книги из ГПНТБ / Быков В.Д. Гидрометрия учебник
.pdfреи. В задней части корпуса имеется отверстие для штанги, на ко торой укрепляется вертушка. При работе с троса в это отверстие вставляется вертлюг. Стабилизатор направления крепится к кор
пусу с помощью винта. |
|
|
Ходовая часть вертушки |
состоит из лопастного |
винта, оси |
с контактным механизмом, |
двух шарикоподшипников, |
внутренней |
распорной втулки, наружной втулки, осевой гайки, гильзы с чер
вячной |
втулкой, |
зажимной |
муфты. Лопастный |
винт сделан из алю |
||||||||||||
миниевого |
сплава, |
литой, |
параболиче |
|
|
|
|
|||||||||
ского очертания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Контактный |
|
механизм |
|
размещен |
|
|
|
|
||||||||
внутри оси в камере, заполняемой |
тран |
|
|
|
|
|||||||||||
сформаторным |
маслом. |
Он |
состоит |
из |
|
|
|
|
||||||||
червячной |
шестерни |
с |
20 |
зубцами, |
на |
|
|
|
|
|||||||
ось |
которой насажен |
эбонитовый |
диск |
|
|
|
|
|||||||||
с одним контактным штифтом, контакт |
|
|
|
|
||||||||||||
ной |
пружины, |
токопроводящего стержня, |
|
|
|
|
||||||||||
изолированного |
от корпуса |
и |
соединяю |
|
|
|
|
|||||||||
щего контактную пружину с гнездом |
|
|
|
|
||||||||||||
штепселя. Замыкание |
электрической цепи |
|
|
|
|
|||||||||||
происходит |
при |
соприкосновении |
кон |
|
|
|
|
|||||||||
тактной пружины со штифтом. При вра |
|
|
|
|
||||||||||||
щении |
лопастного |
винта |
с той же ско- |
|
|
|
|
|||||||||
росты0 ц |
вращается |
гильза |
с |
червячной |
р и с |
И 8 |
э |
н ч е с к а я |
||||||||
втулкой, передавая |
движение |
червячной |
с ,1 Г нальная |
цепь |
вертушки |
|||||||||||
шестерне, имеющей 20 зубцов. Следова- |
|
|
Ж-з. |
|
||||||||||||
тельно, |
каждое |
замыкание |
цепи |
проис |
|
|
|
|
||||||||
ходит через один полный оборот червячной шестерни, что соответ ствует 20 оборотам лопастного винта.
Электрическая сигнализация вертушки работает так. Отрица тельный полюс батареи соединяется проводом с изолированной клеммой на корпусе (рис. 11.8). От нее ток идет к гнезду штеп селя, далее по стержню на контактную пружину, с пружины на кон тактный штифт, на зубчатую шестерню, через нее на ось, на корпус и на вторую клемму и затем по второму проводу на плюс батареи.
Сигналы вертушки могут передаваться на звонок, зуммер, лам почку или на хронограф. Применение хронографа бывает необхо димо при тарировании вертушек и при выполнении различных исследований. При приеме сигналов вертушки на звонок, зуммер или лампочку время между сигналами определяется по секундо меру.
Питание электрической цепи осуществляется от двух гальвани
ческих элементов типа 2С (145 У) общим |
напряжением |
3 В. |
В комплект вертушки входят: вертлюг |
для работы |
с троса, |
два карабина для подвески на тросе, указатель направления, при
меняемый при работе |
со штанги для установки вертушки по нор |
||
мали к створу, когда |
ее не |
видно в воде, сигнальное |
устройство |
с зуммером и электрической |
лампочкой, масленка с |
трансформа- |
|
119
|
Рис. 11.11. Устройство гидрометрической |
вертушки |
ГР-21М |
|
|
|
Т - ^ о ^ |
т ^ |
|
' |
* о д о в о й части; 5 - |
винт |
стопорный; |
лнзатора; 13 |
— стабилизатор; 14 - корпус- 15 — наружная. B T W I K - I - IS Z ™ » f P |
У |
вертлюг; / / - з а ж и м н ы е винты; |
12 - |
винт стаби - |
|
Оба лопастных винта имеют прямолинейные образующие вин товой поверхности.
Контактный механизм состоит из червячной шестерни с 20 зуб цами и штифтом, контактной пружины и винта, крепящего пру жину к токопроводящему стержню. Замыкание контактов проис ходит через 20 оборотов лопастного винта.
При вращении винта ось остается неподвижной. Лопастный винт с гильзой и зажимной муфтой вращается на двух шарико подшипниках. Полость лопастного винта заполняется трансформа торным маслом.
