CN117870826B - 一种岩溶地下水水位波动异常预警设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，属于水位波动异常预警设备，包括水位标杆，水位标杆上滑动安装有浮力板，浮力板上嵌设有与水位标杆配合的位移传感器，位移标杆的顶壁上固定安装有安装箱，安装箱的顶壁上固定安装有与位移传感器配合的控制器。本方案通过推杆与旋转槽的配合，在电机启动的过程中线圈通电并产生磁场，然后在磁场的作用下磁铁带动浮力板向上移动，在浮力板向上移动的过程中逐渐与安装环脱离接触，同时在刷盘向下移动的过程中带动推杆向下移动，在推杆向下移动的过程中通过旋转槽带动安装环转动，即在刷毛对安装环清理的过程中安装环可以自转，进而可以提高清理效果，起到了提高清理效果的作用。
Description
技术领域
本发明涉及水位波动异常预警设备，更具体地说，涉及一种岩溶地下水水位波动异常预警设备。
背景技术
岩溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为可溶性的碳酸氢钙；由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞，而岩溶洞地下的地下水水位异常变化，往往会诱发岩溶洞的安全问题，所以需要及时地测量岩溶洞地下水水位。
现有的语境设备大多数通过水位与标杆位置，来测量水位波动，但是长期在水面下，水位标杆上容易吸附污物，降低使用寿命，给岩溶地下水位预警带来不便。
授权公开号为CN115540975A的中国专利公开了一种岩溶地下水水位波动异常预警装置，通过防水电机提供动力，在第一链轮、第二链轮与链条的配合下，带动丝杆上下移动，进而使毛刷对水位标杆进行清理，避免了水垢在水位标杆上堆积，进而保证了水位波动预警精度，给水位波动预警带来方便。
上述专利虽然可以对水位标杆进行清理，但是清理效果有限，进而会影响水位波动预警的精确度，从而容易导致岩溶地下水位波动预警异常，并给使用人员带来极大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，可以实现提高水位波动预警精度的目的。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，包括水位标杆，所述水位标杆上滑动安装有浮力板，所述浮力板上嵌设有与水位标杆配合的位移传感器，所述位移标杆的顶壁上固定安装有安装箱，所述安装箱的顶壁上固定安装有与位移传感器配合的控制器；
清洁机构，所述清洁机构包括对称转动安装在安装箱内底壁上的皮带盘，所述安装箱的内底壁上固定安装有与控制器电性连接的电机，所述电机的输出端与皮带盘之间共同安装有传送带，所述皮带盘的底壁上固定安装有螺纹杆，所述螺纹杆的底壁上固定安装有刷盘，所述刷盘的内壁上均匀固定安装有刷毛。
进一步地，所述水位标杆上开设有环形槽，所述环形槽内转动安装有安装环，所述安装环上开设有旋转槽，所述刷盘的侧壁上设有与旋转槽配合的推杆，所述浮力板上嵌设有磁铁，所述安装箱上嵌设有与电机电性连接的线圈，所述安装箱上嵌设有与安装环配合的控制机构。
进一步地，所述控制机构包括开设在安装环上的插杆，所述安装环上开设有固定槽，所述插杆的顶壁上固定安装有水平杆，所述水平杆的底壁与安装箱之间共同固定安装有第一弹簧，所述水平杆的底壁上固定安装有延伸至安装箱外的连动杆。
进一步地，所述刷盘的顶壁上固定安装有安装杆，且所述推杆滑动插设在安装杆的侧壁上，所述推杆的侧壁与安装杆的侧壁之间共同固定安装有第二弹簧，且所述推杆的底壁为斜面。
进一步地，所述安装环与水位标杆之间共同固定安装有复位弹簧。
进一步地，所述水位标杆的侧壁上固定安装有与刷毛配合的清洁板。
进一步地，所述插杆的底壁为锥形。
进一步地，所述复位弹簧表面涂抹有环氧富锌底漆。
进一步地，所述推杆的表面为光滑镜面。
