明渠量水水表的制作方法
【專利摘要】一種明渠量水水表，在測橋下方裝有水平軌道，豎直的軸套可在水平軌道滑動，軸套內(nèi)有傳動軸，傳動軸通過連接架與浮子連接，連接架上裝有下射式水輪，下射式水輪連接齒輪，與水輪同軸的齒輪與傳動齒輪嚙合，傳動齒輪連接傳動軸，穿過軸套的傳動軸頂端裝有摩擦輪，摩擦輪外側(cè)與錐形的無極變速輪外側(cè)摩擦接觸，無極變速輪軸的頂端與水表表芯連接。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，計量相對準確，計量讀數(shù)直觀，不受水中泥沙等雜質(zhì)影響。
【專利說明】明渠量水水表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水計量表，特別涉及一種明渠量水水表。
【背景技術(shù)】
[0002]由于水資源緊缺，節(jié)約用水已成為全社會的共識。隨首農(nóng)業(yè)灌溉用水向成本水費逐步到位，農(nóng)業(yè)灌溉水價較過去有了較大幅度的提高，使得用水戶農(nóng)民和供水單位灌區(qū)對農(nóng)業(yè)灌溉用水水量計量越來越重視起來。
[0003]農(nóng)田灌溉輸水的明渠，量大面廣，且明渠水流流態(tài)受環(huán)境和水質(zhì)影響，變化十分復雜，對明渠水量量測造成很大困難。目前在明渠量水中廣泛使用的仍是量水建筑物法，如量水槽、堰等，這種量水方法，需要的量水設(shè)施，易于修筑，對水流流動條件要求不高，適用面廣，且造價低廉。但是，這類方法是通過測量水位，經(jīng)過復雜的計算，才能得出渠道過水水量。由于需要復雜的計算，對于沒有專業(yè)知識的農(nóng)民，甚至不少水利管理人員也是如此，該方法顯得很不直觀，所以常常造成灌溉過程中，不少地方仍以面積來計量收費。另一方面，由于灌溉過程中，渠道分水、或者水源變化，渠中水位常常變化，需頻繁的觀測水位，給灌溉用水計量造成很大不便，同時造成很大計量誤差。
[0004]另外使用明渠超聲波法量水，這種量水方法受水質(zhì)影響較小，量水精度高，但其設(shè)備成本投資費用昂貴，每處一般都要萬元以上。
[0005]另外采用明渠水表化量水，有幾種形式:
[0006]( I)分流計
[0007]由文丘利管(主管)和裝有水表的支管組成。利用主管和支管壓差相符，且壓差與主、支管流量平方根成正比，主、支管的流量比(M)為常數(shù)，通過記錄安裝于支管的水表過水量乘以流量比(M)來測出渠道過水流量。該設(shè)備經(jīng)山東省水利廳測試，精度可達95%以上，造價低，易于施工，計讀方便。但受水質(zhì)影響較大，當水中含有泥沙、雜物等，會嚴重影響測量精度。另外，分流計必須配備主管，將產(chǎn)生渠道壅水，這也是同其它量水方法同樣的致命弱點。
[0008](2) QL-1小型渠道水量計
[0009]QL-1小型渠道水量計主要由水輪、水輪軸、計量部件(可采用民用水表芯)等組成。安裝在渠道固定斷面的蓋板上，水輪隨水流轉(zhuǎn)動，并推動主軸同步旋轉(zhuǎn)，主軸頂端聯(lián)接計數(shù)表齒輪轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)動，記下水輪轉(zhuǎn)數(shù)，乘以計量系數(shù)即可換算成水量。
[0010]其水量計的安裝高度，即水輪高度為定值，在渠道設(shè)計流量的70%左右的水位附近。有兩種安裝方式，一種是涵管式，一種是側(cè)分式。
[0011]該流量計實現(xiàn)了明渠水表化計量，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。其缺點是:1對涵管式安裝，因有涵管節(jié)流件，造成渠道壅水；2對側(cè)分式安裝，因動力輪位置是固定的，不隨水深變化，造成計量系數(shù)隨過水斷面面積變化，導致使用不便；3無論是涵管式安裝，還是側(cè)分式安裝，由于作為動力輪的水輪在水面以下，仍會產(chǎn)生水草雜物纏繞問題。實用新型內(nèi)容
