Устройство для замера расходов жидкости в водосливах

Устройство для замера расходов жидкости в водосливах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42 е, 23„

Ж 55478

ОПИСАНИЕ И ЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро последующей регистрации изобретений Госплана при СНК СССР

П. П. Уткин

Устройство для замера расходов жидкости в во @ЖИЗИх1;

I I =- 1.

Заявлено 31 марта 1937 года в НК3еМ за И, 331.

Опубликовано 31 августа 1939 года.

Предлагаемое изобретение ставит целью удовлетворение потребности в приборах для учета поливной воды в районах, пользующихся искусственным орошением сельскохозяйственных и технических культур.

Эта потребность может быть удовлетворена вообще водомером, измеряющим расходы на ответвлении части потока при помощи, например, лопастного колеса, вращающегося под действием потока жидкости и снабженного лотком для приема жидкости.

Но обычно учет поливной воды производится следующим образом.

Устанавливается на канале в нужной точке водослив Чиполетти или Томсона или же створный гидрометрический пост для вертушечных измерений, и три раза в сутки производится измерение расхода воды, проходящей через эту точку канала.

Такой метод, однако, явно неудовлетворителен.

Предлагаемый водомер действует непрерывно и дает непосредственные показания расхода воды на счетчике какого-либо известного устройства. Для этого в нем применен диск, вращающийся силой струи жидкости и снабженный лотком для приема жидкости, аналогично тому, как это делается в устройствах для отбора проб жидкостей.

Однако, в таких устройствах изменение количества протекающей жидкости вызывает изменение скорости вращения диска, причем эту скорость можно менять, изменяя наклон лопаток.

В предлагаемом устройстве скорость вращения диска поддерживается постоянной, для чего струя воды, приводящая его в движение, подается из отдельного резервуарчика, в котором поддерживается постоянный уровень воды. Струя же воды, по аводимая к устройству с целью замера расхода через отверстие в водосливе в зависимости от напора, падает на радиально расположенный лоток тем ближе к центру диска, чем больше напор воды. Поэтому, при постоянном числе оборотов диска, количество собираемой жидкости зависит как от дальности вылета струи, так и от скорости ее истечения.

С другой стороны известно, что если построить кривые зависимости расхода воды от напора для открытого водослива и для отверстия в его стенке, откладывая по оси ординат напоры, а по оси абсцисс расходы воды, то кривая расхода для водослива будет обращена выпуклостью кверху (сплошная линия на фиг. 1 чертежа), кривая же для отверстия— выпуклостью книзу (пунктирная линия на фиг. 1 чертежа). Таким образом, чтобы получить прямолинейную зависимость между расходами воды через водослив и через круглое отверстие, необходимо учитывать не всю воду, проходящую через отверстие, а только ее часть, тем большую, чем больше напор воды над порогом водослива и отверстием.

Все эти моменты должны быть учтены в приборе таким образом, чтобы он, несмотря на подачу к нему воды через отверстие в щите, давал действительный расход жидкости в водосливе при любом изменении напора.

Для этого в устройстве для замера расходов жидкости в водосливах с применением диска, вращаемого струей жидкости и снабженного, как указано выше, лотком для приема жидкости, согласно изобретению, лотку придается такая форма, чтобы количество жидкости, собираемое им в момент пересечения струи, находилось в заранее подобранной зависимости от дальности вылета струи, опреде яемой напором в водосливе, имеющем место в данный момент.

На ертеже фиг. 1 изображает диаграмму зависимости расхода воды от нап .ра для водослива Чиполетти и для круглого отверстия в щите водослппа, о которой сказано выше; фиг. 2--- разрез устройства, согласно изобре ению, по линии АВ фиг. 2; фиг. 3 — зид устройства в плане.

