БНБ "БРОКГАУЗ И ЕФРОН" (121188) - Photogallery - Естественные науки - Математика - Технология
|
Контрольный спиртоизмеряющий снарядОпределение "Контрольный спиртоизмеряющий снаряд" в словаре Брокгауза и ЕфронаКонтрольный спиртоизмеряющий снаряд братьев Сименс и К 0. В статье Винокурение упомянуто, что ныне весь акцизный учет выхода спирта производится в России при помощи К. спиртоизмеряющего снаряда. Спирт, получаемый на перегонных аппаратах, должен пройти через так назыв. фильтр, а потом через контрольный снаряд, где два счетчика автоматически покажут цифрами в ведерных единицах объем и крепость протекшего через снаряд спирта. Например, если на верхнем счетчике, показывающем число ведер безводного спирта (алкоголя), стоит цифра 8000 (вообще N), а на нижнем счетчике, отмечающем объем протекающей жидкости в ведрах, стоит 10000 (вообще М), то это значит, что протекло через снаряд 10000 (или М) ведер жидкости и в ней содержалось 8000 (или N) ведер безводного (стоградусного) спирта, иначе, в ней было 800000 (или 100 N) градусов алкоголя, следовательно, средняя крепость этого спирта при нормальной температуре (12 4/9 ° Р или 15,55° С), должна быть (8000х100)/10000 = 80% или [(100 N)/M ]. Эту крепость и этот объем спирта должны найти в приемнике, при правильной работе контрольного снаряда, зная объем приемника и определяя крепость спирта спиртомером (см.). Таким образом, К. спиртоизм. снаряд прямо показывает на счетчике все элементы, необходимые для сбора акциза и вообще для учета производства. Вся задача состоит в том, чтобы весь перекуриваемый спирт прошел через прибор, а тогда периодическое наблюдение счетчиков покажет весь ход производства, заменяя непрерывное наблюдение. Хозяевам винокурен и сборщикам акциза К. спиртоизмеряющий снаряд оказывает столь важные услуги, что ими вполне объясняется широкое распространение, полученное подобными приборами в новое время. Между всеми К. спиртоизмеряющими снарядами прибор Сименса всюду получил предпочтение.
Все части К. спиртоизмеряющего снаряда Сименса, который один здесь описывается, сделаны из красной луженой меди, кроме чугунных корыта D и платформы С (фиг. 1 и 2). Объем жидкости измеряется барабаном А (фиг. 1). Барабан этот представляет цилиндрической формы сосуд, внутри разделенный на три равные отделения I, II, III перегородками а', а", а''', вмещающий по полуведру жидкости в каждом отделении и имеющий на своей окружности три щели с', с", с'" — для выпуска измеренной жидкости; он вращается на своей оси, концы которой свободно лежат на двух подшипниках. В барабане, как и во всем снаряде, давление атмосферное. Внутри барабана А вставлен цилиндр В, наглухо припаянный как к днищам или щекам барабана А, так и к перегородкам а', а", а''', и только щели в', в", в"' дают возможность спирту из цилиндра В поступать в барабан А, в то или другое отделение. В цилиндр В спирт притекает по трубке т и входит около оси барабана в неподвижно прикрепленное к станине ситко (трубки и плоскости уничтожают удар притекающей жидкости). Барабан А уравновешен так, что в любом положении будет находиться в покое, и движение справа налево (как указано стрелкой, фиг. 1) барабан А получает только от веса притекающей жидкости. При каждом поворачивании на 1/3 часть своей окружности он неизменно отмеряет ровно 1/2 ведра, независимо от удельного веса протекающей жидкости, будет ли то чистая вода или крепкий 95% спирт.
