CN211855493U - 一种气垫仓用连续液位监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气垫仓用连续液位监测系统，解决了现有气垫仓用连续液位监测系统测量误差大甚至假象、长期使用可靠性差、带压更换流程复杂且存在施工风险等的问题，本实用新型包括气垫仓，所述气垫仓的仓壁上设有用于测量气垫仓液位的液位计，所述液位计通过数据处理装置与上位机电连接，且液位计上设有液位计保护组件。本实用新型结构简单，通过液位计直接对气垫舱内的液体直接进行测量，测量数据经处理后直接在上位机上显示，有利于实时监测气垫舱内液位的连续变化；测量准确、可靠性高、故障率低、更换便捷、作业风险低，降低了长时间使用时更换的次数，极大地降低了投入成本和工人的劳动强度。

Description

一种气垫仓用连续液位监测系统

技术领域

本实用新型属于盾构中液位检测技术领域，具体涉及一种气垫仓用连续液位监测系统。

背景技术

随着经济的发展、科学技术的进步、互联互通的需求，隧道工程和轨道交通得到了爆发式增长，盾构工法在越来越多的工程中推广应用。

泥水盾构机及配置有气垫仓的多模式盾构，由于其开挖掌子面压力波动小，沉降控制准确，施工环境整洁，应用越来越广泛并受到施工单位的认可。泥水盾构机及配置气垫仓的多模式盾构机，在施工过程中气垫仓中为压缩空气和泥浆，若要精确控制沉降和防止掌子面出现较大的压力波动，就需要知晓气垫仓液位的高度，并且能知晓气垫仓液位的连续变化，这对指导盾构司机施工具有重要的指导意义。

由于气垫仓是带压环境，针对不同的地质条件，气垫仓的压力在1-10bar的范围不等。目前，应用的连续型液位计主要是电容式缆绳液位计和安装在气垫仓内的雷达液位计。电容式缆绳液位计的布置距离仓内盾体筋板和人行平台不均，在测试液位时，液位值容易发生跳动和飘移，导致上位机液位值出现假象；另外，电容式缆绳液位计的电缆穿过隔板必须为一整根线，在带压更换时比较复杂，更换时成本较高。雷达液位计，在实际应用中由于各类密封要求较高，长期应用缺乏可靠性，易出现渗水、电路板短路和其它物体干扰，使用寿命较短，且可更换型差。

实用新型内容

针对现有的液位计使用寿命短、更换复杂以及可靠性低的问题，本实用新型提出了一种气垫仓用连续液位监测系统，解决了现有气垫仓用连续液位监测系统测量误差大甚至假象、长期使用可靠性差、带压更换流程复杂且存在施工风险等的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种气垫仓用连续液位监测系统，包括气垫仓，所述气垫仓的仓壁上设有用于测量气垫仓液位的液位计，所述液位计通过数据处理装置与上位机电连接，液位计检测的数据经数据处理装置处理后传输给到上位机，上位机用于直接显示监测数据便于工作人员查看；所述液位计上设有用于对液位计进行保护的液位计保护组件，防止液位计在施工过程中损坏，增加液位计的使用寿命。

所述液位计保护组件包括液位管，且液位管上设有通气孔和过流孔，通气孔和过流孔的设置便于气垫仓内的气体和液体进入液位管增加液位计的数据测量准确性；所述液位管设置在液位计的外侧，且液位管的上部通过过渡连接件与液位计的上部相连接。

所述过渡连接件包括锥面活接和法兰板，所述锥面活接设置在液位管的中部，且液位计的上部通过锥面活接与法兰板的下部相连接；液位计设置在液位管的中部，可以避免气垫仓筋板和人行平台的干扰，保证液位测量准确；所述法兰板的下部与液位管相连接。

所述液位计上设有配重锤，配重锤通过配重锤支架与前隔板或后隔板相连接。

所述液位计通过电缆与数据处理装置相连接，且数据处理装置设置在盾体内；所述电缆上对称设有防水接头，且两个防水接头分别与后隔板的前后两侧相连接。

所述液位管上设有用于冲洗液位计的高压冲洗水装置，高压冲洗水装置对液位计进行冲洗，可以防止粘稠液体附着在液位计上，增强了数据测量的准确性和可靠性。

所述液位管通过支架与前隔板或者后隔板相连接，支架用于对液位管和液位计进行固定。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，通过液位计直接对气垫舱内的液体直接进行测量，测量数据经处理后直接在上位机上显示，有利于实时监测气垫舱内液位的连续变化；测量准确、可靠性高、故障率低、更换便捷、作业风险低，降低了长时间使用时更换的次数，极大地降低了投入成本和工人的劳动强度，间接地降低了因更换维修液位监测系统所引发的风险，提高了盾构施工的安全性；液位管对液位计进行保护能适应带压环境的液位监测系统，同时本实用新型也还可以推广应用在其它同类型的液位高度监测方面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型安装后的结构示意图。

图2为图1中A的放大图。

图3为图1中B的放大图。

图4为本实用新型的侧视图。

图5为图4中C的放大图。

图中，1为盾体，2为控制室，3为气垫仓，4为前隔板，5为后隔板，6为支架，7为液位管，8为配重锤支架，9为液位计，10为法兰板，11为锥面活接，12为电缆，13为防水头，14为数据处理装置，15为上位机，16为通气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：一种气垫仓用连续液位监测系统，如图1所示，包括气垫仓3，所述气垫仓3由前隔板4、后隔板5以及盾体1所组成；所述后隔板5上设有用于测量气垫仓3液位的液位计9，通过液位计9可以实现对气垫仓3液位的连续监测；所述液位计9通过数据处理装置14与上位机15电连接，数据处理装置14对液位计9检测得到的数据进行处理并将处理结果传输给到设置在控制室2的上位机15，工作人员即可在上位机15上实时观察气垫仓3的液位状态，以对盾构机的施工过程进行指导；所述液位计9上设有用于保护液位计9的液位计保护组件。

