МЕРНАЯ ЕМКОСТЬ

Полезная модель относится к области измерений объемов жидкости и сыпучих материалов, а именно к мерным сосудам.
Общеизвестно множество мерных емкостей: мензурки, мерные колбы, мерные стаканы и т.д. Все они выполнены из прозрачного материала - стекла или пластмассы. На боковых поверхностях сосудов нанесены шкалы, горизонтальные метки которых соответствуют определенному объему жидкости или сыпучего материала.
В качестве прототипа выбран мерный цилиндр для нефтепродуктов по ГОСТ 1770-74 [можно ознакомиться на сайте www.sama.rn]. Мерный стакан выполнен из светопрозрачного стекла и имеет цилиндрическую боковую поверхность, на которой нанесены вертикально ориентированные мерные шкалы в виде горизонтальных меток и цифр, которые указывают, какому объему жидкости соответствует данная метка. Мерный стакан позволяет отмерить необходимое количество жидкости.
Однако существуют ситуации, при которых нужно смешивать жидкости в определенных пропорциях. Такая ситуация возникает, например, при приготовлении горючей смеси бензина и моторного масла, применяемой в двигателях внутреннего сгорания. При этом для различных двигателей нужно составлять смеси в различных пропорциях. Для составления таких смесей вначале следует отмерить один компонент, точно рассчитать количество второго компонента и отмерить количество второго компонента. Таким образом, использование обычных мерных емкостей вызывает затруднения при составлении двухкомпонентных смесей.
В основу полезной модели поставлена задача - упрощение дозирования компонентов двухкомпонентной смеси, например, жидкостей.
Поставленная задача решается тем, что мерная емкость имеет корпус из светопрозрачного материала, на боковой поверхности которого нанесены мерные шкалы. Новым, согласно полезной модели, является то, что первая шкала является шкалой объема первого компонента, вторая шкала является шкалой соотношения
и на ней нанесены отметки, соответствующие отношению объемов компонентов двухкомпонентной смеси. При этом одна из упомянутых шкал является неподвижной и нанесена на боковую поверхность корпуса, другая шкала выполнена подвижной, с обеспечением возможности ее перемещения вдоль неподвижной шкалы. На подвижной шкале консольно закреплен визир, выполненный в виде планки или стержня, и ориентированный вдоль боковой поверхности корпуса, на которой нанесена кривая уровня второго компонента. Шкалы выполнены логарифмическими.
Предпочтительно выполнить корпус форме стакана с боковой поверхностью в виде тела вращения. Шкала объема первого компонента может быть нанесена на поверхность корпуса и ориентирована в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси корпуса, при этом шкала соотношения может быть нанесена на кольце, подвижно закрепленном на корпусе с обеспечением возможности его перемещения вдоль шкалы объема первого компонента.
Возможно нанесение шкалы соотношения на поверхность корпуса в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси корпуса. В этом случае шкала объема первого компонента нанесена на кольце, подвижно закрепленном на корпусе с обеспечением возможности его перемещения вдоль шкалы соотношения.
Предпочтительно придать корпусу конфигурацию, при которой его внутреннее поперечное сечение является переменным и в нижней части уменьшается по мере приближения к дну.
Кривая уровня второго компонента может быть снабжена отметками, соответствующими значению объема второго компонента.
На поверхности стакана может быть нанесена дополнительная шкала с отметками, соответствующими значению объема второго компонента, определяемого по кривой уровня.
Более подробно полезная модель раскрывается в приведенных ниже примерах реализации и иллюстрируется Фигурами, на которых представлено: Фиг.1 - мерная емкость в форме параллелепипеда с горизонтальными линейными шкалами (фронтальный вид), Фиг.2 - то же с вертикальными линейными шкалами. Фиг.3 -
то же с круговыми шкалами. Фиг.4 - мерная емкость в форме цилиндрического стакана - общий вид, Фиг.5 - графики уровня второго компонента.
Заявляемая мерная емкость предназначена для определения объема второго компонента двухкомпонентной смеси по заданному количеству первого компонента и заданному соотношению компонентов смеси.
Мерная емкость имеет корпус 1 из светопрозрачного материала - стекла или пластмассы. Корпус может иметь любую приемлемую форму, например, вертикально ориентированного параллелепипеда. Более приемлемой формой корпуса является форма стакана боковой поверхностью в виде тела вращения, например, конической. Наиболее предпочтительной является форма цилиндрического стакана или близкая к цилиндрической.
На боковую поверхность корпуса нанесена мерная шкала, предназначенная для выбора объема первого компонента, например, бензина, а именно шкала величин объемов (литров, долей литров), для которых определяется объем второго компонента, например, масла. Эта шкала может быть выполнена в виде рисок или штрихов, рядом с которыми нанесены соответствующие числовые значения объема первого компонента. В случае выполнения корпуса 1 в форме параллелепипеда (Фиг.1), шкала 2 объема первого компонента может быть ориентирована горизонтально, например, вдоль верхнего края корпуса. Другая шкала 3 является шкалой соотношения и на ней нанесены отметки, соответствующие отношению объемов компонентов двухкомпонентной смеси, например, 1:20, 1:30...1:100 т.е. какова доля второго компонента по отношению к первому. Количество отметок шкалы 3 может быть сведено до минимально необходимого. Возможен вариант исполнения, при котором рядом с рисками или штрихами шкалы нанесены не числовые значения, а условные обозначения, характеризующие соотношение компонентов двухкомпонентной смеси. Шкала 3 представляет собой пластинку с отметками и закреплена на корпусе таким образом, что может перемещаться вдоль шкалы 2. Для этого на поверхности корпуса могут быть выполнены направляющие выступы, а на подвижной шкале - соответствующие канавки, или наоборот, на корпусе направляющие канавки, а на шкале - выступы.