Вступивший в цилиндр В спирт (фиг. 1) прежде всего найдет себе выход через щель в', как ниже лежащую в данном положении барабана А, и будет наполнять собой отделение I барабана. Вытесняемый из этого отделения воздух будет выходить сначала через щели с', в' и, когда эти щели закроются спиртом, воздух из отделения I найдет себе выход по трубочке d', обозначенной на фиг. 1 пунктиром [Трубочки d', d", d'" открыты с обоих концов, каждая трубочка впаяна одним концом в стенку цилиндра В, а другим свободным направлена к оси барабана.]. Когда отделение I наполняется спиртом, то барабан А находится в покое, так как центр тяжести вливающегося спирта будет лежать на вертикальной линии вместе с осью барабана А. Как только отделение I наполнится спиртом, вливающийся в цилиндр В спирт найдет себе выход через щель в", и начнет вливаться во II отделение барабана А. С этого момента начинает появляться причина к движению барабана А, потому что вес спирта, наполняющего II отделение, делает положение барабана А неустойчивым и, заставляя преодолеть трение, хотя и небольшое, разных частей снаряда, поворачивает барабан А. Когда же барабан А повернется, тогда соответствующая щель с отделения, бывшего внизу, окажется ниже его, и спирт из поднимающегося отделения начнет выливаться, замещаясь через выше упомянутые трубочки воздухом. Выливающийся спирт из щели с' поступает в корыто D, из которого через стаканчик е вливается в трубу F платформы, а отсюда трубами уводится в общий приемник спирта. Затем II отделение барабана А заменяет III отделение, это последнее I отделение и т. д. Каждое отделение барабана А, при его поворачивании, отмеряет 1/2 ведра протекающей через него жидкости; поворачивание это отмечается цифрами в ведрах на нижнем счетчике r (фиг. 2). Счетчик этот работает таким образом: на переднем конце оси барабана находится шестерня о 9 зубцах, с которой сцеплена шестерня единиц ведер счетчика о 60 зубцах. Следовательно, вылив 1/2 ведра жидкости, барабан А повернется на 1/3 часть своей окружности; то же произойдет с шестерней о 9 зубцах, как находящейся на одной оси с барабаном А, и эта шестерня повернется на 3 зуба, а при 2-х выливаниях барабана, по полуведру в раз, эта шестерня повернется на 6 зубцов. На 6 же зубцов или на 1/10 от 60 зубцов повернется шестерня единиц и покажет на своем циферблате 1 ведро, и т. д. до 10 ведер; тогда на циферблате единиц в окошечке будет стоять 0, а в окошечке десятков ведер будет стоять 1, и т. д. На циферблате единиц сделаны черточками деления на полуведра и есть стрелка, которая может показать половины ведер. Значит, объем протекающей через барабан А жидкости можно измерить с точностью до полуведра. Теперь посмотрим, каким образом измеряется крепость спирта, протекающего через снаряд. Все части снаряда, кроме вышеописанных, предназначены для выполнения именно этой задачи. Спирт трубкой (фиг. 1, внизу справа) вступает в распределительную коробку, из которой опускается в стакан h, если спирт идет слабее прежнего, а, значит, тяжелее по удельному весу, и, поднимаясь по трубе q, вступает в верхнее дырчатое кольцо, t, а из него тоненькими струйками в цилиндр М, где, как более тяжелый, опускается вниз и равномерно разбавляет прежде бывший в цилиндре M более крепкий спирт. Если же по трубе g в распределительную коробку будет притекать более легкий по удельному весу, т. е. более крепкий спирт, то по своей легкости он должен подняться вверх по трубе р, вступить в расширение трубы у и оттуда протекать по трубке о в нижнее дырчатое кольцо z, и через дырочки этого кольца вступать в цилиндр М. Выходя из дырочек тоненькими струйками, спирт этот должен подниматься вверх и равномерно разбавлять слабый спирт. Для измерения удельного веса всего протекающего спирта, в цилиндре M плавает поплавок К. Из цилиндра M спирт через верхнюю и нижнюю щели, находящиеся позади колец t и z, вступает в концы циркуляционных труб i, u, потом в трубу n, в расширение этой трубы x и в трубу m, которая уже ведет спирт в измеряющий барабан A. Все вышеизложенные приспособления для тщательного смешивания протекающего в барабан спирта (циркуляционные трубы, дырчатые кольца и пр.) имеют ту цель, чтобы во всякий момент иметь в середине между дырчатыми кольцами цилиндра M, в том месте, где плавает поплавок К, спирт среднего удельного веса. В практике снаряда оказались уклонения от вышеизложенного предположения, поэтому прибавили еще наглухо запаянную дополнительную коробку N, имеющую сообщение только с трубкой q через верхнее и нижнее отверстия; также прибавили небольшую трубочку, соединяющую низ трубы о с низом трубы р, и тоненькую трубочку от i к х. Все эти дополнения заставили снаряд работать с правильностью, достаточной для обеспечения точности средних показаний. Поплавок К, плавающий в цилиндре М, сделан из тонкой луженой меди и наполнен 96% спиртом, чтобы иметь, по возможности, одинаковый с протекающим спиртом коэффициент расширения, и чтобы, таким образом, не было погрешности от различия температур протекающего через цилиндр M спирта.
