CN220133647U - 一种用于气象领域的轻质易用观测塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于气象领域的轻质易用观测塔，包括固定台；塔体，其至少包括上段塔体和下段塔体，上下两段塔体之间通过转动件一进行连接，实现一级翻转，且下段塔体通过转动件二与固定台进行连接，实现二级翻转；转动架组件，其一端固定连接于上段塔体上，其另一端延伸出上段塔体并可拆卸的连接在下段塔体上。本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过采用双翻转结构设计，可保证观测塔可以在地面进行全部的安装作业，作业完成后再采用起重设备以及拉绳牵引的方式即可完成塔体的翻转竖立工作，同时还能方便后期的使用维护时，可以轻松的进行翻转维护操作，避免人员的攀爬高空作业，实现人员在塔体底部可及范围内的安装维护作业。

Description

一种用于气象领域的轻质易用观测塔

技术领域

本实用新型涉及气象观测塔技术领域，尤其是一种用于气象领域的轻质易用观测塔。

背景技术

在气象观测领域涉及风观测、通量观测、梯度风观测、梯度温湿度观测、辐射观测等，除了常规常用的风杆作为观测载体构件外，较多场合需要采用观测塔进行气象要素观测，其中10m观测塔作为地面气象观测行业较为常见的观测载体构件，已经成为本领域标准的重要构件。

在地面气象观测领域内所使用的10m观测塔，各观测设备厂家目前基本都采用常规的铁塔设计，以四柱角钢塔和四柱圆管塔为标准，铁塔的建设要求和方案可参见国家气象局《气测函〔2012〕264号文》等技术文件。

此类10米观测塔均采用热镀锌的钢材制作，安装时采用每根构件从下向上搭建而成，通常称呼为10米铁塔；目前地面气象观测领域的10m观测塔现状存在以下问题：

观测塔采用金属材料组成，同时观测塔上连接有众多观测设备，导致整个观测塔重量较大，采用传统的安装方式，通过起重机进行起吊安装，无论是对观测塔的安装以及观测设备的安装，都存在安装难度大和效率较低的问题。

在后期气象观测要素仪器设备的安装和维护中，均需要专门的“塔工”(持证可攀爬铁塔的专业技术人员)方可按规定允许进行现场安装维护作业，攀爬过程中也会造成很大的安全隐患。

为此我们提出一种用于气象领域的轻质易用观测塔。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于气象领域的轻质易用观测塔，通过采用双翻转结构设计，可保证观测塔可以在地面进行全部的安装作业，作业完成后再采用起重设备以及拉绳牵引的方式即可完成塔体的翻转竖立工作，方便安装，同时也能方便后续维护。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于气象领域的轻质易用观测塔，包括：

固定台；

塔体，其至少包括上段塔体和下段塔体，上下两段塔体之间通过转动件一进行连接，实现一级翻转，且下段塔体通过转动件二与固定台进行连接，实现二级翻转；

转动件一和转动件二均采用合页结构，且两个翻转组件中的上下两合页之间通过可拆卸的加固螺栓进行连接固定；

所述合页结构中上下合页之间均通过合页销轴进行连接，且位于转动件一和转动件二中的合页销轴分别处于塔体的两侧。

其进一步特征在于：

还包括转动架组件，其一端固定连接于上段塔体上，其另一端延伸出上段塔体并可拆卸的连接在下段塔体上，实现对上段塔体的牵引翻转以及对上下两段塔体的连接加固。

所述上段塔体和下段塔体的高度和横截面积之比均接近于黄金分割比，且下段塔体包括中部塔体和底部塔体，且中部塔体和底部塔体之间通过对接件进行连接，中部塔体与上段塔体连接，底部塔体与固定台连接。

所述上段塔体、中部塔体和底部塔体均包括至少三根平行的立柱一，以及连接两相邻立柱一之间的多个横梁一，横梁一分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱一之间，立柱一的连接端均固定连接法兰基座。

所述转动件一和转动件二与立柱一相对的合页上固定连接有多个连接柱，连接柱穿过法兰基座并通过螺母组件进行连接加固。

上下合页上均设置有用于减重的预留孔洞。

所述转动件二的下合页二上还固定连接有多个延伸至固定台中的预埋筋。

所述转动架组件包括转动支架，转动支架包括至少一个立柱二，且当立柱二大于两个时，相邻的两立柱二之间的多个横梁二，横梁二同样分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱二之间。

