Плювиограф

(59 6 01 Х 1 14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ДВТОРСНОМУ СВИДЕПЛСТВ,ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 99836, кл. С 01 Х 1/14, 31.01.55.2. АвТорское свидетельство СССР М 888049 кл, С 01 И 1/14, 07.12,81 (прототип).с (54)(57) ПЛИВИОГРАФ, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком, попдавок, свяаанный с регистратором, упорный механический контакт верхнего граничного положения поплавка, соединенный с помощью шарнирно закрепленного рычага с фиксирукицим выступом, расположенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива;. выполненный в виде груза, укрепленного на одном конце перекину.той"через блок гибкой тяги, второй конец которой прикреплен к сливному патрубку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности устройства при его дЛительной эксплуатации в полевых условиях, в него введена 5 уферная емкость а отверстием на дне и насадком на боковой поверхности, размещенная между сливным патрубком и грузом, выполненным в виде стакана с отверстием на дне, обращенного вверх открытым торцом, причем буферная емкость прикреплена к введенному поворотному рычагу, снабженному контр. грузом, с возможностью взаимодействия рычага через введенную жестко присоединенную к нему упорную скобу с вы- вО полненным на сливном патрубке упорным штырем, а вертикальные оси симметрии мерного:сосуда, стакана, буферной емкости и горизонтальная ось С,насадка расположены в одной плоскости, совмещенной с плоскостью пере:е- Я щения сливного патрубка, 1030757Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может быть использовано для регистрации во нремени интенсинности выпадакцих в жидком состоянии атмосферныхосадков и их суммарного количества,Известен плювиограф, содержащиймерный сосуд со сливной сифоннойтрубкой и попланком, связанным с регистратором, и устройство принудительного слива. Устройство содержит 10груз, закрепленный к одеоелу тгон 1 у пгрекннутои через блок гибкой тягтт,связанной другим, концом через механизм удартого воздействия с поплавГОГ т Э,р И КОттзн ттаНИЕО атЕ,1.-.1" )ЕОТ О Ртта 1 а СОЕДИНЕЕ 1 С НЫСТУ 11 ОМ 1 РО-Филированого кулачка (улитка)елеханнз:ла ударного Воздейств 151 11) .О 1 наЕО глввиограф Облатгает негтоса гОЧЕО ВЫСОКОЙ НаДЕжНОСтЬЮ И ТОЧЕ ОС - тТЬЮ ГабОТ 1 г Ч ГО Сн Яэс.НО С Налпт 1 ИЕЕсифонного слива.Кроме того, при резком ударе упорнЫх штырей улитки по колодке,закрепленной на штоке поплавка, перосамописца отскакивает от диаграммнойбумаги, разбрызгивая чернила, чтоприводит к браку получаемой записи.Из-за ненадежности работы ударногомеханизма слив не произойдет,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является плювиограф, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубкисдивным патрубком, поплавок, связанный с регистратором, упорный механический контакт верхнего граничногоположения поплавка, соединенный спомощью шарнирно закрепленного рычага с Фиксирующим выступом, расположенным в верхней части патрубка, иузел принудительного слива, выполненный в виде груза, укрепленного на одном кочце перекинутой через блок гибКой Тягиг ВТорОй КОНЕЦ КОТОрой ПрИК 45реплен к слинному патрубку 2),Основным недостатком известного устройства является невозможность однонременно обеспечить высокую чувствительность измерения и надежность плювиографа при его длительной эксплуатации в полевых условиях, когда под воздействием меняющейся температуры, пыли и влаги происходит увеличение сил трения н подвижных соединениях механизма принудительного слива, уменьшается гибкость, соединяющей мерный сосуд и патрубок. При этом слив может не произойти вообще, либо патрубок не эафиксируется в нерхнем 60 граничном положении, что также нарушит нормальную работу прибора.