Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.12.1972 Opis patentowy opublikowano: 30.09.1974 72110 KI. 421,13/01 MKP BOH 11/00 Twórca wynalazku: Adam Wysocki Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Meteorologii i Gosipodarki Wodnej, Warszawa (Polska) Urzadzenie do dawkowania barwnika w badaniach hydraulicznych, zwlaszcza laboratoryjnych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do daw¬ kowania barwnika w badaniach hydraulicznych, zwlaszcza laboratoryjnych badaniach procesu dy¬ fuzji cieczy w cieczy.Barwnik — roztwór wodny substancji silnie bar¬ wiacej, na przyklad rodaminy, wprowadzany jest do osrodka cieklego, zwlaszcza wody, zwanego w dalszym ciagu opisu — osrodkiem, przy pomocy zródla, stanowiacego w urzadzeniu element kon¬ cowy, z którego barwnik wyplywa bezposrednio do osrodka i który w czasie pracy urzadzenia jest cal¬ kowicie zanurzony w osrodku. Barwnik wyplywa ze zródla przez male otworki, o srednicach nie prze¬ kraczajacych 1 mim, wykonane w zródle w szeregu, w pozycji roboczej biegnacym poziomo.W znanych i stosowanych dotychczas urzadze¬ niach zródlem jest rurka, zwlaszcza miedziana, z ot¬ workami wyplywu barwnika wyikonanymi bezpo¬ srednio w sciance rurki i usytuowanymi wzdluz jej osi podluznej. Z tego rodzaju rozwiazaniem tech¬ nicznym zródla wiaze sie szereg niekorzystnych zja¬ wisk; mianowicie — wewnatrz zródla, w czasie jego pracy, na skutek zmieniajacych sie parametrów hy¬ draulicznych wzdluz rurki — zródla — wyplyw bar¬ wnika do osrodka nie rozklada sie równomiernie na wszystkie otworki dawkujace zródla. Zródlo takie, w istocie o ksztalcie walca, wywoluje w oplywa^ jacym go osrodku zaburzenia, które powoduja znie¬ ksztalcanie obrazu wyplywu barwnika ze zródla.W znanych urzadzeniach nie przewidziane jest 10 20 25 usuwanie z barwnika zanieczyszczen mechanicznych znajdujacych sie w nim w postaci zawiesiny drob¬ nych czastek stalych, które zbierajac sie w otwor¬ kach wyplywu barwnika ze zródla, blokuja lub zmniejszaja czynne swiatlo tych Otworków. Podob¬ ny efekt wywoluja gazy, zwlaszcza powietrze, znaj¬ dujace sie w barwniku, które sa (porywane pradem baTwnika i wtlaczane do otworków wylotowych zródla, najczesciej w postaci drobnych pecherzyków.Znane oirzadzenia nie przewiduja usuwania gazów z barwnika przed wprowadzeniem go do zródla. Po¬ nadto znane urzadzenia nie posiadaja dostatecznej regulacji i elementów kontroli przeplywu barwnika, na drodze jego przewodzenia od zasobnika do zródla.Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych wyzej szkodliwych zjawisk i niedogodnosci, wyste¬ pujacych w zwiazku ze stosowaniem znanych urza¬ dzen oraz zwiekszenie pewnosci co do prawidlo¬ wosci przeprowadzanych doswiadczen i reprezen¬ tatywnosci ich wyników.Aby cel osiagnac, postawione zostalo zadanie za¬ projektowania urzadzenia, które by zapewnialo — jednakowy wyplyw barwnika do osrodka ze wszyst¬ kich otworków dawkujacych zródla — ograniczenie zaburzen wywolywanych w osrodku przez korpus zródla — doprowadzenie do zródla barwnika w sta¬ nie wolnym od zanieczyszczen mechanicznych oraz gazów — dostatecznie dokladna i wygodna regu¬ lacje oraz kontrole przeplywu barwnika na