所述转动架组件延伸出上段塔体的长度小于等于下段塔体的长度。

所述上段塔体和下段塔体的侧壁上均通过多个固定抱箍连接有连接固定板，且连接固定板上可用于连接各类观测设备，且位于下段塔体上的连接固定板上连接有连接固定块，且连接固定块上通过螺丝组件连接有对转动架组件进行固定的连接垫块。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过采用双翻转结构设计，可保证观测塔可以在地面进行全部的安装作业，作业完成后再采用起重设备以及拉绳牵引的方式即可完成塔体的翻转竖立工作，同时还能方便后期的使用维护时，可以轻松的进行翻转维护操作，避免人员的攀爬高空作业，实现人员在塔体底部可及范围内的安装维护作业

同时，本实用新型还具备如下优点：

1.通过采用转动件一可保证观测塔上端的主要观测仪器设备，在安装过程或后期的使用维护时，可以轻松的进行翻转维护操作，避免人员的攀爬高空作业，实现人员在塔体底部可及范围内的安装维护作业。

2.通过采用转动件二可保证观测塔可以在地面进行全部的安装作业，作业完成后再采用起重设备或多人推拉即可完成塔体的翻转竖立工作。

3.采用双翻转合页结构设计，进一步降低了现场安装作业的难度，对地面空间要求较低，方便在逼仄的空间进行安装。

4.本实用新型采用了合页结构实现翻转，合页结构使两个连接面的基础面积更大，也能够更好的进行连接，提高塔体的稳定性。

5.上段塔体和下段塔体的高度和横截面积之比均接近于黄金分割比，黄金分割比具有结构稳定性特征，能够提高塔体的稳定性和美观性。

6.转动件二的下合页二上还固定连接有多个延伸至固定台中的预埋筋，提高支撑的稳定性。

7.转动件一和转动件二与立柱一相对的合页上固定焊接有多个连接柱，连接柱穿过法兰基座并通过螺母组件进行连接加固，能够大大提高转动件一和塔体的连接效果。

8.采用了多种方法提供了整体的稳定性，稳定性高同时整体体积和占地面积相对更小，整体协调、精致美观，具有较强的现代科技感。

9.采用新型航空铝合金材料工艺设计制造，材料性能不低于传统常规铁塔钢材的机械性能，而重量却极大的降低，在满足原抗风强度设计要求的基础上极大降低了总体重量，从而降低了后续生产管理及运输安装的难度和成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型中上段塔体处于翻转状态下结构示意图。

图4为本实用新型图1中转动件一的结构示意图。

图5为本实用新型图3中转动件一的结构示意图。

图6为本实用新型图1中转动件一爆炸结构示意图。

图7为本实用新型中转动件二的立体结构示意图。

图8为本实用新型中转动件二的主视图。

图9为图8中B-B剖视结构示意图。

图10为本实用新型中转动架组件的连接结构示意图。

图11为图1中A部的局部放大图。

其中：100、固定台；200、上段塔体；300、中部塔体；400、底部塔体；500、转动件一；600、转动件二；700、转动架组件；800、对接件；

101、预埋筋；

201、上塔体法兰基座；

301、中塔体法兰基座；

401、底塔体法兰基座；

501、上合页一；502、下合页一；503、合页销轴一；504、加固螺栓一；505、预留孔洞；506、连接柱；

601、上合页二；602、下合页二；603、加固螺栓二；

701、转动支架；702、横梁二；703、连接固定块；704、连接垫块；705、连接固定板；706、固定抱箍。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1

如图1-图11所示，本实施例的观测塔，包括固定台100、塔体和转动架组件700。

其中塔体其至少包括上段塔体200和下段塔体，上下两段塔体之间通过转动件一500进行连接，实现一级翻转，且下段塔体通过转动件二600与固定台100进行连接，实现二级翻转；通过两级翻转，能够大大减少塔体的高度，能够在分别对两段塔体进行竖立，减少了作业空间，对地面空间要求较低，方便在逼仄的空间进行安装。

转动件一500和转动件二600均采用合页结构，且位于转动件二600中的上下两合页之间通过可拆卸的加固螺栓进行连接固定，本实用新型采用了合页结构实现翻转，合页结构使两个连接面的基础面积更大，也能够更好的进行连接，提高塔体的稳定性。