进一步地，所述刷盘与螺纹杆均为不锈钢材质。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
（1）本方案通过推杆与旋转槽的配合，在电机启动的过程中线圈通电并产生磁场，然后在磁场的作用下磁铁带动浮力板向上移动，在浮力板向上移动的过程中逐渐与安装环脱离接触，同时在刷盘向下移动的过程中带动推杆向下移动，在推杆向下移动的过程中通过旋转槽带动安装环转动，即在刷毛对安装环清理的过程中安装环可以自转，进而可以提高清理效果，起到了提高清理效果的作用；同时在安装环转动时通过磁铁与线圈的配合使得浮力块与安装环脱离接触，进而有效防止位移传感器磨损导致损坏影响预警效果，起到了提高预警效果的作用；
（2）本方案通过设置插杆，初始状态，第一弹簧处于自由伸展状态，即在无外力作用时插杆插入固定槽内，即此时安装环无法转动，即在对水位进行预警监测时安装环无法转动，进而有效防止安装环在工作过程中转动影响预警效果；在线圈通过磁铁带动浮力板向上移动时，浮力板逐渐与连动杆接触并通过连动杆、水平杆带动插杆与固定槽脱离接触，此时第一弹簧被拉伸并具有复原的趋势，进而确保在对安装环清理时安装环正常转动，当浮力板向上移动并复位时，第一弹簧收缩并带动插杆再次插入固定槽内，起到了为再次工作作准备的作用；
（3）本方案通过设置复位弹簧，初始状态，第二弹簧、复位弹簧均处于自由伸展状态，在推杆带动安装环转动的过程中复位弹簧逐渐蓄力，当推杆即将与旋转槽脱离接触时旋转槽逐渐与推杆底壁接触并对推杆底壁斜面施加推力，然后在推力的作用下推杆开始移动，此时第二弹簧被拉伸并具有复原的趋势，当推杆与旋转槽脱离接触后复位弹簧伸展并带动安装环转动，然后在安装环转动的过程中可以带动表面粘附的污渍转动，然后在离心力的作用下安装环表面产量的污渍与安装环脱离接触，起到了提高清理效果的作用；
（4）本方案通过设置清洁板，在刷盘带动刷毛向下移动的过程中刷毛逐渐与清洁板接触，且当推杆与旋转槽脱离接触时刷毛与清洁板接触，此时复位弹簧伸展并带动安装环转动，在安装环转动的过程中带动清洁板转动，然后在清洁板转动的过程中可以对刷毛进行击打并使刷毛上粘附的污渍与刷毛脱离接触，起到了提高刷毛清理效果的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大图；
图3为本发明图1中B处放大图；
图4为本发明的剖视图；
图5为本发明图4中C处放大图；
图6为本发明图4中D处放大图；
图7为本发明图4中E处放大图；
图8为本发明刷盘、刷毛、清洁板、安装环的组合图。
图中标号说明：
1、水位标杆；2、浮力板；3、位移传感器；4、安装箱；5、控制器；6、皮带盘；7、电机；8、传送带；9、螺纹杆；10、刷盘；11、刷毛；12、安装环；13、旋转槽；14、推杆；15、磁铁；16、线圈；17、插杆；18、水平杆；19、第一弹簧；20、连动杆；21、安装杆；22、第二弹簧；23、复位弹簧；24、清洁板；25、固定槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图8，一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，包括水位标杆1，所述水位标杆1上滑动安装有浮力板2，所述浮力板2上嵌设有与水位标杆1配合的位移传感器3，所述位移标杆的顶壁上固定安装有安装箱4，所述安装箱4的顶壁上固定安装有与位移传感器3配合的控制器5；
清洁机构，所述清洁机构包括对称转动安装在安装箱4内底壁上的皮带盘6，所述安装箱4的内底壁上固定安装有与控制器5电性连接的电机7，所述电机7的输出端与皮带盘6之间共同安装有传送带8，所述皮带盘6的底壁上固定安装有螺纹杆9，所述螺纹杆9的底壁上固定安装有刷盘10，所述刷盘10的内壁上均匀固定安装有刷毛11。