Поплавок К, с помощью проволоки l и подвески l', прикреплен к концу пружины Д (фиг. 2), которая в точке ю скреплена неподвижно с конусообразным телом Р, вращающимся в неподвижной точке д' и устанавливающимся винтами Q, Q'. Спирт, протекающий через цилиндр М, имея разную крепость, а, следовательно, и различный удельный вес, заставляет поплавок К подниматься или опускаться. Проволокой l и привеской l' движение поплавка передается стрелке lF', которая вращается вокруг своей оси. Конец стрелки F' двигается в направлениях, противоположных движению поплавка. Поплавок К занимает в цилиндре M самое высокое положение, когда через цилиндр протекает вода, и самое низкое, когда протекает 100% спирт. Во время работы снаряда в цилиндр притекает спирт разных крепостей, и, сообразно этой крепости спирта поплавок будет занимать место между вышеозначенными высшей и низшей точками, также и стрелка, только в обратном направлении. Все движения стрелки улавливает контрольный снаряд и выражает в числах единиц, десятков и пр. ведер, с точностью до 1/10 ведра безводного 100% алкоголя, которые и отмечает на верхнем счетчике s (фиг. 2). Устроено это так: на фиг. 2 и 3 показана розетка ж о трех крылах. Розетка ж неподвижно насажена на ось γ барабана А и поэтому неукоснительно вращается вместе с барабаном справа налево. Положение розетки ж на фиг. 3 соответствует тому положению барабана А, в котором барабан обозначен на фиг. 1 и 2: нижнее отделение барабана полно спиртом и начинает наполняться соседнее отделение; барабан А сейчас повернется. Как только он начнет поворачиваться, с ним вместе будет двигаться и розетка ж справа налево; тогда лежащий на краю розетки конец рычага, благодаря особенной форме края розетки, станет опускаться вниз, пропуская край движущейся розетки от точки 1 до точки 2 (на ж I), вращаясь на своей оси в точке β. Движения розетки ж передаются счетчику s (фиг. 2), посредством довольно сложной системы: рычаг Г неподвижно, под углом в 110°, скреплен со шкалой Б, на которую нанесены деления, соответственные удельным весам жидкости в цилиндре. В точке скрепления их проходит ось β, концы которой вращаются в двух гнездах неподвижной станины. На эту же ось β, подвижно, на втулке, насажено ведущее колесо К'. Из фиг. 2 видно, что ведущее колесо К' насажено ближе к счетчику, а сзади колеса помещены рычаг Г со шкалой Б. Хотя колесо К' насажено на ось β подвижно, но, при работе снаряда, ведущее колесо К' может вращаться только в одном направлении, справа налево. Устроено это посредством двух тормозных коробок, имеющих каждая внутри себя вырезы, с расширением и сужением свободных пространств; в эти вырезы помещены маленькие металлические позолоченные шарики, в каждой коробке по 4 штуки. Одна коробка неподвижно прикреплена почти к самой середине рычага Г и обхватывает обод ведущего колеса К' сзади спиц колеса, что видно на фиг. 3; другая коробка обхватывает обод ведущего колеса К' спереди спиц этого колеса и неподвижно прикреплена к станине снаряда, что видно на фиг. 2. В момент движения рычага Г вправо, шкала Б тоже будет поворачиваться в точке β вправо до тех пор, пока на своей дороге не встретит стрелки, указывающей удельный вес протекающего в цилиндр спирта. Шкала Б на стороне, обращенной к стрелке, имеет мелкие зубчики; такой же величины пять зубчиков имеет и стрелка на своем конце F'. При встрече шкалы Б с концом стрелки F' зубцы одного войдут во впадины другой, и шкала Б остановится в своем движении, а с ней остановится и рычаг Г с роликом η, положим, у точки 2; розетка же с барабаном продолжает безостановочно двигаться, и так как это совпадает с концом выливания 1/2 ведра