Гидростатический нивелир

 

1. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ШВЕЛИР, содержавши две измерительные головки, снабженные подпятниками для установки на пункты нивелщ ования и измерительными трубками, сообщающимися между собой посредством собдинятеяьного шланга и заполнеинымя рабочей жидкостью , о т л и ч а-ю щ и и с я тем, что, с «елью повьвпения точйости измерений и удобства эксплуата1Ц1И путем :запоминания положений уровня рабочей ; жидкости в измерительных трубках в мсмент измерения, каддая измерительная головка снабжена запоминаюврти трубками и механизмом последовательного подключения запоминающих трубок к измерительной трубке, причем механизмы последовательного подключения запоминающих трубок обеих измерительных головок синхронно связаны между собой единой цепью управления. 2.Нивелир, по п. 1, о т л ичающийся тем, что запоминающие трубки закреплены на введенном роторе, установленном с возможностью вращения вокруг измерительной трубки. 3.Нивелир по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что механизм последовательного подкгаочения запоми- 3 нающих трубок выполнен в виде дугообразно изогнутого электромагнита, установленного в кольцевом зазоре между измерительной и запоминанодши трубками, причем катушка электромагнита жестко скреплена с измерительной трубкой, а якорь снабжен шарнйрно прикрепленным к нему подпружиненным упором, установленным с возможностью СД взадаюдействия с каждой из запоминающнх трубок.. 4«k сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) G О1 С 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3548031/24-10 (22) 02.02.83 (46) 15.04.85. Бюл. У 14 (72) Л.Ф. Златоверховников, С.В. Грудин и М.Е. Куклин (53) 528.541(088.8) (56) 1. Васютинский И.Ю. Гидростатическое нивелирование. М., "Недра", 1976 с. 131-132.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 126620> кл. С 01 С 5/04þ 1959 (прототип). (54)(57) 1, ГИДРОСТАТИЧЕСККЙ Ш1ВЕЛИР, содержащий две измерительные головки, снабженные . одпятниками для установки на пункты-нивелирования и измерительными трубкамн, сообщающимися между собой посредством соединительного шланга и эааолненнымн рабочей жидкостью, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения точности изме, рений и удобства эксплуатации путем

:запоминания положений уровня рабочей жидкости в измерительных трубках в момент измерения, каждая измерительная головка снабжена запоминающими

„„SU„„1150475 А трубками и механизмом последовательного подключения запоминающих трубок к измерительной трубке, причем механизмы последовательного подключения запоминающих трубок обеих измерительных головок синхронно связаны между собой единой цепью управления.

2. Нивелир, по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что запоминающие трубки закреплены на введенном роторе, установленном с возможностью вращения вокруг измерительной трубки.

3. Нивелир по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что механизм последовательного подключения запоми» нающих трубок выполнен в виде дугообразно изогнутого электромагнита, установленного в кольцевом зазоре между измерительной и запоминающими трубками, причем катушка электромагнита жестко скреплена с измерительной трубкой, а якорь снабжен шарнирно прикрепленным к нему подпружиненным упором, установленным с возможностью взаимодействия с каждой из запоминающих трубок.

1150475

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для гидростатического нивелирования и может быть использовано при выверке подкрановых путей, монтаже конвейеров большой протяженности, направляющих автоматических линий и т.д.

Известен гидростатический нивелир с дистанционным получением информа,ции без присутствия исполнителя на 1О контролируемых точках. Нивелир состоит из опорной головки (основного сосуда), располагающейся в доступном для наблюдателя месте, и нескольких измерительных головок, устанавливаемых стационарно в разных точках объекта, например в теле плотины, и соединенных шлангами с опорной головкой. Каждое шланговое соединение, ведущее z измерительным головкам, снабжено краном Г13.

Недостаток указанного гидростатического нивелира состоит в его стационарности, что не позволяет использовать такой нивелир в усло- д виях быстроизменяющейся обстановки, например при нивелировании подкрановых путей в процессе их эксплуатации, строящихся сооружений, монтируемых установок и металлоконструкций и

Т,П.

Наиболее близким к предлагаемому по, технической сущности и достигаемому результату является гидростатический нивелир, имеющий две перестав35 ные измерительные головки, каждая из которых снабжена подпятником и измерительной трубкой (2}.