所述水位标杆1上开设有环形槽，所述环形槽内转动安装有安装环12，所述安装环12上开设有旋转槽13，所述刷盘10的侧壁上设有与旋转槽13配合的推杆14，所述浮力板2上嵌设有磁铁15，所述安装箱4上嵌设有与电机7电性连接的线圈16，所述安装箱4上嵌设有与安装环12配合的控制机构。
所述控制机构包括开设在安装环12上的插杆17，所述安装环12上开设有固定槽25，所述插杆17的顶壁上固定安装有水平杆18，所述水平杆18的底壁与安装箱4之间共同固定安装有第一弹簧19，所述水平杆18的底壁上固定安装有延伸至安装箱4外的连动杆20。
使用时先将水位标杆1插入水中，然后浮力板2在自身在浮力的作用下漂浮在水面上，当水位发生变化时浮力板2会随着水面的变化而沿着水位标杆1上下浮动，然后在浮力板2沿着水位标杆1上下浮动的过程中带动位移传感器3沿着水位标杆1移动，此时位移传感器3将数据传送到控制器5进行分析并传递给使用人员，然后随着长时间使用后，需要对水位标杆1进行清理时，使用人员可以启动电机7，然后电机7通过输出端带动传送带8转动，在传送带8动转动的过程中带动皮带盘6转动，由于皮带盘6与螺纹杆9螺纹连接，且所述螺纹杆9与安装箱4滑动配合，然后在皮带盘6转动的过程中带动螺纹杆9向下移动，在螺纹杆9向下移动的过程中带动刷盘10向下移动，然后在刷盘10向下移动的过程中带动刷毛11向下移动并对水位标杆1进行清理，进而有效防止水位标杆1表面残留污渍影响浮力板2正常移动，即提高水位波动预警的精度。
在电机7启动的过程中线圈16通电并产生磁场，然后在磁场的作用下磁铁15带动浮力板2向上移动，在浮力板2向上移动的过程中逐渐与安装环12脱离接触，同时在刷盘10向下移动的过程中带动推杆14向下移动，在推杆14向下移动的过程中通过旋转槽13带动安装环12转动，即在刷毛11对安装环12清理的过程中安装环12可以自转，进而可以提高清理效果，起到了提高清理效果的作用；同时在安装环12转动时通过磁铁15与线圈16的配合使得浮力块与安装环12脱离接触，进而有效防止位移传感器3磨损导致损坏影响预警效果，起到了提高预警效果的作用。
然后电机7反转并通过传送带8、皮带盘6、螺纹杆9带动刷盘10复位，当刷盘10复位结束后电机7断电且磁场消失，此时在重力的作用下浮力块向下掉落并再次漂浮在水面上，起到了确保预警工作正常展开的作用。
初始状态，第一弹簧19处于自由伸展状态，即在无外力作用时插杆17插入固定槽25内，即此时安装环12无法转动，即在对水位进行预警监测时安装环12无法转动，进而有效防止安装环12在工作过程中转动影响预警效果；在线圈16通过磁铁15带动浮力板2向上移动时，浮力板2逐渐与连动杆20接触并通过连动杆20、水平杆18带动插杆17与固定槽25脱离接触，此时第一弹簧19被拉伸并具有复原的趋势，进而确保在对安装环12清理时安装环12正常转动，当浮力板2向上移动并复位时，第一弹簧19收缩并带动插杆17再次插入固定槽25内，起到了为再次工作作准备的作用。
如图7所示，所述刷盘10的顶壁上固定安装有安装杆21，且所述推杆14滑动插设在安装杆21的侧壁上，所述推杆14的侧壁与安装杆21的侧壁之间共同固定安装有第二弹簧22，且所述推杆14的底壁为斜面。
所述安装环12与水位标杆1之间共同固定安装有复位弹簧23。
所述水位标杆1的侧壁上固定安装有与刷毛11配合的清洁板24。
通过采用上述技术方案，初始状态，第二弹簧22、复位弹簧23均处于自由伸展状态，在推杆14带动安装环12转动的过程中复位弹簧23逐渐蓄力，当推杆14即将与旋转槽13脱离接触时旋转槽13逐渐与推杆14底壁接触并对推杆14底壁斜面施加推力，然后在推力的作用下推杆14开始移动，此时第二弹簧22被拉伸并具有复原的趋势，当推杆14与旋转槽13脱离接触后复位弹簧23伸展并带动安装环12转动，然后在安装环12转动的过程中可以带动表面粘附的污渍转动，然后在离心力的作用下安装环12表面产量的污渍与安装环12脱离接触，起到了提高清理效果的作用。
