Прибор для измерения толщины льда в водоемах

 

Класс 42 Ь. 1, 2

Ло 52131

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Государственном бюро иосдедующей регистр. иии изобретений при Госилане CC(.H

В. P. Вютрих.

Прибор для измерения толщины льда в водоема

Заявлено 8 февраля 1937 года за 1цу ТП-4894.

Опубликовано 30 ноября 1937 года.

Применяющиеся обычно приборы для измерения толщины льда требуют перед каждым измерением вырубки новой или расчистки старой проруби.

При частых измерениях толщины льда на вырубку прорубей тратится много труда и времени, а расчистка старых (постоянных) прорубей, хотя и требует меньше труда и времени, приводит к нарушению естественных условий льдообразования в месте измерений, так как возле проруби постепенно накопляется куча выкинутого из нее льда и снега.

Предлагаемый, согласно настоящему изобретению, прибор позволяет определять толщину льда сколько угодно раз в течение всего периода льдообразования и некоторое время после начала весеннего таяния льда, вырубив прорубь лишь два раза — для установки прибора в начале периода льдообразования и для того, чтобы убрать прибор весной.

На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемый прибор в вертикальном разрезе, в положении при определении толщины льда, а фиг. 2 — прибор в плане.

Прибор состоит из рамы 1, к которой прикреплена измерительная рейка 2, пропущенная через трубу 3, служащую для заливки керосина, с целью предупреждения замерзания воды вокруг рейки 2.

На нижний конец рейки 2 прикреплен перпендикулярно к ней в середине брус 6 рамы 1, на концах которого укреплены вертикальные стойки 7 с горизонтальными площадками 8 наверху. Рейка 2 проходит внутри вертикально стоящей трубы 3, верхняя часть которой заключена в четырехугольную трубу 4. Труба 4 скреплена с трубой 3 и ри помощи м уфты !2.

Часть одной из досок, образующих трубу 4, сделана открывающейся и к ней привинчены кронштейны 9.

Внизу труба 4 оканчивается фланцем 5. К средине рамы подвешен груз 11.

Установка прибора может быть произведена, как только лед начнет выдерживать тяжесть человека. Во льду вырубается прорубь в форме буквы Г. Часть проруби, соответствующая горизонтальной черте буквы Г, делается шириной 20 — 25 сл и длиной 120 сл и через нее погружается в воду рама 1 и труба 3 по фаанцу о; другая часть проруби, со, ответствующая вертикальной черте буквы Г, делается шириной 6 — 8 см и длиной 110 см и в ней, отодвинув прибор от широкой части проруби на 1 м так, чтобы рама оказалась под льдом, окончательно устанавливаюФ прибор. Прибор ставят, опирая его на края проруби фланцем 5. Трубе 3 придают совершенно вертикальное положение. После этого делают первые отсчеты по прибору, для чего приподнимают вверх рейку 2, пока площадки 8 не прижмутся и нижней поверхности льда; на верх трубы 3 ставится линейка 10; по линейке отсчитывается деление, приходящееся против метки, сделанной на рейке 2 возле ручки. Для контроля следует измерение повторить, причем можно, поворачивая раму с рейкой, измерять лед в любом направлении вокруг трубы 3; записывая отсчет по рейке и толщину льда, определяемую изме- рением монолита, выпиленного из льда, или измерением рейкой с укосиной. Сейчас же,. после первых отсчетов, в трубу 3 наливают керосин.

Керосин не замерзает, а также не замерзает и находящаяся под ним в трубе 3 вода, если последняя находится не выше нижней поверхности окружающего трубу 3 льда. Имея в трубе 3 всегда столько керосина, что он вытесняет из нее воду до или ниже нижней поверхности льда, окружающего трубу 3, можно всегда свободно приподнимать и опускать рейку 2 — в трубе льда не будет. Попавший под лед керосин может исказить естественный ход льдообразования.

Прибор сконструирован так, что керосин из совершенно открытой снизу трубы 3 под лед не попадет, если соблюдать следующие правила:

1. Керосин в трубу 3 H ливать в нужном количестве не сразу, чтобы не допустить образования в трубе льда в продолжение всего периода определений толщины льда при помощи прибора, а в несколько приемов, по мере увеличения толщины льда с тем, чтобы низ керосинового столба в трубе опускался не более чем на 20 см под нижнюю поверхность окружающего трубу 3 льда, пока не будет в 30 см от нижнего конца трубы, после чего должен опускаться не более, чем на

10 см.

