CN210833772U - 一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，包括基座，设置在所述基座上的水位编码器，与所述水位编码器的输入轴相连的测轮，可漂浮于液体中的浮动件，以及正向绕设在所述测轮上的测缆；所述基座的底部设有通孔，所述测缆具有相对的第一端和第二端，其中，所述第一端穿过所述通孔并与所述浮动件相连，所述第二端连接收缆装置；所述收缆装置包括传动轴以及卷轮，所述卷轮位于所述测轮下方，所述测缆的第二端反向饶设在所述卷轮上，使得所述测轮与所述卷轮能够朝向相反方向转动；所述传动轴上还设有与所述测缆第二端饶设方向相同的自收缆，所述自收缆的端部设有平衡锤。由此解决现有技术中不能准确地检测出实时水位变化的问题。

Description

一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统

技术领域

本实用新型涉及液位测量设备技术领域，具体地，涉及一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统。

背景技术

铜街子水电站水轮机组为国内大型轴流转桨式机组，机组调速器系统水位值采用人工方式设置，无法精确反映机组实时水位变化，由于机组调速器的开机导叶开度、电气开限等控制参数的选择均与水位设定值相关，从而导致机组调速器无法根据水位的变化实时选择最优的控制策略，机组各部振摆、发电耗水率等指标难以达到最优。

其中四米范围内的水位变化，机组调速器均使用同一条导叶-桨叶协联关系曲线。这样机组在水位变化过程中无法选择最优协联关系曲线，直接影响了机组效率，使得机组各部振动和摆度也会增大，水资源利用率也无法达到最佳，不利于机组经济、稳定运行。另外，由于电站泄洪、开停机等因素，实际水位变化很大，运行人员须根据水位变化的情况频繁设置机组调速器的人工水位设定值，增加运行人员的工作量。

针对现有技术中不能准确地检测出实时水位变化的问题，需提出一种更为合理的技术方案，以解决当前存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，以解决现有技术中不能准确地检测出实时水位变化的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，包括：基座，设置在所述基座上的水位编码器，与所述水位编码器的输入轴相连的测轮，可漂浮于液体中的浮动件，以及正向绕设在所述测轮上的测缆；

所述基座的底部设有通孔，所述测缆具有相对的第一端和第二端，其中，所述第一端穿过所述通孔并与所述浮动件相连，所述第二端连接收缆装置；

所述收缆装置包括可转动地设置在所述基座上的传动轴以及设置在所述传动轴上的卷轮，所述卷轮位于所述测轮下方，所述测缆的第二端反向饶设在所述卷轮上，使得所述测轮与所述卷轮能够朝向相反方向转动；所述传动轴上还设有与所述测缆第二端饶设方向相同的自收缆，所述自收缆的端部设有平衡锤。

可选择地，所述收缆装置还包括至少一组滑轮组，所述滑轮组包括设置在所述基座上的定滑轮和设置在所述平衡锤上的动滑轮，所述自收缆自所述传动轴上延伸，并在依次饶设于所述定滑轮和所述动滑轮后固定在支承轴上，其中，所述支承轴设置在大致与所述定滑轮相水平的位置。

可选择地，所述滑轮组配置为两组。

可选择地，还包括用于罩设所述用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统的防护罩，所述基座的底部设有底板，所述防护罩与所述底板可拆卸地相连。

可选择地，所述底板的下方设有与其可拆卸地相连的支撑板，且所述支撑板与基座相连。

可选择地，所述防护罩的顶部设有观察窗的开口，所述观察窗与所述防护罩可活动地相连，以封闭或打开所述开口。

可选择地，所述卷轮的周向方向设有用于限定所述自收缆移动范围的环形槽。

可选择地，所述卷轮在水平方向上设置在所述测缆的第一端和平衡锤之间，并通过所述卷轮的轮边朝向所述第一端的位置抵压所述第二端。

可选择地，所述浮动件构造为圆筒状结构，并且所述浮动件的底部构造为圆锥形。

可选择地，所述测轮具有V形槽或者U形槽。

通过上述技术方案，可以通过浮动件及时检测水位的上升和下降情况。其中，当水位不变的时，浮子静止在水面上，仪器的平衡锤悬停在对应高度上，由于浮动件与平衡锤两边的力是平衡的，此时水位编码器输出值与水面高度值相对应，且保持不变；当位上升时，浮子跟随水位上升，在平衡锤的作用下，卷扬缆驱动卷扬轴和卷轮逆时针旋转拉直并回收测缆，带动测轮顺时针方向转动，使水位编码器输出值与水位上升变化量相对应，完成水位自动跟踪测量，在这种情况下，平衡锤下降至相应高度，以使浮子能够与平衡锤保持相对平稳状态；而当水位下降时，浮子跟随水位变化向下运动，并拉动测缆向下走，这时，测缆会带动测轮逆时针转动并使得水位编码器自动调整到相应的数值，与此同时，测缆还会同时驱动卷轮、卷扬轴顺时针转动，并将平衡锤提升到对应高度上，以将测缆拉紧并保持浮子的平衡。这样一来，可以根据水位的变化情况灵活地调整水位编码器的值，从而及时准确地测量出当前水位值，由此选择最优的机组调速器的开机导叶开度、电气开限等控制参数，使得机组各部振摆、发电耗水率等指标能够达到最优。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型提供的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统在一种实施例中的主视结构示意图；

