CN108871505A - 一种河道最高水位计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种河道最高水位计，其包括圆柱形的筒体、固定设置在筒体底部的单向放线机构和设置在筒体内的浮球，浮球直径小于筒体的内径，筒体下部设置有多个进水口，进水口外部设置有防护装置，单向放线机构包括壳体、设置在壳体内的转轴和固定设置在转轴上的第一卷线轮，转轴两端通过轴承与壳体连接，转轴上还固定设置有棘轮，壳体内设置有与棘轮相适配的棘爪，第一卷线轮上设置有第一拉线，第一拉线顶端与浮球底部连接，浮球顶部通过连接线与筒体顶部连接。本发明的采用了浮球拉动拉线做记录，减少阻力和误差，确保浮球能够随着河道水位稳步的上浮，浮动部件采用浮球，且其直径小于筒体内径，留有间隙，能够保证浮球不受筒体的阻力自由上升。

Description

一种河道最高水位计

技术领域

本发明涉及液体液面或流动的固态材料料面的指示或测量装置，具体涉及一种河道最高水位计。

背景技术

目前河道水位测量一般使用以下两种方法，传统的水尺及电子水位计。传统的水尺即设置在河道内带刻度的标尺，随着河道内水位的变化，专人进行实时水位的读取。现代水文测量利用电子技术水位计，主要有浮子式、气泡式、雷达式等，都需要利用专门设备进行数据采集与传送，一般在专门的水文站、水位测站设置。防汛部门需要了解河道内的最高水位时，通常采取的一种办法是在洪水发生时派人值班，按一定的时间间隔进行水尺读数的记录。另一种办法是洪水过后，调查洪痕，然后派人进行调查测量。此外还有一种方法是利用河道内已有的水位、水文站点读取所在断面的水位进行整个河道最高洪水位的推算。

以上方法中，第一种方法需要在河道沿岸安排较多的巡查人员，需要连续进行水尺水位读取，工作强度大。第二种方法需要专业的测量队伍进场，而且野外的洪痕调查时与受访对象的记忆、岸边痕迹留存度均有关。该方法基本上限于大的洪水调查时采用。第三种方法受条件所限，需要配备专门的设备与专门的管理用房，河道上现有的水位测站与水文站的又比较少，特别是山区性河流，布置的水位测站很少，每次洪水的最高水位只能推算，不能准确掌握。

现有技术中也有能够自动记录的水位计，如公布号为CN 103487111 A的中国发明专利申请中公开的卡阻式明渠最高水位自记尺及其方法，是利用浮块上浮推动套圈向上移动，套圈通过卡齿固定，只能向上移动不能向下移动。现有技术中主要利用了上述结构和技术。但是其存在一些弊端，1、卡齿对套圈的阻力太大，导致套圈不能顺利上移，最终结构不准确；2、浮块和筒体的形状相适配，由于其行程存在偏差，也会存在卡阻的现象；3河水中污泥和杂草等太多，导致装置内淤积杂物，影响其正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构稳定性好、记录准确的河道最高水位计。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种河道最高水位计，其关键技术在于：其包括圆柱形的筒体、固定设置在所述筒体底部的单向放线机构和设置在所述筒体内的浮球，所述浮球直径小于所述筒体的内径，所述筒体下部设置有多个进水口，所述进水口外部设置有防护装置，所述单向放线机构包括壳体、设置在壳体内的转轴和固定设置在所述转轴上的第一卷线轮，所述转轴两端通过轴承与所述壳体连接，所述转轴上还固定设置有棘轮，所述壳体内设置有与所述棘轮相适配的棘爪，所述第一卷线轮上设置有第一拉线，所述第一拉线顶端与所述浮球底部连接，所述浮球顶部通过连接线与所述筒体顶部连接。

作为本发明的进一步改进，所述单向放线机构还设置有用于限制所述第一拉线释放的锁紧机构，所述锁紧机构通过锁紧拉线控制。

作为本发明的进一步改进，所述壳体顶部设置有立管，所述第一拉线由所述立管中穿出。

作为本发明的进一步改进，所述锁紧机构设置在所述立管内，所述锁紧机构包括压块和弹簧，所述压块通过弹簧设置在所述立管内，所述立管上位于所述压块的对应侧设置有出线孔，所述锁紧拉线穿过所述出线孔与所述压块连接。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上还设置有棘轮解锁机构，所述棘轮解锁机构包括开设在所述壳体顶部的孔和穿过所述孔与所述棘爪3连接的解锁拉线，所述孔内设置有“工”字型的限位部件，所述“工”字型的限位部件卡装在所述孔内，限位部件能够上下移动但不会脱出，所述限位部件固定在所述解锁拉线上。