2. Опускать рейку во время и после измерений так, чтобы над трубой 3 всегда находился конец рейки длиной не менее 20 см, пока нижняя поверхность окружаюгцего трубу 3 льда не будет в 30 см î низа трубы 3, после чего можно опустить рейку еще на 10 см, а затем, когда лед будет в 20 см от низа трубы 3, рейку можно опустить до ручки.

3. Не приливать больше керосина, если низ керосинового столба находится в 10 см от нижнего конца трубы; 10 см — запас, чтобы керосин не вылился из трубы.

Определение количества керосина, которое нужно налить в трубу 3, производится по формуле:

Q=A1t (f1 — Л), где f — площадь поперечного сечения трубы 3, f„— площадь поперечного сечения рейки 2, lt — высота столба воды, который должен быть вытеснен керосином, Й вЂ” коэфициент пропорциональности удельных весов керосина и воды, равный 1,25.

Прибор с керосином в трубе 3 оставляется на месте первых отсчетов.

Рейка вешается за ручку на кронштейн, а труба 4 закрывается и запирается. Прорубь постепенно замерзает, крепко охватывая льдом наружные стенки трубы 3.

При последующих определениях толщины кристаллического льда производят отсчеты по прибору, как и в первый раз. Толщину наледи определяют измерениями расстояния от верха трубы 4 до льда. При увеличении толщины кристаллического льда и наледи будут уменьшаться расстояния от верха трубы 3 до метки на рейке ? и от верха трубы 4 до поверхности льда. Разность отсчетов по прибору в данный день и в какойлибо предыдущий день указывает, насколько изменилась толщина льда за период от предыдущего отсчета до данного дня. Прибавляя величину изменения толщины льда с момента установки прибора к толщине льда бывшей при установке прибора (как указывалось ранее, толщина льда при минус толщина льда при установке прибора.

3. Длина рейки 2 должна быть равной сумме длин трубы 3 и высоты рамы 1 плюс 5 см.

4. Труба 4 должна быть выше

1 бора надо иметь в виду следу-

Предмет изобретения.

1. Длина нижней части трубы 3, 1. Прибор для измерения толщины ды, который будет вытеснен кероси- 2. Форма выполнения прибора по

) ном, плюс предполагаемая максималь- п. 1, отличающаяся тем, что верхняя ная толщина наледи. часть трубы 3 заключена в наружную

2. Высота рамы 1 должна быть не четырехгранную трубу 4, оканчиваюменее длины нижней части трубы 3 щуюся фланцем 5. установке прибора измерена рейкой с укосиной или измерением монолита), получаем толщину льда в данныЙ день. Складывая толщину кристаллического льда и толщину наледи, получаем общую толщину льда.

Прибор рассчитан на определение толщины кристаллического льда от, :5 см до 70 см, и наледи — от нуля до 30 см; таким образом, общая тол- шина льда, определяемая прибором, может доходить до 1 м.

Если на месте установки прибора толщина кристаллического льда бы- вает больше 70 см, а толщина наледи больше 30 см, то прибор надо изготовить ббльшего размера. При, определении размеров деталей при(часть ее, находящаяся ниже трубы 4) должна быть не менее предполагаемой максимальной толщины кристаллического льда плюс 10 см запаса, а длина верхней части трубы 3 (часть ее, находящаяся в трубе 6) должна быть не менее 0,25 высоты предполагаемого максимального столба воверха трубы 3 не менее, чем на 30 см.

5. Вес груза 8 должен несколько превышать в воде пловучесть рамы.

Прибор значительно облегчает наблюдения над ледовым режимом, избавляя от рубки и расчистки прорубей, сохраняет естественные условия льдообразования в месте измерений толщины льда и позволяет совершенно точно разграничить кристаллический лед и наледь. льда в водоемах, отличающийся тем, что он состоит из укрепленной на раме 1 измерительной рейки 2, пропущенной через трубу 3, служащую для заливки керосина, с целью предупреждения замерзания воды вокруг рейки 2.