图2是本实用新型提供的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统在一种实施例中的俯视结构示意图。

附图标记说明

1-通孔，2-水位编码器，21-防水航空插座，22-转轴，3-测轮，4-浮动件，5-测缆，61-传动轴，62-卷轮，63-自收缆，64-定滑轮，65-动滑轮，66-支承轴，7-平衡锤，81-防护罩，82-底板，83-支撑板，84-观察窗。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本实用新型的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本实用新型的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。

在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。

根据本实用新型的具体实施方式，提供了一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，可根据水位的高度实时检测出当前的液位值。其中，如图1和图2示出了其中一种具体实施方式。

该用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统包括：基座，设置在所述基座上的水位编码器2，与所述水位编码器2的输入轴相连的测轮3，可漂浮于液体中的浮动件4，以及正向绕设在所述测轮3上的测缆5；所述基座的底部设有通孔1，所述测缆5具有相对的第一端和第二端，其中，所述第一端穿过所述通孔1并与所述浮动件4相连，所述第二端连接收缆装置；所述收缆装置包括可转动地设置在所述基座上的传动轴61以及设置在所述传动轴61上的卷轮62，所述卷轮62位于所述测轮3下方，所述测缆5的第二端反向饶设在所述卷轮62上，使得所述测轮3与所述卷轮62能够朝向相反方向转动；所述传动轴61上还设有与所述测缆5第二端饶设方向相同的自收缆63，所述自收缆63的端部设有平衡锤7。

通过上述技术方案，可以通过浮动件4及时检测水位的上升和下降情况。其中，当水位不变的时，浮子静止在水面上，仪器的平衡锤7悬停在对应高度上，由于浮动件4与平衡锤7两边的力是平衡的，此时水位编码器2输出值与水面高度值相对应，且保持不变；当位上升时，浮子跟随水位上升，在平衡锤7的作用下，卷扬缆驱动卷扬轴和卷轮62逆时针旋转拉直并回收测缆5，带动测轮3顺时针方向转动，使水位编码器2输出值与水位上升变化量相对应，完成水位自动跟踪测量，在这种情况下，平衡锤7下降至相应高度，以使浮子能够与平衡锤7保持相对平稳状态；而当水位下降时，浮子跟随水位变化向下运动，并拉动测缆5向下走，这时，测缆5会带动测轮3逆时针转动并使得水位编码器2自动调整到相应的数值，与此同时，测缆5还会同时驱动卷轮62、卷扬轴顺时针转动，并将平衡锤7提升到对应高度上，以将测缆5拉紧并保持浮子的平衡。这样一来，可以根据水位的变化情况灵活地调整水位编码器2的值，从而及时准确地测量出当前水位值，由此选择最优的机组调速器的开机导叶开度、电气开限等控制参数，使得机组各部振摆、发电耗水率等指标能够达到最优。

需要说明的是，本实用新型所使用的水位计水位编码器2为低转矩、抗雷击型绝对值水位编码器2，并采用镀金防水航空插座21，仪器性能稳定可靠，无温度、时间漂移。另外，由于水位编码器2的结构和工作原理为本领域技术人员的公知常识，其型号和规格可以根据实际需求灵活设置，故对此不做过多赘述。

为了实现平衡锤7位置的有效调节，所述收缆装置还包括至少一组滑轮组，所述滑轮组包括设置在所述基座上的定滑轮64和设置在所述平衡锤7上的动滑轮65，所述自收缆63自所述传动轴61上延伸，并在依次饶设于所述定滑轮64和所述动滑轮65后固定在支承轴66上，由此起到省力的作用，使得平衡锤7能够根据自收缆63的长度变化准确地调整到相应的位置。其中，所述支承轴66设置在大致与所述定滑轮64相水平的位置，有益于使得平衡锤7平稳、准确地调整到相应的位置。需要说明的是，此处所述的“大致”旨在表示支承轴66与定滑轮的位置并非绝对相平，在本公开的技术构思下两者的高度可以存在一定的偏差。

在本实用新型，如图1所示，所述滑轮组配置为两组，这样，不仅能够均匀地承载平衡锤7的重量，还可以减少平衡锤7在高度上的变化量，提高其位置在动态调整过程中的平稳性。当然，在其它实施方式中，滑轮组还可以配置为三组、四组等任意合适的数量，具体可根据实际需求而定，本实用新型对此不作限制。

为了保证用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统在使用过程中的灵敏性，所述用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统还包括用于罩设所述用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统的防护罩81，所述基座的底部设有底板82，所述防护罩81与所述底板82可拆卸地相连。从而，可以将水位编码器2、测轮3和收缆装置等零部件罩设在一个相对卫生的环境中，从而避免蚊虫等杂质粘附在各零部件上，影响运动的有效传递。同时，还可以将水隔开，使得各零部件能够处于一个相对干燥的环境，防止零部件发霉、腐蚀等问题的情况发生。