[0012]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種明渠量水水表。針對目前已有明渠量水水表中存在的問題:(I)受水中泥沙等雜質(zhì)影響較大，(2)導致壅水，(3)讀數(shù)計量不直觀等。提出一種明渠水表化量水設(shè)備。
[0013]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0014]一種明渠量水水表，其特征在于:一個置放在明渠上方的固定測橋，在測橋下方裝有水平軌道，一個豎直的軸套裝在水平軌道上，豎直的軸套可在水平軌道滑動，軸套內(nèi)有傳動軸，傳動軸通過連接架與浮子連接，連接架上裝有下射式水輪，下射式水輪連接與水輪同軸的齒輪，豎直的水輪同軸的齒輪與水平的傳動齒輪哨合，水平的傳動齒輪向上連接傳動軸，穿過軸套的傳動軸頂端裝有摩擦輪，摩擦輪外側(cè)與錐形的無極變速輪外側(cè)摩擦接觸，無極變速輪的無極變速輪軸通過軸承裝在固定測橋上，無極變速輪軸的頂端與水表表芯連接。
[0015]本實用新型效果是:
[0016]結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，計量相對準確，計量讀數(shù)直觀，不受水中泥沙等雜質(zhì)影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是明渠量水水表的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1浮子，2下射式水輪，3與水輪同軸的齒輪，4傳動齒輪，5傳動軸，6摩擦輪，7軸套，8連接架，9軌道，10無極變速輪軸，11無極變速輪，12水表表芯，13測橋。
【具體實施方式】
[0019]如圖所示的一種明渠量水水表，一個置放在明渠上方的固定測橋13，在測橋下方裝有水平軌道，一個豎直的軸套裝在水平軌道上，豎直的軸套可在水平軌道滑動，軸套內(nèi)有傳動軸，傳動軸通過連接架與浮子連接，連接架上裝有下射式水輪，下射式水輪連接與水輪同軸的齒輪，豎直的水輪同軸的齒輪與水平的傳動齒輪哨合，水平的傳動齒輪向上連接傳動軸，穿過軸套的傳動軸頂端裝有摩擦輪，摩擦輪外側(cè)與錐形的無極變速輪外側(cè)摩擦接觸，無極變速輪的無極變速輪軸通過軸承裝在固定測橋上，無極變速輪軸的頂端與水表表芯連接。
[0020]具體實施例:
[0021]QffJ-1明渠量水水表結(jié)構(gòu)部件包括如下幾個部分，見示意圖:
[0022]⑴與浮子I連接在一起的下射式水輪2，與水輪2同軸轉(zhuǎn)動的齒輪3，通過浮子作用，水輪2的軸始終略高于水面，并隨渠中水位變化而上下浮動。
[0023]⑵固定于傳動軸5兩端的傳動齒輪4和摩擦輪6，傳動齒輪4與齒輪3嚙合連接，摩擦輪6與無極變速輪11利用摩擦作用連接傳動。
[0024]⑶固定傳動軸5的軸套7，軸套7可沿軌道9沿水流方向水平滑動。傳動軸既可在軸套7內(nèi)上下滑動，又可轉(zhuǎn)動。
[0025]⑷連接傳動軸5和浮子I連接在連接架8上。
[0026](5)無極變速輪11的軸10。[0027](6)水表表芯12 (可用民用水表表芯)。
[0028](7)測橋 13。
[0029]⑴發(fā)明部件:弧形無極變速器
[0030]⑵主要結(jié)構(gòu):
[0031]第一、能夠使與浮子I固定連接的下射式水輪2、齒輪3、傳動齒輪4、傳動軸5和摩擦輪6五個部件同時隨渠中水位變化的垂直運動，沿水流方向的水平運動，以及通過轉(zhuǎn)輪2隨水流進行的轉(zhuǎn)動三個方向的運動集合在一起，同時進行的整套結(jié)構(gòu)。
[0032]第二、摩擦輪6和無極變速輪11之間通過摩擦作用進行的無極變速傳動。
[0033]聯(lián)接關(guān)系與工作過程:
[0034]QffJ-1型明渠量水水表主要聯(lián)接關(guān)系:
