Подводный гидробарометрический нивелир
Иллюстрации
Реферат
! °
} е
1 ." -" } С r:e". . !
} i }
ОП ИС"А Н ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<»> 777420!,, !
Союз Советских
- Социалистичесйих
Реслублик
° Ю
}. . }
° 1 (61) Дополнительное к авт! свид-ву— (22) Заявлено 26.01.79 (21) 2717784/18-10 (51)М.Кл G 01 С 5/06
G 01 С 5/04. 3= = I, Государственный комитет
СССР с присое}динением заявки—
I, (23) Приори1ет—
/ (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 528.541 (088.8) ло делам изобретений, и открытий! (45) Дата опубликования оп}нсания 21.11.80 (72),Автор изобретен}ия
° В. В. Соколов!
f I
Всесоюзный научно-исследовательснйй институт транспортного строительства
}! (71) Заявитель е l е
N!
\ } (54) ПОДВОДНЫЙ ГИДР
НИВЕ
l! }
О БАРОМ ЕТР 1 ЧЕСКИ Й
ЛИР ! .. !} ., !,.
Известно также устройство для подводното нивелирования, состоящее из нивелирной рейки с грузом и 1топлавко4, на которой посредством винта укреплен измерительный блок,, выполненный в виде воздушного дифI ференциального манометра, установленного на каретке (2).
Манометр содержит три ка}меры: рабочую, компенсационную и камеру для демттфирования. Рабочая камера и камера демпфера соединены между собой прозрачной капиллярной трубкой, снабженйой мерной линейкой. Демпфирующая камера сообщается с окружающей средой через отверстие, проходное сечение катар}ого регулируется винтом. Между рабочей и компенсационной камерой, объем ко}горой изменяется с .по- мощью штока, установлен разобщительный краник.
Укрепив измерительный блок; водолаз сч}}т}ывает показания на нивелирной рейке.
С помощью разобщительного краника и штока устанавливает мениск в капиллярной тру}}}ке на нулевое, деление мерной линейки, В случае неустойчивого положения уровня в, каг(илляре регулирует демпферное отверстие. Для ойределения превышений устройство переносится с реперной точки на любую измеряемую. Перемещением индикаторного блока по рейке добивается нулевого с ! ° ! ° . .. e ; ;..
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использо- вано,для нивелирования при страительстве, и эксплуатации подводной части гидротехнических сооружений.
Известен подводный гидростатический нивелир, состоящий из соединенных гибким шлангом двух стеклянных трубок, заполненных ртутью или другой жидкостью. Снятие отсчетов превышений ведется либо йепо- l0 средственно по шкалам на трубках, либо дистанционно, для 1его в трубки встроены электроконтакты. Пространство над жид- костью заполняется воздухом или диэлектриком Верхние концы трубок снабжены 1 эластичными оболочками или соединены между собой такой же гибкой трубкой, заполненной воздухом или легкой диэлектрической жидкостью (1)
Этот нивелир характерна }ется неболь-, шим диапазоном измерений и малой длиной одного хода от реперной точки, что снижает точность измерений для точек, лежащих . на расстоянии больше длины шланга. Кроме того, эксплуатация прибора затруднена его громоздкостью, наличием двух трубок, требующих присутствия двух водолазов и; наконец, наличием шланга, который; цеп-!
: ляясь за выступающие части с}оопужений, мешает выполнять замерь1.
p °
777420
» г
3I г;
4 " положения мениска капилляра, а разность отсчетов по рейке дает превышение между точками. / щ»
Однако отмечается довольно сложная технология измерений и резкое падение чувствительности,измерительного блока,"а следов,ательно, и снижение точности измерений с увеличенем рабочих глубин.
Целью изобретения является" упрощение процесса измерений,и повышение точности.
Указанная цель достигнута тем что в подводном гидростатическом нивелире, содержащем штангу с грузом, поплавок и индикатор горизонта в виде воздушного дифференцйального манометра с рабочей, компенсационной камерами и прозрачной индикаторной трубкой, разобщительным краййком и кареткой, установленной с возможностью перемещения вдоль штанги, индикатор горизонта снабжен гидроусилителем с мягкой вялой мембраной, расположенной ! в верхней части компенсационной камеры,,и подвижным индексом, установленным на индикаторной трубке, а на к»аре»Ъке; yipen- лено устройство для считывания:превышений, выполненное в виде шестеренчато-реечного механизма с цифровым счетчиком
Мембрана защищена с внутренней и c внешней стороны емкости жесткими сферическими перфорированными диафрагмами, ограничивающими ее перемещение при измене, нии давления более допустимой величины и служащими для демпфирования резких скачков давления при работе на небольшой глубине и при волнении. Отношение диаметров индикаторной трубки и гибкой мембраны должно быть более 200. Выравнивание давления в гидроусилителе и рабочей камере- с учетом "температурьг окружающей среды происходит автоматически при открытии пробкового краника воздухом, сжатым водой в компенсационной жесткой камере, без установки уровня жидкости в индикаторной трубке на нуль, а только с фиксацией. этого уровня передвижным индек.сом. Снятие отсчетов превь1шений производится с цифровых счетчиков: под водой— с механического, приводящегося в действие диском со штырьками, установленными по его окружности и входящими в йасверленные но образующей трубчатой "штайге отверстия при перемещении каретки нндикаторагоризонта, а над водой — с электроконтактного, --работающего от замыкателя, сидящего на одной оси с диском механического счетчика.
