CZ287280B6 - Hydrostaticko hydraulické nivelační zařízení k přesnému měření rozdílných výšek - Google Patents

Abstract

Hydraulické zařízení k měření změny výšky hladin kapalin kapalného média (5) nebo podle stálé výšky hladiny (h) kapalného média (5) změnu výšky záměrného místa (1) v sestavě hydrostaticko-hydraulické nivelace. Hydraulické zařízení (2) využívá k měření měrného tlaku sloupce kapalného média (5) na záměrnou plochu (x) tvořenou hladinou rtuti (r) v první nádobě (16) hydraulického zařízení (2) propojenou sifonem se sloupcem (8) rtuti (r) v druhé nádobě (17) hydraulického zařízení (2) o výšce (v) a ploše (y) vytlačeným do rovnovážné polohy kapalným médiem (5). Pohyb hydraulického zařízení (2) proti záměrné ploše (x) se projeví v pohybu hladiny sloupce rtuti (8) vyvažující kapalné médium (5). Plovák (9) na hladině (y) sloupce (8) rtuti (r) ve druhé nádobě (17) propojený pevně s pohyblivou nebo pevnou částí snímače poloh (10). Tento snímač zaznamená změnu polohy záměrného místa (1) v hydrostaticko-hydraulické nivelační sestavě oproti hydraulickému zařízení (6) a jeho snímači polohy (10) ve vzŕ

Description

Oblast techniky

Vynález hydraulického zařízení se týká přesného měření změny výšky hladin kapalin-kapalného média v nádržích zejména velkokapacitních nádrží jedním hydraulickým zařízením nebo dvěma hydraulickými zařízeními a při proměnné měrné váze těchto kapalin.

ίο V hydrostaticko-hydraulické nivelační sestavě hydraulické zařízení měří předpokládaný pohyb výšky záměrných míst určených k zaměření v jedné rovině nebo i v dalších záměrných místech na nižších výškově rozdílných rovinách současně a vlastního sledování výškových pohybů měřených míst proti záměrnému místu umístěnému ve vztažném místě.

Dosavadní stav techniky

Dosud se hladina v nádrži měřila pásmem ze závažím, kontaktně dotykem, kontaktně s plovákem, ponořením tyčového měřidla odebráním sloupce kapaliny, tlakově tlakoměrem, 20 vodoznakem. V hydrostatické nivelační sestavě se užívá jednoduché vizuální hadicová vodováha, kontaktní s plovákem na hladině, ultrazvuk oproti hladině, kapacitní měření hladiny. Všechna tato zařízení jsou propojena kapalným médiem mezi měřenými místy a měřicím zařízením ve vztažném místě. Jiné měřicí zařízení užívá rozdílu tlaku ve dvou okruzích propojených se dvěma expanzními nádržemi ve vztažném místě naplněnými médii s rozdílnou 25 měrou hmotností, používaná měřidla mají své specifické výhody a nevýhody, které nebudu pro rozsáhlost téma komentovat.

Podstata vynálezu

Některé nedostatky předešlých zařízení odstraňuje hydraulické zařízení určené k měření změny výšky hladin kapalin-kapalného média nebo podle stálé výšky hladiny kapalného média změnu výšky záměrného místa. Podstatu hydraulického zařízení tvoří dvě nádoby vzájemně propojené v místě styku obou nádob otvorem zapuštěným do dna těchto nádob a přepaženým svisle 35 zapuštěnou společnou stěnou nádob tvořící sifon pod úrovní dna obou nádob. Takto propojené nádoby jsou na dně zaplněny množstvím rtuti, které se rovná předpokládané výšce a rozsahu pohybu hladiny sloupce kapaliny-kapalného média působící na záměrnou plochu hladinu rtuti v první nádobě, vytlačující do rovnovážné polohy rtuť ve druhé nádobě, kde plný skleněný plovák na hladině rtuti pevně spojený s pohyblivou nebo pevnou částí snímače poloh. Snímač 40 poloh zaznamená změnu polohy záměrného místa oproti hydraulickému zařízení a jeho snímači polohy ve vztažném místě v hydrostaticko-hydraulické nivelační sestavě, nebo změnu výšky hladiny v nádržích, a to i při proměnné měrné váze této kapaliny. Využití dvou hydraulických zařízení jejichž záměrné plochy hladiny rtuti nádobě jsou od sebe vzdáleny zadaným výškovým rozdílem, tak že působí na jedné i druhé záměrné ploše hladině rtuti hydraulických zařízení jiná 45 měrná váha kapalného média.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je znázorněna hydrostaticko-hydraulická nivelační sestava.

Na obr. 2 je znázorněno hydraulické zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Hydraulické zařízení obrázek 2A a B je určeno k měření výšky hladin kapalin jedním hydraulickým zařízením umístěným pevně v zadané vzdálenosti pod hladinou kapaliny. Změna výšky hladiny kapaliny se projeví změnou měrného tlaku sloupce kapalného média na záměrnou plochu x hladiny rtuti r v první nádobě 16 hydraulického zařízení. Tato změna se projeví změnou výšky sloupce 8 rtuti r hladiny y ve druhé nádobě 17. plovák 9 na hladině y sloupce 8 rtuti r pevně propojený pohyblivou nebo i pevnou částí snímače poloh 10 je výchozí stav pro vlastní měření výšky hladiny kapalin. Využitím dvou hydraulických zařízení, jejichž záměrné plochy x hladiny rtuti r v první nádobě 16 jsou od sebe vzdáleny zadaným výškovým rozdílem určeným k zaměří výšky hladiny kapalin i při proměnlivé měrné váze těchto kapalin.