Рис. 11.13. Устройство гидрометрической вертушки |
ГР-55. |
||||||||
1 — ось с контактным |
механизмом; 2 — червячная |
шестерня |
с 20 |
з у б |
|||||
цами и штифтом; 3 —-клемма |
массовая; |
4 — изолированная клемма |
(—); |
||||||
5 — з а ж и м н ы е вннты; |
6 |
— |
штепсельное |
гнездо; |
7 — токопроводящнн |
||||
стержень, изолированный |
от |
массы; 8 — з а ж и м н а я |
муфта; 9 — радиаль |
||||||
ные шарикоподшипники (2 шт.); /О — у п о р н а я |
втулка; / / — осевая ганка; |
||||||||
12— лопастный винт; |
13 — крепежный винт |
стабилизатора; |
14 — стаби |
||||||
|
лизатор |
направления. |
|
|
|
||||
В качестве кабеля сигнальной цепи используется гибкий двой |
|||||||||
ной провод с полнхлорвиниловой изоляцией. Сигналы |
вертушки |
||||||||
принимаются на электрический звонок, а время между |
сигналами |
||||||||
определяется по секундомеру. |
|
|
|
|
|
|
|||
Г и д р о м е т р и ч е с к а я |
в е р т у ш к а |
ГР-11М |
(системы |
||||||
П. Н. Бурцева). Эта вертушка |
имеет существенные |
отличия от пре |
|||||||
дыдущих. Внешний вид вертушки показан на рис. 11.14. Прибор состоит из собственно вертушки и счетно-импульсного механизма.
Вертушка состоит из корпуса, ходовой части, контактного уст ройства и стабилизатора направления. Ходовая часть имеет ло
пастный винт с тремя |
лопастями. К вертушке выпускаются два ло |
|||
пастных винта. |
|
|
|
|
Лопастный |
винт № 1 — компонентный, диаметром 70 мм с гео |
|||
метрическим |
шагом |
ПО мм; |
он |
позволяет измерять величину |
проекции скоростного |
вектора |
на |
ось прибора с погрешностью |
|
до 5% при косоструйности до 40°. |
|
|||
Лопастный винт № 2 диаметром 70 мм с геометрическим шагом 200 мм предназначается для работы с троса.
.124
Счетно-импульсный механизм предназначен для регистрации
числа оборотов лопастного впита. При измерении |
скорости тече |
ния счетно-импульсный механизм автоматически |
включается на |
100 секунд и за это время суммирует число оборотов лопастного
винта. Для |
определения |
скорости |
течения |
требуется |
|
разделить |
|||||||||||
полученное |
общее |
число оборотов на |
100, |
что дает |
число |
оборотов |
|||||||||||
в секунду, |
а затем |
по |
тарировочной |
зависимости |
определить |
||||||||||||
скорость. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 11.16 показана принципиальная электрическая схема |
|||||||||||||||||
вертушки ГР-11М. |
Источник |
питания |
должен |
иметь |
напряжение |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
26 В. Вертушка со счет |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
но-импульсным |
механиз |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
мом |
укладывается |
в |
од |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ном |
|
ящике, |
вес |
7 кг, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
другой |
|
упаковке—ис |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
точник |
питания. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мы |
рассмотрели |
при |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
меняемые |
|
в |
|
настоящее |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
время |
основные типы гид |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рометрических |
|
вертушек. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
табл. |
11.1 |
дается |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сводка |
основных парамет |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ров |
описанных |
выше |
вер |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тушек, |
а |
также |
некото |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рых |
не вошедших |
в |
опи |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сание. |
Таблица |
состав |
|||||||
Рис. |
11.16. |
Принципиальная |
электрическая |
лена |
по данным |
ГГИ |
[11] |
||||||||||
|
схема вертушки |
ГР-11М. |
|
|
и |
приводится |
с |
сокраще |
|||||||||
• вертушка; |
Б — счетно-нмпульснып |
механизм; |
ниями. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
В — батарея . |
|
|
|
|
Из |
приведенных в |
