CN111535343A - 一种可调节的水利工程施工排水装置 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种可调节的水利工程施工排水装置，其包括离心水泵，离心水泵连通有输水管，还包括安装架，安装架内滑动连接有调节板，安装架内设置有第一位置调整机构，调节板底部固定有安装板，调节板内设置有第二位置调整机构，安装板的底部转动连接有线轮，离心水泵沿周向环绕有气垫，线轮上绕接有绳子，绳子的一端固定在线轮的转轴上，另一端固定在气垫上，气垫的底部固定有竖直设置的滑轨，滑轨内设置有驱动离心水泵沿滑轨的长度方向滑动的水深调整机构。解决了离心水泵在基坑内的位置需要工人在有水的基坑中行走、调整的问题。本发明具有无需人工进入基坑内就可调整离心水泵在基坑内的位置，便于工人操作，提高施工效率的效果。

Description

一种可调节的水利工程施工排水装置

技术领域

本发明涉及水利工程施工技术领域，尤其是涉及一种可调节的水利工程施工排水装置。

背景技术

目前，在水利工程施工过程中，经常需要对基坑内污水进行排水作业，以防止积水对施工造成影响。在对基坑进行排水作业过程中，通常采用的方式是将离心水泵接上输水管，然后用绳子拴住离心水泵，将连接有输水管的离心水泵慢慢沿基坑放入到基坑内水面以下一 定位置。

现有排水作业时，一般采用人工方式调整离心水泵在基坑内的位置。如果离心水泵放置太深，基坑内的水泥沙含量太高，就容易堵塞水泵，造成排水不畅。再加上基坑内光线较差，工人往往需要多次尝试后，才能将离心水泵调整至合适位置。当基坑内的液面降低时，工人还需要再根据液面高低重新调整水泵位置。调整时，工人需要在有水的基坑中行走。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：水利工程施工排水装置的离心水泵在基坑内的位置需要工人在有水的基坑中行走，并人工调整至合适位置，操作难度大，不便于工人操作，影响了施工效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可调节的水利工程施工排水装置，其无需人工进入基坑内就可调整离心水泵在基坑内的位置，便于工人操作，提高了施工的效率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种可调节的水利工程施工排水装置，包括离心水泵，所述离心水泵连通有输水管，其特征在于：还包括安装架，所述安装架内滑动连接有调节板，所述安装架内设置有用于驱动所述调节板沿所述安装架的长度方向滑动的第一位置调整机构，所述调节板底部固定有安装板，所述调节板内设置有驱动所述安装板沿所述安装架的宽度方向滑动的第二位置调整机构，所述安装板的底部转动连接有线轮，所述离心水泵沿周向环绕有气垫，所述线轮上绕接有绳子，所述绳子的一端固定在所述线轮的转轴上，另一端固定在气垫上，所述气垫的底部固定有竖直设置的滑轨，所述滑轨内设置有驱动所述离心水泵沿所述滑轨的长度方向滑动的水深调整机构。

通过采用上述技术方案，将安装架固定安装在基坑的正上方后，在重力作用下，离心水泵降落至基坑内，绳子受到拉力，驱动线轮转动，使得绕接在线轮上的绳子渐渐展开，直至气垫漂浮在基坑的水面上，绳子受到拉力为0，线轮停止转动，绳子的长度保持不变，此时，控制水深调整机构驱动离心水泵沿滑轨的长度方向滑动，使得连接有输水管的离心水泵到达基坑内水面以下一定位置；根据实际使用情况，借助第一位置调整机构驱动调节板沿安装架的长度方向滑动，借助第二位置调整机构驱动安装板沿安装架的宽度方向滑动，以达到间接调整离心水泵位置的目的；进而可调节的水利工程施工排水装置无需人工进入基坑内就可调整离心水泵在基坑内的位置，提高了施工的效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水深调整机构包括第一丝杆、滑块和第一电机，所述第一丝杆转动连接在所述滑轨内且沿所述滑轨的长度方向设置，所述第一电机的输出轴与所述第一丝杆的端部固定，所述滑块固定在所述离心水泵上且螺纹连接于所述第一丝杆上，所述滑轨使所述滑块平移运动。