本实施例中，转动架组件700其一端固定连接于上段塔体200上，其另一端延伸出上段塔体200并可拆卸的连接在下段塔体上，实现对上段塔体200的牵引翻转以及对上下两段塔体的连接加固。

本实施例中，上段塔体200和下段塔体的高度和横截面积之比均接近于黄金分割比，黄金分割比具有结构稳定性特征，能够提高塔体的稳定性。

如图1-图3所示，本实施例中下段塔体包括中部塔体300和底部塔体400，且中部塔体300和底部塔体400之间通过对接件800进行连接，中部塔体300与上段塔体200连接，底部塔体400与固定台100连接，具体的中部塔体300的上下端均连接有中塔体法兰基座301，底部塔体400的上下端均连接有底塔体法兰基座401，上段塔体200的下端连接有上塔体法兰基座，对接件800为相对的中塔体法兰基座301和底塔体法兰基座401的连接结构。

同时，上段塔体200、中部塔体300和底部塔体400均包括至少三根平行的立柱一，以及连接两相邻立柱一之间的多个横梁一，横梁一分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱一之间，立柱一的连接端均固定连接法兰基座。

转动件一500由上合页一501、下合页一502和合页销轴一503组成，上合页一501和下合页一502可绕合页销轴一503实现翻转运动。上合页一501与该合页之上部分的塔体组成了整体观测塔便于翻转的塔体上部分，下合页一502与该合页之下部分的塔体组成了整体观测塔的塔体下部分。

转动件二600由上合页二601、下合页二602、合页销轴二和加固螺栓二603组成，上合页二601和下合页二602可绕合页销轴二实现翻转运动。观测塔的整体全部塔体与上合页二601组成了翻转的部分，可以通过各类起重设备的拉伸牵引，将转动件二600合并后通过加固螺栓二603紧固，即可完成塔体的竖直安装。

在另一个实施例中，起重设备采用绞盘，通过绞盘固定安装于翻转拉伸方向上距观测塔10米左右位置，通过绞盘的拉伸将塔体转动至竖直，转动件二600合并后通过标准件紧固。

在另一个实施例中，转动件一500还包括加固螺栓一504，在实际安装时，加固螺栓一504会根据情况进行安装，当对固定要求高时则需要通过加固螺栓一504将上合页一501和下合页一502固定在一起，提高固定效果，但是安装比较麻烦，需要人工进行攀爬上去安装，反之则仅通过转动架组件700也可以实现固定效果。

转动件一500和转动件二600与立柱一相对的合页上固定焊接有多个连接柱506，连接柱506穿过法兰基座并通过螺母组件进行连接加固，能够大大提高转动件一500和塔体的连接效果。

合页结构中上下合页之间均通过合页销轴进行连接，且上下合页上均设置有用于减重的预留孔洞505；位于转动件一500和转动件二600中的合页销轴分别处于塔体的两侧，能够提高水平方向的抗压效果。

转动件二600的下合页二602上还固定连接有多个延伸至固定台100中的预埋筋101，提高支撑的稳定性。

转动架组件700包括转动支架701，转动支架701包括至少一个立柱二，且当立柱二大于两个时，相邻的两立柱二之间的多个横梁二702，横梁二702同样分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱二之间，提高支撑效果，提高整体稳定性。

上段塔体200和下段塔体的侧壁上均通过多个固定抱箍706连接有连接固定板705，且连接固定板705上可用于连接各类观测设备，且位于下段塔体上的连接固定板705上连接有连接固定块703，且连接固定块703上通过螺丝组件连接有对转动架组件700进行固定的连接垫块704。

转动架组件700采用配重设计，转动架组件700的翻转力矩略小于塔体上部分的翻转力矩；转动支架701与上段塔体200保持永不拆卸的紧固状态；转动支架701通过连接固定板705和固定抱箍706与塔体下部分紧固安装，完成观测塔的整体塔体上部分的翻转紧固安装。

转动架组件700延伸出上段塔体200的长度小于下段塔体的长度。

实施例2

在本实施例公开了一种用于气象领域的轻质易用观测塔塔体结构，塔体高度为10米，且分为三段，下段塔体包括中部塔体300和底部塔体400，上段塔体200的高度：下段塔体的高度＝4:6，中部塔体300和底部塔体400之间通过对接件800进行连接，中部塔体300和底部塔体400等长，塔体采用空间桁架结构，考虑运输的合理性优选设计为三段结构；