Возможна инверсия - нанесение шкалы соотношений на поверхность корпуса и выполнение шкалы объема первого компонента подвижной.
На подвижной шкале консольно и перпендикулярно ей закреплен визир 4 - указатель уровня второго компонента. Визир 4 может быть выполнен в виде удлиненной пластинки из светопрозрачного материала с продольной линией, а также в виде стержня или трубочки, и ориентирован вдоль боковой поверхности корпуса. Визир может служить отметкой шкалы.
На поверхности корпуса нанесена кривая 5 уровня второго компонента. Кривая 5 имеет форму дуги и монотонно возрастает слева направо, не имеет экстремумов и точек перегиба. Она может быть получена расчетным методом или экспериментально. Ее конфигурация зависит от формы и размеров корпуса. При горизонтальном расположении шкал визир 4 предпочтительно ориентирован вертикально. В случае, когда шкалы размещены вдоль верхнего края, визир ориентирован вниз, вдоль нижнего края - визир ориентирован вверх. Его длина выбирается такой, чтобы он доходил до краев кривой 5.
Шкалы могут быть ориентированы и вертикально (Фиг.2). При этом, одна из шкал, например шкала 6, является шкалой объема первого компонента, а шкала 7 является шкалой соотношений. Одна из шкал закреплена подвижно относительно другой с обеспечением возможности перемещения вдоль нее. При такой ориентации шкал кривая 8 уровня второго компонента имеет конфигурацию, аналогичную описанной выше, а визир 9 ориентирован горизонтально.
В случае выполнения корпуса с плоскими гранями шкалы могут быть выполнены круговыми аксиальными (Фиг.3). При этом, одна из шкал, например шкала 10, является шкалой объема первого компонента, другая шкала 11 является шкалой соотношений. Одна из шкал, внутренняя или внешняя, выполнена на закрепленном на корпусе диске или кольце, с обеспечением возможности его вращения вокруг своей оси, другая - нанесена непосредственно на корпус. Шкалы могут представлять собой не полные круги, а только части - секторы. Визир 12 установлен на подвижной шкале радиально и ориентирован в сторону кривой 13 уровня второго компонента.
Все описанные выше шкалы являются логарифмическими.
Наиболее предпочтительной формой корпуса является цилиндрический стакан (Фиг.4) или стакан, форма которого близка к цилиндрической. Шкалы могут быть размещены в нижней части, в верхней части корпуса или посередине.
В случае расположения шкал в верхней части корпуса, одна из них, например, шкала 14, является шкалой объема первого компонента, и нанесена вдоль верхнего края. Вторая шкала 15 - шкала соотношений, нанесена на кольце, закрепленном также вдоль верхнего края корпуса. При этом кольцо может перемещаться вдоль шкалы 14. Возможна инверсия - выполнение шкалы соотношений непосредственно на корпусе вдоль его края, а шкалы объема первого компонента - на подвижном кольце. В этом случае визир 16, закрепленный на подвижном кольце, и ориентирован вниз.
При неизменном сечении (по высоте) внутреннего объема емкости кривая 17 уровня второго компонента в своей нижней части имеет малый угол наклона, асимптотически приближаясь к горизонтали, что снижает точность и делает неудобным измерения малых объемов (см. Фиг.5). Этот недостаток может быть устранен изменением формы нижней части внутреннего объема. Для повышения крутизны нижней части кривой 17 следует внутренний объем емкости выполнить сужающимся к низу. При этом снаружи боковая поверхность может оставаться цилиндрической, или также сужаться к низу. Кривая для сужающегося к низу объема представлена пунктиром 18. Аналогичный результат может быть достигнут при помощи вкладыша, изменяющего конфигурацию нижней части внутреннего объема емкости. Кривые уровня второго компонента могут быть снабжены отметками, соответствующими действительному значению объема второго компонента. Определять действительное значение объема второго компонента можно по дополнительным шкалам 19, 20, 21, на которые с кривой уровня второго компонента спроецированы значения объемов второго компонента. Кривой 17 соответствует шкала 19, кривой 18- шкала 20, а шкала 21 соответствует обеим кривым 17 и 18.
С помощью этих шкал можно осуществить обратное действие - вычисление объема первого компонента при известных объеме второго компонента и соотношении компонентов, а также вычислить отношение компонентов при известных значениях объемов первого и второго компонентов.
Мерная емкость используется следующим образом. Вначале выбирают по шкале объема первого компонента то значение объема первого компонента, которое хотят смешать в двухкомпонентной смеси. Затем устанавливают напротив
выбранного значения отметку второй шкалы, задающую соотношение компонентов. Для этого, в зависимости от того, какая шкала является подвижной, ее перемещают относительно неподвижной. И далее, по точке пересечения визира с кривой уровня второго компонента определяют уровень второго компонента и отмеряют количество второго компонента, заполняя мерную емкость до этого уровня. В случае, если кривая уровня второго компонента снабжена отметками, соответствующими абсолютному значению объема второго компонента, то при необходимости по этой отметке определяют его действительный объем. В случае, если мерная емкость имеет дополнительную шкалу 19, то точку пересечения визира и кривой уровня второго компонента проецируют на эту шкалу, также определяя действительный объем второго компонента.
Таким образом, для того, чтобы отмерить количество второго компонента двухкомпонентной смеси к заданному объему первого компонента и при заданном соотношении компонентов не нужно составлять пропорции и производить вычисления. При этом полезная модель может найти применение как для измерения объемов жидкостей, так и для сыпучих материалов.
Следует добавить, что на боковой поверхности корпуса емкости могут быть нанесены обычные вертикально ориентированные шкалы для того, чтобы можно было отмерять вещества традиционным способом.