通过采用上述技术方案，启动第一电机，控制第一电机的转轴转动，带动第一丝杆转动，使得滑块沿第一丝杆的长度方向滑动，因滑轨使得固定在离心水泵上的滑块做平移运动，在滑轨的导向作用下，离心水泵竖直向下运动，实现离心水泵到达基坑内水面以下一定位置的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一位置调整机构包括第二丝杆、导向杆和第二电机，所述第二电机与所述第二丝杆的端部固定，所述第二丝杆沿安装架的长度方向转动连接设置，所述导向杆与所述第二丝杆平行设置且固定在所述安装架上，所述调节板的一端螺纹连接在第二丝杆上，所述导向杆横穿所述调节板。

通过采用上述技术方案，启动第二电机，第二电机的输出轴转动，带动第二丝杆转动，在导向杆的导向作用下，调节板沿安装架的长度方向滑动，以带动安装板移动，进而实现离心水泵的位置调整，无需工作人员进入基坑内部操作，操作方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二位置调整机构包括两个调节槽、两根调节杆和与调节杆螺纹连接的螺母，所述调节槽位于所述调节板对应所述安装架的宽度方向的两个侧面上，两根所述调节杆分别固定安装在所述安装板的两端，所述螺母螺纹连接在调节杆上时抵紧所述安装板。

通过采用上述技术方案，拧松螺母，使得调节杆不受限制，调节杆沿调节槽的长度方向滑动，带动安装板运动，进而间接调整离心水泵的位置，使得离心水泵的精准，无需工作人员进入基坑内部操作，操作方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述气垫连通有气泵，所述气垫的出气口位置安装有电磁阀，所述气泵和所述电磁阀电性连接有微控制器。

通过采用上述技术方案，当基坑内剩余的水较少时，悬浮的气垫占据了基坑的部分面积，对排水工作造成影响，借助微控制器，控制电磁阀工作，使得气垫的出气口打开，实现放气功能，此时，浮力为0，离心水泵在重力作用下继续下沉，对基坑残余的积水继续进行排水工作，有利于将基坑内残余的积水排出，排水效果更好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述微控制器串口连接有后台，所述离心水泵上安装有位移传感器，所述线轮的轴心方向上均固定有马达，所述位移传感器的输出端与所述微控制器电性连接，所述微控制器的输出端与所述马达电性连接。

通过采用上述技术方案，位移传感器用于监测离心水泵的移动距离，位移传感器实时监测离心水泵的位移变化，并将位移变化信息以电信号形式传输至向微控制器内，经微控制器传输至后台，后台经分析后将控制信息以电信号形式返回至微控制器内，使得微控制器向对应的输出端输出动作电信号，自动控制离心水泵在基坑内的位置，操作方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述后台接收所述微控制器传输的电信号，结合事先录入存储的经验信息和基坑的实际工作情况信息，计算所述离心水泵当所述气垫在基坑水面的浮力为0时可移动的最大距离，并以电信号形式返回至所述微控制器内，当所述离心水泵在所述气垫在基坑水面的浮力为0时移动的距离达到最大值时，使所述微控制器向所述马达发出动作电信号，控制所述马达停止工作。

通过采用上述技术方案，后台接收微控制器传输的电信号，结合事先录入存储的经验信息和基坑的实际工作情况信息，计算当气垫在基坑水面的浮力为0时，离心水泵可移动的最大距离并以电信号形式返回至微控制器内；气垫在基坑水面的浮力为0后，离心水泵下降至预设位置时，微控制器根据后台返回的电信号，控制马达停止工作，进而线轮停止转动，此时绳子停止展开，保证离心水泵位于预设位置处进行排水工作，减少离心水泵接触到基坑内的泥沙而造成堵塞、影响排水的情况发生。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装架的底部固定有固定杆，所述固定杆上固定有滑轮，所述固定杆的底部开设有收纳槽，所述滑轮可完全收纳于所述收纳槽内。