Vlastní měření v sestavě v hydrostaticko-hydraulické nivelace obr. 1 osazené hydraulickým zařízením 2 předpokládá pohyb výšky v záměrných místech 1 jedné roviny nebo ve více rovinách výškově od sebe vzdálených se záměrnými místy 1. Hydraulické zařízení 2 jsou napojena na jednu tlakovou soustavu propojenou potrubím 3 spojenou s expanzní nádrží 4 obsahující kapalné médium 5 a srovnávacím referenčním hydraulickým zařízením 6. Oboje umístěné ve vztažném místě 7. Pro upřesnění měření v dalších rovinách výškově odlišných od základní roviny zajišťují měření pomocná hydraulická zařízení 18. Přesnou činnost hydraulického zařízení 2 a 18 a srovnávacího hydraulického zařízení 6 zaručuje stálá hladina h kapalného média 5 v expanzní nádrži 4, stálost výše hladiny h zabezpečuje hladinový přepad 13 do rezervní nádrže 14 a průběžné minimální doplňování hladiny h čerpadlem 15 z rezervní nádrže 14 do expanzní nádrže 4. Hydraulická zařízení 2 i referenční hydraulické zařízení 6 ve vztažném bodě 7 včetně pomocných hydraulických zařízeních 18 v jednotlivých rovinách stabilizované hladiny h v expanzní nádrži 4 a měrného tlaku sloupce kapalného média 5 na záměrnou plochu x tvořenou hladinou rtuti r v první nádobě 16 hydraulického zařízení 2 propojenou zúžením sifonem se sloupcem 8 rtuti r v druhé nádobě 17 hydraulického zařízení 2 o výšce v a ploše y vytlačeného do rovnovážné polohy kapalným médiem 5 k vlastnímu měření pohybu místa 1 proti vztažnému, záměrnému místu 7 hydrostaticko-hydraulické nivelační sestavy. Pohyb měřicího hydraulického zařízení 2 v místech 1, proti rovnovážné rovině záměrné ploše x se projeví v pohybu hladiny y sloupce 8 rtuti r vyvažující sloupec kapalného média 5 v nádobě 17 kladně nebo záporně proti hladině y sloupce 8 rtuti r a výšce v hydraulického zařízení 6 ve vztažném místě 7 hydrostatickohydraulické nivelační sestavy. Pohyb hladiny y rtuti r sloupce 8 je snímán plovákem 9 nejlépe z plného skla pevně propojeným s pohyblivou nebo pevnou částí snímače poloh 10, který zaručuje vlastní měření výšky hydraulických zařízení 2, 6, 18 v daném místě. Elektrické hodnoty naměřené snímači poloh 10 v hydraulických zařízeních 2 i hodnoty naměřené srovnávacím referenčním hydraulickým zařízením 6, tak i pomocnými referenčními hydraulickými zařízeními 18 se přivádí elektrickým vedením 19 do ústředny - převodníku 11 a dále na vstup vyhodnocovacího zařízení 12 nebo přímo na vyhodnocovací jednotku při digitálním snímání polohy plováku 9 na hladině y sloupce 8 rtuti r. Tepelné rozdíly rtuti r i kapalného média 5 v hydraulických zařízeních 2, 6, 18 a potrubích jsou snímány teploměry, naměřené hodnoty převedeny do ústředny - převodníku a dále na vyhodnocovací jednotku k zadání korekce, snímači 10 naměřených hodnot. Proti přeplavení druhé nádoby 17 hydraulického zařízení 2 sloupcem kapalného média 5 je v první nádobě 16 sifonem zmenšená zúžená plocha x na kterou sloupec kapalného média 5 působí v místě spojení první nádoby 16 a druhé nádoby 17. Hladina y sloupce 8 rtuti r je chráněna před odpařováním a oxidací silikonovým olejem.

Průmyslová využitelnost

Vynález umožňuje průběžné sledování vertikálních pohybů důležitých staveb (mostů, přehrad, tunelů), rozměrných strojních zařízení (turbosoustrojí, jaderných reaktorů), tektonických pohybů v dolech a změnu výšky hladin kapalin ve velkých nádržích.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Hydrostaticko hydraulické nivelační zařízení k přesnému měření rozdílných výšek kapalinkapalného média (5) nebo změny výšky záměrného místa (1) v sestavě hydrostatickohydraulické nivelace podle stálé výšky hladiny (h) kapalného média (5), vyznačující se tím, že dvě nádoby (16, 17) vzájemně propojené v místě styku obou nádob otvorem (20) zapuštěným do dna těchto nádob a přepaženým svisle zapuštěnou společnou stěnou (21) nádob tvoří sifon pod úrovní dna obou nádob, takto propojené nádoby jsou na dně zaplněny množstvím rtuti (r), které se rovná předpokládané výšce a rozsahu pohybu hladiny (h) sloupce kapalinykapalného média (5) působící svým tlakem na záměrnou plochu (x) hladinu rtuti (r) v první nádobě (16) vytlačující do rovnovážné polohy sloupec (8) rtuti (r) o výšce (v) ve druhé nádobě (17), kde je plný skleněný plovák (9) na hladině (y) rtuti (r) pevně spojený s pohyblivou nebo pevnou částí snímače poloh (10), pro zaznamenání změny polohy záměrného místa (1) v hydrostaticko hydraulické nivelační sestavě oproti hydraulickému zařízení (6) ve vztažném místě (7).
2. 2. Hydrostaticko hydraulické nivelační zařízení k přesnému měření rozdílných výšek hladiny v nádrži podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízení je pevně upevněné pod úrovní hladiny kapalného média (5) a sestává ze dvou hydraulických zařízení (2), jejichž záměrné plochy (x) hladiny rtuti (r) v první nádobě (16) mají výškový rozdíl za účelem měření změn výšky hladiny kapalin či kapalného média i při proměnné váze kapaliny či kapalného média.