观测塔塔体采用新型航空铝合金材料工艺设计制造，在保证塔体结构强度的基础上，极大地降低了观测塔的重量，便于观测塔及其上设备的安装维护作业；观测塔整体采用工业造型设计，上下段截面积和长度比例符合黄金白银比例要求，塔体采用三段间断显目色彩设计，整体协调、精致美观。

上段塔体200、中部塔体300和底部塔体400均包括至少三根平行的立柱一，以及连接两相邻立柱一之间的多个横梁一，横梁一分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱一之间，能够提高整体强度，立柱一的数量位于三根到七根之间，而且立柱一的横截面的形状不限，可采用多边形结构、圆形或者椭圆形结构。

立柱一的连接端均固定连接法兰基座，提高其与翻转组件的连接效果。

实施例3

如图1-图3所示，本实施例中，观测塔上部设计有避雷安装组件。

塔体整体各高度可供各气象观测仪器设备安装，其上风观测组件安装在塔体顶端，上端某观测要素观测组件安装在塔体上部位置，下端某观测要素观测组件安装在塔体下部位置，太阳能电源组件安装在塔体中上部位置，塔体下部安装有地面气象观测控制用的观测机箱。

上段塔体200和下段塔体的侧壁上均通过多个固定抱箍706连接有连接固定板705，且连接固定板705上可用于连接各类观测设备。

本实施例中，转动架组件700延伸出上段塔体200的长度等于下段塔体的长度，使转动架组件700能够接触固定台100，能够作为支撑，且保持与固定台100连接，能够对塔体提供支撑力，提高塔体的稳定性。

实施例4

本实施例公开了一种的观测塔的安装方法，包括如下步骤：在做好的固定台100上，将转动件二600安装在固定台100上；在转动件二600上安装下段塔体，并在下段塔体的另一端安装转动件一500；将转动件一500中的上合页一501从合起状态翻转到180°位置，将上段塔体200安装至转动件一500上；将转动架组件700一端安装紧固连接在上段塔体200上，在转动支架701的活动端连接拉绳；采用起重设备，将下段塔体竖起，将转动件二600合并后通过加固螺栓二603固定安装；然后牵引转动架组件700上的拉绳，将上段塔体200竖起至垂直，将转动支架701固定于底部塔体400上，完成安装工序。

在另一个实施例中，转动件一500还包括加固螺栓一504，在实际安装时，加固螺栓一504会根据情况进行安装，当对固定要求高时则需要通过加固螺栓一504将上合页一501和下合页一502固定在一起，提高固定效果，但是安装比较麻烦，需要人工进行攀爬上去安装，反之则仅通过转动架组件700也可以实现固定效果。

具体的安装方法如下：

观测塔的优选安装或维护步骤如下所述。在做好的固定台100上，将转动件二600的下合页二602通过预埋筋101安装在固定台100上，在上合页二601上依次在地面上连接安装底部塔体400、中部塔体300、转动件一500，此时总高度在6米；将上合页一501从合起状态翻转180°左右位置，将上段塔体200叠加在已安装的6米塔体之上安装，使上段塔体200与上合页一501通过标准件紧固连接，此时总高度仍然在6米；将转动架组件700安装紧固连接在上段塔体200上，在转动支架701的活动端采用拉绳连接安装，便于后续待转动件二600合并竖起塔体后，方便通过该拉绳将转动件一500合并竖起上段塔体200；之后依次完成避雷安装组件、风观测组件、上端某观测要素观测组件、太阳能电源组件、下端某观测要素观测组件的安装。采用起重工具或设备，将下段塔体竖起，将转动件二600合并后通过加固螺栓二603固定安装；通过前述系于转动架组件700上的拉绳，将上段塔体200竖起至垂直，将转动支架701固定于底部塔体400上，完成安装工序，此处除了安装时对上段塔体200的翻转竖立安装外，更为便利的是今后将极大的利于工作人员对安装于上段塔体200上的仪器设备的维护，可以通过以上的相反过程，实现上段塔体200的翻转放倒功能，从而方便的实现其上仪器设备的维护工作；最后，将观测机箱和全部的线缆连接安装，完成观测塔的全部安装工作。

本实用新型的优点

1、地面气象观测领域观测塔，其经过工业造型设计和结构设计，整体体积和占地面积相对更小，整体协调、精致美观，具有较强的现代科技感；

2、采用新型航空铝合金材料工艺设计制造，材料性能不低于传统常规铁塔钢材的机械性能，而重量却极大的降低，在满足原抗风强度设计要求的基础上极大降低了总体重量，从而降低了后续生产管理及运输安装的难度和成本；