与此同时，在刷盘10带动刷毛11向下移动的过程中刷毛11逐渐与清洁板24接触，且当推杆14与旋转槽13脱离接触时刷毛11与清洁板24接触，此时复位弹簧23伸展并带动安装环12转动，在安装环12转动的过程中带动清洁板24转动，然后在清洁板24转动的过程中可以对刷毛11进行击打并使刷毛11上粘附的污渍与刷毛11脱离接触，起到了提高刷毛11清理效果的作用。
当电机7反转并通过传送带8、皮带盘6、螺纹杆9带动刷盘10向上移动时，刷盘10带动推杆14向上移动，然后在推杆14向上移动的过程中逐渐再次与旋转槽13接触，此时第二弹簧22伸展并带动推杆14再次插入旋转槽13内，起到了为再次工作做准备的作用，同时在推杆14复位并插入旋转槽13后，随着推杆14向上移动，推杆14再次通过旋转槽13带动安装环12转动，进一步提高了安装环12的清理效果。
如图5所示，所述插杆17的底壁为锥形。
通过采用上述技术方案，在插杆17插入固定槽25的过程中通过使插杆17的为锥形，进而可以降低插杆17与固定槽25的初始接触面积，进而便于插杆17插入固定槽25内，起到了确保插杆17正常插入固定槽25的作用。
如图7所示，所述复位弹簧23表面涂抹有环氧富锌底漆。
通过采用上述技术方案，由于复位弹簧23长时间与水流接触，且水流中含有杂质，进而使得复位弹簧23容易生锈被腐蚀，通过在复位弹簧23表面涂抹环氧富锌底漆可以将复位弹簧23与外界隔绝，进而延长了复位弹簧23的使用寿命。
如图7所示，所述推杆14的表面为光滑镜面。
通过采用上述技术方案，在推杆14通过旋转槽13带动安装环12转动的过程中推杆14会与旋转槽13内壁摩擦，通过使推杆14的表面为光滑镜面，进而可以降低推杆14与旋转槽13之间的摩擦力，进而确保推杆14正常通过旋转槽13带动安装环12转动，以及还可以降低推杆14与旋转槽13之间的摩擦力，进而延长推杆14的使用寿命。
如图1所示，所述刷盘10与螺纹杆9均为不锈钢材质。
通过采用上述技术方案，由于不锈钢材质具有良好的硬度和耐腐蚀性，由于刷盘10与螺纹杆9长时间与水接触，通过使刷盘10与螺纹杆9均为不锈钢材质，可以保证刷盘10与螺纹杆9具有足够强度的同时还可以防止刷盘10与螺纹杆9生锈被腐蚀影响装置的正常运行，起到了确保装置正常运行的作用。
使用方法：使用时先将水位标杆1插入水中，然后浮力板2在自身在浮力的作用下漂浮在水面上，当水位发生变化时浮力板2会随着水面的变化而沿着水位标杆1上下浮动，然后在浮力板2沿着水位标杆1上下浮动的过程中带动位移传感器3沿着水位标杆1移动，此时位移传感器3将数据传送到控制器5进行分析并传递给使用人员，然后随着长时间使用后，需要对水位标杆1进行清理时，使用人员可以启动电机7，然后电机7通过输出端带动传送带8转动，在传送带8动转动的过程中带动皮带盘6转动，由于皮带盘6与螺纹杆9螺纹连接，且所述螺纹杆9与安装箱4滑动配合，然后在皮带盘6转动的过程中带动螺纹杆9向下移动，在螺纹杆9向下移动的过程中带动刷盘10向下移动，然后在刷盘10向下移动的过程中带动刷毛11向下移动并对水位标杆1进行清理；在电机7启动的过程中线圈16通电并产生磁场，然后在磁场的作用下磁铁15带动浮力板2向上移动，在浮力板2向上移动的过程中逐渐与安装环12脱离接触，同时在刷盘10向下移动的过程中带动推杆14向下移动，在推杆14向下移动的过程中通过旋转槽13带动安装环12转动，即在刷毛11对安装环12清理的过程中安装环12可以自转；同时在安装环12转动时通过磁铁15与线圈16的配合使得浮力块与安装环12脱离接触，进而有效防止位移传感器3磨损导致损坏影响预警效果；初始状态，第一弹簧19处于自由伸展状态，即在无外力作用时插杆17插入固定槽25内，即此时安装环12无法转动，即在对水位进行预警监测时安装环12无法转动，进而有效防止安装环12在工作过程中转动影响预警效果；在线圈16通过磁铁15带动浮力板2向上移动时，浮力板2逐渐与连动杆20接触并通过连动杆20、水平杆18带动插杆17与