спирта, то барабан с розеткой имеют ускоренное движение, во время которого рычаг не лежит на краю розетки; наконец, под ролик η подходит некоторая точка, положим 3, II крыла розетки, подхватывает ролик с рычагом Г и поднимает его до 4 точки II крыла розетки. Это будет момент, когда налилось около половины II отделения барабана А протекающим спиртом. Когда ролик идет от точки 3 к точке 4 какого-либо крыла розетки, то шкала Б, возвращаясь обратно, справа налево, сделает тот же угол при своем вращении, какой сделала слева направо, идя навстречу к стрелке. При обратном повороте, справа налево, когда ролик поднимается розеткой, поворачиваются не только рычаг Г и шкала Б, но еще с ними двигается и так называемое ведущее колесо К', захваченное шариками тормозной коробки, прикрепленной к рычагу Г. При движении рычага Г от точки 1 к точке 2 крыла II розетки, с ним вместе двигается в обратную сторону и тормозная коробка; шарики уходят из узкого пространства коробки, где они затирали обод колеса, в широкое, и отпускают колесо К'; колесо К' останавливается, а рычаг Г, вместе с тормозной коробкой, опускается вниз. Чтобы при движении слева направо рычага Г колесо К' тотчас останавливалось, устроена, как было сказано выше, вторая тормозная коробка с такими же 4 шариками, которые не допускают ни малейшего обратного, слева направо, движения колеса К'. Таким образом, ведущее колесо К' имеет движение только в одну левую сторону и каждый раз поворачивается на тот же угол, как и шкала Б; угол же этот зависит от положения поплавка в цилиндре, иначе говоря, от крепости протекающего спирта. Следовательно, получается такое сопоставление этих частей снаряда: если идет вода через цилиндр, то поплавок будет иметь самое высокое положение в цилиндре, как плавающий в жидкости с наибольшим удельным весом; стрелка же своим концом F' займет самое низкое положение и встретит шкалу Б в точке около обода ведущего колеса К'; ролик же η будет передвигаться только по окружности круга, радиус которого равен радиусу дуг — 4,1...4,1.4,1, и не будет спускаться в вырезы розетки к точке 2 какого-либо крыла, потому что конец стрелки F', упершись внизу шкалы Б в деление О, не даст возможности двинуться шкале, а, следовательно, рычагу Г и ролику η. Если идет через цилиндр абсолютный 100% спирт, то поплавок К будет иметь самое низкое свое положение в цилиндре, а стрелка, наоборот, займет своим концом F' самое высокое положение, и ролик η опустится на самое низкое положение по крылу I розетки от точки 1 до точки 2, потому что шкала Б, идя слева направо, будет иметь самый больший угол размаха или самую большую дугу пути точки, которая, встретясь с концом стрелки F', упрется в стрелку и остановит движение шкалы, рычага и ролика. Части снаряда устроены так, что дуга эта будет равна 36°. Следовательно, барабан с розеткой, продолжая движение справа налево, подхватят ролик η и поведут его от точки 3 к точке 4 другого крыла розетки; рычаг же и шкала, а с ними и захваченное тормозной коробкой колесо К', пройдут справа налево дугу в 36°. Дуга в 36° есть 1/10 доля окружности ведущего колеса, как и всякого круга. Следовательно, когда идет через цилиндр 100% спирт, то при каждом выливании барабаном полуведра спирта, ведущее колесо К' пройдет справа налево 1/10 своей окружности. В 10 выливаний барабана выльется 10 полуведер спирта, ведущее колесо К' сделает полный оборот один раз вокруг своей оси, и должно отсчитать 10 полуведер 100% алкоголя, или 5 ведер 100% алкоголя, или 500 градусов алкоголя. На этом основании передача этих чисел верхнему счетчику s устроена так: на конце втулки ведущего колеса К' надета шестерня, имеющая 20 