drodze 7211072110 10 25 jego przewodzenia i dawkowania do osrodka w kaz¬ dej, dowolnie obranej chwili przeprowadzanego do¬ swiadczenia. * Zadanie zostalo rozwiazane przez zastosowanie na drodze przewodzenia barwnika retencji zbiorniko¬ wej, co najmniej dwustopniowej, w której ostat¬ nim stopniem retencyjnym jest samo zródlo a przedostatnim — zbiornik posredni. Przewody zo¬ staly zaopatrzone w odpowiednio regulowane zawo¬ ry i elementy dokladnej kontroli przeplywu barw¬ nika.Zródlo posiada pojemnosc dostatecznie duza by - odgrywalo ono role zbiornika retencyjnego, w któ¬ rym nastepuje obnizenie predkosci ruchu barwnika i wyrównanie cisnienia, gwarantujace jednakowy 15 wyplyw barwnika ze wszyslikich otworków dawku¬ jacych zródla. Ksztalt zródla jest oplywowy. Ma ono postac szerokiego, plaskiego klina, a otworki wyply¬ wu barwnika sa wykonane w sciance zródla stano¬ wiacej — wedlug uzytego porównania — ostrze kii- 20 na, stepione o tyle, o ile jest to konieczne ze wzgle¬ dów technicznych dla (Ulokowania w nim wspomnia¬ nych otworków, których krawedzie zewnetrzne — najkorzystniej — powinny;lezec na plaszczyznie, w czasie pracy zródla — pionowej. - Zródlo wewnatrz wyposazone jest w element uspokajajacy. turbulencje dopgrowadizanego do iród- la barwnika, który ma postac listwy usytuowanej prostopadle do osi symetrii zródla, przy czyim pla¬ szczyzna listwy jest równolegla do plaszczyzny 30 scianki, w której wykonane sa otworki wyplywu barwnika do osrodka. Element ten przymocowany jest do scian zródla za pomoca trzpieni, przy czym wymiar elementu w plaszczyznie pionowej jest taki, ze po umocowaniu go iia trzpieniach pozostaja 85 szczeliny miedzy jego krawedziami, górna I dolna i odpowiednimi sciankami zródla. Sumaryczne swiatlo tych szczelin jest nieco wieksze, od suma¬ rycznego swiatla otworków wyplywu barwnika do osrodka. .Listwa elementu dzieli wnetrze zródla na 40 dwie strefy — strefe wyplywu barwnika ze zródla i strefe zasilania zródla w barwnik. W zródlo, w strefie zasilania, wmontowane sa tulejki wspaitte na dolnej scianie zródla, która zamyka ich dolne wy loty, a górne wyloty maja otwarte, stanowiac gniaz¬ da do obsadzania w nich zakonczen przewodów do¬ prowadzajacych barwnik do zródla. Tulejki te maja scianki perforowane w taki sposób, ze po stronach zwróconych wzajemnie ku sobie, a wiec ku osi sy-^ metrii zródla, znajduje sie szereg otworków, a po 50 stronach przeciwnych skierowanych ku bocznym scianom zródla, tulejki maja po jednym otworze o wiekszej srednicy od kazdego z drugostronnych.Zakonczenia przewodów osadzanych w tulejkach — gniazdach — maja peijforacje identyczna jak 'tulejki 55 tak, ze po osadzeniu przewodów w tulejkach po¬ wstaja odpowiednio kanaly przelotowe, przez które barwnik przedostaje sie do zródla. Perforowane tu¬ lejki i zakonczenia przewodów stanowia dodatkowe elementy w strefie zasilania zródla, gdyz przyczy- 60 niaja sie do wytracania energii doprowadzanego barwnika.Przewody doprowadzajace barwnik ze zbiornika posredniego do zródla zaopatrzone sa w zawory re- ^ 65 gulEcyjne przeplywu, których dlawiki wyposazone 45 sa we wskazniki ich obrotu w postaci wskazówek, stanowiacych niejako przedluzenie