Другим недостатком изнестного прибора является ненадежность Фиксации сдивного патрубка в нерхнем положении 65 при зацеплении рычага за Фиксируюийвыс туп . Это прин одит к преждев ременному сливу жещкости из мерного сосуда. Указанный недостаток обусловлен тем, что для надежной Фиксации патрубка необходимо достаточно большое усилие прижима. фиксирующего выступак рычагу. Оцнако это усилие обеспечиватс 51 закрепленным на гибкой тягегрузом, масса которого составляетвсего около 2 г,Целью изобретения является повыше 1 ие чувствительности и надежностиустройства при его длительной эксплуатации в полевых условиях. Для достижения поставленной цели еэ плювиограф, содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком,поплавок, связанный с регистратором,упорныи механический контакт верхнего граничного положения поплавка, соедиНЕННЫИ С НОМОЩЬЮ ШаРтИРНО ЗаКРЕПЛЕНного рычага с фиксирующим выступом,расположенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива, ныполненный в виде груза, укрепленного на одном конце перекинутой через блокгибкой тяги, второй конец которой прикреплен к сливному патрубку, ннедена буферная емкостъ г. отверстием на дне и насадкам на боковой поверхности, размещенная между слинным патрубком и грузом, выполненным в видестакана с отверстием на дне, обращенного в:верх открытым торцом, причем буферная емкость прикреплена к введенному поворотному рычагу, снабженному контргруэом, с возможностью взаимодействия рычага через введенную жестко.присоединеиную к нему упорную скобу с выполненным на слинном патрубке упорным штырем, а вертикальные оси симметрии мерного сосуда, стакана, буферной емкости и горизонтальная ось насадка расположены в од-.ной плоскости, совмещенной с плоскостью перемещения сливного патрубка, При опускании патрубка под действием собственной силы тяжести препятствующая спуску сила тяжести груза минимальна и определяется лишь массой тонкостенного стакана, которая может быть весьма малой (единицы граммов), Патрубок же можно утяжелить, например, подбором материала конструкции и толщины стенок, Поэто" му значительно возрастает усилие, под действием которого патрубок пе"реметщается;в нижнее граничное положение,Иэ опущенного сливного патрубка вода сбрасывается через буферную емкость в грузовой стакан и на время подъема патрубка утяжеляет груз (де" сятки, сотни граммов) . Вес груза является движущей силой при подъеме патрубка в верхнее граничное положе 1030757ние, которая, таким образом, такжесущественно увеличивается. Патрубокпри этом может быть выполнен с малыобъемом внутреннего сквозного отверстия. После подъема патрубка грузовойстакан опорожняется и вновь становится легким. Как подтверждают расчеты,развиваемые усилия спуска и подъемапатрубка нозрастают в десятки раз,значительно увеличивается усилие прижатия Фиксирующего выступа патрубкак рычагу.Тем самым устраняется протиноречие между чувствительностью измерения и надежностью устройства при длительной эксплуатации его в полевых 15условиях,На чертеже показан предлагаемыйплювиограф.Плювиограф содержит осадкоулавлинающую воронку 1, мерный сосуд 2, 20поплавок 3 со штоком 4, регистратор5, гибкую трубку 6, сливной патрубок 7, узел 8 принудительного слива,груз 9 с отверстием 10, гибкую тягу11, блоки 12 и 13, рычаги 14 и 15,шарниры 16 и 17, фиксирующий выступ18, упорный механический контакт 19,контргруэ 20, буферную емкость 21 сотверстием 22 на дне и насадком 23,упорную скобу 24 и упорный штырь 25.Воронка 1 служит для слива идкихатмосферных осадков в мерный сосуд 2,внутри которого размещен поплавок 3.Шток 4 поплавка соединен с регистратором 5, предназначенным для непрерывной записи информации о выпадающих осадках, Гибкая, например, гофрированная трубка б служит для герметичного подвижного соединения сливного патрубка 7 с мерным сосудом 2.