Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.Y.1969 57254 KI. 42 c, 30/10 MKP G 01 c UKD «/W Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Zbigniew Blaszczak, Slawomir Gra- dys, mgr inz. Antoni Klawe, mgr inz. Fran¬ ciszek Parzych, mgr Pawel Wyrebski Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Hydrogeologiczne w Warszawie, Warszawa (Polska) Urzadzenie do pomiaru glebokosci i poziomu cieczy zwlaszcza w otworach wiertniczych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do po¬ miaru glebokosci i poziomu cieczy zwlaszcza w otworach wiertniczych, którego zasada pracy jest oparta na zliczaniu ilosci odwinietej linki obciazo¬ nej ciezszym od cieczy czujnikiem mechanicznym.Urzadzenie, przystosowane do pomiarów punkto¬ wych, jest przeznaczone dla potrzeb hydrogeologii badz hydrotechniki, a szczególnie dla hydrogeo¬ logii do pomiarów w glebokich otworach wiert¬ niczych.Znanych jest obecnie wiele typów urzadzen do punktowych pomiarów glebokosci zalegania zwier¬ ciadla cieczy. Do tych najczesciej stosowanych mozna zaliczyc przyrzady wyposazone w czujni¬ ki z sygnalizacja akustyczna, elektryczna badz pneumatyczna, lub tez sygnalizacja swietlna.Istnieje tez grupa przyrzadów, w których elek¬ tryczny czujnik jest opuszczany na przewodzacej izolowanej lince. Wspólna cecha wymienionych rozwiazan jest sposób pomiaru polegajacy na tym, ze odwijanie linki z podwieszonym czujnikiem oraz zatrzymanie jej w momencie zadzialania sy¬ gnalizacji zetkniecia sie czujnika z ciecza, jest rwykonywane przez osobe dokonujaca pomiaru, co jest powazna niedogodnoscia. Taki sposób pomiaru wymaga bowiem szczególnej uwagi i jest wrazli¬ wy na zaklócenia zewnetrzne, na przyklad halas, zle warunki atmosferyczne i tym podobne.Znane sa tez urzadzenia z czujnikiem wyporo¬ wym (plywakowym) wyposazone w regulator szyb- 10 15 20 25 30 kosci odwijania linki, licznik mechaniczny oraz mechanizm zapadkowy. Zasada pracy polega na zmianie obciazenia linki spowodowanym przez zanurzenie plywaka w cieczy, co uruchamia dzwignie mechanizmu zapadkowego zatrzymujace¬ go w odpowiedniej chwili beben z nawinieta lin¬ ka. Korzystna cecha tego urzadzenia jest czes¬ ciowa automatyzacja pomiaru. Wada tej konstruk¬ cji jest koniecznosc stosowania dwóch czujników.Jednego lzejszego od cieczy do pomiaru poziomu, drugiego ciezszego od cieczy do pomiaru glebo¬ kosci. Jest to wada szczególnie uciazliwa przy pomiarach w glebokich otworach wiertniczych.Znane sa takze urzadzenia z jednym, uniwer¬ salnym czujnikiem wykonanym z materialu o tak dobrjnn ciezarze wlasciwym, aby jego zanurzenie w cieczy powodowalo czesciowe odciazenie linki, wystarczajace do zadzalania mechanizmu zapad¬ kowego.Mechanizm zapadkowy posiada dwa zakresy czulosci przestawiane w zaleznosci od rodzaju po¬ miaru. Niedogodnoscia tego urzadzenia jest ko¬ niecznosc precyzyjnego wykonania mechanizmu zapadkowego z uwagi na niewielka zmiane ob¬ ciazenia linki, lub tez zwiekszenia wymiarów czuj¬ nika, co praktycznie jest trudne do zrealizowania.Celem wynalazku jest wzmocnienie sygnalu (zmiana naprezenia linki) osiagniecia przez ply¬ wak czujnika zwierciadla wody bez zwiekszenia jego wymiarów a takze umozliwienie jego dal- 57254* szego opuszczania az do osiagniecia dna otworu, po zwolnieniu mechanizmu zapadkowego.Zadanie techniczne prowadzace do tego celu polegalo na stworzeniu takiej konstrukcji czujni¬ ka, która z jednej strony umozliwialaby odciaze¬ nie linki, na której czujnik byl opuszczany, w momencie osiagniecia zwierciadla cieczy, której * poziom jest mierzony i tym samym zatrzymanie dalszego opuszczania przez zapadke z drugiej zas umozliwiala jego dalsze opuszczanie az do osiag¬ niecia dna otworu po zwolnieniu zapadki przez % obslugujacego przyrzad.