CN106989784B - 自动量水仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动量测水流流量和水量装置技术领域，是一种自动量水仪；其包括量水仪架体、主轴、轮架、转轮、浮子、增速轴、传动装置、增速盘、导向轨道、滑移架、滑轮、联动调位机构、传动机构、水量表和流量表；在量水仪架体的下侧通过轴承座安装有主轴，在主轴上固定安装有轮架，在轮架上通过轮轴安装有位于量水仪架体前部下方的转轮；本发明结构合理而紧凑，使用方便；使用的浮子，其水平段的前部底端与水接触，重心稳，其上扬的圆弧段能够缓冲水流的推动压力，减小晃动；提高测量精度的准确性，减小流量表的指针晃动；其次，通过调浮配重件调节转轮的配重，使转轮始终能够保持在设计浮深处恒定不变，大大的提高了测量的精度。

Description

自动量水仪

技术领域

本发明涉及自动量测水流流量和水量装置技术领域，是一种自动量水仪。

背景技术

轮式自动量水仪一种一仪两用的自动量水计量仪器，安装在渠道量水点上，能够同时自动量测流量和水量，并直接显示在仪表盘，使用非常方便；是2009年授权的一项发明专利，专利号为200996842；该轮式自动量水仪在实施使用的过程中发现，其助浮板接触水面较小，受到水流的推动压力时助浮板晃动较大，导致转轮浮沉不稳定，水量和流量指针晃动严重，无法精确读取；其次，转轮的浮深不恒定，测量数据存在较大的误差，影响测量精度；再三，流量表指针的走针呈间歇转动，其走针间距与流量表上的刻度数值间距不对等，影响调试和操作。

发明内容

本发明提供了一种自动量水仪，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决转轮的浮深不恒定，测量数据存在较大的误差，影响测量精度的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种自动量水仪，包括量水仪架体、主轴、轮架、转轮、浮子、增速轴、传动装置、增速盘、导向轨道、滑移架、滑轮、联动调位机构、传动机构、水量表和流量表；在量水仪架体的下侧通过轴承座安装有主轴，在主轴上固定安装有轮架，在轮架上通过轮轴安装有位于量水仪架体前部下方的转轮；在量水仪架体的下侧后部通过连杆安装有位于量水仪架体后部下方的浮子；浮子与轮轴之间通过连杆连接在一起；在主轴上方的量水仪架体上通过轴承座安装有增速轴，增速轴与轮轴之间通过传动装置连接在一起，在增速轴上固定安装有位于量水仪架体内部的增速盘；在增速盘右侧的量水仪架体内设有前后向的导向轨道，在导向轨道上架有能沿导向轨道前后移动的滑移架，滑移架上端左侧安装有与增速盘相切且随滑移架在增速盘上水平内外移动的滑轮，滑轮通过水量表软轴与量水仪架体顶端的水量表的输入轴连接；滑移架通过联动调位机构与主轴固定连接在一起；主轴与量水仪架体顶端的流量表的输入轴之间通过传动机构连接；在轮架后端固定安装有用于转轮配重并调节转轮浮深度的调浮配重件。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述传动机构可采用钢丝传动机构，钢丝传动机构包括偏心圆盘、线轴、换向轮和流量表软轴；在主轴右部固定有偏心圆盘，在偏心圆盘上方的量水仪架体内安装有能竖直旋转的线轴，线轴上绕有钢丝，钢丝的上伸出端连接有弹簧，弹簧的另一端通过钢丝固定在量水仪架体上；在线轴后侧的量水仪架体上固定有换向轮，钢丝的下伸出端绕过换向轮固定在偏心圆盘上；线轴上端通过流量表软轴与量水仪架体顶端的流量表输入轴连接。

上述联动调位机构可包括第一联动杆、第一调位套、第二联动杆和第二调位套；在滑移架的前侧固定有呈竖直状态的第一联动杆，在第一联动杆上固定安装有能上下调节的第一调位套；与第一联动杆位置相对应的主轴上固定有第二联动杆，在第二联动杆上固定安装有能沿着第二联动杆上下调节的第二调位套，第一调位套上垂直固定有第一悬臂，第二调位套上垂直固定有第二悬臂，第一悬臂和第二悬臂之间铰接安装在一起。

上述第一联动杆和第二联动杆可分别为螺杆，在第一调位套上下两侧的第一联动杆上固定安装有锁紧螺母；在第二调位套上下两侧的第二联动杆上可固定安装有螺母。这样能够提高调试的精准度，进一步提高测量精度。