作为本发明的进一步改进，所述转轴上还固定设置有第二卷线轮，所述第二卷线轮上设置有第二拉线，所述第二拉线在所述第二卷线轮上的缠绕方向与所述第一拉线在所述第一卷线轮上的缠绕方向相反。

作为本发明的进一步改进，所述筒体内部下方设置有多个折流板，所述第一拉线向上一次穿过所述折流板与所述浮球底部连接。

作为本发明的进一步改进，所述进水口外部设置有支管，所述支管上设置有若干透水孔，所述支管倾斜向下延伸。

作为本发明的进一步改进，所述浮球的下半球体密度大于上半球体。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明利用圆柱型筒体作为一个相对封闭的空间，能够避免风浪对其内部装置的冲击，浮球和筒体内壁之间具有一定的间隙，使得浮球的上浮移动过程中不受阻力，能够顺利的随水面上浮；本发明的位置记录设备是通过单向放线机构来记录的，而且单向放线机构是处于浮球下方，所以其原理是由浮球拉动拉线来产生位移，避免采用浮球顶着其他机构进行移动的结构原理，浮球与筒体之间没有摩擦阻力，而且单向放线机构中的转轴转动的阻力也很小，因此浮球可以及时稳定的随着水面上升，不受额外的阻力，这样能够使记录更加客观准确。棘轮机构能够避免卷线轮逆向转动，保证其第一拉线不会缩回。在需要获取最高水位数据的时候，通过连接线将浮球上提，直至将第一拉线抻直，即可获知最高水位。

本发明的采用了浮球拉动拉线做记录，减少阻力和误差，确保浮球能够随着河道水位稳步的上浮，浮动部件采用浮球，且其直径小于筒体内径，留有间隙，能够保证浮球不受筒体的阻力自由上升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是单向收放线机构的剖视结构示意图。

图3是图2中A部的结构示意图。

图4是单向收放线机构的内部结构示意图。

图5是本发明的俯视结构示意图。

其中：1筒体、2浮球、3折流板、4间隙、5进水口、6支管、7透水孔、8单向放线机构、8-1壳体、8-2第一卷线轮、8-3棘轮、8-4棘爪、8-5转轴、8-6立管、8-7轴承、8-8第二卷线轮、8-9压块、8-10弹簧、8-11出线孔、9第一拉线、10连接线、11锁紧拉线、12第二拉线、13防护筒、14基座、15解锁拉线、16限位部件、17连通管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

如图1-5所示的一种河道最高水位计，其包括圆柱形的筒体1、固定设置在所述筒体1底部的单向放线机构8和设置在所述筒体1内的浮球2，所述浮球2直径小于所述筒体1的内径，使浮球2上浮时不会受到卡阻和摩擦阻力。作为优选，所述筒体1内壁设置有聚四氟乙烯涂层，可保证筒体内壁光滑，减少污泥附着，也能够避免筒体腐烂。所述浮球2的下半球体密度大于上半球体。这样能够避免浮球2在水中任意翻转，使其保持一个平稳的状态，从而保证水位监测的准确可靠。

所述筒体1下部设置有多个进水口5，所述进水口5外部设置有防护装置，所述进水口5外部的防护装置为有支管6，所述支管6上设置有若干透水孔7，所述支管6倾斜向下延伸。所述支管6能够起到支撑脚的作用，且能够纺织大块的石头或杂草进入，避免堵塞。