[0035]⑴下射式水輪2與齒輪3是同軸連接，并與浮子I固定連接。傳動齒輪4與輪3同軸相連，同軸轉(zhuǎn)動。通過軸套7，使2、3、4、5和6五個部件既能沿軌道9做水平運動，通過浮子I隨水深變化作垂直運動，同時又能隨水流而轉(zhuǎn)動。
[0036]⑵通過摩擦輪6等部件的水平運動，使摩擦輪6與無極變速輪11緊緊結(jié)合在一起，實現(xiàn)了無極變速傳動。
[0037]⑶無極變速輪11固定于測橋13上的軸10支撐，并與水表12同軸轉(zhuǎn)動，由水表記錄其轉(zhuǎn)數(shù)。
[0038]QffJ-1型明渠量水水表工作過程如下:
[0039]將該水表安裝于渠道較為順直，且斷面規(guī)則的渠段上。工作過程中，水輪2在水流沖擊下而轉(zhuǎn)動，由此帶動齒輪3，通過齒輪傳動，齒輪3帶動傳動齒輪4轉(zhuǎn)動，再由傳動軸5，帶動摩擦輪6轉(zhuǎn)動。由無極變速輪11帶動水表轉(zhuǎn)動。在渠中水位不變的情況下，從水輪2到水表12的傳動比是不變的，因此，當渠中水流速度快時，水表轉(zhuǎn)的也快，表明過水流量大,反之,表明過水流量小。
[0040]當渠道過水流量減小時，不僅渠道中水流流速減小，導致水表轉(zhuǎn)速減小，而且渠中水深也降低，水輪2隨浮子I向下運動，使摩擦輪6沿輪11接觸面下滑，輪11接觸處的直徑變大，這也導致無級變速輪11轉(zhuǎn)速變小。反之，當渠道中過水流量增加時，水流流速增加，使水表轉(zhuǎn)速加快，同時，水輪2等隨浮子I向上運動，使摩擦輪6沿與無級變速輪11的接觸面向上滑動，使輪11的直徑變小，也使水表轉(zhuǎn)速加快。由此可見，本量水設(shè)備把水流流速與水深對過水流量大小的影響有機地結(jié)合在一起，并以水表形式反映出渠道的過水數(shù)量。
[0041]主要功能與情況
[0042]QffJ-1型明渠量水水表，與現(xiàn)有的明渠量水水表比較，具有如下優(yōu)點:
[0043]⑴轉(zhuǎn)輪軸在水面以上，因此可大大減輕水中雜物纏繞問題。
[0044]⑵選擇渠道順直且斷面規(guī)則的渠段，安裝水表，不需要在渠道中修建專門設(shè)施，因此不會因量水產(chǎn)生渠道淤積和渠道壅水。
[0045]⑶集流速和水深變化于無極變速器一體，用水表表示渠道的過水數(shù)量。
[0046]⑷QWJ-1明渠水表可制成便攜式，經(jīng)合理的連接，實現(xiàn)組合安裝。
[0047]本實用新型是用于灌區(qū)用水管理中明渠水表化量水的裝置。該裝置針對現(xiàn)有明渠量水水表:(I)受水中泥沙、雜草等雜質(zhì)影響較大，(2)導致渠道壅水，(3)計量讀數(shù)不直觀，
(4)精度低等問題。提出一種明渠水表化量水設(shè)備。其主要特征為:(I)所有轉(zhuǎn)輪軸均在水面以上；(2)不需要在渠道中修建節(jié)流設(shè)施；(3)利用無極變速傳動系統(tǒng)，把流速與水深變化對渠道水流大小的影響，有機的組合在一起，并據(jù)此在水表上顯示出渠道的過水數(shù)量。
【權(quán)利要求】
1.一種明渠量水水表，其特征在于:一個置放在明渠上方的固定測橋，在測橋下方裝有水平軌道，一個豎直的軸套裝在水平軌道上，豎直的軸套可在水平軌道滑動，軸套內(nèi)有傳動軸，傳動軸通過連接架與浮子連接，連接架上裝有下射式水輪，下射式水輪連接與水輪同軸的齒輪，豎直的水輪同軸的齒輪與水平的傳動齒輪嚙合，水平的傳動齒輪向上連接傳動軸，穿過軸套的傳動軸頂端裝有摩擦輪，摩擦輪外側(cè)與錐形的無極變速輪外側(cè)摩擦接觸，無極變速輪的無極變速輪軸通過軸承裝在固定測橋上，無極變速輪軸的頂端與水表表芯連接。
【文檔編號】G01F1/28GK203587146SQ201320279252
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】王仰仁, 劉群昌, 金建華, 穆建新, 周鑫洋 申請人:天津農(nóng)學院, 中國水利水電科學研究院