Трубка присоединена к корпусу сосуда 40под острым углом,Узел 8 принудительного слива предназначен для опускания и подъемасливного патрубка 7 при достижениижидкости в мерном сосуде верхнего и 45нижнего граничных уровней. Узел 8 принудительного слива содержит блоки 12и 13, через которые пврвкинута гибкаятяга 11 (например, капроновая нить)для соединения патрубка 7 с грузом 9. 50Груз 9 выполнен в виде тонкостенногостакана с отверстием 10 на дне, обращенного открытым тсрцом внерх, Емкость стакана выбирается иэ условия,что при заполнении водой за счет действия собственной силы тяжести ондолжен поднимать опорожненный сливнойпатрубок из нижнего граничного положения вверх, Отвврстив 19 служитдля опорожнения стакана 9 в промежут"ках между двумя сливами, измеряемычасами (практичвски достаточно, чтобы слив происходил за несколько минут)Рычаг 14 служит для удерживания патрубка 7 в верхнем граничномположении и выполнен н ниде пластины, 65 подвижно укрепленной в шарнире 16, Фиксирующий выступ 18 предназначен для разъемного соединения сливного патрубка 7 с рычагом 14 и выполнен в форме клювика, обращенного острием вниз. Входящий с ним в зацепление конец рычага 14 изогнут при этол в форме клювика, ориентированного острием вверх, Упорный механический контакт 19 служит для введения рычага 14 из зацепления с фиксирующим выступом 18 при верхнем граничном уровне воды в мерном сосуде, Контакт выполнен в виде свободно скользящего штифта, снабженного ограничителем перемещения вниз, и установлен в отверстии крышки, закрывающей мерный сосуд (не показан). К этой же крышке крепится шарнир 16, Поворотный рычаг 15 с закрепленными на его концах контргруэом 20, буферной емкостью 21 и жестко соединенной с рычагом упорной скобой 24 служит для удержания сливного патрубка 7 в нижне положении на время заполнения стакана 9 водой. Этим исключается преждевременный подъем патрубка до момента полного заполнения стакана. Буферная емкость 21 служит для сАива н нее жидкости из патрубка 7 при его нижнем граничном положении. Емкость 21 выполнена н форме полого сосуда с отверстием 22 на дне для слива и расположенным на боковой поверхности насадком 23, обращенным в сторону груза. Буферная емкость уста. новлена между сливным концом патрубка и грузом так, что плоскость ее входного отверстия пересекается с линией свободного падения струи из патрубка при его нижнем граничном положении и заданных гидравлических усло" виях (напор воды н мерном сосуде, размеры его поперечного сечения и т,д.). Насадок 23 предназначен для сброса воды из буферной емкости в стакан 9 при его верхнем граничном положении. Для этого размеры насадка выбраны так, чтобы линия.снободного падения струи из его сливного конца пересекала плоскость входного отверстия стакана при нижнем граничном положении патрубка 7. Упорный штырь 25, закрепленный на поверхности спивного патрубка, служит для взаимодействия с упорнои скобой 24 при нижнем граничном положении патрубка, осуществляя его удерживание на время заполнения1 с так а на 9 в одой.Плювиограф работает следующим образом..В исходном состоянии (изображено пунктиром) сливной патрубок 7 нахо" дится в верхнем положении, ФиксируЮ- щий выступ 18 зацеплен с нижним концом рычага 14. Упорный контакт 19 опушен, груз 9 опорожнен и находится в крайнем нижнем положении. Левыйкрай поворотного рычага 15 с эацепленным контргрузом 20 опущен, Соединенная с рычагом упорная скоба 24 находится в крайнем левом положении, буферная емкость 21 опорожнена.