專利名稱：一種浮子式水位觀測平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型是以傾斜方式布置的一種浮子式水位觀測平臺，簡稱浮子式水位臺。 突出特點是結構簡單，實用。可應用在較小斜度和較大水位變幅水體，工作可靠，水位感應精度尚°
背景技術：
傳統(tǒng)浮子式水位觀測平臺需要建設直立測井及配套設施，或鋪設斜置管道，環(huán)境條件要求高，基礎工程建設投資大。本實用新型作為一種無源自動水位觀測平臺解決方案， 不需要管道的支撐，對環(huán)境條件要求低，基礎建設工程投資小，特別的經濟，可在各種自然水體環(huán)境條件下靈活使用，應用領域廣。本實用新型構思巧妙，結構獨特、新穎，具有維護便捷，修復容易的特點。發(fā)明內容為了克服現有的浮子式水位臺需要建設直立測井或鋪設斜置管道，工程建設復雜的不足，本實用新型提供一種浮子式水位臺，其工程建設簡便易行，而且適合在各種自然水體中建造。本實用新型的技術方案是在江、河、湖、海等自然水體較近岸邊的水下床體中澆注一鋼筋混凝土錨樁，并預留錨鉤；在高岸上澆注一鋼筋混凝土支座，安裝上鋼塔A。塔A頂設有一承重輪，一根圓鋼絲繩或化學纖維繩或是它們的組合，一頭經錨固組件接于錨鉤上， 經塔頂承重輪后另一頭接于一懸砣上，由懸砣重力將繩索繃緊，完成了軌道的鋪設。支座上還安裝鋼塔B，浮子組件中的行車運行于軌道上，浮子隨水位變化產生的浮力變化，是行車的主要動力，行車兩塊夾板上各留有一個扣眼，供細鋼繩的一端頭連接，細鋼繩經導向輪， 水位輪后與一組滑輪組相連后，另一個端頭接于鋼塔B的頂部。平衡錘懸掛于滑輪組動滑輪下方，在浮子和平衡錘共同作用下，細鋼繩拉緊，克服細鋼繩垂度對水位感應影響，即使細鋼繩垂度對水位測驗精度產生的誤差在允許的范圍內(需制定標準)。浮子組件、細鋼繩、導向輪、水位輪、滑輪組、鋼塔B、平衡錘共同組成了水位感應、傳輸的元件。當水位上漲和下降時，水位輪分別轉向兩個不同的方向。這樣，浮子隨水位的變化而變化，推動行車運行。本浮子式水位臺，使用活動的錨固組件通過螺栓將水下軌道端頭與錨樁的錨鉤連接起來。本實用新型的有益效果是，可以在小斜度岸坡的自然水體和較大的水位變幅條件下，興建斜度合理的浮子式水位臺，該平臺水位感應靈敏度高、精度好，能長期穩(wěn)定工作、可靠性高。故浮子式水位臺適合在寬淺、低斜度的河道、水庫、湖泊、海洋等水體的自記水位測驗中應用，特別適合水庫、湖泊的自記水位測驗應用，也很適合在水位變幅較小、斜度較小、 含沙量較大的江河的自記水位測驗中應用。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的總構造圖。[0013]圖2、圖3是錨固組件構造圖。圖4是浮子組件安裝在軌道上視圖。圖5是浮子的構造圖。圖6是連接桿的構造圖。圖7是行車在軌道上的視圖。圖8是圖7中的I-I剖面圖。圖9是滑輪組件和平衡錘的構造圖。圖中1軌道，2錨樁，3支座，4鋼塔A，5懸砣，6承重輪，7導向輪，8錨固組件，9浮子組件，10細鋼繩，11鋼塔B，12水位輪，13滑輪組件，14平衡錘，15水位計，16皮帶，17導向輪，18平臺，19儀器室；20錨鉤，21外套筒，22內套筒，23護套筒，24固定軸，25索具套環(huán)，26鋼絲繩軋頭，27螺栓，28軸套，29管法蘭；30浮體，31蓋子，32清障板；33連接桿，34 螺栓；35行車；36夾板，37滑輪，38輪軸，39開口銷，40定滑輪，41定滑輪支架，42動滑輪， 43動滑輪支架。