Из уснокоителя водослива вода через с ьемный отрезок трубки 1, входно. отверстие которой защищено сетко,"1, подается в прибор через два о;ерстия, Через одно из них по сте,.i. ÿ::ííîé трубке 2 вода попадает .осредственно на лоток 6 прибо1„ . а через второе — в открытый сн гху плоский резервуарчик 3, в кот ом уровень воды остается все вр" я постоянным и, из которого по горизонтальной трубке 4, направленной под углом к радиусу диска 5, вода вытекает наружу, своим ударом заставляя вращаться диск 5 с постоянной скоростью, так как напор над трубкой 4 ограничивается верхним открытым краем резервуара 3, сбрасывающим излишнюю входящую В него воду. При вращении диска 5 на своей оси, в лоток б, монтированный на диске 5, попадает такая часть воды, поступающей по трубке 2, какую часть окружности составляет ширина лотка в месте пересечения с ним падающей струи воды. Так как отлет струи воды от устья трубки 2 зависит от скорости истечения и будет тем больше, чем больше напор воды над трубкой, то при малых напорах воды струя ее из трубки 2 будет падать на более близкий к трубке край лотка б, а при возрастании напора она будет все более приближаться к оси диска 5. Из лотка б через отверстие 7 вода по падает в сосуд 8, в котором укреплен плоский сифон 9, нижний конец которого выходит наружу и постоянно заливается водой, падающей с диска 5. Как только сосуд 8 напол нится, сифон 9 сбрасывает воду в открытый сверху резервуарчик 10, прикрепленный к наклонно поставленной оси. Под тяжестью воды резервуарчик поворачивается в сторону, указанную стрелкой, и прикрепленная к той же оси пружина 11 поворачивает на один зубец колесо счетчика 12. Когда вода из резервуарчика 10 выльется через отверстие 13 в его дне, свинцовый грузик 14 заставляет его возвратиться на прежнее место.

Таким образом, прибор учитывает только ту воду, которая попадает на лоток 6.

При постоянной величине площади отверстия 2, изменение расхода воды через последнее зависит от изменения скорости ее истечения, а в зависимости от скорости истечения струя воды падает на лоток б на различных расстояниях от отверстия 2. Но так как учитывается только вода, попадающая на лоток б, то ширина последнего в том месте, куда падает струя, должна составлять такую часть длины окружности, описываемой этой частью лотка вокруг оси, какую часть расхода воды из отверстия 2 нужно учесть, что совершенно свободно может быть достигнуто приданием лотку б соответствующей конфигурации.

На фиг. 1 показаны две кривые зависимости расхода Q от напора Н.

Из них верхняя кривая показывает эту зависимость для водослива Чиполетти, а нижняя — для круглого отверстия 2 в щите диаметром 0,4см.

Если задаться, например, целью так учитывать поступающую через отверстие 2 воду, чтобы каждому прошедшему через водослив 1 л соответствовало 0,4 см учтенной воды и чтобы это соотношение сохранялось при любом Н воды над порогом водослива, то при емкости сосуда 8 около 400 см каждое опорожнение его сифоном будет соответствовать 1 м воды, прошедшему через водослив. Но чтобы указанное выше соотношение сохранялось при любом Н, необходимо поступление воды в сосуд 8 регулировать так, чтобы объем учитываемой воды зависел от Н по верхней кривой, а не по нижней. С этой целью, при каждом данном Н должна учитываться только соответствующая часть поступающей через отверстие 2 в прибор воды. Например, при Н=2 см, вместо поступающих 5,3 смз сек нужно учесть 1,07 см /сек или и 4,"=5 раз меньше; при Н = 8 сл, вместо 11,94 с,и /сек., — 8,43 см,cere. или в 1,42разаменьше.Для этоголотку б придано очертание, показанное на фиг. 2.

Предмет изобретения.

1. Устройство для замера расходов жидкости в водосливах с применением диска, вращаемого силой струи жидкости и снабженного лотком для приема жидкости, отличающееся тем, что лотку б придана такая форма, чтобы количество жидкости, собираемое им в момент пересечения струи, вытекающей из отверстия 2, находилось в заранее подобранной зависимости от дальности вылета струи, определяемой напором в водосливе, имеющем место в данный момент.

2. В устройстве по п. 1 применение мерного сосуда 8 для собирания жидкости, вытекающей из лотка б через отверстие 7.

3. В устройстве по пп. 1, 2 при-! менение сифона 9 для опоражнивания мерного сосуда 8.

4. В устройстве по пп. 1, 2, 3 применение сосуда 10 с отверстиями 18, укрепленного на наклонной оси, снабженной противовесом 14, и предназначенного для пропускания воды, выкачиваемой сифоном 9 из мерного сосуда 8, с целью учета ее количества счетчиком 12, приводимым в действие при каждом повороте сосуда 10, осуществляемом под влиянием попадающей в него из сосуда 8 воды.