Волнопродуктор

(1% (И) Э(511 С О 1 М 10/ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ В(.1 ОЩцОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 " ,.",ц к двтоияому сеидательству фф фйОТ 3%а(54)(57) 1. ВОЛНОПРОДУКТОР по авт.св. В 966519, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью расширенияобласти его применения, он снабженвакуум-камерой, которая расположена(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 966519, кл. С 01 М 10/00, 28.04.81(прототип). над волнообразующим колоколом и сообщена с ним, при этом устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола связано пневмомагиетралями через эапорные органы с источником сжатого воздуха и с полостью вакуум-камеры, причем в верхней части волнообразующего колокола установлен регулирующий клапан.2, Волнопродуктор,по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен поплавком, который помещен внут - ри волнообразующего колокола и связан с регулирующим клапаном, в корпусе которого установлен электропривод.1116Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и можетприменяться при модельных исследованиях волновых движений жидкости,По основному авт. св, У 966519известен волнопродуктор, содержащийволнообразуощий колокол с вертикально расположенными плоскими стенками, образующими прямоугольный параллелепипед, нижние кромки которого 10расположены ниже уровня воды, всасывающую пневматическую магистраль,связанную через запорный орган с полостью волнообразующего колокола,а также связывающее последнюю с атмосферой устройство для создания .пульсапии воздушного давления в полости колокола, причем устройстводля создания пульсации воздушногодавления в полости колокола содержит 20пневмоцилиндр со штоком и поршнем,при этом пневмоцилиндр смонтированв верхней части колокола и снабжензакрепленной на конце штока крышкой,а верхняя часть волнообразующего колокола выполнена с люком, кромки которого выполнены сопрягаемыми с указанной крышкой, причем штоковая поость пневмоцилиндра связана пневатическими магистралями через до З 0полнительные запорные органы с атмосферой и с источником сжатого воздуха,а нижняя часть волнообразующего колокола выполнена с изогнутым на 90коленом, имеющим цилиндрические по 35верхности торцовых стенок, сопряженных с указанными плоскими стенкамиволнообразующегс колокола 1.Недостатком известного волнопродуктора является ограниченная областьприменения,Цель изобретения - расширение области применения волнопродуктора.Указанная цель достигается тем, что волнопродуктор, содержащий вол нообразующий колокол с вертикально расположенными плоскими стенками, образующими прямоугольный параллелепипед, нижние кромки которого расположены ниже уровня воды, всасывающую 50 пневматическую магистраль, связанную через запорный орган с полостью волнообразующего колокола, а также связывающее последнюю с атмосферой устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола, причем устройство для создания пульсации воздушного давления в полости ко -332локола содержит пневмоцилиндр со штоком и поршнем, при этом .пневмоцилиндр смонтирован в верхней части колокола и снабжен закрепленной на конце штока крышкой, а верхняя часть волнообразующего колокола выполнена с люком, кромки которого выполнены сопрягаемыми с указанной крышкой, причем штоковая полость пневмоцилиндра связана пневматическими магистралями через дополнительные эапорные органы с атмосферой и с источником сжатого воздуха, а нижняя часть волнообраэующего колокола выполнена с изогнутым нао90 коленом, имеющим цилиндрические поверхности торцовых стенок, сопряженных с указанными плоскими стенками волнообразующего колокола, снабжен вакуум-камерой, которая, расположена над волнообразукицим колоколом и сообщена с ним, при этом устройство для создания пульсации воздушного давления в полости колокола связано пневмомагистралями через запорные органы с источником сжатого воздуха и с полостью вакуум-камеры, причем в верхней части волнообразующего колокола установлен регулирующий клапан.Кроме того, волнопродуктор снабжен поплавком, который помещен внутри волнообразующего колокола и связан с регулирующим клапаном, в корпусе которого установлен электропривод.