та |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
блице |
вертушек |
в |
настоя |
||||||
щее |
время |
рекомендуются |
к |
применению |
на |
государственной |
|||||||||||
гидрологической сети и в проектно-изыскательских |
организациях |
||||||||||||||||
ГР-21, ГР-21М, ГР-55 и ГР-11М. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Вертушки ГР-21 и ГР-21М характеризуются большой доброт |
|||||||||||||||||
ностью и износоустойчивостью, отличаются хорошими |
показате |
||||||||||||||||
лями |
компонентности |
(лопастный винт |
№ |
1). |
Но |
в |
то |
же |
время |
||||||||
их лопастные винты имеют относительно большие моменты инер
ции, вследствие чего |
менее |
пригодны для |
измерений |
в |
потоках |
|||
с большой турбулентностью |
(по сравнению |
с ГР-55 и |
ГР-11М). |
|||||
Оптимальные |
условия |
их применения — равнинные реки. |
|
|||||
Вертушки |
ГР-55 |
и ГР-11М имеют более легкие лопастные |
||||||
винты, |
обладающие |
относительно |
малой |
величиной |
момента |
|||
инерции |
и в |
то же время хорошими |
компонентными |
свойствами. |
||||
Поэтому они пригодны для измерений в потоках с большой тур
булентностью— на горных |
реках, в |
водоводах гидротехнических |
||
сооружений, в нижних |
бьефах. |
Они |
не менее |
эффективны |
и в условиях малой турбулентности, |
в |
частности на |
равнинных |
|
реках. |
|
|
|
|
126
|
|
|
|
|
|
Таблица 11.1 |
|
Основные параметры и характеристики гидрометрических вертушек |
|||||||
|
Диаметр |
Геометрич. |
Начальная |
Верхняя |
Компонент- |
||
Тип вертушки |
лопастного |
скорость, |
крнтпч. |
ность при |
|||
шаг, мм |
|||||||
|
винта, мм |
м/с |
скорость, м/с |
а = 4 0 ° в % |
|||
|
|
||||||
ж - з |
№ |
I 120 |
250 |
0,04 |
5,0 |
0—25 |
|
|
№ 2 120 |
500 |
0,06 |
5,0 |
25—45 |
||
в ж м - з |
№ |
1 120 |
200 |
0,04 |
5,0 |
0—25 |
|
|
№ |
2 120 |
500 |
0,06 |
5,0 |
20—45 |
|
ГР-21 |
№ |
i 120 |
200 |
0,04 |
8,0 |
0 - 5 |
|
|
№ 2 120 |
500 |
0,06 |
5,0 |
0—10 |
||
ГР-21М |
№ |
1 120 |
200 |
0,04 |
8,0 |
0 - 5 |
|
|
№ |
2 120 |
500 |
0,06 |
5,0 |
20—45 |
|
ГР-55 |
№ |
1 70 |
110 |
0,05 |
5,0 |
0 - 5 |
|
|
№ |
2 70 |
200 |
0,06 |
5,0 |
0—10 |
|
ГР-11 |
№ |
1 60 |
110 |
0,06 |
5,0 |
0—5 |
|
|
№ 2 60 |
200 |
0,10 |
5,0 |
0—10 |
||
ГР-11М |
№ |
1 70 |
ПО |
0,05 |
8,0 |
0—5 |
|
|
№ 2 70 |
200 |
0,08 |
8,0 |
0—10 |
||
Остановимся |
на некоторых типах иностранных |
вертушек. |
В е р т у ш к а |
О т т а - V производится фирмой |
А. Отта (город |
Кемптен, ФРГ). Эта фирма выпускает различные типы современ ных вертушек высокого качества и, кроме того, различные гидро метрические приборы и оборудование. Вертушка типа Отта-V раз
работана |
и выпускается очень давно, но конструкция ее |
непре |
рывно совершенствуется. В настоящее время она является |
одной |
|
из лучших |
вертушек и применяется в различных странах. |
|
Внешний вид вертушки показан на рис. 11.17. Корпус вертушки латунный, прямоугольного сечения. Вертушка снабжается лопаст ными винтами различной формы, в том числе винтами, обладаю щими высокими компонентными свойствами (рис. 11.18). Ось ло пастного винта неподвижна и снабжена двумя шарикоподшипни ками; на них надевается втулка, которая1 при помощи муфты соединяется с лопастным винтом. На заднем наружном конце втулки имеется червячная нарезка, приводящая в движение чер
вячное |
колесо в камере механического |
контакта. |
|
|||||||
|
Внутренняя полость лопастного винта заливается маслом, ко |
|||||||||
торое вследствие капиллярности в тщательно притертых |
(но без |
|||||||||
трения) |
зазорах лопастного |
устройства |
защищает его от доступа |
|||||||
воды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Имеются |
две |
контактные камеры: |
механического |
контакта |
|||||
и |
электрического, |
обе водонепроницаемые, |
заполняемые |
маслом. |
||||||
|
Вертушка |
применяется на штанге и на тросе. |
|
|||||||
|
В е р т у ш к а |
П р а й с а |
(рис. 11.19) |
является основным при |
||||||
бором |
для |
измерения |
скоростей |
течения |
в реках, принятым |
|||||
в |
США. Она состоит |
из ходовой |
части |
с чашечным |
ротором, |
|||||
127
