АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОСАДКОСБОРНИК

Полезная модель относится к метеорологическому приборостроению, в частности к устройствам для сбора осадков с целью дальнейшего исследования их химического состава.
Известен US 4140011 А (опубл. 20.02.1979), в котором раскрыт автоматический пробоотборник осадков, который содержит детектор, подающий сигнал в систему управления, чтобы снять крышку с поверхности коллектора при наличии осадков. Вода с инертной поверхности коллектора, через распределитель пробоотборника стекает в средство хранения. Крышку перемещают на коллектор в случае прекращения осадков и средства хранения автоматически закрываются, чтобы предотвратить загрязнение и испарение. Время начала отбора проб, и продолжительность отбора проб измеряют цифровыми часами и хранят в памяти для последующего использования при анализе проб. Множество средств хранения присоединяют последовательно к распределителю проб сбора образцов из числа отдельных событий или нескольких образцов из того же события. Энергию для работы системы получают от батареи и сжатого газа, что делает возможной работу в отдаленных местах.
К недостаткам данного аналога можно отнести:
- сложное конструктивное решение механизма перемещения крышки;
- в открытом состоянии отсутствует защита внутренней поверхности крышки от загрязнения.
Известен SU 1509786 А1 (опубл. 23.09.1989), в котором раскрыт автоматический порционный осадкосборник, задачей которого является исключение перемешивания проб атмосферных осадков за счет защищенности устройства от загрязнений атмосферными примесями до начала сбора осадков и после окончания сбора, защищенности от испарения и исключения общего и взаимного перемещения проб. Осадкосборник содержит воронку 1 сбора осадков, распределительный коллектор 2 и сборные емкости 5, а также устройство герметизации емкостей и узел перемещения груза. Устройство герметизации состоит из штока 6 с поплавком 7 и пробкой 8, рычажно связанных с гнездом 10 для груза 11. Узел перемещения груза включает желоб 16 с другим гнездом 14 для груза 11. Узел перемещения груза включает желоб 16 с другим гнездом 14 для груза 11 и систему рычагов, установленных с возможностью ограниченного опрокидывания при захвате первого гнезда 10 для груза 11. Воронка 1 сбора осадков снабжена крышкой с уплотнением на нижней стороне и каналом, заполненным жидкостью, на верхней стороне. К недостаткам данного аналога можно отнести:
- сложное конструктивное решение механизма перемещения крышки;
- для осуществления процессов открытия и закрытия крышки необходим двигатель с функцией реверса;
- низкая устойчивость крышки к ветровой нагрузке в открытом положении;
- в открытом состоянии отсутствует защита внутренней поверхности крышки от загрязнения.
Известен RU 70583 U1 (опубл. 27.01.2008), выбранный в качестве прототипа, в котором раскрыт автоматический осадкосборник, пригодный для использования в экстремальных климатических условиях. Осадкосборник содержит корпус и собирающую воронку, установленную на верхней части корпуса и выполненную из двух частей: цилиндрической части, выступающей за пределы корпуса и конусной части, расположенной внутри корпуса, содержит крышку, приводимую в движение электроприводом соединенным с блоком коммутации, нагревательный элемент, закрепленный на наружной стороне конусной части воронки, и индикатор осадков, соединенный с электронным блоком, который в свою очередь соединен с блоком коммутации и блоком питания.
К недостаткам данного аналога можно отнести:
- сложную кинематическую схему перемещения крышки, требующую достаточно мощного двигателя;
- для осуществления процессов открытия и закрытия крышки необходим двигатель с функцией реверса;
- большой вес осадкосборника.
Задачей полезной модели является разработка автоматического осадкосборника с упрощенным механизмом управления и перемещения крышки и малым энергопотреблением.
Технический результат - простота в изготовлении и экономичность (малые затраты энергии) при эксплуатации, за счет возможности использования в конструкции двигателя небольшой мощности не требующего наличия функции реверса.
Поставленная задача достигается тем, что, как и известный, предлагаемый автоматический осадкосборник содержит корпус, собирающую воронку и управляемую крышку, закрывающую воронку в момент отсутствия осадков и открывающую воронку при их наличии, обе установленные в верхней части корпуса, электронный блок управления, датчик осадков, емкость для сбора осадков и механизм перемещения крышки, приводимый в движение электродвигателем, соединенным с электронным блоком управления.
Новым является то, что механизм перемещения крышки включает подвижную и неподвижную части и установлен внутри корпуса на прямоугольном фланце, закрепленном в верхней части корпуса, неподвижная часть упомянутого механизма представляет собой основание, имеющее форму круга, с двумя углублениями, выполненными на его рабочей поверхности друг против друга, подвижная часть механизма перемещения крышки включает трубу, нижняя часть которой, соединена с валом электродвигателя, втулку жестко закрепленную на трубе, выполненную с двумя прорезями, расположенными друг против друга на ее боковых поверхностях, подъемный вал, установленный внутри трубы с возможностью его перемещения в вертикальном направлении, наружная часть которого соединена с крышкой, ось, проходящую через подъемный вал перпендикулярно его оси и через втулку, при этом на краях оси закреплены два ролика, а в центре два подшипника, установленные таким образом, что они размещены друг против друга и в прорезях втулки.