На чертеже показана схема волнопродуктора, разрез вертикальной плоскостью, параллельной лучу возуждаемых волн (стрелкой показано направление распространения волн),Волнообразующий колокол выше уровня воды имеет форму прямоугольного параллелепипеда,.стенки 1 которого, параллельные фронту возбуждаемых волн, ниже уровня воды сопряжены соответственно с торцовыми стенками изогнутого на 90 колена 2, образованными цилиндрической поверхностью О радиуса К и цилиндрической поверхностью Ю радиуса г так, что выход из колокола имеет форму сопла 3. Цилиндрическая поверхность й радиусом К имеет направляющую, образованную дугой длиной 90, а цилиндрическая поверхность Я радиусом г имеет образующую, образованную дугой 165 , сопряо гаемую с поверхностью Ь образованной прямой линией.з 11163Колокол имеет следующие размеры:В = (1 - 1,5)НН 4 = (3 - 4)НнН= (2 - 3)НнНз = 1,1 Нк, 5Н 4 = (0,2 - 0,3)Нн ,0 = В = (1 - 1,5)Ннг = (О 2 - 03) Н,К =09 Н,где В - ширина колоколами 1 О0 - диаметр вакуум-камеры 1Н 14 - наибольшая глубина воды влотке.В верхней части колокола устроенлюк 4, сообщающий его полость 5 с по лостью вакуум-камеры 6. Кромки люка4 выполнены сопрягаемыми с крышкой7. Устройство для создания пульсациидавления в полости колокола содержитпневмоцилиндр 8, к штоку 9 которого 20прикреплена крышка 7. Подъем и опускание крышки 7 осуществляется соответственно соединением штоковой полости7 цилиндра 8 под поршнем 10 черезэлектромагнитный клапан 11 с нагиетающей магнистралью 12, связанной систочником 13 сжатого воздуха и сатмосферой через электромагнитныйклапан 14, и соединением надпоршневой полостис всасывающей магистра-ЗОлью 15 через электромагнитный клапан 16 и с нагнетающей магистралью12 через электромагнитный клапан 17.В верхней части волнообразующегоколокола установлен регулиРующий кла З 5пан 18, через который полость 5 сообщена с атмосферой. Клапан 18 имеетконический корпус, внутри которогосмонтирован электропривод 19. Шток20 клапана 18 соединен с поплавком21 и перемещается в катушке 22 индуктивного датчика, индикаторное устройство которого вынесено на пультуправления,Над волнообразующим колоколом рас оложена вакуум-камера 6, в верхнейчасти которой установлено устройстводля создания пульсации воздушного давления,1Вакуум-камера 6 представляет собой цилиндр, боковой поверхностью 6которой является боковая поверхностьцилиндра высотой Н, в основаниикоторого круг диаметра О.В верхней части вакуум-камеры 6 55устроен люк 23, сообщающий ее полость с атмосферой. Кромки люка 23выполнены сопрягаемыми с крышкой 24. 32 4Устройство для создания пульсации воздушного давления в полостях вакуум-камеры и волнообразующего колокола содержит пневмоцилиндр 25 с поршнем 26, к штоку 27 которого прикреплена крышка 24. Подъем и опускание крышки 24 осуществляется соответственно соединением штоковой полости с цилиндра под поршнем 26 через электромагнитный клапан 28 с нагнетающей магистралью 12, а также через электромагнитный клапан 29 с вакуум-камерой. Полость вакуум-камеры 6 через электромагнитный клапан 30 соединена со всасывающей магистралью 15 источника 13 сжатого воздуха, Всасывающая магистраль 15 через электромагнитный клапан 31 связана с атмосферой.С целью смягчения ударов поршней 10 и 26 о днища 32 и 33 пневмоцилиндра 8 и 25 соответственно 1/10 часть длины пневмоцилиндров занята амортизирующими коническими пружинами 34 и 35, сопрягаемыми с поршнями 10 и 26.К крышке вакуум-камеры 6 прис о единен патрубок, сообщающий полость вакуум-камеры 6 с электроконтактным вакуумметром 36, установленным на пульте оператора-исследователя.Электромагнитные клапаны 11, 14, 16, 17, 28, 29, 30 и 3 1 снабжены сигнальными лампочками, установленными на пульте оператора-исследователя, индицирующими закрытие клапанов.Волнопродуктор работает следующим образом.Воспроизведение волны понижения.Электроприводом 19 перемещают шток 20 регулирующего клапана 18 и прикрепленный к штоку поплавок 21 в крайнее верхнее положение, клалан закрыт. Электромагнитные клапаны 14 и 17 открыты, а клапаны 11 и 16 закрыты. Воздух из нагнетающей магистрали 12 поступает в надпоршневую полостьпневмоцилиндра 8 и при помощи поршня 10, штока 9 и крышки 7 закрывает люк 4.