Недостатком гидростатического нивелира такого типа является то, 4О что при установке измерительных головок в стесненных условиях„ труднодоступных местах, например в углублениях, а, также на высоте, превышающей человеческий рост, при недостаточной освещенности рабочего места и т.п. возникают ошибки при считывании показаний измерительных головок вследствие визуального искажения действительного положения уровня ® рабочей жидкости. Кроме того, при наблюдении за осадками возникают погрешности измерений иэ-за неодновременности считывания показаний разных измерительных головок. Особенно увеличиваются погрешности измерений при значительном расстоянии между пунктами нивелирования, когда возрастает вероятность неодновременности считывания показаний измерительных головок

Неудобство эксплуатации гидростатического нивелира проявляется в том, что для обеспечения считывания показаний измерительных головок необходимо производить подготовительные работы по обеспечению свободного доступа к пунктам нивелирования и организации освещения. Для эксплуатации гидростатического нивелира требуется большое количество обслуживающего персонала. Так, например, в случаях, когда пункты нивелирования имеют малые геометрические размеры и измерительные головки необходимо удерживать на пунктах вручную, требуется как минимум три человека, E из которых двое удерживают измерительные головки в вертикальном положении по уровням, а третий снимает с них показания. При условии одновременности снятия показаний с обеих измерительных головок требуется уже четыре человека.

Цель изобретения — повышение точ-.- ; ности измерений и удобства эксплуатации путем запоминания положений уровня рабочей жидкости в измерительных трубках в момент измерения.

Для достижения поставленнои цели в гидростатическом нивелире, содержащем две измерительные головки, снабженные подпятниками для установки . на пункты нивелирования и измерительными трубками, сообщающимися между собой посредством соединительного шланга и заполненными рабочей жид" костью, каждая измерительная головка снабжена запоминающими трубками и

r механизмом последовательного подключения запоминающих трубок к измери тельной трубке, причем механизмы последовательного подключения запоминающих трубок обеих измерительных головок синхронно связаны между собой единой цепью управления.

Такая конструкция предлагаемого гидростатического нивелира создает возможность многократного запоминания показаний измерительных трубок и получения показаний после того, как измерительные головки нивелира сняты с пунктов нивелирования. Это позволяет производить несколько операций нивелирования без записи показаний. Запись показаний может

3 производиться позднее в удобных, например в камеральных, условиях, что обеспечивает высокую точность измерений.

Запоминающие трубки закреплены на роторе, установленном с возможностью вращения вокруг измерительной трубки, что упрощает подключение запоминающих трубок к измерительной трубке и обеспечивает компактность компоновки эле- 1р ментов измерительной головки.

Механизм последовательного подключения запоминающих трубок выполнен в виде дугообразно изогнутого электромагнита, который установлен в кольце- 15 вом зазоре между измерительной и запоминающими трубками, причем катушка электромагнита жестко скреплена с измерительной трубкой, а якорь снабжен шарнирно прикрепленным к нему подпру- 2б жиненным упором, установленным с возможностью взаимодействия с каждой из запоминающих трубок.

Такое выполнение механизма последовательного подключения запоминающих 25 трубок обеспечивает возможность синхронного управления этими механизмами на обеих измерительных головках.

Электромагнит размещен в наиболее защищенном от возможного повреждения месте. Использование шарнирного под" пружиненного упора обеспечивает простоту и надежность передачи импульса движения от электромагнита к ротору.

Каждая измерительная головка снабжена затвором для подключения изме35 рительной трубки одновременно ко всем запоминающим трубкам. Затвор позволяет ускорить подготовку нивелира к измерениям посредством быст40 рого выравнивания начальных уровней жидкости во всех трубках.

115047

На фиг. 1 изображен гидростатический нивелир, общий вид; на фиг.2измерительная головка, продольный 45 разрез; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг..2 при отключенном от источника тока электромагните; на фиг. 5 — то же, при включенном электромагните; 56 на фиг.б - то же, при возврате, якоря .электромагнита в исходное положение в момент отключения электромагнита от источника тока; на фиг.7 — электрическая схема гидростатического 55 нивелира.