通过采用上述技术方案，借助固定杆埋至泥土里以固定安装架的位置，在固定安装架的位置前，固定杆上的滑轮可以便于安装架的移动，进而便于间接调整离心水泵的位置，并在调整完毕后将滑轮收纳于固定杆底部的收纳槽内，避免安装架晃动，使用灵活。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

可调节的水利工程施工排水装置无需人工进入基坑内就可调整离心水泵在基坑内的位置，便于工人操作，提高了施工的效率；

当基坑内剩余的水较少时，借助微控制器控制电磁阀工作，实现气垫的放气功能，使得离心水泵在重力作用下继续下沉，对基坑残余的积水继续进行排水工作，有利于将基坑内残余的积水排出，排水效果更好；

位移传感器实时监测离心水泵的位移变化，并将位移变化信息以电信号形式传输至向微控制器内，经微控制器传输至后台，后台分析后将控制信息以电信号形式返回至微控制器内，使得微控制器向对应的输出端输出动作电信号，自动控制离心水泵在基坑内的位置，操作方便；

固定杆上的滑轮可以便于安装架的移动，进而便于间接调整离心水泵的位置，并在调整完毕后将滑轮收纳于固定杆底部的收纳槽内，避免安装架晃动，使用灵活。

附图说明

图1是一种可调节的水利工程施工排水装置的整体示意图；

图2是调节板、安装板、线轮、气垫和离心水泵的位置关系示意图；

图3是气垫、离心水泵和滑轨的位置关系示意图；

图4是安装架、调节板、第一位置调整机构、滑轮和收纳槽的结构示意图。

图中，1、安装架；2、固定杆；201、套筒；202、套杆；3、收纳槽；4、螺杆；5、滑轮；6、第一锥齿轮；7、第二锥齿轮；8、安装槽；9、调节板；10、安装板；11、气垫；12、线轮；13、绳子；14、母扣；15、子扣；16、离心水泵；17、滑轨；18、第一丝杆；19、滑块；20、第一电机；21、气泵；22、出气口；23、电磁阀；24、马达；25、轮槽；27、限位槽；28、插销；29、第二丝杆；30、导向杆；32、调节槽；33、调节杆；34、螺母；35、抽水管；36、输水管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种可调节的水利工程施工排水装置，包括安装架1，安装架1呈板框型，安装架1位于两侧位置的内壁上均开设有安装槽8，两个安装槽8的槽口正对设置，两个安装槽8之间滑动连接有调节板9(见图4)。

参照图1和图2，调节板9的底部设置有安装板10，安装板10的正下方设置有气垫11，气垫11使用时水平漂浮在基坑内的水面上，气垫11连通有气泵21，气垫11的出气口22位置安装有电磁阀23，气泵21和电磁阀23电性连接有微控制器(图中未示出)。微控制器的型号为STM32F407。微控制器串口连接有后台(图中未示出)。微控制器的输入端接收到电信号后传输至后台内，后台根据采集的信号信息进行分析、获取动作信息，再将动作信息以电信号形式返回至微控制器内，经微控制器向对应的输出端输出动作电信号。

安装板10的底部转动连接有水平设置的线轮12，线轮12有四个且沿气垫11的轴线方向对称设置，线轮12上均绕接有绳子13，绳子13的一端固定在线轮12的转轴上，另一端固定连接在气垫11上，绳子13绕接在线轮12的转轴上。

绳子13靠近气垫11的一端均固定连接有母扣14，气垫11的顶面固定连接有子扣15，子扣15有四个且四个子扣15沿气垫11的轴线方向对称设置，母扣14和子扣15扣接配合，以实现绳子13和气垫11的固定连接。

线轮12的轴心方向上均固定有马达24，微控制器的输出端与马达24电性连接。

安装板10的底面开设有槽口向下的轮槽25，线轮12转动连接在轮槽25的内壁上，安装板10的侧面上还开设有与轮槽25连通的螺纹槽(图中未示出)，线轮12上开设有供插销28穿设的限位槽27，限位槽27与螺纹槽连通，螺纹槽内螺纹连接有插销28，插销28的一端露出于安装板10的侧面上，插销28的另一端贯穿限位槽27且抵接在轮槽25的内壁上。

