Передаточное водомерное устройство «Валдай»

Наиболее распространенным передаточным водомерным устройством является устройство с непрерывной регистрацией уровня при помощи самописцев уровня воды (СУВ). В настоящее время применяются самописцы «Валдай» (рис.2) и ГР-38 (длительного действия).

Установка СУВ состоит из следующих элементов: самописца уровня 2, установленного на столе 3,-прибора, измеряющего и регистрирующего изменения высоты уровня воды в реке; колодца 5, называемого поплавковым, для размещения поплавка (датчика) уровнемера и его защиты от внешних воздействий; соединительного устройства 6 для обеспечения непрерывной связи уровней в реке с поплавком в колодце; измерительного павильона 1 для размещения регистрирующей части уровнемера и его защиты от внешних воздействий; вспомогательных гидротехнических устройств, предназначенных для защиты установки от заиления, подмыва, разрушения льдом при ледоходе и предотвращения волновых возмущений уровня в поплавковом колодце.

Принцип работы самописца в следующем: поплавок, заключенный в специальный колодец, связанный соединительным устройством с рекой, перемещается вместе с уровнем воды. Его перемещение передается передаточным механизмом регистрирующему устройству, которое непрерывно записывает изменение уровня воды во времени. Передача колебаний уровня воды сообщается посредством троса, перекинутого через блок, барабану, насаженному на общую с блоком ось. При этом вертикальные перемещения поплавка преобразуют во вращательные движения барабана вокруг своей оси. На барабан накладывается бумажная лента, и запись на ней осуществляется пером, приводным в движение часовым механизмом; перо движется по горизонтали вдоль образующей барабана. Возможна и другая схема, когда перемещения поплавка передаются непосредственно пишущему устройству (перу), а барабан движется вокруг вертикальной оси с помощью часового механизма.

СУВ оборудуется двумя контрольными рейками, одна из которых (внешняя) располагается непосредственно в реке вблизи от места ввода в колодец соединительной трубы, другая (внутренняя 4) – в поплавковом колодце. Их назначения – обеспечить проверку наличия одинаковой высоты уровня в реке и колодце.

Стандартным прибором суточного действия является самописец уровня воды «Валдай» образца 1948 г. И модернизированный самописец образца 1952 г. Первый имеет два масштаба записи уровня (1 : 1 и 1 : 2) при одном масштабе записи времени (1 ч=12 мм хода пера на ленте), второй – четыре (1 :1, 1 : 2, ! :5, ! : 10) и регистрирует амплитуду колебания уровня до 6 м. Точность регистрации уровня воды по техническим данным прибора не превышает при указанных масштабах записи соответственно +-3, 5, 7, 10 мм. Толщина штриха записи на ленте 0,3-0,4 мм. Для записи времени существуют два масштаба: 12 мм/ч при скорости вращения барабана один оборот за 26 ч и 24 мм/ч при скорости вращения барабана один оборот за 13 ч. При масштабе записи 12мм/ч точность хода часов +- 5 мин за сутки или +-1 мм на ленте, при масштабе записи 24 мм/ч точность хода часов +-3 мин за половину суток или +-1,2 мм на ленте.

Самописец уровня «Валдай» состоит из поплавкового устройства, передающего колебания уровня воды, барабана с надетой на него бумажной лентой, на которой а заданном масштабе вычерчивается график колебания уровня, и пишущего устройства, приводимого в действие часовым механизмом.

Поплавковое устройство включает в себя: пустотелый металлический поплавок 2, прикрепленный к нему груз-балласт 1 для погружения поплавка, противовес гирю 3, металлический мягкий трос в хлорвиниловой оболочке 18 и поплавковое колесо 4, 5, которое вращает через систему шестерен 6, 17 барабан 16. В зависимости от подъема или спада уровня воды барабан поворачивает вокруг своей оси в ту или иную сторону.

Барабан вращается на подвижном центре, укрепленном в левой боковине прибора, и оса оси 22 поплавкового колеса, расположенной в правой боковине прибора. Бумажная лента для записи уровня удерживается в прорезях барабана зажимом, который расположен внутри него.

Пишущее устройство состоит из часового механизма 7, пера 15 с кареткой 10, двух направляющих стержней 12, стальной струны 11 и гирьки-отвеса 14. Струна проходит через ролики 9 и 13 между двумя стержнями каретки; один конец ее закреплен и навит на барабанчик 8 заводной головки 29 часового механизма, другой конец, выпущенный из корпуса самописца, несет гирьку отвес , которая, оттягивая и раскручивая струну с головки барабана, приводит в действие часовой механизм. Каретка с пером при помощи специального зажима крепится к натянутой струне и во время хода часового механизма движется вместе со струной вдоль барабана. Перо в это время чертит график колебания уровня на ленте барабана. По горизонтальной оси этого графика дается время в часах, а по вертикальной – высота уровня.

Часовой механизм помещен во влагонепроницаемой коробке 28, на верхней стороне которой укреплена заводная головка и выведены два рычага: один из них служит для пуска и остановки часового механизма, а другой «П» и «У» предназначен для регулировки, если поправка на ход часов превышает +-5 мин за сутки.

Поплавковая система самописца «Валдай» позволяет выбирать масштаб записи уровня воды на ленте а зависимости от величины амплитуды его колебания.

Установки желаемого масштаба записи достигается следующим образом. Для записи хода уровня в масштабах 1 : 1 и 1 : 2 поплавковое колесо закрепляется на основной оси прибора 22. Масштаб записи 1 : 1 будет получен при наложении троса на малый диск 4 поплавкового колеса, а масштаб 1 : 2 – при наложении троса на большой диск 5. Поплавок при указанных масштабах записи навешивается слева от поплавкового колеса. Для записи хода уровня в масштабах 1 : 5 и 1 : 10 поплавковое колесо закрепляется на вспомогательной оси 21. Зубчатое колесо- трибка 20 при этом сдвигается вдоль оси 21 до сцепления с шестерней 23, закрепленной на оси 22. Для получения записи в масштабе 1 : 5 трос надевается на малый диск поплавкового колеса 4, а в масштабе 1 : 10 – на большой диск. Поплавок при масштабах записи 1 : 5 и 1 : 10 навешивается справа от поплавкового колеса. При установке поплавковой системы на масштабе 1 : 1 или 1 : 5 трос с противовесом-гирей 3 навешивают дополнительно на оттяжной блок 27, чтобы противовес при ходе поплавка не кусался последнего.

Конструкция СУВ «Валдай» допускает производить запись при многократных оборотах поплавкового колеса.