如图2、图3和图4所示，所述单向放线机构8包括壳体8-1、设置在壳体8-1内的转轴8-5和固定设置在所述转轴8-5上的第一卷线轮8-2，所述转轴8-5两端通过轴承8-7与所述壳体8-1连接，所述转轴8-5上还固定设置有棘轮8-3，所述壳体8-1内设置有与所述棘轮8-3相适配的棘爪8-4，所述第一卷线轮8-2上设置有第一拉线9，所述第一拉线9顶端与所述浮球2底部连接，所述浮球2顶部通过连接线10与所述筒体1顶部连接。水位上涨，浮球2随之上升，带动所述第一拉线9上升，第一卷线轮8-2和棘轮8-4均转动，但是不能反向转动，因此水位下降，浮球2下降，不会导致第一拉线9转动。当需要获取最高水位时，通过连接线10提升浮球2，直至第一拉线9被抻直，记录浮球2的位置或者通过测量；连接线10提升的长度即可得出最高水位的位置。

如图2，所述壳体8-1顶部设置有立管8-6，所述第一拉线9由所述立管8-6中穿出。所述立管8-6能够起到放置泥沙进入的作用。

所述单向放线机构8还设置有用于限制所述第一拉线9释放的锁紧机构，所述锁紧机构通过锁紧拉线11控制。为了避免通过连接线10提升浮球2的过程中导致第一拉线9被拉动，作为优选，可以通过锁紧拉线11将第一拉线9、转轴8-5或者第一卷线轮8-2锁紧固定，然后再提升浮球2，则可以避免第一拉线9被拉长。

所述锁紧机构的具体结构详见图3，锁紧机构设置在所述立管8-6内，所述锁紧机构包括压块8-9和弹簧8-10，所述压块8-9通过弹簧8-10设置在所述立管8-6内，所述立管8-6上位于所述压块8-9的对应侧设置有出线孔8-11，所述锁紧拉线11穿过所述出线孔8-11与所述压块8-9连接。拉动所述锁紧拉线11，使压块8-9向右移动，压紧第一拉线9，避免其再进行移动，此时弹簧8-10被压缩，松开锁紧拉线11后在弹簧8-10的作用下压块8-9复位，第一拉线9被解除锁定。所述锁紧拉线11顶端设置在筒体1的顶端，便于操作；进一步，可以通过按钮装置控制锁紧拉线11的动作，实现锁定和解锁的作用。

棘轮机构限定了第一卷线轮8-2不能逆向转动，但是同时也存在一个问题，就是该装置如何重复利用的问题，即如何控制第一卷线轮8-2逆向转动使第一拉线9收卷，以进行下一次的记录。为了，本实施例专门设计了棘轮解锁机构。

如图2和图4所示，所述壳体8-1上还设置有棘轮解锁机构，所述棘轮解锁机构包括开设在所述壳体8-1顶部的孔和穿过所述孔与所述棘爪8-4连接的解锁拉线15，所述孔内设置有“工”字型的限位部件16，所述“工”字型的限位部件16卡装在所述孔内，限位部件16能够上下移动但不会脱出，所述限位部件16固定在所述解锁拉线15上。向上拉动解锁拉线15，则限位部件16同步被拉动上移，由于其结构特点，卡装在孔内，因此其移动的行程为“工”字型的限位部件16的中间柱体的高度，限位部件16上移带动棘爪8-4翘起，从而解除对棘轮8-3的限定，此时控制转轴8-5逆向转动收卷即可。所述解锁拉线15上端延伸至筒体1的端口，并且可通过按钮机构控制，通过按钮机构控制解锁拉线15的上下移动，从而实现锁定和解锁的状态切换。

为了方便收卷的操作，本实施例还专门设置了收卷机构。如图4所示，所述转轴8-5上还固定设置有第二卷线轮8-8，所述第二卷线轮8-8上设置有第二拉线12，所述第二拉线12在所述第二卷线轮8-8上的缠绕方向与所述第一拉线9在所述第一卷线轮8-2上的缠绕方向相反。当浮球2上浮带动第一卷线轮8-2放线的过程中，所述第二卷线轮8-8同步转动，对第二拉线12实施卷线；第二拉线12的顶端设置在筒体1的顶部，第二拉线12上部处于松弛状态，使其能够被轻易缠绕起来。当需要逆向转动第一卷线轮8-2的实现对第一拉线9收卷的时候，则通过解锁拉线15使棘轮机构被解锁，再拉动第二拉线12使转轴8-5逆向转动，从而实现对第一拉线9的收卷。