调节板9内设置有驱动安装板10沿安装架1的宽度方向滑动的第二位置调整机构。

第二位置调整机构包括两个调节槽32、两根调节杆33和与调节杆33螺纹连接的螺母34。调节槽32位于调节板9对应安装架1的宽度方向的两个侧面上且调节槽32的槽口沿安装架1的宽度方向贯通设置，安装板10的两端分别固定有调节杆33，安装板10通过调节杆33滑动连接在两个调节槽32之间，螺母34螺纹连接在调节杆33上时抵紧安装板10。

参照图2和图3，还包括离心水泵16，离心水泵16上连通有抽取基坑内泥水的抽水管35，离心水泵16上还连通有贯穿安装板10和调节板9的输水管36。

离心水泵16上还安装有位移传感器(图中未示出)，位移传感器的型号为XZJ2-MS-50，位移传感器的输出端与微控制器电性连接。

后台接收微控制器获取的位移传感器的电信号，结合事先录入存储的经验信息和基坑的实际工作情况信息，计算离心水泵16在气垫11在基坑水面的浮力为0时可移动的最大距离，并以电信号形式返回至微控制器。

气垫11环绕在离心水泵16的周向位置，气垫11的底面对称固定有两根竖直设置的滑轨17，两个滑轨17的槽口正对设置，滑轨17内设置有驱动离心水泵16沿滑轨17的长度方向滑动的水深调整机构。

水深调整机构包括第一丝杆18、两块滑块19和第一电机20，第一丝杆18转动连接在其中一根滑轨17内且沿滑轨17的长度方向设置，第一电机20固定安装在第一丝杆18所在的滑轨17内且第一电机20的输出轴与第一丝杆18的端部固定连接，两块滑块19分别固定在离心水泵16的两端位置且其中一块滑块19螺纹连接于第一丝杆18上，另一滑块19滑动连接在正对丝杆的滑轨17内。

参照图4，安装槽8内设置有用于驱动调节板9沿安装架1的长度方向滑动的第一位置调整机构，以实现间接调整离心水泵16位置的目的。

第一位置调整机构包括第二丝杆29、导向杆30和第二电机(图中未示出)，第二丝杆29沿安装槽8的长度方向设置且转动连接在其中一个安装槽8内，导向杆30与第二丝杆29平行设置且固定安装在另一个安装槽8内，调节板9滑动连接在两个安装槽8之间，调节板9的一端螺纹连接在第二丝杆29上，导向杆30横穿调节板9，第二电机固定在第二丝杆29所在的安装槽8内且第二电机的输出轴与第二丝杆29的端部固定连接。第二电机的输入端与微控制器的输出端电性连接。

安装架1的底部在边角位置均固定有竖直设置的固定杆2，固定杆2呈圆柱型。

固定杆2的长度可伸缩，固定杆2包括套筒201和套杆202，套杆202套接于套筒201内，套杆202与套筒201的内壁螺纹连接，套杆202部分收纳于套筒201内。

套杆202的底部均开设有槽口向下的收纳槽3，收纳槽3内安装有可完全收纳于收纳槽3内的滑轮5，收纳槽3的内顶部螺纹连接有沿收纳槽3的长度方向设置的螺杆4，螺杆4靠近收纳槽3槽口的一端与滑轮5固定，螺杆4远离收纳槽3槽口的一端固定有第一锥齿轮6，第一锥齿轮6垂直啮合有第二锥齿轮7，第二锥齿轮7的转轴转动连接在套杆202内且一端露出于套杆202的侧面。

本实施例的实施原理为：转动套杆202，使与套筒201螺纹连接的套杆202朝远离套筒201的方向运动。

借助滑轮5将安装架1移动至基坑的正上方位置后，分别转动露出于套杆202侧面的第二锥齿轮7的转轴，带动第二锥齿轮7转动，第二锥齿轮7带动第一锥齿轮6转动，第一锥齿轮6带动螺杆4转动，使螺杆4沿远离收纳槽3的槽口方向移动，带动滑轮5收纳于收纳槽3内。