3、采用双翻转合页结构设计，进一步降低了现场安装作业的难度。转动件二的作用，可保证观测塔可以在地面进行全部的安装作业，作业完成后再采用起重工具或多人推拉即可完成塔体的翻转竖立工作；转动件一的作用，可保证观测塔上端的主要观测仪器设备，在安装过程或后期的使用维护时，可以轻松的进行翻转维护操作，避免人员的攀爬高空作业，实现人员在塔体底部可及范围内的安装维护作业。

4、本观测塔采用多段空间桁架构件设计，由生产加工制造完毕的多段塔体组成，在现场安装观测塔时，作业人员仅需对多段塔体进行连接安装即可，极大的提高了现场作业人员的工作效率。

本实用新型涉及气象观测设备技术领域，提供了一种用于气象领域的轻质易用观测塔，解决了原观测塔笨重且不易安装维护的问题，便于气象观测人员对塔体上观测设备的安装维护作业，通过采用双翻转结构设计，可保证观测塔可以在地面进行全部的安装作业，作业完成后再采用起重设备以及拉绳牵引的方式即可完成塔体的翻转竖立工作，同时还能方便后期的使用维护时，可以轻松的进行翻转维护操作，避免人员的攀爬高空作业，实现人员在塔体底部可及范围内的安装维护作业。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于，包括：

固定台(100)；

塔体，其至少包括上段塔体(200)和下段塔体，上下两段塔体之间通过转动件一(500)进行连接，实现一级翻转，且下段塔体通过转动件二(600)与固定台(100)进行连接，实现二级翻转；

转动件一(500)和转动件二(600)均采用合页结构，且两个翻转组件中的上下两合页之间通过可拆卸的加固螺栓进行连接固定；

所述合页结构中上下合页之间均通过合页销轴进行连接，且位于转动件一(500)和转动件二(600)中的合页销轴分别处于塔体的两侧。

2.如权利要求1所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：还包括转动架组件(700)，其一端固定连接于上段塔体(200)上，其另一端延伸出上段塔体(200)并可拆卸的连接在下段塔体上，实现对上段塔体(200)的牵引翻转以及对上下两段塔体的连接加固。

3.如权利要求2所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述上段塔体(200)和下段塔体的高度和横截面积之比均接近于黄金分割比，且下段塔体包括中部塔体(300)和底部塔体(400)，且中部塔体(300)和底部塔体(400)之间通过对接件(800)进行连接，中部塔体(300)与上段塔体(200)连接，底部塔体(400)与固定台(100)连接。

4.如权利要求3所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述上段塔体(200)、中部塔体(300)和底部塔体(400)均包括至少三根平行的立柱一，以及连接两相邻立柱一之间的多个横梁一，横梁一分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱一之间，立柱一的连接端均固定连接法兰基座。

5.如权利要求4所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述转动件一(500)和转动件二(600)与立柱一相对的合页上固定连接有多个连接柱(506)，连接柱(506)穿过法兰基座并通过螺母组件进行连接加固。

6.如权利要求1所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：上下合页上均设置有用于减重的预留孔洞(505)。

7.如权利要求1所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述转动件二(600)的下合页二(602)上还固定连接有多个延伸至固定台(100)中的预埋筋(101)。

8.如权利要求3所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述转动架组件(700)包括转动支架(701)，转动支架(701)包括至少一个立柱二，且当立柱二大于两个时，相邻的两立柱二之间的多个横梁二(702)，横梁二(702)同样分为水平横梁和倾斜横梁两种结构，且水平横梁和倾斜横梁等距交错分布于两立柱二之间。

9.如权利要求8所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述转动架组件(700)延伸出上段塔体(200)的长度小于等于下段塔体的长度。

10.如权利要求9所述的一种用于气象领域的轻质易用观测塔，其特征在于：所述上段塔体(200)和下段塔体的侧壁上均通过多个固定抱箍(706)连接有连接固定板(705)，且连接固定板(705)上可用于连接各类观测设备，且位于下段塔体上的连接固定板(705)上连接有连接固定块(703)，且连接固定块(703)上通过螺丝组件连接有对转动架组件(700)进行固定的连接垫块(704)。