如图1所示，为了避免河水在筒体1内上下剧烈震荡，导致记录不准，所述筒体1内部下方设置有多个折流板3，所述第一拉线9向上一次穿过所述折流板3与所述浮球2底部连接。

如图1所示，所述筒体1底部还固定设置有基座14，所述基座14用于将整个装置固定在河床上。所述基座14可设置成空腔结构，其内部装填铁砂等密度较高的金属粉末或颗粒状物体，起到固定作用。由于一个水位计的记录有时候会导致严重的误差，影响监测的最终结论，如装置出现故障或者受风浪影响等出现严重偏差。如图1和5所示，作为优选的方案，在基座14上固定设置有一个直径较大的圆柱形的防护筒13，所述防护筒13内设置有两个以上的如前所述的河道最高水位计，即多个水位计均匀分布设置在所述防护筒13内，相邻的水位计的筒体1之间通过连通管17两两联通，但是每个水位计的内部结构和工作状态相互独立。如图5所示，在防护筒1内分布设置有四个水位计，防护筒底部设置有进水的孔洞。通过多个水位计在同一位置记录最高水位，读取四个数值后可以根据实际情况统计计算最终的数值，如果四个位置相差不大，则可以计算平均值，如果其中一个与其他数值差别较大，则可以去除个别的数值，这样可以利用统计学的原理来获得更加可靠的数据。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种河道最高水位计，其特征在于：其包括圆柱形的筒体（1）、固定设置在所述筒体（1）底部的单向放线机构（8）和设置在所述筒体（1）内的浮球（2），所述浮球（2）直径小于所述筒体（1）的内径，所述筒体（1）下部设置有多个进水口（5），所述进水口（5）外部设置有防护装置，所述单向放线机构（8）包括壳体（8-1）、设置在壳体（8-1）内的转轴（8-5）和固定设置在所述转轴（8-5）上的第一卷线轮（8-2），所述转轴（8-5）两端通过轴承（8-7）与所述壳体（8-1）连接，所述转轴（8-5）上还固定设置有棘轮（8-3），所述壳体（8-1）内设置有与所述棘轮（8-3）相适配的棘爪（8-4），所述第一卷线轮（8-2）上设置有第一拉线（9），所述第一拉线（9）顶端与所述浮球（2）底部连接，所述浮球（2）顶部通过连接线（10）与所述筒体（1）顶部连接。

2.根据权利要求1所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述单向放线机构（8）还设置有用于限制所述第一拉线（9）释放的锁紧机构，所述锁紧机构通过锁紧拉线（11）控制。

3.根据权利要求2所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述壳体（8-1）顶部设置有立管（8-6），所述第一拉线（9）由所述立管（8-6）中穿出。

4.根据权利要求3所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述锁紧机构设置在所述立管（8-6）内，所述锁紧机构包括压块（8-9）和弹簧（8-10），所述压块（8-9）通过弹簧（8-10）设置在所述立管（8-6）内，所述立管（8-6）上位于所述压块（8-9）的对应侧设置有出线孔（8-11），所述锁紧拉线（11）穿过所述出线孔（8-11）与所述压块（8-9）连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述壳体（8-1）上还设置有棘轮解锁机构，所述棘轮解锁机构包括开设在所述壳体（8-1）顶部的孔和穿过所述孔与所述棘爪（8-4）连接的解锁拉线（15），所述孔内设置有“工”字型的限位部件（16），所述“工”字型的限位部件（16）卡装在所述孔内，限位部件（16）能够上下移动但不会脱出，所述限位部件（16）固定在所述解锁拉线（15）上。

6.根据权利要求5所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述转轴（8-5）上还固定设置有第二卷线轮（8-8），所述第二卷线轮（8-8）上设置有第二拉线（12），所述第二拉线（12）在所述第二卷线轮（8-8）上的缠绕方向与所述第一拉线（9）在所述第一卷线轮（8-2）上的缠绕方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述筒体（1内部下方设置有多个折流板（3），所述第一拉线（9）向上一次穿过所述折流板（3）与所述浮球（2）底部连接。

8.根据权利要求1所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述进水口（5）外部设置有支管（6），所述支管（6）上设置有若干透水孔（7），所述支管（6）倾斜向下延伸。

9.根据权利要求1所述的一种河道最高水位计，其特征在于：所述浮球（3）的下半球体密度大于上半球体。