Гидростатический нивелир

 

Область использования: измерительная техника, в частности в устройствах для измерения превышений между точками. Сущность изобретенияв преобразователь 1 кинетической энергии потока жидкости введен центробежный регулятор 5, соединенный с валом турбины 4 преобразователя, а в места стыка соединительного шланга 3 и преобразователя кинетической энергии 4 введены заслонки 6, механически связанные с центробежным регулятором 5. 2 ил.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804670/10 (22) 20.03.90 (46) 07.11.92. Бюл. N.. 41 (71) Московский институт инженеров геодезии. аэрофотосъемки и картографии (72) В.И, Ралетнев и В,В. Баранов (56) Васютинский И.О; Гидронивелирование. M,: Недра, 1983, с.37-38. (54) ГИДPOСТАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИP

„„ 0„„17741б7 А1 (57) Область использования: измерительная техника; в частности в устройствах для измерения превышений между точками. Сущность изобретения: в преобразователь 1 кинетической энергии потока жидкости введен центробежный регулятор 5, соединенный с валом турбины 4 преобразователя, а в места стыка соединительного шланга 3 и преобразователя кинетической энергии 4 введены заслонки 6, механически связанные с центробежным регулятором 5. 2 ил.

1774167 рv×

Л Р= 3

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам гидростэтического нивелирования.

Наиболее близким по технической сущности является гидростэтический нивелир (1). производящий непрерывное автоматическое демпфирование колебаний уровня жидкости с дистанционным контролем уровня. Нивелир содержит сообщающиеся сосуды, демпфирующее устройство в виде преобразователя кинетической энергии, встроенное в разрыв соединительного шланга, к которому через кабельное соединение подключен регистрирующий прибор, Преобразователь кинетической энергии, ротор которого механически связан со встроенной в разрыв соединительного шланга турбиной, э выход соединен с нэгрузочным резистором.

Недостатком описанного устройства является низкая эффективность работы турбины, что приводит к увеличению времени демпфирования колебаний и тем самым к меньшей производительности измерений, Это обьясняется тем. что потери генератора электрической энергии при малых скоростях ротора турбины оказываются соизмеримыми с полезным сигналом, При больших перепадах уровней жидкости в сообщающихся сосудах возникают дополнительные динамические нагрузки нэ лопасти турбины, что приводит к уменьшению эффективности демпфирования.

Достигаемый технический результат состоит в повышении эффективности демпфирования колебаний уровня жидкости в сосудах, что приводит к увеличению производительности измерений.

Это достигается тем, что в гидростэтическом нивелире преобразователь кинетической энергии выполнен с центробежным регулятором, соединенным с валом турбины, и заслонками, установленными в местах стыка соединительного шланга с преобразователем кинетической энергии и механически связанными с центробежным регулятором.

Нэ фиг.1 изобрэженэ схема предлэгэемого устройства; нэ фиг.2 — схема мехэнизмэ регулирования.

Устройство содержит преобразователь кинетической энергии 1 с турбиной и индикатором наличия колебаний уровня, сообщающиеся сосуды 2, соединительный шланг 3, вэл турбины 4, центробежный регулятор 5, заслонки 6, регулируемое сечение

7, нерегулируемое сечение 8, грузы 9, стержни 10, упругие элементы 11, подвижную втулку 12, тяги 13, ограничители хода втулки

14.

25 ь

Устройство рэботэет следующим обрэзом.

При наличии перепада уровней жидкости в сообщающихся сосудах 2 возникает поток жидкости из одного сосуда в другой через соединительный шланг 3, Прохождение жидкости через преобразователь кинетической энергии 1 вызывает вращение вала турбины 4. Вместе с валом турбины 4 вращаются грузы 9 центробежного регулятора

5, механически связанные с валом турбины

4 стержнями 10, С увеличением скорости вращения вала турбины 4, увеличивается центробежная силэ, действующая нэ грузы

9, увеличивается угол между осью вращения вала турбины и стержнями 10 до тех пор, пока центробежные силы не будут уравновешены силами, действующими нэ стержни

10 со стороны упругих элементов 11. Увеличение угла приводит к перемещению подвижной втулки 12 вдоль оси вращения вала турбины 4. С перемещением подвижкой втулки 12 изменяется положение заслонок

6, связанных с подвижной втулкой 12 тягами

13, что приводит к уменьшению регулируемого сечения 7. Тем самым изменяется отношение площадей регулируемого сечения

7 и нерегулируемого сечения 8. Происходит удар Бордэ в месте стыка соединительного шланга 3 и преобразователя энергии 1, происходят необратимые потери энергии, т.е. давление жидкости. С изменением нэпрэвления движения жидкости удар по Бордэ происходит нэ заслонке 6, установленной с другой стороны преобразователя l.

При уменьшении перепада уровней в сообщающихся сосудах 2 уменьшается скорость вращения вала турбины 4, уменьшается центробежная сила, действующая нэ грузы 9 центробежного регулятора 5, Силы, действующие на стержни 10 со стороны упругих элементов 11, становятся больше центробежных сил, Вследствие этого уменьшается угол между стержнями 10 и осью вращения вала турбины 4. Происходит уменьшение степени перекрытия, т.е. увеличение площади S>, т,к. заслонки 6 возвращэются в прежнее положение. Движение подвижной втулки происходит между ограничителями 14.

Потерями давления жидкости в местах стыка можно управлять, меняя положение заслонок с помощью центробежного регулятора. Потери давления при резком переходе жидкости из узкой части соединительного шланга, оставшейся неперекрытой заслон кой, в широкую:

1774167

Фца2

Составитель Н,Крысенко

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор С.Кулакова

Заказ 3919 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 где Я = (-- ) — коэффициент, зависяS2 S1 2

2 щий от площади широкой части канала Sg u площади узкой части S>, p — плотность жидкости, Ч вЂ” скорость жидкости в узкой 5 части канала.

Зависимость положения заслонок в местах стыка соединительного шланга и преобразователя кинетической энергии, т,е. площади $1, от скорости вращения турбины, 10 за счет механической связи заслонок с центробежным регулятором позволяет увеличить необратимые потери давления жидкости при больших перепадах уровней жидкости в сообщающихся сосудах. Наоборот при малых перепадах уровней жидкости в сосудах увеличивается регулируемая площадь $1, тем самым не происходит передемпфирования системы, ведущего к увеличению времени выравнивания уров- 20 ней в сообщающихся сосудах, Скоростной напор жидкости согласно г интегралу Бернулли р — (Л Р)сос, где

2 (Л Р)„, — разница гидростатических давлений за счет разницы уровней в сообщающихся сосудах. Коэффициент потерь может достигать значений 0,7 — 0,8, что приводит к декрементам затуханий 0,7 — 0,8.

Формула изобретения

Гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью, встроенный в разрыв соединительного шланга преобразователь кинетической энергии, выполненный в виде генератора электрической энергии и турбины, установленных на одном валу, и регистрирующий блок, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности за счет уменьшения времени демпфирования, преобразователь кинетической энергии выполнен с центробежным регулятором, соединенным с валом турбины, и заслонками, установленными в местах стыка соединительного шланга с преобразователем кинетической энергии и механически связанными с центробежным регулятором.