Кроме того, на основании в местах расположения углублений установлены герконы, а на оси рядом с одним из роликов установлен постоянный магнит.
Работа осадкосборника заключается в автономном определении наличия осадков и их автоматическом сборе, а также в предотвращении попадания твердых частиц (мусора, пыли) в приемный резервуар в период времени между осадками. Вышеприведенные отличительные особенности конструктивного решения механизма управления крышкой предлагаемого осадкосборника позволяют осуществлять перемещение крышки, открывающей и закрывающей приемный резервуар (собирающую воронку) в одном направлении (например, против часовой стрелки), что позволяет использовать в конструкции двигатель небольшой мощности и без функции реверса.
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.
На фиг. 1 приведено схематическое изображение осадкосборника.
На фиг. 2 приведен общий вид механизма перемещения крышки.
Предлагаемый автоматический осадкосборник (фиг. 1 и фиг. 2) содержит корпус 1, собирающую воронку 2 с крышкой 3 и опорой для крышки 4, расположенные в верхней наружной части корпуса, электронный блок управления 5, датчик осадков 6, расположенный на внешней торцевой стороне корпуса, емкость для сбора осадков 7, расположенную внутри корпуса, и механизм перемещения крышки 8. Основная часть механизма перемещения 8 находится внутри корпуса и располагается в его верхней части.
Механизм перемещения крышки (фиг. 2) содержит подвижную и неподвижную части. Неподвижная часть представляет собой основание 9, имеющее форму круга, с двумя углублениями, выполненными на рабочей поверхности основания друг против друга. Углубления предназначены для размещения в них роликов 10 либо в момент опускания крышки на воронку 2 для сбора осадков, либо ее опускания на опору 4. На основании 9 со стороны противоположной рабочей поверхности закреплен электродвигатель 11. Основание 9 установлено (жестко закреплено) на прямоугольном фланце 12 (фиг. 1), являющимся элементом крепления механизма 8 к корпусу 1 осадкосборника. Подвижная часть механизма 8 состоит из трубы 13, нижняя часть которой соединена с валом электродвигателя 11, и втулки 14 с двумя прорезями, выполненными друг против друга на ее боковых поверхностях, при этом втулка 14 жестко закреплена на трубе 13. Подъемный вал 15 расположен внутри трубы 13, а верхняя (выступающая из корпуса) наружная часть подъемного вала 15 соединена с крышкой 3. Вал установлен внутри трубы с возможностью его перемещения в вертикальном направлении. На оси 16, проходящей через подъемный вал 15 перпендикулярно его оси (ось жестко соединена с подъемным валом) установлены друг против друга два ролика 10. Подшипники 17 установлены на оси 16 и расположены в прорезях втулки 14. Длина оси 16 имеет размер равный диаметру основания 9.
Автоматический осадкосборник работает следующим образом.
При подключении осадкосборника к источнику питания (не показан) запускается процесс тестирования который, заключается в проверке работоспособности системы определения местоположения крышки. Для определения местоположения крышки на основании 9, в местах расположения углублений установлены герконы (не показаны), а на валу 16 рядом с одним из роликов 10 установлен постоянный магнит (не показан). На электродвигатель 11 подается напряжение и подвижная часть механизма 8 совершает вращательное движение, отслеживая срабатывание обоих герконов. После прохождения теста крышка 3 находится в положении «закрыто», т.е. закрывает воронку 2.
При попадании капель дождя на датчик осадков 6 электронный блок управления 5 получает сигнал от датчика осадков 6 и подает напряжение на электродвигатель 11 приводя в действие механизм перемещения крышки 8 (Фиг. 2). Электродвигатель 11 начинает вращать трубу 13 и втулку 14. Вращательный момент через подшипники 17 и ось 16 передается роликам 10 находящимся (в начальный момент) в углублениях основания 9. В первый момент времени после начала движения подвижная часть механизма 8 начинает совершать вращательное движение в заданном (например, против часовой стрелки) направлении, и по мере выхода роликов 10 из углубления, поворачивает и поднимает вал 15 на верхней части которого закреплена крышка 3. После поворота подвижной части механизма 8 на 180 градусов ролики 10 вновь попадают в углубления основания 9, опуская вал 15, крышка 3 при этом опускается на опору 4. В таком положении крышка 3 находится вплоть до окончания выпадения осадков. После прекращения осадков электронный блок управления 5 подает напряжение на электродвигатель 11 и крышка перемещается в начальное положение, закрывая воронку 2.