promieni tych dlawików dostatecznie wydluzone, by uzyskac duza dokladnosc w okreslaniu polozenia dlawików, od¬ czytywanego na skalach, po których przesuwaja sie konce wskazówek.Zbiornik posredni, z którego wyprowadzone sa przewody doprowadzajace barwnik do zródla, ma pojemnosc dostaitecznie duza, by na drodze przewo¬ dzenia barwnika mógl stanowic odistojnik, w któ¬ rym nastepuje osadzenie sie zanieczyszczen mecha¬ nicznych i odprowadzenie gazów z barwnika. Jed¬ noczesnie zbiornik posredni umozliwia i sluzy do utrzymania w danej chwili niezmiennego, zadanego poziomu czynnego barwnika w kazdej, dowolnie obranej chwili przeprowadzanego doswiadczenia, niezalezinie od masy barwnika wydatkowanej przez zródlo w jednostce czasu, przy czym kontrole polo¬ zenia lustra barwnika w zbiorniku umozliwia pie- zometr ze skala w które jest on zaopatrzony. Do re¬ gulacji poziomu barwnika w zbiorniku posrednim ; oraz zmian tego poziomu, w zaleznosci od .potrzeby, sluzy zawór regulacyjny umieszczony w przewodzie doprowadzacacym barwnik ido tego zbiornika i ewentualnie przewód spustowy, w który zbiornik ten jest zaopatrzony. Zbiornik posredni ma w gór¬ nej scianie otwór odpowietrzajacy..Przewód doprowadzajacy barwnik do zbiornika posredniego, zwlaszcza elastyczny, na przylklad gu¬ mowy, jest osadzony na sztywnej tulei, której wy¬ lot wprowadzony do wewnatrz tego zbiornika jest zaopatrzony w sito wykonane z gestej siatki filtra¬ cyjnej.Opisane wyzej urzadzenie wedlug wynalazku oparte jest o zasade dzialania grawitacyjnego.Urzadzenie .wedlug wynalazku wyjasnia blizej przyklad jego rozwiazania konstrukcyjnego przed¬ stawiony na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w widoku z boku, fig. 2 — w widoku z tylu, a fig. 3 przedstawia górna czesc urzadzenia z czesciowym przekrojem wzdluz linii F-F, uwidocznionej na fig. 1, w widoku od strony wyplywu barwnika ze zródla. Fig. 4 .do 10 przed¬ stawiaja zródlo, przy czym fig. 4 przedstawia wi¬ dok zródla z góry, fig. 5 — zródlo w przekroju wzdlur linii A-A, fig. 6 — w przekroju wzdluz li¬ nii B-B, fig. 7 — w przekroju wzdluz linii C-C, fig. 8 — w przekroju Wzdluz linii D-D, fig. 9 przed- stawa zródlo z czescowym przekrojem wzdluz limii E-E w widoku od strony ótworfców wyplywu barw¬ nika, a fig. 10 przedstawia w powiekszeniu (fragment zakonczenia zródla z otworkiem wyplywu barwnika w przekroju osiowym.* Do zródla 1 barwnik doprowadzany jest dwoma przewodami 2 rurkowymi, przy czym rurki sztyw¬ ne dolnej i górnej czesci przewodów 2 sa ze soba polaczone lacznikami elastycznymi 5, na przyklad gumowymi. Rurki dolnej czesci przewodu 2 sa umo¬ cowane za pomoca zacisków w statywie 3 posiada¬ jacym sruby regulacyjne 4 sluzace do regulowania polozenia statywu, a tym samym i rurek umocowa¬ nych w statywie i poziomowania zródla 1, kitóre jest osadzone na tych rurkach. Rurki czesci górnej prze¬ wodów 2 zaopatrzone sa w zawory regulacyjne 6L i 6P do regulacji zasilania zródla 1 w barwnik, przy72110 6 czym dlawiki 6 (tych zaworów zaopatrzone sa we wskazniki w postaci wiskazówek 9, które swymi koncami pokazuja na skalach 10 aktualne polozenie dlawików 6 zaworów 6L i 6P.Przewody 2 wprowadzone sa do