На фиг. 1 "изображена блок--схема йоодводного гидробарометрического нивелиров»анин; на фиг. 2 — в разрезе штанга и Индикатор горизонта, общий вйд, на фиг . 3— устройство считывания пбказаннй превьйпении; на фиг. 4 — сечение по штанге "и ка ре гке .
Подводный |гидробарбметрйческий нивелип Ииг. 11 состоит из.сбооной штайги 1, I
1 г каретки 2, чувствительного индикатора горизонта 8, устройства считывания превышений под водой 4 и над водой 5.,Верхняя часть штанги (фиг. 2), выполненной в виде толстостенной трубы из лег кого, но прочного некорродирующего мате"риала; заполнена твердым пенопластом б и
< . л закрыта пробкой 7 с кольцом, нижйяя часть
/ штанги выполнена в виде вставного свин8 цового груза 8. По образующей трубчатой штанги через каждый сантиметр просверлены отверстия 9, в которые входят штырьки диска устройства считывания показаний превышений. Для удобства транспортиров15 ки и работы под водой штанга выполнена сборной и в зависимости от предполатаемого перепада высот может собираться из одного элемента,или дополняться аналогичйыми трубчатыми вставками, соединяющи -
20 мися,с помощью .запоров.
Каретка индикатора горизонта представляет собой трубчатую свободно скользящую по штанге обойму; сцентрированную .с ней - с помощью обрезиненных ведущего кольца, 5 .10 и упорных роликов 11 (фиг. 4), установ ленных и отрегулированных в двух уровнях так, чтобы зазор между кареткой и штангой был постоянным и не возникало бы пе- рекосов и заедания каретки., Установка на
ЗO оси маховика 12 ведущего колеса фракционного устройства 18 предохраняет каретку от самопроизвольного перемещения.
Индикатор горизонта, соединенный с кареткой фасонкой 14, выполнен в виде жесткой цилйндрической емкосги 15; в верхней части которой под крышкой lá расположе- на рабочая камера 17, разобщенная от компейсационной камеры 18 пр обювым краном
19, приводимым в,действие ручкой 20.
40 В верхней части компенсационной камеры встроен гидроусилитель, состоящий йз-корпуса 21, заполненного подцвеченной легкой рабочей жидкостью 22 и отделенного от водной среды гибкой вялой мембрано" 28. Для
45 ограничения прогибов мембраны с о6ейх сторон установлены,дырчатые сферические выпукло-вогнутые диафрагмы 24, одновре-менно служащие и для демпфирования со ставляющей от волнения.
s0 Гидроусилитель и рабочая камера соединены тфозрачной индикаторной трубкой
25, уровень жидкости в которой пбмимо цветности подчеркивается поплавком 2б.
Для точной установки йередвиййого индек-
55 са 27 (по поплавку) служит зеркало 28, Ийдикаторйая трубка предохранена от по- вреждений 3ащ»йтным экраном 29 из орг - стекла. В транспортном полоЖении индикаторная трубка» запирается вентилем 80.
60 В нижней части компенсационной камеры засверлено входное отверстие 81 и установлены конусные диафрагмы 82 с впускными калиброванными отверстиями в вершинах и сливнцй»й отверстиями по краям. Конус65 йость диаФрагм предотвращает образоваI с
777420 у
l ние воздушных подушек при проходе воды в компенсационную камеру.
Устройство считывания йоказаний превышений под водой, закрепленное на каретке, выполнено в виде шестеренчато-реечного механизма (фиг 3), содержащего диск 88, по окружности которого закреплены штырьки 84 таким образом, чтобы они входили в отверстия штанги 1. Счетчик 85 с цифровым табло согласуется с диаметром диска так, чтобы отсчеты превышений можно было брать с точностью до миллиметра. Установка счетчика на нуль производится ручкой сброса отсчетов 86.
Для передачи отсчетов из-под воды на поверхность на одной оси с цифровым счетчиком закреплено электроконтактное устройство 87, связанное кабелем 88 с находящимся на поверхности электроимпульсным счетчиком 5 (фиг. 1).