Поплавок 3 со штоком 4 находится в промежуточном положении, которое соответствует количеству поступившей в мерный сосуд 2 иэ воронки 1 жидкости. На диаграммной бумаге регистратора 5 записана информация, соответствующая 10 выпавшему количеству жидких атмосферных осадковПридальнейшем выпадении осадков поплавок,З всплывает и при некотором уровне жидкости упирается в механический контакт 19, перемещая 15 его вверх. Контакт давит на рычаг 14, который поворачивается в шарнире 16. Правый конец рычага опускается и ныходИт иэ зацепления с выступом 10. Патрубок 7, поворачиваясь н вертикальной плоскости относительно подвижного соединения гибкой трубки б с мерным сосудом 2, опускается в крайнее нижнее положение, ограниченное Фик сатором(не показан), Груз 9 поднимается.Вода из мерного сосуда 2 через гиб кую трубку б и патрубок 7 сливаетсяв буферную емкость 21 и одновременно медленно вытекает иэ нее через отверстие 22, Диаметр отверстия 22 30 выбран так, чтобы расход воды через него был меньше, чем количество поступающей из мерного сосуда 2 в емкость жидкости. Поэтому уровень воды в. емкости 21 повышается, В некоторый момент буферная емкость становится тяжелее контргруза 20, рычаг 15 пово- . рачивается в шарнирном соединении 17, Упорная скоба, вращаясь вместе с поворотным рычагом, входит в зацепление с упорным штырем 25. Уровень жид" кости в буферной емкости 21, продолжая подниматься, достигает насадка 25, через который вода сбрасывается в стакач 9. Соотношение диаметров сливного патрубка 7 и отверстий 10 45 и 22 подобрано таким образом, что выполняется неравенствоал аг Озгде Я ., Ц Д Я - расход воды из мерного сосуда, буфер ОЪной емкости и грузового стакана, соответственноо.Масса груза за счет поступающей в него через насадок 25 воды возрастает.Однако патрубок 7,удерживаемый упорной скобой 24,остается в нижнем граничном положении до полного опорож нения.При этомслив иэ патрубка прекрашается,вследствие чего понижаетсяуровень жидкости в буферной емкости21 и начинает уменьшаться ее вес.Приперемещении его ниже места присоединения насадка 23 прекращается сбросводы в стакан 9,В некоторый момент времени контргруз 20 перетягивает емкость 21, вода из которой продолжает вытекать через отверстие 22. Рычаг 15 поворачивается в исходное положение, выводяупорную скобу 24 из зацепления соштырем 25Грузовой стакан 9, заполненный водой, перемещается вниз, поднимая патрубок 7 до уровня рычага 14, Выступом13 патрубок Фиксируется в верхнем гра.ничном положении за конец рычага.Сэтого момента плювиограф возвращает"ся в рабочее состояние, Вода продолжает в течение некоторого времени вытекать иэ стакана 9 через отверстие10 до полного опорожнения, В дальнейшем указанные циклы работы устройства повторяются,Как следует из описания устройст"ва принудительного слива, для егонормальной работы должно выдерживаться соотношение),1 Ъ 6 г,где 1 1 -- время слива из мерл гного сосуда, буферной емкости и грузового стакана, соответственно.Это обеспечивается выбором объемовсосудов и диаметров соответствующихсливных отверстий. Кроме того, вертикальные оси симметрии мерного сосуда,буферной емкости, грузового стаканаи горизонтальная ось насадка должнылежать в одной плоскости, совмещенной с плоскостью перемещения сливного патрубка, Выбор такого взаимно-,го расположения осей обеспечиваетпри сливе уменьшение возникающих опрокидывающих моментов сил, повышаетмеханическую устойчивость устройства,Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить существенное повышение чувствительности инадежности измерений при длительнойего. эксплуатации в полевых условияхЭто достигается тем, что масса грузаменяется при опускании и подъеме сливного патрубка путем выполнения грузав виде стакана с отверстием на днеи введением при сливе гидравлическойсвязи с ьим мерного сосуда через слив"ной парубок и буферную емкость,,1030757 7 Тираж 710 ИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035, Москва,. Ж, Ра Заказ 520 Подпимитета СССРткрытийушская наб о д, 4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,Составитель В.АгаповаРедактор О.Юрковецкая Техред М.Костик Корректор А,Тя