固定槽25脱离接触，此时第一弹簧19被拉伸并具有复原的趋势，进而确保在对安装环12清理时安装环12正常转动；在推杆14带动安装环12转动的过程中复位弹簧23逐渐蓄力，当推杆14即将与旋转槽13脱离接触时旋转槽13逐渐与推杆14底壁接触并对推杆14底壁斜面施加推力，然后在推力的作用下推杆14开始移动，此时第二弹簧22被拉伸并具有复原的趋势，当推杆14与旋转槽13脱离接触后复位弹簧23伸展并带动安装环12转动，然后在安装环12转动的过程中可以带动表面粘附的污渍转动，然后在离心力的作用下安装环12表面产量的污渍与安装环12脱离接触；在刷盘10带动刷毛11向下移动的过程中刷毛11逐渐与清洁板24接触，且当推杆14与旋转槽13脱离接触时刷毛11与清洁板24接触，此时复位弹簧23伸展并带动安装环12转动，在安装环12转动的过程中带动清洁板24转动，然后在清洁板24转动的过程中可以对刷毛11进行击打并使刷毛11上粘附的污渍与刷毛11脱离接触。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，其特征在于，包括：水位标杆（1），所述水位标杆（1）上滑动安装有浮力板（2），所述浮力板（2）上嵌设有与水位标杆（1）配合的位移传感器（3），所述水位标杆的顶壁上固定安装有安装箱（4），所述安装箱（4）的顶壁上固定安装有与位移传感器（3）配合的控制器（5）；
清洁机构，所述清洁机构包括对称转动安装在安装箱（4）内底壁上的皮带盘（6），所述安装箱（4）的内底壁上固定安装有与控制器（5）电性连接的电机（7），所述电机（7）的输出端与皮带盘（6）之间共同安装有传送带（8），所述皮带盘（6）的底壁上固定安装有螺纹杆（9），所述螺纹杆（9）的底壁上固定安装有刷盘（10），所述刷盘（10）的内壁上均匀固定安装有刷毛（11）；
所述水位标杆（1）上开设有环形槽，所述环形槽内转动安装有安装环（12），所述安装环（12）上开设有旋转槽（13），所述刷盘（10）的侧壁上设有与旋转槽（13）配合的推杆（14），所述浮力板（2）上嵌设有磁铁（15），所述安装箱（4）上嵌设有与电机（7）电性连接的线圈（16），所述安装箱（4）上嵌设有与安装环（12）配合的控制机构；
所述控制机构包括开设在安装环（12）上的插杆（17），所述安装环（12）上开设有固定槽（25），所述插杆（17）的顶壁上固定安装有水平杆（18），所述水平杆（18）的底壁与安装箱（4）之间共同固定安装有第一弹簧（19），所述水平杆（18）的底壁上固定安装有延伸至安装箱（4）外的连动杆（20）；
所述刷盘（10）的顶壁上固定安装有安装杆（21），且所述推杆（14）滑动插设在安装杆（21）的侧壁上，所述推杆（14）的侧壁与安装杆（21）的侧壁之间共同固定安装有第二弹簧（22），且所述推杆（14）的底壁为斜面；
所述安装环（12）与水位标杆（1）之间共同固定安装有复位弹簧（23）；
所述水位标杆（1）的侧壁上固定安装有与刷毛（11）配合的清洁板（24）。
2.根据权利要求1所述的一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，其特征在于：所述插杆（17）的底壁为锥形。
3.根据权利要求2所述的一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，其特征在于：所述复位弹簧（23）表面涂抹有环氧富锌底漆。
4.根据权利要求3所述的一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，其特征在于：所述推杆（14）的表面为光滑镜面。
5.根据权利要求1所述的一种岩溶地下水水位波动异常预警设备，其特征在于：所述刷盘（10）与螺纹杆（9）均为不锈钢材质。
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