再将套杆202的末端埋置固定于泥土里。

启动可调节的水利工程施工排水装置，微控制器向气泵21发出动作电信号，控制气泵21对气垫11充气，直至达到预设时间，微控制器向气泵21发出动作电信号，气泵21停止工作，此时，气垫11充满气，使得可调节的水利工程施工排水装置处于工作状态，位移传感器实时将离心水泵16的位移信息以电信号形式返回至微控制器内，微控制器传输至后台，后台结合实际工作情况和返回的电信号分析得到控制信息，以电信号形式返回至微控制器内。

借助微控制器向第二电机发出动作电信号，控制第二电机工作，第二电机带动第二丝杆29转动，在导向杆30的导向作用下，第二丝杆29带动调节板9沿第二丝杆29的长度方向滑动，进而带动安装板10运动，以实现间接调整离心水泵16位置的目的。

通过拧松螺母34，使得调节杆33沿调节槽32的长度方向滑动，调整安装板10与调节板9之间的相对位置，对离心水泵16位置的调整更精准，此时，离心水泵16位于基坑内水面的中心位置。

拧松插销28，使得插销28与线轮12上的限位槽27分离，线轮12恢复转动。

在离心水泵16的重力作用下，绳子13受到拉扯，驱动线轮12转动，使得绳子13展开，离心水泵16朝基坑内的水面渐渐靠近，直至气垫11水平漂浮在基坑内的水面上。

此时，借助微控制器控制第一电机20工作，第一电机20带动第一丝杆18转动，第一丝杆18带动滑块19沿滑轨17的长度方向滑动，以带动离心水泵16运动至基坑内水面以下的预设位置，启动可调节的水利工程施工排水装置进行排水工作。

直至基坑内的积水深度较浅时，离心水泵16需要继续深入基坑内部才能排出积水。借助微控制器控制电磁阀23工作，使得气垫11的出气口22打开，气垫11漏气至空扁的状态，微控制器控制电磁阀23停止工作，气垫11的出气口22关闭，此时，浮力为0。

在重力作用下，离心水泵16继续往下运动，同时，微控制器根据后台返回的动作信号，在离心水泵16下降到预设高度时，微控制器向马达24发出动作电信号，控制马达24停止工作，此时线轮12停止转动，绳子13不再展开，离心水泵16处于静止状态，对基坑内的残留积水继续进行排水，保证离心水泵16位于预设位置处进行排水工作，减少离心水泵16接触到基坑内的泥沙而造成堵塞、影响排水的情况发生。

待排水完毕，借助微控制器向马达24和第一电机20发出动作电信号，控制马达24和第一电机20工作，第一电机20的输出轴反向转动，驱动第一丝杆18反向转动，带动滑块19沿滑轨17的长度方向滑动，带动离心水泵16运动至滑轨17远离基坑水面的一端。同时，马达24的输出轴反向转动，驱动线轮12反向转动，使得绳子13与线轮12固定的一端绕接至线轮12的转轴上，绳子13处于收拢状态，带动气垫11朝安装板10的底部运动，减小可调节的水利工程施工排水装置的整体占用空间。

再转动露出于套杆202侧面的第二锥齿轮7的转轴，带动第二锥齿轮7反向转动，第二锥齿轮7带动第一锥齿轮6反向转动，第一锥齿轮6带动螺杆4反向转动，使螺杆4沿靠近收纳槽3的槽口方向移动，直至滑轮5露出于套杆202外，等待下次搬运。