- Cel ten osiagnieto przez wyposazenie czujnika w mechanizm zaczepowy, dzialajacy pod wplywem slabego impulsu mechanicznego, zwalniajacy ru¬ chomy element z przytwierdzona linka nosna w momencie przechodzenia czujnika przez zwier¬ ciadlo cieczy, co powoduje gwaltowne wydluzenie linki o znany odcinek, a tym samym zmiane jej naprezenia.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w prze¬ kroju po linii A—A, fig. 2 przekrój po linii B—B, a fig. 3 i 4 przedstawiaja przyklady wykonania czujnika.Urzadzenie posiada dwudzielna obudowe 1, za¬ wierajaca znany regulator obrotów 2, na którego osi 3 jest osadzony beben 4 z linka 5 napedzaja¬ ca rolke 6 bebenkowego licznika 7. Beben 4 jest sprzezony z kólkiem zebatym 8 wspólpracujacym z zapadka 9 wyposazona w sprezyne 10 i os 11 z .rolka 12. Obudowa 1 posiada otwory na korb¬ ke 13 i uchwyt 14 linki 5 prowadzonej przez rol¬ ke 15 oraz wglebienie 16 na kasujacy wskazania licznika 7 przycisk 17 i okienka 18.Czujnik urzadzenia, ma ksztalt wydluzonego cylindra 19, jest podwieszony do linki 5 za po¬ srednictwem preta 20, polaczonego z tloczkiem 21 i zaczepem 22 wspólpracujacym z mechaniz¬ mem rozlacznym, sterowanym plywakiem 23. Me¬ chanizm rozlaczny stanowi nozycowy uklad . dzwigni 24, których konce sa polaczone plaska sprezyna 25. Dzwignie 24 sa obrotowo zamoco¬ wane w korpusie 26 stanowiacym jednoczesnie oparcie dla sprezyny 27. Cylinder 19 jest wyko¬ nany z dwóch czesci skrecanych na korpusie 26.Ruch tloczka 21 do góry jest ograniczony nakret¬ ka 28, a plywak 23 opiera sie na zawleczce 29.Linka 5 czujnika moze byc zakonczona oczkiem 30 z przewleczonym elastycznym lacznikiem 31 przymocowanym jednym koncem do zaczepu 22, a drugim do nakretki 28, osadzonej w cylindrze 19.W czasie pomiaru linka 5 z podwieszonym czuj¬ nikiem odwija sie z bebna 4, przechodzi przez uklad rolek 12, 6, 15. W tym czasie zaroadka 9 jest odciagnieta od kólka zebatego 8. W czasie zanurzania w cieczy cylindra 19, plywak 23 uno¬ si sie do góry i uderza w sprezyne 25. Polaczone z nia ramiona dzwigni 24 zmieniaja swoje polo¬ zenie i zwalniaja zaczep 22. Scisnieta sprezyna 27 gwaltownie odpycha tloczek 21 z pretem 20 az do oporu z nakretka 28. Poniewaz ruch tloczka 21 jest co najmniej kilkakrotnie szybszy od sta¬ lej predkosci opuszczania czujnika zadanej przez 57254 4 regulator 2, linka 5 zostanie chwilowo odciazona,, co spowoduje zadzialanie zapadkowego mechaniz¬ mu 8, 9 i zatrzymanie bebna 4. Po dokonaniu odczytu na liczniku 7 i odciagnieciu zapadki 9» 5 czujnik jest opuszczany dalej, az do zetkniecia sie z dnem mierzonego zbiornika, co spowoduje ponowne odciazenie linki 5 juz bez udzialu me¬ chanizmu rozlacznego.Pomiar urzadzeniem wedlug wynalazku z czuj¬ nikiem przedstawionym na fig. 4 ma podobny prze¬ bieg. Ruch do góry plywaka 23 zwalnia zaczep 1% i elastyczny lacznik 31 przesuwa sie w oczku 30, co w efekcie daje chwilowe pozorne odczepienie sie czujnika od linki 5. Dla zapewnienia prawid- !5 lowej pracy urzadzenia lacznik 31 powinien byc zabezpieczony przed splataniem, a oczko 30 win¬ no miec srednice nieco mniejsza od zaczepu 22- Przy pomiarze glebokosci nastepujacym bezpo¬ srednio po pomiarze poziomu cieczy i bez kaso- 20 wania licznika nalezy pamietac o dodaniu do otrzymanego wyniku odcinka równego dlugosci preta 20 lub lacznika 31. Zaleta urzadzenia we¬ dlug wynalazku jest mozliwosc pomiarów pozio¬ mu i glebokosci cieczy przy jednorazowym opusz- 25 czeniu czujnika i to na duzych glebokosciach. Moz¬ na nim mierzyc glebokosc rzeki, na przyklad z mo¬ stu, glebokosc' wykopów, poziom wody w otworze hydrogeologicznym i jego glebokosc itp.Urzadzenie posiada zwarta konstrukcje i male 30 wymiary gabarytowe. Mechanizmy osloniete sa obudowa, a przyciski sterownicze umieszczone w odpowiednich wglebieniach chroniacych przed uszkodzeniem w czasie transportu.Zalety urzadzenia, to niezawodnosc dzialania i praktycznie dowolny zakres pomiarowy, co czy¬ ni go przydatnym szczególnie dla sluzby geolo¬ gicznej jako osobiste wyposazenie geologa. 40 PL