具體實施方式
1、軌道(1)選用不銹鋼絲繩、或渡鋅鋼絲繩(或鋼絞線)。2、錨樁⑵由鋼筋混凝土澆注而成，錨樁(2)上有錨鉤(20)，方便與軌道⑴連接。錨重可依據水體水位變幅、設計軌道的斜度及垂度、軌道選用的材料等確定。需要注意的是，鋼筋混凝土強度等級要達到錨樁O)的技術要求。錨鉤00)應根據水體水質情況選用耐腐蝕材料如不銹鋼、銅質等金屬材料，最好是采用最新的化工材料尼龍棒。尼龍棒在水下受自然因素及太陽紫外線輻射等影響小，老化減緩，可使其強度保持長期不變。3、支座(3)由鋼筋混凝土澆注而成，預留安裝鋼塔用的固定螺栓。鋼筋混凝土的強度等級要達到錨樁O)的技術要求，并保證鋼塔AG)、鋼塔B(Il)有富足的抗傾覆能力。4、鋼塔A(4)起支撐懸砣(5)的作用，用槽鋼、角鋼、扁鋼等材料制作，頂上安裝載重輪(6)。塔高可根據實際情況合理設定，高些可使軌道的斜度增大，改善因河岸坡度小的水域使用的條件，但要考慮軌道(1)在岸邊水中受各種因素影響增大的風險程度。低些可降低塔的造價。塔高要滿足軌道(1)因溫度變化發(fā)生伸縮的行程要求，保證懸砣( 能始終懸于空中。5、懸砣(5)用鋼筋混凝土澆注而成，根據軌道的設計拉力配重。作用是使軌道 (1)能克服由于結構變形、彈性變形和因熱脹冷縮伸張變化引起垂度改變，使軌道(1)垂度值保持恒定。在夏季溫度最高時，此時軌道(1)的長度最大，要求懸砣( 與支座C3)間有微小的距離，這樣就能使懸砣( 長期懸空，從而保證了軌道(1)參數穩(wěn)定。6、承重輪(6)滾珠軸承鋼輪，承載懸砣(5)的荷重。7、導向輪(7)滾珠軸承鋼輪，支持和引導軌道⑴走向。應用與否和所需個數的多少根據需要而定，有時可省去不用。8、錨固組件(8)將軌道(1)與錨鉤00)連接起來的組件，錨樁( 上的錨鉤00) 上預置好軸套08)和管法蘭( )，方便錨固組件(8)安裝。錨固組件(8)包括外套筒、 內套筒(22)、護套筒(23)、螺栓07)。
4[0029]護套筒03)內設有固定軸04)、索具套環(huán)05)、鋼絲繩軋頭( )，鎖緊軌道(1) 端頭。護套筒內可填充塑料、環(huán)氧樹脂，或注滿鉛、鋁金屬等，保護軌道(1)的端頭。此項工作在岸上完成。當需要更換軌道(1)時，只需用螺栓07)將內套筒(22)、外套筒的環(huán)圈與錨鉤OO)連接起來即可，這種新穎的連接技術，使得安裝和拆卸都很方便。9、浮子組件(9)浮體(30)、連接桿(3 、行車(3 —起統(tǒng)稱浮子組件。①浮子 由浮體(30)、清障板(32)、蓋子(31)組成。浮體(30)用不銹鋼薄板制成，中部為圓柱體， 下部圓臺體，最底部呈圓球形，上部微呈龜背形。浮體(30)向河一側開有一槽溝，槽寬以能容下圓軌道(1)為原則，且槽底與軌道(1)平行，既使軌道(1)在槽中免受大的阻力，又能避免浮體(30)銳角碰傷軌道(1)，還可減小連接桿(3 的長度。