Электромагнитный клапан 28 открыт, а клапан 29 закрыт, Воздух из нагнетающей магистрали 12 поступает в штоковую полостьпневмоцилиндра 25 и при помощи поршня 26, штока 27 и крышки 24 закрывает люк 23. Электромагнитный клапан 3 1 закрыт, клапан ,30 открытВсасывающая магистраль 15 источника 13 сжатого воздуха через открытый1 О электромагнитный клапан 30 сообщаетсяс полостью вакуум-камеры 6.При достижении определенного разрежения в вакуум-камере, задаваемогооператором на электроконтактном вакуумметре 36, прекращают сообщениеполости вакуум-камеры б с всасывающей магистралью и последнюю сообщают с атмосферой.Открывая одновременно клапаны11 и 1 б и закрывая в то же время клапаны 14 и 17, штоковую полость пневмоцилиндра 8 соединяют с нагнетающей магистралью 12, а надпоршневуюполость- с всасывающей магистралью 1515, поршень 10, шток 9 и крышка 7перемещаются, вверх и сообщают полость5 колокола с полостью вакуум-камерыЬ через люк 4,Разрежение в полостях колокола 20и вакуум-камеры уравновешивается поднятием воды из волнового лотка черезсопло 3 в полость 5 колокола.Водазаполняет часть полости волнообраэующего колокола. Перед соплом 3 обра -зуется волна понижения.Звено иэ волны понижения и одиночной волны воспроизводят следующим образом.Электропривод 19 регулирующего кла 30пана 18, перемещая шток 20, устанавливает поплавок в нужное положение.О положении поплавка судят по показаниям индикаторного устройства.индуктивного датчика, вынесенного напул ьт .Волна понижения возбуждается описанным выше способом.При заполнении полости 5 волнообразующего колокола вода достигает 40поплавка 21, он всплывает, открываярегулирующий клапан 17. Полость5 волнообразующего колокола сообщается с атмосферой и вода останавли"вается на заданном уровне. 45Ч рсз заданное время открываютклапан 29 и закрывают клапан 28. Воздух иэ штоковой полости Ж пневмоцилиндра 25 поступает в сообщенныемежду собой полость 5 колокола и в 50полость вакуум-камеры 6. Поршень 26,шток 27 и крышка 24 устремляютсявниз, сообщая при этом полости 5 ко"локола и вакуум-камеры 6 с атмосферой. 55Вода, выходя иэ полости 5 колокола через сопло 3, образует одиночную волну. Одиночная волна образуется следующим образом.Электромагнитные клапаны 11 и 16 открьггы, клапаны 14 и 17 закрьггы. Воздух, поступая в штоковую полость 7, удерживает поршень 10, шток 9 и крышку 7 в верхнем положенииПолость 5 волнообразующего колокола и полость вакуум-камеры 6 сообщены, Электромагнитный кпапан 28 открыт, а клапан 29 закрыт. Воздух из нагнетающей магистрали 12 поступает в штоковую полость жпневмоцилиндра 25 и при помощи поршня 26, штока 27 и крышки 24 закрывает люк 23. Электромагнитный клапан 31 закрыт, клапан 30 открыт. Всасывающая магистраль 15 источника 13 сжатого воздуха через открытый электромагнитный клапан 30 сообщается с полостью вакуум-камеры 6.При достижении определенного разрежения в вакуум-камере, задаваемого оператором на электроконтактном вакуумметре 36, прекращается сообщение полости вакуум-камеры 6 с всасывающей магистралью и последняя сообщается с атмосферой (клапан 30 закрывают, а клапан 31 открывают) .Закрывая клапан 28 и одновременно открывая клапан 29, сообщают штоковую полость ъ 1 спневмоцилиндра 25 с сообщенными между собой полостями 5 и 6 колокола и вакуум-камеры, Пор" шень 26 со штоком 2 и крышкой 24 устремляются вниз и сообщают полости 5 и б с атмосферой через люк 23. Вода, выходя иэ сопла 3, образует одиночную волну. Использование предлагаемого волнопродуктора позволит моделировать волну понижения импульсного происхождения, звено волн понижения и одиночной волны, тем самым позволит изучать скорости распространения волны понижения, форму (профиль) впадины, ее размеры, трансформацию на рельефе дна, взаимодействие с берегом и с моделями. гидротехнических сооружений, а получив звено из волн понижения и одиночной волны и имея возможность регулировать их размеры и время между их отходом и вопнопродуктора, получают возможность изучать взаимные скорости распространения, их взаимодействие с моделями гидротехнических сооружений и с моделями судов.1 16332 С оста вит ель В.ЖеРедактор Л.Веселовская Техред З,Папий орректор,Л. Пилипенко Подписное За. Ужгород, ул. Проектная, 4 ПБ"Патен фил э 6921/34 ВНИИПИ Государс по делам иэоб 113035,. Москва, Тираж 822венного коиитеетений и открытЖ, Раушская СССРйаб д 4/