如图4所示，所述液位计保护组件包括液位管7，所述液位管7通过支架6与后隔板5相连接，以便于对液位管7进行固定，防止液位管7和液位计9浮动影响检测数据；液位管7上设有通气孔16和过流孔，通气孔16与气垫仓3相连通可以保证气垫仓3空间与液位管7内的气压保持一致避免损坏液位管7和液位计9，过流孔的设置可以保证气垫仓3内的液体顺畅地流入液位管7内进而保障液位计9的数据测量准确；所述液位管7设置在液位计9的外侧以作为液位计9的防护管，防止液位计9异常损坏以提高其使用寿命，液位管7的上部通过过渡连接件与液位计9的上部相连接。

如图3所示，所述过渡连接件包括锥面活接11和法兰板10，优选地，所述锥面活接11设置在液位管7的中部，且液位计9的上部与锥面活接11的上部螺纹连接，锥面活接11的下部通过法兰板10上的螺纹孔与法兰板10的上部螺纹连接；液位计9设置在液位管7的中部，液位计9和液位管7的两侧等间距，可以避免气垫仓筋板和人行平台的干扰，保证液位测量准确；所述法兰板10的下部通过紧固件安装在液位管7的顶部。

如图5所示，所述液位计9的下部设有配重锤，且配重锤通过配重锤支架8与前隔板4或后隔板5相连接，配重锤支架8用于对配重锤进行固定。配重锤用于对液位计9进行定位，避免液位计9浮动影响测量数据的准确性。

所述液位计9通过电缆12与数据处理装置14相连接，且数据处理装置14设置在盾体1内的常压环境内，以避免气垫仓3的潮湿环境影响数据处理装置14的使用寿命；如图2所示，所述电缆12上对称设有防水接头13，且两个防水接头13分别与后隔板5的前后两侧相连接，以对气垫仓3和盾体1内侧两边的环境进行隔离。

所述液位管7上设有用于冲洗液位计9的高压冲洗水装置，所述高压冲洗水装置包括冲洗水管，且冲洗水管与外部高压水路相连接，外部高压水路为冲洗水管提供水源；所述冲洗水管通过液位管7上的通孔对液位计9进行冲洗。高压冲洗水装置的设置可以防止粘稠液体附着在液位计9上，增强了数据测量的准确性和可靠性。

所述数据处理装置14包括处理器、模数转换模块和电源管理模块，所述模数转换模块和电源管理模块均与处理器相连接，且模数转换模块与液位计9相连接，电源管理模块与外部电源相连接；所述处理器与上位机15电连接；模数转换模块对液位计9测量的信号进行转换，以便于处理器对数据进行处理；电源管理模块对外部电源电压进行转换，以对整个装置进行供电；处理器将处理过的测量信号经电缆传输给到上位机15，上位机15再对信号进行最后处理；所述数据处理装置14还可以直接使用电子表头。本实施例中，所述液位计9为电容式缆绳液位计。

在盾构施工中，液位管7安装在气垫仓3内，气垫仓3内有压缩空气和泥浆，当气垫仓3的泥浆与液位管7内的泥浆持平时，液位计9可以直接监测液位管7内液位的变化；当气垫仓3液位变化时，液位管7内的液位随之变化，液位计9的电容差值也将变化，通过数据处理装置14可以将测得的数据通过电缆12传输至控制室2中的上位机15上，这样就可以在控制室2内实时监测气垫仓3液位的变化，盾构操作人员直接在上位机15显示器上读取液位的高度即可。

实施例2：一种气垫仓用连续液位监测系统，本实施例与实施例1的区别在于，所述前隔板4上设有用于测量气垫仓3液位的液位计9，其它的结构与实施例1相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气垫仓用连续液位监测系统，包括气垫仓（3），其特征在于，所述气垫仓（3）的仓壁上设有用于测量气垫仓（3）液位的液位计（9），所述液位计（9）通过数据处理装置（14）与上位机（15）电连接，且液位计（9）上设有液位计保护组件；所述液位计保护组件包括液位管（7），且液位管（7）上设有通气孔（16）和过流孔；所述液位管（7）设置在液位计（9）的外侧，且液位管（7）的上部通过过渡连接件与液位计（9）的上部相连接。

2.根据权利要求1所述的气垫仓用连续液位监测系统，其特征在于，所述过渡连接件包括锥面活接（11）和法兰板（10），所述锥面活接（11）设置在液位管（7）的中部，且液位计（9）的上部通过锥面活接（11）与法兰板（10）的下部相连接；所述法兰板（10）的下部与液位管（7）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的气垫仓用连续液位监测系统，其特征在于，所述液位计（9）上设有配重锤，且配重锤通过配重锤支架（8）与前隔板（4）或后隔板（5）相连接。

4.根据权利要求3所述的气垫仓用连续液位监测系统，其特征在于，所述液位计（9）通过电缆（12）与数据处理装置（14）相连接，且数据处理装置（14）设置在盾体内；所述电缆（12）上对称设有防水接头（13），且两个防水接头（13）分别与后隔板（5）的前后两侧相连接。

5.根据权利要求1或4所述的气垫仓用连续液位监测系统，其特征在于，所述液位管（7）上设有用于冲洗液位计（9）的高压冲洗水装置。

6.根据权利要求5所述的气垫仓用连续液位监测系统，其特征在于，所述液位管（7）通过支架（6）与前隔板（4）或者后隔板（5）相连接。

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