Устройство работает следующим обра -. зом.
Водолаз, установив подпятник на реперную точку, за маховик 12 передвигает индикатор горизонта в среднее положение штанги. Открыв краник 19, автоматически выравнивает давление в камерах,17 и 18.
После стабилизации уровня в индикаторной трубке 25 фиксирует его индексом 27 и закрывает краник 19. Поворотом ручки 86 сбрасывает показания в счетчиках 85 и 5 на нуль-нивелир готов к работе.
: Установив подпятник на любую измеряемую точку, водолаз перемещает ручкой 12 индикатор горизонта вверх или вниз до тех пор, пока уровень жидкости в индикаторной трубке не совпадает с индексом 27. Отметка измеряемой точки считывается под водой водолазом по цифровому счетчику 85, и над водой — оператором по счетчику- 5, Если перепад высот измеряемых точек больше длины штанги, то не меняя установку нуля индикатора горизонта, штангу можно наращивать аналогичными вставками из набора комплекта штанг. Наличие гидроусилителя повышает чувствительность индикатора-торизонта и следовательно точность измерений, Сферические перфорированные диафрагмы снимают заботу о возможных повреждениях мягкой . мембраны при резком:изменении глубины.
6 I
Наличие компенсационной камеры, давле,ние в которой регулируется автоматически — давлением внешней среды, исключает из технологии лишнюю ненужную операцию. Вместо длительной операции «установки нуля» по шкале индикаторной капиллярной трубки осуществляется очень простая установка индекса по уровню жидкости в стеклянной трубке Цифровые счетчики со сбросом начальных показаний на «нуль» позволяют вести кОнтроЛь отметок превышений не только под водой, но и над водой, исключив необходимость счи;тывания первого реперного отсчета и после15 дующих вычислений разности ; кроме того, отпадает необходимость поддержания в хорош м состоянии все время стирающихся дел ений на рейке. Сборность штанги улучшает эксплуатационные качества под2О водного гидробарометрического нивелира.
Формула изобретения
2г Подводный .гидробарометрический нивелир, содержащий штангу с грузом и поплавком, индикатор, горизонта в виде воздушного дифференциального манометра с рабочей, компейсационной камерамй:и прозрачной индикаторной трубкой, разобщительного краника и каретки, установленной с возможностью перемещения вдоль штанги, о тл ич а ющ,ийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повышения точности, индикатор горизонта снабжен гидроусилителем с мягкой вялой мембраной, расположенным в верхней части компенсационной камеры,,и подвижным индексом, установленным на индикаторной трубке, а
4в на каретке укреплено устройство для считывания превышении, выполненное в виде шестеренчато-реечного мехайизма, соединенного с цифровым счетчиком.
4 Источники информации принятые во внимание при эксперТизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 295975, кл. G О1 С 9/02, 19.05.69.
2. Авторское свидетельство СССР .
60 № 4448349, кл. G 01 С 9/02, 07.02.73 (прото- . тип). ь! ь «, 777420 ";
1 ьъ ..! с
«-! ..ь
f ь 1
/ ь I
\ ь !
1/ =.. /. ///Ь ь (!
1 т ь ь ° !;
-. . I
"IЬ
:-1
1 . ;,1„ . Ф.ЮМА;:Ф-. - .. 3 ь»
/
1:
/1 (1
" !ь ! ь .-1-.-.
\ !
1!.1 /
Ё/ ь»:ь,ь,ь;ьььь»3!ььже ы»«.; .
Ж .. ю" (ф:, — 1
° =--4 - -,"" --,-, „;., ..../ ь, - - 7 =- ь
l !
Ф-, :
5 ! ь
IЬ (. I
I (! .. 1 - .. !Л ..—.- --,-(1--;ффффф.;:,Л, !
1 -. -.;ы .-- " (РЪ:;;::
«
-Ь фмй 41ььВМЬЬ+ 4м Ф ь»: ".ыФВйй :@ %11»1
«»» .
I
1 !.
- .:",!
777420
I, !;. .
«i
I ),1 I!, I.г
1 .I
I«
Осиповская
Подписное и открытий
I, Тип. Харьк. фил. йред. ИЧатейт» ! I
Yf+- " ! !»,: * .,; .1
Ъ!!!-./!-- - -.:,=., - :. ., . :;. :. !,, ! l
Il
1 ! !
I ,":" 4:-.! Ь, 1:.:,, !
Составитель . Колю акимка
Редактор« О. Филиппова Техред А. Камьпнникова Корректор И.
Заказ 1477/1475 1!зд. М 544 " . Т«йражЪ!о "
НПО <Поиск> Государствейното комитета СССР по д«е!1ам изобретений
113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5