зубцов, а шестерня, надетая на колесо, отмечающее единицы ведер 100% алкоголя на верхнем счетчике s, имеет 40 зубцов; тогда, при повороте на 1/10 долю ведущего колеса К' вокруг своей оси и при выливании полуведра 100% спирта, шестерня этого ведущего колеса К' повернется на 2 зубца; а при двух выливаниях по полуведру или 1 ведра спирта в 100% эта шестерня повернется на 4 зубца. На 4 же зубца повернется и шестерня единиц ведер и покажет в окошечке своего циферблата 1 ведро; 4 зубца последней шестерни, на которой находятся 40 зубцов, составляют 1/10 долю их; значит, при одном полном обороте этой шестерни она будет показывать последовательно цифры 1, 2, 39, 0, и в конце оборота на циферблате десятков покажется 1 и т. д. Следовательно, если идет 100% спирт, то цифры верхнего и нижнего счетчиков должны быть одинаковы. Если же пойдет спирт 50% крепости, то поплавок займет среднее положение и шкала Б до встречи с концом F стрелки пройдет угол вдвое меньше, то есть 18°; следовательно, ведущее колесо обернется около своей оси один раз не в 10, а в 20 выливаний барабана, и верхний счетчик покажет 5 ведер 100% спирта или 500 градусов алкоголя, а нижний счетчик в это время покажет 10 ведер, что даст (5x 100%)/10 = 50% спирта. Из сказанного видно, что при проходе через цилиндр и барабан воды, верхний счетчик s никаких показаний делать не будет, нижний же счетчик r (фиг. 2) будет показывать количество ведер протекшей через барабан воды; но счетчики и покажут, что идет вода, а не спирт. Кроме целых ведер 100% алкоголя, верхний счетчик приспособлен к отсчитыванию десятых долей ведра. Сделано это таким образом: с шестерней единиц в 40 зубцов сцеплена шестерня в 8 зубцов и поставлена выше первой; таким образом, при повороте первой шестерни на 1/5 своей окружности или на 8 зубцов, вторая зубчатка повернется на все 8 зубцов и, значит, сделает, полный оборот вокруг своей оси. Так как пятая часть окружности первой зубчатки отсчитывает 2 ведра, то, если циферблат последней зубчатки разделить на две полуокружности и каждую полуокружность разделить на 10 равных частей, каждая такая часть будет соответствовать показанию 1/10 ведра 100% алкоголя; поэтому надписи цифр на этом циферблате повторены два раза, один за другим, от 1 до 9 и 0, и опять 19, 0. Еще необходимо упомянуть о том, что произвольному подвиганию ведущего колеса К' влево от сотрясений снаряда или других причин, так как колесо свободно может вращаться справа налево, препятствует особая пластинка, находящаяся с левой стороны колеса, а в других снарядах две щеточки, помещающиеся с левой стороны колеса, у нижней стороны обода.
На фиг. 2 спереди снаряда видны две трубы t', t", нижними концами заложенные в кирпичный на цементе постамент; там они входят в общую трубу, которая нижним открытым концом уходит глубоко под почву. Трубка t', входящая верхним концом в переднюю стенку корыта D, загибается в корыте и кончается около дна его открытым своим концом; таким образом, она представляет сифон, который может вылить из корыта весь спирт и увезти его под землю, как только уровень спирта в корыте станет выше трубы t'. Труба t" верхним открытым концом входит в дно коробки m', приделанной сбоку у верхнего края цилиндра. Стенка этой коробки, общая с цилиндром, немного срезана на самом верху, чтобы по срезанному краю спирт, переполнивший цилиндр, мог пройти в коробку т' и по трубе t" уйти в землю прежде, чем перелился бы через края цилиндра на пол комнаты. Такое переполнение корыта и цилиндра может быть только при засорении отводных труб. Тогда перестают действовать счетчики, а спирт мог бы вылиться на пол, если бы не было отводных труб t' и t".