为了有效地提供支撑力，所述底板82的下方设有与其可拆卸地相连的支撑板83，且所述支撑板83与基座相连，从而提高对防护罩81的支撑强度。

为了及时观察用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统的当前测量结果，所述防护罩81的顶部设有观察窗84的开口，从而及时掌握水位情况。其中，所述观察窗84与所述防护罩81可活动地相连，以封闭或打开所述开口，从而便于维护和检修，具有较好的实用性。在本实用新型中，观察窗84与防护罩81通过铰接的方式相连。在其它实施方式中，观察窗84还可以通过滑动连接的方式连接防护罩81，已通过推拉的方式改变开口的大小，灵活性好。对于其具体的结构，本领域技术人员在本实用新型的技术启示下可灵活设置，故对此不做限制。

为便于安装和维护，所述防护罩81与所述底部可以通过螺钉或者螺栓连接，由此便于拆装。

在本实用新型中，所述卷轮62的周向方向设有用于限定所述自收缆63移动范围的环形槽，即，使得自收缆63仅能够在环形槽中活动，从而提高运动在传递过程中的平稳性和可靠性。

如图1所示，所述卷轮62在水平方向上设置在所述测缆5的第一端和平衡锤7之间，并通过所述卷轮62的轮边朝向所述第一端的位置抵压所述第二端，从而产生一个恒力以用于拉紧和收放测缆5，以使得浮子能够在正常吃水深度范围内工作。

在本实用新型提供的一种具体实施方式中，浮动件4可以构造为任意合适的结构。

作为一种选择，所述浮动件4可以构造为圆筒状结构，并且所述浮动件4的底部构造为圆锥形。由此，可以提高感知水位变化的灵敏性，从而及时准确地将水位编码器2调整为相应的值。当然，在其它实施例中，浮动件4还可以构造为正八边棱柱、正六棱柱等任意合适的结构，本实用新型对此不做限制。

为限定测缆5的移动范围，所述测轮3具有V形槽或者U形槽，这样，使得测缆5能够限定在该V形槽或者U形槽中，从而提高测缆5在移动过程中的平稳性和准确性，继而保证监测结果的可靠性。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，包括：基座，设置在所述基座上的水位编码器(2)，与所述水位编码器(2)的输入轴相连的测轮(3)，可漂浮于液体中的浮动件(4)，以及正向绕设在所述测轮(3)上的测缆(5)；

所述基座的底部设有通孔(1)，所述测缆(5)具有相对的第一端和第二端，其中，所述第一端穿过所述通孔(1)并与所述浮动件(4)相连，所述第二端连接收缆装置；

所述收缆装置包括可转动地设置在所述基座上的传动轴(61)以及设置在所述传动轴(61)上的卷轮(62)，所述卷轮(62)位于所述测轮(3)下方，所述测缆(5)的第二端反向饶设在所述卷轮(62)上，使得所述测轮(3)与所述卷轮(62)能够朝向相反方向转动；所述传动轴(61)上还设有与所述测缆(5)第二端饶设方向相同的自收缆(63)，所述自收缆(63)的端部设有平衡锤(7)。

2.根据权利要求1所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述收缆装置还包括至少一组滑轮组，所述滑轮组包括设置在所述基座上的定滑轮(64)和设置在所述平衡锤(7)上的动滑轮(65)，所述自收缆(63)自所述传动轴(61)上延伸，并在依次饶设于所述定滑轮(64)和所述动滑轮(65)后固定在支承轴(66)上，其中，所述支承轴(66)设置在大致与所述定滑轮(64)相水平的位置。

3.根据权利要求2所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述滑轮组配置为两组。

4.根据权利要求1所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，还包括用于罩设所述用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统的防护罩(81)，所述基座的底部设有底板(82)，所述防护罩(81)与所述底板(82)可拆卸地相连。

5.根据权利要求4所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述底板(82)的下方设有与其可拆卸地相连的支撑板(83)，且所述支撑板(83)与基座相连。

6.根据权利要求4所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述防护罩(81)的顶部设有观察窗(84)的开口，所述观察窗(84)与所述防护罩(81)可活动地相连，以封闭或打开所述开口。

7.根据权利要求1所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述卷轮(62)的周向方向设有用于限定所述自收缆(63)移动范围的环形槽。

8.根据权利要求1所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述卷轮(62)在水平方向上设置在所述测缆(5)的第一端和平衡锤(7)之间，并通过所述卷轮(62)的轮边朝向所述第一端的位置抵压所述第二端。

9.根据权利要求1所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述浮动件(4)构造为圆筒状结构，并且所述浮动件(4)的底部构造为圆锥形。

10.根据权利要求1所述的用于大型轴流转桨式机组的水位测控系统，其特征在于，所述测轮(3)具有V形槽或者U形槽。

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