Балансировочный определитель нулевой плавучести
Изобретение относится к водному спорту, к средствам балластировки и балансировки плавучести подводного пловца и его снаряжения. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения нулевой плавучести предметов и самого подводного пловца в натурных условиях с учетом разницы силы плавучести и тяжести физических тел под водой. Балансировочный определитель нулевой плавучести содержит герметичный измерительный цилиндр с воздушной емкостью со шкалами от середины вертикали цилиндра, берущейся за нулевую отметку на границе воздушной и водной сред. Погружение в воду обеспечивается противовесом, равным по относительной тяжести половине вытесненной воды емкостью цилиндра. Относительная тяжесть противовеса включает вес цилиндра с утолщенным нижним торцом, в который вкручивается трубка. В трубку вливается часть балластного свинца. Вспомогательным устройством является поплавок, регулируемо погруженный заливом воды. Поплавок стабилизирует горизонтальные перемещения балансировочного определителя на поверхности воды и гасит водную рябь перед цилиндром. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к водному спорту, к средствам балластировки и балансировки плавучести подводного пловца и снаряжения.
Сопоставление определяемой по закону Архимеда силы плавучести с силой тяжести предмета снаряжения, оборудования, инвентаря, инструмента и самого подводного пловца характеризует относительную плавучесть, если тяжесть вытесненной воды предметом или пловцом больше его тяжести в воздушной среде, или его относительную тяжесть, если его вес больше веса его объемом вытесненной воды. В практике пловец, дайвер, водолаз балластировку и балансировку снаряжения, дополнительных предметов осуществляет путем проб и анализа сделанных ошибок, т.к. отсутствуют инструменты прямых замеров относительных плавучести и тяжести.
При разработке предлагаемого технического решения выявлены отдаленные аналоги размещения воздушной емкости в воде с балластом внизу при использовании ареометров (авт. св. SU №735965, 25.05.1980, G01N 9/12), плотномеров, гидрометров, спиртомеров, сахаромеров, а также аналог способа регулируемого погружения поплавка в воде (авт. св. SU №135268, 1961, G01L 13/04), прототип отсутствует.
Цель изобретения: разработать балансировочный определитель нулевой плавучести предметов и/или самого подводного пловца в натурных условиях с учетом разницы сил плавучести и тяжести физических тел под водой, прямого получения их результирующих конкретных данных замеров относительной плавучести или относительной тяжести.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемый балансировочный определитель содержит герметичный измерительный цилиндр с воздушной емкостью, выполненный металлическим или из полимерных материалов, в том числе пленочных, имеющих прочность при растяжении, накачиваемых воздухом, давлением от 1,2 ат и более. От середины высоты цилиндра, берущейся за нулевую отметку, имеются шкалы вниз - прямых показаний замеров относительной плавучести, и вверх - относительной тяжести предметов снаряжения и/или оборудования, и/или инвентаря, и/или инструментов и/или самого пловца или дайвера, или водолаза. Воздушная емкость цилиндра имеет противовес, по относительной тяжести равный весу половины вытесненной воды воздушной емкостью. Конструктивно противовес включает относительную тяжесть цилиндра с утолщенной на 1,5-2 см нижней торцевой стенкой, приспособлений и крепежа измеряемых предметов: трубка с резьбой, две дюралевые и две свинцовые тарелки, четыре шайбы и четыре гайки, одна из которых с барашеком, а также влитый сверху в нижнюю часть трубки свинец и досыпанные сверху в дренажную часть трубки свинцовые кубики до требуемой относительной тяжести противовеса. Трубка выполнена из нержавеющей стали или титана с резьбой по всей высоте, например, в 15 см, закреплена, например вкручена по центру утолщенного торца цилиндра, нижней частью залита свинцом, например, при внутреннем радиусе в 3 см и высоте в 7,5 см вмещает 2,4 кг свинца, другая дренажная часть трубки досыпана свинцовыми кубиками размером в 1 см3 до относительной тяжести противовеса в -4 кг (вместе с насаженными на трубку двумя крепежными для предметов дюралевыми тарелками с четырьмя шайбами и четырьмя гайками). Определитель выполнен с возможностью выхода противовеса на относительную тяжесть в -5 кг, для чего добавляется одна из двух равных по 1,0967 кг каждая, относительной тяжестью -1 кг свинцовая тарелка, при добавлении второй свинцовой тарелки - на относительную тяжесть противовеса в -6 кг.