Поплавок сложнее, чем барабан, относится и к температурам, и к удельным весам протекающего через снаряд спирта. Поплавок наполнен спиртом 96% крепости, причем все пузырьки воздуха из поплавка вытеснены. При такой крепости спирта, наполняющего поплавок, коэффициент его расширения, приняв во внимание и коэффициент расширения самих стенок поплавка, будет соответствовать коэффициенту расширения спиртов, крепостью в 87% — 90%; приблизительно такой крепости, или около, идет большая часть перегоняемого спирта на винокуренных заводах. Следовательно, различная температура протекающего через цилиндр спирта, крепостью в 87% — 90%, не будет иметь влияния на поплавок, так как коэффициенты расширения их одни и те же, и погрешности при таких спиртах поплавок не даст или дает лишь ничтожно малые, экономического значения не имеющие. Но если потекут через цилиндр спирты, крепостью выше 90%, то коэффициент расширения этих спиртов будет больше коэффициента расширения поплавка, и эти спирты будут чувствительнее к изменению температуры против нормальной, чем поплавок, будут сильнее поплавка сжиматься от низших против нормальной и более поплавка расширяться от температур выше нормальной. В таких высокоградусных спиртах поплавок, при температурах выше нормальной, опустится ниже, чем бы следовало, а верхний счетчик покажет градусов алкоголя больше действительного; наоборот, в таких высокоградусных спиртах, при температурах ниже нормальной, поплавок будет стоять выше, чем бы следовало, а верхний счетчик покажет градусов абсолютного алкоголя меньше действительного. Иное произойдет, если через цилиндр потекут спирты крепостью ниже 87%. Коэффициент расширения таких спиртов меньше коэффициента расширения поплавка. Поэтому, при изменении температуры в ту или другую сторону от нормальной, поплавок будет чувствительнее к изменению температуры протекающих через цилиндр спиртов, чем сами эти спирты. От этого получится то, что при более высокой против нормальной температуры эти низкоградусные спирты будут расширяться менее, чем поплавок, и поэтому поплавок будет стоять в таком спирте выше, чем бы следовало, а верхний счетчик покажет меньше градусов абсолютного алкоголя, чем есть в действительности. При более низкой температуре таких низкоградусных спиртов поплавок сожмется сильнее спирта и опустится ниже, чем следовало бы, а верхний счетчик отсчитает градусов абсолютного алкоголя больше действительного. Если сравнить погрешности в показаниях от барабана с погрешностями в показаниях от поплавка, при различных температурах и различных удельных весах протекающих через снаряд спиртов, то выходит, что барабан и поплавок, при протекании через снаряд высокоградусных спиртов, дают погрешность в одну сторону, и этим усиливают общую погрешность от измерения снарядом. Но высокоградусных спиртов сгоняется на заводах небольшая доля, и этим вышеозначенная погрешность ослабляется. При протекании же через снаряд спиртов крепостью ниже 87%, погрешности от барабана и поплавка взаимно противоположны, и поэтому в общем счете снаряда уничтожают друг друга. Но это уничтожение погрешностей идет только до известных крепостей спиртов, именно, до крепости в 63% и около этой, а далее, чем ниже крепость спирта, тем более берет преобладание погрешность от поплавка. Чтобы парализовать последнюю погрешность, ввиду правильности контрольных показаний и точности акцизного сбора, установлено законом, что в комнате, где стоит контрольный снаряд, температура не должна опускаться ниже 3° Р, и что протекающий спирт в фильтре должен иметь темп. не выше 30° Р. Кроме того (законом 18 мая 1885 г.) установлено: 1) что средняя крепость выкуренного спирта не может быть ниже 70% по расчету 14-ти дневной выкурки, и 2) что министром финансов определяется обязательная низшая крепость каждой сгонки, по соображению с устройством перегонных аппаратов, в пределах до 45%. Если ошибка снаряда превосходит 1% против действительно полученного количества спирта, то снаряд вскрывают, осматривают и тарируют его до истинных показаний. Более подробные данные и теоретические вычисления по этому предмету можно найти в книге Я. А. Недошивина: "Контрольный спиртоизмеряющий снаряд братьев Сименс и К°, принятый в России для учета спирта, выкуриваемого на винокуренных заводах" (СПб. 1886).
Статья про "Контрольный спиртоизмеряющий снаряд" в словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 755 раз |
TOP 15
|
|||||||