Гидростатический нивелир содержит измерительные головки 1 и 2, каждая

5 4 из которых имеет измерительную трубку 3 и ротор 4, установленный с возможностью вращения вокруг измерительной трубки 3 и состоящий из восьми стеклянных запоминающих трубок

5, верхнего 6 и нижнего 7 фланцев.

На каждой запоминающей трубке 5 имеется шкала (не показана) для отсчета уровня рабочей жидкости.Измерительные трубки 3 обеих измерительных головок 1 и 2 сообщаются между собой посредством соединительного шланга 8. Каждая измерительная головка 1 и 2 снабжена телескопической стойкой 9, скрепленной с измерительной, трубкой 3 и подпятником 10 для установки измерительной головки

1 или 2 на пункт нивелирования. С измерительной трубкой 3 склеены муфта 11, имеющая резьбу для скрепления со стойкой 9, и концевик 12.

Муфта 11 одновременно выполняет роль затвора.

В концевике 12 выполнено отверстие 13 для последовательного соединения воздушной полости измерительной трубки 3 с каналами 14, каждый из которых сообщается с воздушной полостью одной из запоминающих трубок

5. Кроме того, в концевике 12 имеется ряд отверстий 15 по числу запоминающих трубок для соединения воздушной полости измерительной трубки 3 одновременно со всеми запоминающими трубками 5 через каналы 16. На концевик 12 насажен вялый сильфон 17, защищенный снаружи перфорированным ,кожухом 18, на котором закреплен круглый уровень 19.

В верхнем конце стойки 9 выполнено отверстие 20 для последовательного сообщения рабочей полости измерительной трубки 3 с каждой из запоминающих трубок 5 через каналы 21.

Кроме того, имеется ряд отверстий 22 по числу запоминающих трубок для соединения рабочей полости измерительной трубки 3 одновременно со всеми запоминающими трубками 5 через каналы 23„ перекрываемые муфтой 11.

В нижнем фланце 7 установлен фиксатор 24 для фиксирования ротора относительно стойки 9 и измерительной трубки 3.

В кольцевом зазоре между измерительной 3 и запоминающими 5 трубками установлен механизм последовательного подключения запоминающих трубок 5, 1150475 состоящий из дугообразно изогнутой электромагнитной катушки 25 с направляющей трубкой 26 и якоря 27 с прикрепленным к нему толкателем 28.

На конце толкателя 28 закреплен по- S воротный упор 29, подпружиненный пружиной 30, и неподвижный упор 31.

Якорь 27 прикреплен к направляющей трубке 26 пружиной 32.

Для питания электромагнитных катушек 25 служит источник 33 питания, закрепленный на стойке 9 и присоеди.ненный к катушкам электрическим проводом 34 через замыкающие кнопки 35.

Гидростатический нивелир работает следующим образом.

Перед началом работы производят регулировку нивелира, Для этого обе головки 1 и 2 устанавливают в вертикальном положении с помощью круглых уровней 19 на одной горизонтальной плоскости. Вращением измерительной трубки за кожух 18 свинчивают ее вместе с муфтой 11 со стойки 9, открывая тем самым все каналы 23 для сообщения с полостью измерительной трубки

3 через отверстия 22 и одновременно открывая все каналы 16 для сообщения с отверстиями 15. Рабочая жидкость, налитая в измерительные 3 и запоминающие 5 трубки, и находящийся в них воздух получают возможность свободного перетекания по открытым каналам. Происходит выравнивание уров- 3s ней рабочей жид <ости во всех измери- . тельных 3 и запоминающих 5 трубках.

Регулированием количества рабочей жидкости доводя ee средний уровень до отметки, расположенной на середи- ® не запоминающих трубок 5, после чего измерительные трубки д опускают. При этом муфта 11, выполняющая роль затвора, перекрывает каналы 23 и 16 °

В таком положении с каждой измерительной трубкой 3 сообщается талька одна запоминающая трубка 5 при совпадении отверстия 20 с каналом 21 этой трубки и совпадении отверстия 13 с каналом 14. S0

При нивелировании измерительные головки 1 и 2 устанавливают подпятниками 10 на пункты нивелирования.