Например, при радиусе до внешней стенки в 7,98 см с площадью поперечного сечения цилиндра 200 см2, при относительной тяжести противовеса в -5 кг, равной весу вытесненной воды половиной емкости цилиндра, нулевая отметка выполнена на середине высоты цилиндра и в исходном состоянии при работе с определителем находится на границе воздушной и водной сред. От нулевой отметки вверх выполнена шкала с рисками каждых -0,1 кг через 0,5 см и цифрами каждого килограмма через 5 см показаний относительной тяжести от 0 до -5 кг и шкала вниз от нулевой отметки до 25 см показаний относительной плавучести от 0 до +5 кг предметов и/или самого пловца. При противовесе в -4 кг снимается с трубки свинцовая тарелка относительной тяжестью -1 кг, цилиндр в воде приподнят на 5 см, нулевая отметка шкал смещена на 5 см вниз на уровень +1 кг, что учитывается при измерениях преимущественно относительной тяжести утяжеленных предметов пловца, в том числе вместе с ним. При -6 кг противовеса (со второй свинцовой тарелкой) цилиндр в воде опущен на 5 см, нулевая отметка шкал смещена вверх на уровень -1 кг, что учитывается при измерениях преимущественно относительной плавучести воздухоемких предметов и/или самого пловца, в том числе с избыточным весом.
Вспомогательным устройством является регулируемый заливом воды круглый поплавок, который для удобства им пользования может быть разделен по вертикали пополам. Половинки поплавка - отдельные герметичные воздушные емкости, которые с одной стороны по углам внешних стенок и торцов соединены петлей, а с другой стороны таких же углов имеется замок с защелкой, который закрывает соединение половинок. К краям отверстий для залива водой на верхней поверхности закреплен требуемой длины шнурок, который не позволяет половинкам полностью распахнуться, а при поднятом за нижний конец цилиндре, с его упором в горизонтальном положении на другую сторону поплавка, его половинки закрываются и шнурок, оказавшись вокруг цилиндра, удерживает его на поплавке во время работы с металлической трубкой, тарелками, креплением измеряемых предметов. При этом цилиндр использует свою воздушную емкость. Поплавок по верхнему внутреннему краю центрального отверстия с зазором перед цилиндром имеет скошенную выемку. Залив поплавка выполняется через нижние отверстия в дне каждой половинки при открытых верхних отверстиях на верхней поверхности. Регулируемо погруженный поплавок заливается водой до уровня, когда его скошенный нижний край верхней внутренней краевой выемки центрального отверстия с зазором перед цилиндром находится на уровне нулевой отметки цилиндра, причем поплавок, в том числе разделенный на две герметичные половины, стабилизирует горизонтальные перемещения балансировочного определителя на поверхности воды и гасит водную рябь перед цилиндром. Радиус поплавка удобен от 15 до 30 см, высота - от 3 до 4 см, размеры подбираются с учетом ряби и волн на поверхности водоема, а также особенностей замеров преимущественно относительной плавучести или относительной тяжести. Например, поплавок при радиусе в 25 см и высоте в 4 см (внутри его) с вычетом пространства по центру для цилиндра обладает относительной плавучестью в 7 кг, из которых 5-6 кг погашаются заливом водой.
Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображен балансировочный определитель, на фиг.2 - поплавок (вид сверху). Балансировочный определитель выполнен в виде цилиндра 1 (см. фиг.1) со шкалой замеров относительной тяжести 2 и шкалой замеров относительной плавучести 3 предметов снаряжения и/или оборудования, и/или инвентаря, и/или инструмента, и/или самого подводного пловца. Регулируемо погруженный поплавок 4 заливом воды 5 обеспечивает по низу скошенного верхнего внутреннего края 6 центрального отверстия поплавка считку данных по шкалам цилиндра. Нижняя торцевая стенка 7 емкости утолщена, к ней разъемно прикреплена верхним концом металлическая трубка 8, на которой находятся через шайбы с гаечным поджимом с двух сторон две дюралевые тарелки 9, а ниже - свинцовая тарелка 10 с поджимом снизу через шайбу простой гайкой и гайкой с барашеком 11 к измеряемым предметам и к верхним тарелкам. Часть трубки, например до половины, заливается свинцом, а другая верхняя часть сделана дренажной и засыпана свинцовыми кубиками 12 до выхода нулевой отметки цилиндра на границу двух сред. Поплавок 4 (см. фиг.2) состоит из двух половинок 13, соединенных петлей 14 с одной стороны и замком 15 с другой. Полное раскрытие половинок сдерживает шнурок 16, закрепленный за края верхних отверстий 17, крышки которых на привязи 18. Для крепления цилиндра в горизонтальном положении дополнительно имеются лямки 19.
Осуществляя измерения относительной плавучести или относительной тяжести предметов и/или пловца, сопровождающий и пловец входят в воду и на глубине 70-120 см подготавливают определитель к работе. Цилиндр с вкрученной трубкой, с закрепленными на ней тарелками, вертикально опускается для проверки совпадения и проведения корректировки нулевой отметки на границе воздушной и водной сред. Важно, чтобы тарелки не образовывали воздушных полостей. Далее одевается поплавок с открытыми нижними и верхними отверстиями его половинок с крышками на привязи. Поплавок поджимается вниз и заполняется водой до совпадения низа скошенного верхнего внутреннего края, нулевой отметки цилиндра и границы двух сред. Нижние и верхние отверстия закрываются, устройство готово к работе. Сопровождающий и пловец подходят и подплывают на глубину 2-2,5 м, пловец уходит под воду ногами вниз и берется за верхние тарелки, держась и фиксируя тело, при необходимости сгибая и подтягивая колени, если мешает дно. Сопровождающий подстраховывает пловца и считывает конкретные данные измерений. Для него удобнее проводить процедуры измерений сидя в лодке, на борту бассейна или на воздушном матраце. Стоя на глубине 70-120 см, пловец самостоятельно может проводить замеры относительной плавучести или относительной тяжести предметов, ему необходимых под водой, используя раскрытие поплавка, подтягивая за низ цилиндр до его горизонтального положения и закрытия поплавка. Рядом с петлей поплавка закрепляются две лямки, которыми цилиндр привязывают к поплавку (с другой стороны держит шнурок) на период работы с трубкой, тарелками, креплением предметов между тарелками (поджимом). При необходимости перевернув гайку с "барашком", ее используют как крючки для подвешивания предметов снизу, например, в нейлоновой или капроновой сетке.
Пловец, зная относительные плавучесть и тяжесть предметов снаряжения и с учетом своей индивидуальной характеристики плавучести, предусматривает балластировку и балансировочную поправку в виде балласта или объема воздушной емкости компенсатора, отдельной емкости с учетом глубины погружения и сдавливания давлением воды их первоначального объема.