上述浮子的前部底端可水平，浮子后部底端呈向后上方扬起的圆弧状。

上述传动装置可采用链传动机构；链传动机构包括主传动链轮、中间链轮一、链条一、轴套、中间链轮二、从动链轮和链条二；在轮轴上固定安装有主传动链轮，与主传动链轮对应的主轴上套装有中间链轮一，主传动链轮与中间链轮一上连接有链条一；中间链轮一通过轴套固定有中间链轮二，中间链轮一、轴套和中间链轮二一体连接并套装在主轴上；在增速轴上固定安装有从动链轮，中间链轮二与从动链轮上连接有链条二。

上述转轮上可有叶片；或/和，调浮可配重件包括配重杆和可调配重块；可调配重块固定在配重杆的后端，配重杆前端固定固定在轮架上；水量表和流量表可为连接一体的水量流量表。

本发明结构合理而紧凑，使用方便；使用的浮子，其水平段的前部底端与水接触，重心稳，其上扬的圆弧段能够缓冲水流的推动压力，减小晃动；提高测量精度的准确性，减小流量表的指针晃动；其次，通过调浮配重件调节转轮的配重，使转轮始终能够保持在设计浮深处恒定不变，大大的提高了测量的精度；再三，通过钢丝拉动线轴的转动方式使流量表的走针更平稳连续，数值读取更精确，便于流量表调试和流量值的读取操作。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为附图1中的左视结构示意图。

附图3为附图1中的A-A向剖视结构示意图。

附图4为附图1中的右视结构示意图。

附图5为本发明在使用状态下的左视结构示意图。

附图6为本发明中水量流量表的俯视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为量水仪架体，2为主轴，3为轮架，4为转轮，5为连杆，6为浮子，7为增速轴，8为增速盘，9为导向轨道，10为滑移架，11为滑轮，12为水量表软轴，13为水量表，14为流量表，15为调浮配重件，16为偏心圆盘，17为线轴，18为钢丝，19为弹簧，20为换向轮，21为流量表软轴，22为第一联动杆，23为第一调位套，24为第二联动杆，25为第二调位套，26为第一悬臂，27为第二悬臂，28为主传动链轮，29为中间链轮一，30为链条一，31为轴套，32为中间链轮二，33为从动链轮，34为链条二，35为叶片，36为螺母，37为水槽，38为轮轴。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3、4所示，该自动量水仪包括量水仪架体1、主轴2、轮架3、转轮4、浮子6、增速轴7、传动装置、增速盘8、导向轨道9、滑移架10、滑轮11、联动调位机构、传动机构、水量表13和流量表14；在量水仪架体1的下侧通过轴承座安装有主轴2，在主轴2上固定安装有轮架3，在轮架3上通过轮轴38安装有位于量水仪架体1前部下方的转轮4；在量水仪架体1的下侧后部通过连杆5安装有位于量水仪架体1后部下方的浮子6；浮子6与轮轴38之间通过连杆5连接在一起；在主轴2上方的量水仪架体1上通过轴承座安装有增速轴7，增速轴7与轮轴38之间通过传动装置连接在一起，在增速轴7上固定安装有位于量水仪架体1内部的增速盘8；在增速盘8右侧的量水仪架体1内设有前后向的导向轨道9，在导向轨道9上架有能沿导向轨道9前后移动的滑移架10，滑移架10上端左侧安装有与增速盘8相切且随滑移架10在增速盘8上水平内外移动的滑轮11，滑轮11通过水量表软轴12与量水仪架体1顶端的水量表13的输入轴连接；滑移架10通过联动调位机构与主轴2固定连接在一起；主轴2与量水仪架体1顶端的流量表14的输入轴之间通过传动机构连接；在轮架3后端固定安装有用于转轮4配重并调节转轮4浮深度的调浮配重件15。

本量水仪能够同时测量渠道内的水量和流量，其水量测量部分是通过测验渠道量水点处水槽37断面及水槽37断面流速的方式来显示该渠道的水量值；渠道量水点的水槽37断面通常选择矩形断面或梯形断面，在水槽37断面确定后，通过测量渠道量水点处的断面流速即可获得水量值；在进行断面的流速测量时，如附图5所示将量水仪架体1安装在渠道量水点的水槽37上端，浮子6与转轮4置于水槽37内；当开始放水时，转轮4随着水槽37内的水流动而转动，通过传动装置将转轮4的转速传送到增速盘8上，增速盘8旋转；与此同时，随着水槽37内水量增加，水位随之增高，转轮4随浮子6一同上移，轮架3带动主轴2微转的同时，通过联动调位机构驱动滑移架10沿着导向轨道9向后移动，带动滑轮11从靠近增速盘8中心的位置向增速盘8的外盘边缘位置水平移动，移动过程中滑轮11的转速逐渐增加并通过水量表软轴12输送给水量表13，水量表13内部机括启动并驱动指针运行，指示出渠道水槽37内的水量值；