BepTHIcGJlbHocTb положения головок контролируют с помощью круглых уров" ней 19. Под действием гидростатичес кого давления рабочая жидкость перетекает по шлангу из вышерасположенной измерительной головки в нижерасположенную и устанавливается на одном горизонтальном уровне. При этом один из вялых сильфонов 17 вышерасполаженной измерительной головки 1 уменьшает свой объем под действием возникающего разрежения, а другой вялый сильфон 17 нижерасположенной измерительной головки 2 увеличивает свой объем под действием поступающего в него воздуха. Находящийся в вялых сильфонах 17 воздух выполняет роль демпфирующей среды и способствует быстрой стабилизации уровней рабочей жидкости в обеих измерительных головках 1 и 2. Ускорению стабилизации положения уровня рабочей жидкости способствует гидродинамическое сопротивление, возникающее при перетекании жидкости по каналам

21, имеющим относительно малые диаметры.

При случайном наклоне и переворачивании измерительной головки 1 или

2 вялый сильфон 17 препятствует вытеканию рабочей жидкости, так как герметично перекрывает верхний конец каждой измерительной головки 1 или 2.

После того, как уровни рабочей жидкости в обеих измерительных головках 1 и 2 стабилизируются, нажатием одной иэ кнопок 35 замыкают электрическую цепь питания электромагнитной катушки 25. Якорь 27, втягиваясь в катушку 25, перемещает толкатель 28. При этом поворотный упор 29 упирается в запоминающую трубку 5 и поворачивает ротор 4 на 45 . В конце хода толкатель 28 упирается в трубку 26, при этом срабатывает фиксатор 24,шарик которого западает в лунку на стойке 9, фиксируя ротор 4.

Запоминающие трубки 5 отключаются от измерительной трубки и находящаяся в них рабочая жидкость запирается. Одновременно к каждой измерительной трубке 3 подключается следующая по часовой стрелке запоминающая трубка 5, так как после поворота ротора 4 на 45 напротив отверстий 20 и 13 располагаются каналы

21 и 14 смежной запоминающей трубки.

После поворота ротора 4 кнопку

35 отпускают и цепь электромагнитной катушки 25 обесточивается. Якорь 27 под действием пружины 32 возвращается в исходное положение. При возврате якоря поворотный упор 29 упирает7 11504 ся своей тыльной стороной в смежную (по часовой стрелке) запоминающую трубку 5, поворачивается, растягивая пружину 30 и переходя на другую сторону этой трубки, возвращается в исходное положение. Остановка якоря происходит под воздействием неподвижного упора 31, упирающегося в катушку 25.

Затем переставляют измерительные 1О головки 1 и 2 на следующие пункты нивелирования и вновь производят запоминание уровней рабочей жидкости в измерительных трубках 3 с использованием вторых, третьих и т.д. запоми- 15 нающих трубок 5.

После того, как нивелирование всех пунктов закончено или использованы семь запоминающих трубок 5, нивелир переносят в удобное для считывания показаний место. В камеральных условиях снимают показания уровней рабочей жидкости со всех использованных запоминающих трубок 5 и по ним опре- 25 деляют разности высот пронивелированных пунктов.

Технические преимущества .предлагаемого нивелира заключаются в обеспечении возможности многократной одновременной фиксации уровней рабочей жидкости в обеих измерительных головках, благодаря чему повышаются . точность измерений и удобство эксплуатации путем устранения необходимости считывания показаний с измерительных головок на пунктах нивелирования и обеспечения возможности выполнения этой операции в камеральных условиях; сокращается обслуживающий персонал, на одного-двух человек в зависимости от местных условий; сокращается время пребывания прибора и обслуживающего персонала на объекте нивелирования, что снижает простои механизмов и рабочих на участке нивелирования; уменьшается объем подготовительных работ на пунктах нивелирования за счет возможности запоминания показаний нивелира в стесненных условиях, при недостаточном освещении и т.д.; облегчается работа с прибором вследствие предотвращения возможности выливания и испарения жидкости из системы, 1150475

1150475

)J5047S

1150475

Составитель В. Агапова

Редактор И. Рыбченко ТеяредМ.Надь Корректор О. Тигор

»» Ю « »» В

Заказ 2093/30 Тираж 651 Подписное

ВЯИ 1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ю49

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