1. Балансировочный определитель нулевой плавучести, содержащий герметичный измерительный цилиндр с воздушной емкостью, выполненный металлическим или из полимерных материалов, со шкалами от середины высоты цилиндра, берущейся за нулевую отметку, вниз - прямых показаний замеров относительной плавучести, и вверх - относительной тяжести предметов снаряжения и/или оборудования, и/или инвентаря, и/или инструментов и самого пловца или дайвера, или водолаза, при этом противовес цилиндра, по относительной тяжести равный весу половины вытесненной воды воздушной емкостью цилиндра, включает относительную тяжесть цилиндра с утолщенной на 1,5-2 см нижней торцевой стенкой, приспособлений и крепежа измеряемых предметов: трубка с резьбой, две дюралевые и две свинцовые тарелки, четыре шайбы и четыре гайки, одна из которых с барашеком, а также влитый сверху в нижнюю часть трубки свинец и досыпанные сверху в дренажную часть трубки свинцовые кубики до требуемой относительной тяжести противовеса, при этом трубка закреплена по центру утолщенного торца цилиндра, выполнена из нержавеющей стали или титана, а регулируемо погруженный поплавок заливается водой до уровня, когда его скошенный нижний край верхней внутренней краевой выемки центрального отверстия с зазором перед цилиндром находится на уровне нулевой отметки цилиндра, при этом поплавок, в том числе разделенный на две герметичные половины, стабилизирует горизонтальные перемещения балансировочного определителя на поверхности воды и гасит водную рябь перед цилиндром.
2. Балансировочный определитель нулевой плавучести по п.1, отличающийся тем, что герметичный измерительный цилиндр, например, при радиусе до внешней стенки в 7,98 см, при относительной тяжести противовеса вместе с одной из свинцовых тарелок в -5 кг выполнен нулевой отметкой на середине высоты цилиндра, которая при работе с определителем находится на границе воздушной и водной сред, имеет шкалу вверх от нулевой отметки с рисками каждых -0,1 кг через 0,5 см и цифрами каждого килограмма через 5 см показаний относительной тяжести от 0 до -5 кг, шкалой вниз от нулевой отметки до 25 см показаний относительной плавучести от 0 до +5 кг предметов и самого пловца, в том числе вместе с ними, при этом трубка, например, в 15 см закреплена, например, вкручена по центру утолщенного торца цилиндра, нижней частью залита свинцом, например, при внутреннем радиусе в 3 см и высоте в 7,5 см вмещает 2,4 кг свинца, другая дренажная часть трубки досыпана свинцовыми кубиками размером в 1 см3 до относительной тяжести противовеса в -4 кг, оставляя с возможностью выхода на относительную тяжесть в -5 кг при добавлении свинцовой тарелки отрицательной тяжестью в -1 кг и в -6 кг при добавлении двух свинцовых тарелок.
3. Балансировочный определитель нулевой плавучести по п.1, отличающийся тем, что цилиндр с воздушной емкостью выполнен из пленочных полимерных материалов, имеющих прочность при растяжении, накачиваемых воздухом, от 1,2 ат и более.
4. Балансировочный определитель нулевой плавучести по п.1, отличающийся тем, что противовес упомянутой воздушной емкости цилиндра использован относительной тяжестью в -4 кг, для чего с трубки снята свинцовая тарелка относительной тяжестью -1 кг, причем две дюралевые тарелки для крепежа поджимом предметов измерений оставлены, цилиндр в воде приподнят на 5 см, нулевая отметка шкал смещена на 5 см вниз на уровень +1 кг, что учитывается при измерениях преимущественно относительной тяжести утяжеленных предметов пловца, в том числе вместе с ним.
5. Балансировочный определитель нулевой плавучести по п.1, отличающийся тем, что противовес упомянутой воздушной емкости цилиндра использован относительной тяжестью в -6 кг, для чего на трубку дополнительно к двум дюралевым и одной свинцовой одета еще свинцовая тарелка с относительной тяжестью в -1 кг, при этом цилиндр в воде опущен на 5 см, нулевая отметка шкал смещена вверх на уровень -1 кг, что учитывается при измерениях преимущественно относительной плавучести воздухоемких предметов и самого пловца, в том числе с избыточным весом.
