пьезопспаспиной- изтучателем, п1роходит через стенку трубы 24, через IB!okav, через п рот и1вюпоIo?k0Hóþ станку этой трубы и попадает на пьезопла оти ну;п р ием1н ик. Затем через уоилитель на IHkrlpHkca!TOIpHoe успройс.пво ппоотупает сипнал, OB!Hgе тельствуrorrr!HH î Ha.nIHHIHIH >к идкост и н,а у рювне установии э пих датчиков.

По ме1ре доспи же н ия жHpkolcòbþ уров|ня установки выше ра с1положенных пар датчиков на индикато1р ное уотройспво автоматически пoGTу1пают соопветствующие cIHI!Hалы.

При у ро вне жидкости в .измерительной трубе ппиже места у1ста но вки тех IH;IIH HIHblkx

На!р датчиков rrporraaa!HIHe оипнала на:вы,ходе oTp!oHcTIBB аз начае т отсупотвие жидкости на уровняx IHx у ста новии.

Наличие в воде l! oIGT opQIHIHIHx п римеоей заг ряз нений,,изменения соленостями во ды и других ее физических па рамепров,п ри водит к ослаблению передачи ультразвукавых колебаний не более че.м,в 3 — 4 раза. В:то же время ульПраз вуковые датчики имеют значительно больший зал а с пю дина мичаскому диа1пазо ну чув "pBIHTåëb!íàoTIH, п ревышающий максимальну|о;величджпу снслаблен ия в 10 — 20 раз

Для уме1ньшеа1ия оипиала помехи, идущеВо ппо кор1п у су квадратной трубы, и, следователыю, увеличения pHIHаяиче скопо диапазона чувствительности датчика .проспраппство между в нупрен ней трубой 24 и наружной 88 через отверстия б заполняется эласпичным компау!ндом, кoITо рый де мпф ирует сипнал, прюходящий пю металлу, сяи>кая его у,рювень.

Уменьшение помех оюе1опеч и вается также нал ич ием угловьпх сва р ных шво1в, соединяющих плоские пппаспины внутрен ней 11рубы.

Высокая надежность и дол говеч ность,датг >0

33

6 чик а дости гаечея применением набора пьезопласт1и н т ипа ЦТС-19, обеспечивающих темпе ратурный диапазон +.250 С, в то время как рвалыные температуры воды нс выходят за пределы on — 4 до +50 С.

Зал1кпвка пюлюспи,между трубами 24 н 38 эласт ич ным компаундом делает датчики вибростой к ими, с поообнымя1 выдаржппвать ударные нагрузки до 1000 g .

Предмет изобретения

1. Корабельный диста1пц ио1пцыш осадкомер, оодержащ ий неприемный патрубок в пюд воднюй ча cTIH судна, соединенный через дем пферы с измерительной т рубюй, !на которой,cTBIHokBлсны да тчппии гл уби ны;пжружания, связанные с пюказьпваюцпим лрибором на посту управления, отличаюи1ийся тем, что, с целью увеличения падежност1и и точности по«азан»й ооадкомора, иэмерителыная труба выполнена нз наружной трубы и в нут1ренней трубы квадрапного сечения, à íà HkpoTIH!BOHoложных гранях прубы на уровнях соответствующих отметок в переделах замеряемю го диапазона о садок укрелле ны ульт,развуко вые датчики, включающие каждый сооано раоположе нные на противоположных гранях т рубы пьезо пластины, л|р ичем одна из них подключена к источнику колеба н ий, а другая через шнрок|ополо|оный усилитель, распюложенный !B npoIcTранстве между на руж ной и внутрсппней трубами, заполненном звукопоглощающим материалом, соединена с п|оказывающим прибором.

2. Осадкомер пю п. 1, отличаюш,ийся тем, что, с целью уменьшения влияния волнояия на rrloIKBBBIHIHIH oñaäêo!ìåðà, приемный патруоок через,де мпфер соединен с напорной т|рубюй, союбщающейся с атмосферой, а,напор ная труоа через второй демпфер соедппнена с .изме рительной:трубой, коPo!parr так>ке сообщается с ат м ос ф|ер ой.

3. Осадкомер по и. 1, отличающийся тем, что демпфе р выпюлHBH с трубчатым фильтром и двумя кюническими диафрагмами с отве|рст иями, д иамеспр которых составляет не более /Ikl диаметров напорной и измерительной труб.

320404

Фиг 4

Ри 3

Составитель Е. Г, Охотников

Редактор В. П. Борисова Техред А. A. Камышникова Корректор Н. Шевченко

Заказ 6481 Изд. ¹ 1598 Тираж 473 11одписиос

ЦНИИПИ Комитета по дотам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-85, Раугиская иаб., д. 4/5

Загорская типография