本量水仪的流量测量部分基于阿牛巴流量计工作原理，在改变流体的运动状态时，流体的动压力作用于改变流体的运动状态的物体上，检测这个物体所受的力或者直接测量动压力就能得到流量值；使用本量水仪进行流量测量时，渠道水槽37中水的动压力作用于转轮4上，改变了转轮4的运动状态，并通过轮架3反应到主轴2上，主轴2产生微转的变化通过传动机构传送至流量表14，流量表14内部机括启动并驱动指针运行，指示出渠道水槽37内的流量值；

在进行水量和流量的测试过程中，转轮4随浮子6浮动于水面，但由于转轮4在水中的位置（出现上下浮动）不恒定，如转轮4入水深，则转轮4阻力大，转速慢；转轮4入水浅，则转轮4阻力小，转速快；这样会影响到渠道水量值的测量，导致水量表13中的指针不稳，读取数值存在较大的误差；因此，在轮架3后端安装有调浮配重件15，该调浮配重件15通过调节转轮4配重，使转轮4始终能够保持在设计浮深处恒定不变，大大的提高了测量的精度。

可根据实际需要，对上述自动量水仪作进一步优化或/和改进：

如附图1、4所示，传动机构采用钢丝传动机构，钢丝传动机构包括偏心圆盘16、线轴17、换向轮20和流量表软轴21；在主轴2右部固定有偏心圆盘16，在偏心圆盘16上方的量水仪架体1内安装有能竖直旋转的线轴17，线轴17上绕有钢丝18，钢丝18的上伸出端连接有弹簧19，弹簧19的另一端通过钢丝18固定在量水仪架体1上；在线轴17后侧的量水仪架体1上固定有换向轮20，钢丝18的下伸出端绕过换向轮20固定在偏心圆盘16上；线轴17上端通过流量表软轴21与量水仪架体1顶端的流量表14输入轴连接。当渠道水槽37中水的动压力作用于转轮4，转轮4通过轮架3带动主轴2微转时，固定在主轴2上的偏心圆盘16随主轴2微转，此时钢丝18在偏心圆盘16的带动下拉伸弹簧19，线轴17受钢丝18作用转动并通过流量表软轴21传送至流量表14，流量表14内部机括启动并驱动指针运行，指示出渠道水槽37内的流量值；在该钢丝传动机构中，通过钢丝18拉动线轴17的转动方式使流量表14的走针更平稳连续，数值读取更精确，便于流量表14调试和流量值的读取操作。

如附图3所示，联动调位机构包括第一联动杆22、第一调位套23、第二联动杆24和第二调位套25；在滑移架10的前侧固定有呈竖直状态的第一联动杆22，在第一联动杆22上固定安装有能上下调节的第一调位套23；与第一联动杆22位置相对应的主轴2上固定有第二联动杆24，在第二联动杆24上固定安装有能沿着第二联动杆24上下调节的第二调位套25，第一调位套23上垂直固定有第一悬臂26，第二调位套25上垂直固定有第二悬臂27，第一悬臂26和第二悬臂27之间铰接安装在一起。

本量水仪在使用前需要对水量部分的测量进行调试，调试的目的是能够通过本量水仪准确的获得渠道水槽37中的水量；调试原理就是通过改变主轴2与滑移架10之间的联动位置关系，从而使滑轮11能够从增速盘8上准确的获得与渠道量水点处的流速能够形成同步变化的转速值，并准确的反应到水量表13中；调试时，采用对比法的原则，使用普通的水量测量仪器和本量水仪分别对渠道的低水位、中水位及高水位时的水量进行测量，测量后进行对比并获得相应的水量系数；将该水量系数乘以在水量表13中读取的数值即可获得实际水量值；通过该方式调试后的本量水仪，其精准度得到极大程度的提高，将测量的精度误差从5%左右减小到3%，精确度更高；而且调试过程也更加的简化，易于操作。

如附图3所示，为了使第一调位套23与第二调位套25实现精细调节，第一联动杆22和第二联动杆24分别为螺杆，在第一调位套23上下两侧的第一联动杆22上固定安装有锁紧螺母36；在第二调位套25上下两侧的第二联动杆24上固定安装有螺母36。这样能够提高调试的精准度，进一步提高测量精度。