转动套杆202，使与套筒201螺纹连接的套杆202部分收纳于套筒201内，使得可调节的水利工程施工排水装置的整体占用空间更小。

进而可调节的水利工程施工排水装置无需人工进入基坑内就可调整离心水泵16在基坑内的位置，便于工人操作，提高了施工的效率，以实现间接调整离心水泵16位置的目的；同时，当基坑内的积水深度较浅时，借助微控制器，在离心水泵16继续往下运动至预设高度时，控制马达24停止工作，使得离心水泵16处于静止状态，对基坑内的残留积水继续进行排水，基坑内的残留积水能更多地排出去，排水效果更好。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可调节的水利工程施工排水装置，包括离心水泵(16)，所述离心水泵(16)连通有输水管(36)，其特征在于：还包括安装架(1)，所述安装架(1)内滑动连接有调节板(9)，所述安装架(1)内设置有用于驱动所述调节板(9)沿所述安装架(1)的长度方向滑动的第一位置调整机构，所述调节板(9)底部固定有安装板(10)，所述调节板(9)内设置有驱动所述安装板(10)沿所述安装架(1)的宽度方向滑动的第二位置调整机构，所述安装板(10)的底部转动连接有线轮(12)，所述离心水泵(16)沿周向环绕有气垫(11)，所述线轮(12)上绕接有绳子(13)，所述绳子(13)的一端固定在所述线轮(12)的转轴上，另一端固定在气垫(11)上，所述气垫(11)的底部固定有竖直设置的滑轨(17)，所述滑轨(17)内设置有驱动所述离心水泵(16)沿所述滑轨(17)的长度方向滑动的水深调整机构。

2.根据权利要求1所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述水深调整机构包括第一丝杆(18)、滑块(19)和第一电机(20)，所述第一丝杆(18)转动连接在所述滑轨(17)内且沿所述滑轨(17)的长度方向设置，所述第一电机(20)的输出轴与所述第一丝杆(18)的端部固定，所述滑块(19)固定在所述离心水泵(16)上且螺纹连接于所述第一丝杆(18)上，所述滑轨(17)使所述滑块(19)平移运动。

3.根据权利要求1所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述第一位置调整机构包括第二丝杆(29)、导向杆(30)和第二电机，所述第二电机与所述第二丝杆(29)的端部固定，所述第二丝杆(29)沿安装架(1)的长度方向转动连接设置，所述导向杆(30)与所述第二丝杆(29)平行设置且固定在所述安装架(1)上，所述调节板(9)的一端螺纹连接在第二丝杆(29)上，所述导向杆(30)横穿所述调节板(9)。

4.根据权利要求1所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述第二位置调整机构包括两个调节槽(32)、两根调节杆(33)和与调节杆(33)螺纹连接的螺母(34)，所述调节槽(32)位于所述调节板(9)对应所述安装架(1)的宽度方向的两个侧面上，两根所述调节杆(33)分别固定安装在所述安装板(10)的两端，所述螺母(34)螺纹连接在调节杆(33)上时抵紧所述安装板(10)。

5.根据权利要求1所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述气垫(11)连通有气泵(21)，所述气垫(11)的出气口(22)位置安装有电磁阀(23)，所述气泵(21)和所述电磁阀(23)电性连接有微控制器。

6.根据权利要求5所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述微控制器串口连接有后台，所述离心水泵(16)上安装有位移传感器，所述线轮(12)的轴心方向上均固定有马达(24)，所述位移传感器的输出端与所述微控制器电性连接，所述微控制器的输出端与所述马达(24)电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述后台接收所述微控制器传输的电信号，结合事先录入存储的经验信息和基坑的实际工作情况信息，计算所述离心水泵(16)在所述气垫(11)在基坑水面的浮力为0时可移动的最大距离，并以电信号形式返回至所述微控制器内，当所述离心水泵(16)在所述气垫(11)在基坑水面的浮力为0时移动的距离达到最大值时，使所述微控制器向所述马达(24)发出动作电信号，控制所述马达(24)停止工作。

8.根据权利要求1所述的一种可调节的水利工程施工排水装置，其特征在于：所述安装架(1)的底部固定有固定杆(2)，所述固定杆(2)上固定有滑轮(5)，所述固定杆(2)的底部开设有收纳槽(3)，所述滑轮(5)可完全收纳于所述收纳槽(3)内。

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