zbiornika posred¬ niego 11, stanowiacego przedostatni stopien reten¬ cyjny w przeplywie barwnika, którego duza pojem¬ nosc powoduje iz zbiornik ten stanowi równoczes¬ nie odsfajnik, w którym nastepuje osadzenie sie za¬ wiesiny czastek zanieczyszczen mechanicznych i od¬ prowadzenie gazów z barwnika, które to oczyszcze¬ nie barwnika odbywa sie w niewielkiej odleglosci od zródla 1. Przewód 7 elastyczny, na przyklad gu¬ mowy, doprowadzajacy barwnik do zbiornika 11 na swym zakonczeniu w postaci sztywnej tulejki, wprowadzonym do wewnatrz zbiornika, jest zaopa¬ trzony w sito 14 wykonane z gestej siatki filtracyj¬ nej. Przewód 7, w dogodnej odleglosci od zbiornika 11, jest wyposazony w zawór regulacyjny — w ry¬ sunku pominiety — do regulacji zasilania zbiorni¬ ka 11 w barwnik i utrzymywania w tym zbiorniku zadanego poziomu 13 barwnika. Kontrole polozenia poziomu 13 barwnika w zbiorniku 11 umozliwia pie- zometr 12 ze skala, w które zbiornik ten jest za¬ opatrzony. Calkowite opróznienie zbiornika 11 umozliwia rurka spuitowa 8 z wylotem zamykanym korkiem, przy czym odpowietrzenie tego zbiornika odbywa sie przez otwór wykonany w górnej scianie zbiornika — w rysunku pominiety.Jak to wynika z rysunku wedlug fig. 4 do 10 zród¬ lo 1, wewnatrz, wyposazone jest w element 16 w postaci listewki usytuowanej prostopadle do osi sy¬ metrii zródla 1, przy czym element 16 umocowany jest do scian zródla, górnej i dolnej, za pomoca trzpieni 21 tak, ze miedzy wymienionymi sciankami zródla i odpowiadajacylmi im krawedziami elementu pozostaja szczeliny. Element 16 niejako dzieli wne¬ trze zródla 1 na dwie strefy — .strefe wyplywu barwnika i strefe zasilania zródla w barwnik.W zródlo 1 w strefie (zasilania wmontowane sa tu¬ leje 17 wsparte na dolnej scianie zródla, która za¬ myka ilch dolne wyloty, przy czym górne wyloty otwarte, przyczyniaja sie do wytworzenia w tulej¬ kach 17 gniazd 15 do osadzania w nich dolnych za¬ konczen przewodów 2 doprowadzajacych barwnik do zródla 1. Tuleje 17 maja scianki perforowane w taki sposób, ze ich strony zwrócone ku sobie, a wiec i ku osi symetrii zródla 1 maja szereg otwor¬ ków 19, a strony przeciwne, a wiec skierowane ku bocznym sciankom zródia maja po jednym otworze 18 o srednicy wiekszej niz srednica kazdego z wy¬ mienionych poprzednio otworków 19. Perforowane tuleje 17 wraz z pominietymi w rysunku konców¬ kami przewodów 2, posiadajacymi perforacje do¬ stosowana odpowiednio do perforacji tulei 17 i osa¬ dzanymi w gniazdach 15, stanowia elementy znaj¬ dujace sie w strefie zasilania zródla 1 wytracajace energie doprowadzanego barwnika. Jak to wynika z rysunku fig. 7, 9 i 10, na ostrzu klina, z którym z wygladu zewnetrznego zródlo 1 jest porównywal¬ ne, w sciance korpusu zródla 1 stanowiacej to ostrze klina i stepiajacej to ostrze, sa wykonane otworki 20, przez które nastepuje wyplyw barwnika ze zró¬ dla 1 i bezposrednie dawkowanie barwnika do osrodka. Pojemnosc zródla 1 i jego wyposazenie we¬ wnetrzni, w szczególnosci elementy, zwlaszcza ele¬ ment 16, powoduja równomierne rozlozenie para- 5 metrów hydraulicznych wzdluz calej scianki z otworkami 20 i jednakowy wyplyw barwnika ze wszystkich tych otworków. 10 50 PL PL