如附图2、3、4、5所示，浮子6的前部底端水平，浮子6后部底端呈向后上方扬起的圆弧状。如附图5所示（图中箭头方向为水流方向），浮子6在渠道水槽37中时，水平段的前部底端与水接触，相较于助浮板的接触面积大，重心稳，不容易受到水流的推动压力而大幅度的晃动；其上扬的圆弧段能够缓冲水流的推动压力，进一步减小晃动；提高测量精度的准确性，减小流量表14的指针晃动。

如附图1、2所示，传动装置采用链传动机构；链传动机构包括主传动链轮28、中间链轮一29、链条一30、轴套31、中间链轮二32、从动链轮33和链条二34；在轮轴38上固定安装有主传动链轮28，与主传动链轮28对应的主轴2上套装有中间链轮一29，主传动链轮28与中间链轮一29上连接有链条一30；中间链轮一29通过轴套31固定有中间链轮二32，中间链轮一29、轴套31和中间链轮二32一体连接并套装在主轴2上；在增速轴7上固定安装有从动链轮33，中间链轮二32与从动链轮33上连接有链条二34。链传动机构具有承载能力高，尤其适用于恶劣的工作环境；进一步提高本量水仪的使用性能。

如附图2、3、4所示，为了助于转轮41旋转，转轮41上有叶片35。

根据需要，调浮配重件15包括配重杆和可调配重块；可调配重块固定在配重杆的后端，配重杆前端固定固定在轮架3上。可调配重块能够根据现场使用需求进行重量的增减调节，进一步提高本量水仪的使用效果。

如附图6所示，为节约空间，水量表13和流量表14为连接一体的水量流量表。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (2)

1.一种自动量水仪，其特征在于包括量水仪架体、主轴、轮架、转轮、浮子、增速轴、传动装置、增速盘、导向轨道、滑移架、滑轮、联动调位机构、传动机构、水量表和流量表；在量水仪架体的下侧通过轴承座安装有主轴，在主轴上固定安装有轮架，在轮架上通过轮轴安装有位于量水仪架体前部下方的转轮；在量水仪架体的下侧后部通过连杆安装有位于量水仪架体后部下方的浮子；浮子与轮轴之间通过连杆连接在一起；在主轴上方的量水仪架体上通过轴承座安装有增速轴，增速轴与轮轴之间通过传动装置连接在一起，在增速轴上固定安装有位于量水仪架体内部的增速盘；在增速盘右侧的量水仪架体内设有前后向的导向轨道，在导向轨道上架有能沿导向轨道前后移动的滑移架，滑移架上端左侧安装有与增速盘相切且随滑移架在增速盘上水平内外移动的滑轮，滑轮通过水量表软轴与量水仪架体顶端的水量表的输入轴连接；滑移架通过联动调位机构与主轴固定连接在一起；主轴与量水仪架体顶端的流量表的输入轴之间通过传动机构连接；在轮架后端固定安装有用于转轮配重并调节转轮浮深度的调浮配重件；

其中，传动机构采用钢丝传动机构，钢丝传动机构包括偏心圆盘、线轴、换向轮和流量表软轴；在主轴右部固定有偏心圆盘，在偏心圆盘上方的量水仪架体内安装有能竖直旋转的线轴，线轴上绕有钢丝，钢丝的上伸出端连接有弹簧，弹簧的另一端通过钢丝固定在量水仪架体上；在线轴后侧的量水仪架体上固定有换向轮，钢丝的下伸出端绕过换向轮固定在偏心圆盘上；线轴上端通过流量表软轴与量水仪架体顶端的流量表输入轴连接；

联动调位机构包括第一联动杆、第一调位套、第二联动杆和第二调位套；在滑移架的前侧固定有呈竖直状态的第一联动杆，在第一联动杆上固定安装有能上下调节的第一调位套；与第一联动杆位置相对应的主轴上固定有第二联动杆，在第二联动杆上固定安装有能沿着第二联动杆上下调节的第二调位套，第一调位套上垂直固定有第一悬臂，第二调位套上垂直固定有第二悬臂，第一悬臂和第二悬臂之间铰接安装在一起；第一联动杆和第二联动杆分别为螺杆，在第一调位套上下两侧的第一联动杆上固定安装有锁紧螺母；在第二调位套上下两侧的第二联动杆上固定安装有螺母；浮子的前部底端水平，浮子后部底端呈向后上方扬起的圆弧状。

2.根据权利要求1所述的自动量水仪，其特征在于转轮上有叶片；或/和，调浮配重件包括配重杆和可调配重块；可调配重块固定在配重杆的后端，配重杆前端固定在轮架上；或/和，水量表和流量表为连接一体的水量流量表。