在浮體(30)槽溝口外側焊接兩塊薄鋼板，稱為清障板(32)，它起清除軌道(1)上的滯留物的作用，又與浮體(30)槽溝共同完成平臺的消浪功能。當浮體(30)[已焊上清障板(32)]單獨放在水中時，加入小石子等重物配重，使水面線淹至圓柱體上沿，上好蓋子(31)，將浮體(30)密封。當接上細鋼繩(10)，掛上平衡錘(14)后，水面淹至圓柱體的中間。②連接桿(3 形狀呈Y型，下端為豎桿，呈I形，接于浮體(30)上部中央，上端為U型，用螺栓(34)與行車夾板(36)固定。③行車(35)由兩塊夾板(36)、四只滑輪(37)和四只輪軸(38)組成?；?37) 為滾珠軸承結構，以減小阻力?；啿蹫榘雸A，上下兩滑輪槽構成一個圓，能在圓軌道上運行。輪軸(38)兩端用開口銷(39)鎖定。10、細鋼繩(10)選用Φ 1. 0 1. 2mm圓不銹鋼絲繩，用于傳導水位數據。11、鋼塔B(Il)起支撐平衡錘的作用，用槽鋼、角鋼、扁鋼等材料制作，上部固定定滑輪支架及細鋼繩(10)的另一個端頭。塔高應滿足滑輪組(1 的行程要求。12、水位輪(12)可根據需要做成槽滑輪、齒輪、軸偶合等形式，向水位計傳遞水
位信息。13、滑輪組件(13)滾珠軸承滑輪。由同軸的5只定滑輪00)和5只動滑輪02) 及定滑輪支架(41)、動滑輪支架組成，其行程應滿足全程水位變幅要求。即滑輪組 (13)的行程是細鋼繩(10)在軌行程的1/10。14、平衡錘(14)用鋼筋混凝土澆注而成，依據細鋼繩(10)設計拉力進行配重。15、水位計(1 :可選用任意形式的轉動傳輸的水位儀器。16、皮帶(16)用以將水位輪與水位計耦合連接?？梢赃x擇皮帶、齒帶、齒輪形式， 也可選擇軸連接形式。17、導向輪(17)引導細鋼繩(10)運行方向。18、平臺(18)用于安裝水位輪(12)和水位計(15)。19、儀器室(19)能安裝水位輪，安放水位計，滿足工作人員方便對設備進行操作，滿足技術規(guī)范要求的房子。條件許可時將水位計儀器安裝到辦公室則更好。工作原理當水體水位上升時，浮體(30)浮力增加，浮體(30)向上運動通過連接桿(33)推動行車(3 運行；由于軌道(1)的定向作用，限定行車(3 沿軌道(1)斜面向上運行，造成浮體(30)也只能沿軌道⑴特有的斜度向上運動，以此同時，細鋼繩(10)松弛，但在平衡錘(14)重力作用下又將細鋼繩(10)收緊了，從而帶動水位輪(1 運轉。當浮體(30)與平衡錘(14)兩者的重力達到平衡時，行車(3 停止了向上的運行，水位輪(1 也停止向漲水的方向運轉，水位達到峰值。當水體水位下降時，浮體(30)失去部分浮力，浮體(30)在自身重力的作用下克服平衡錘(14)拉力后向下運動，又由于軌道(1)的定向作用，限定行車(3 沿軌道(1)斜面向下運行，從而迫使浮體(30)只能沿軌道(1)特有的斜度向下運動，從而牽動細鋼繩(10) 帶動水位輪(1 運轉。當浮體(30)與平衡錘(14)兩者的重力達到平衡時，行車(35)停止了向下的運行，水位輪(1 也停止向退水的方向運轉，水位到達谷底。周而復始，循環(huán)往復，實現自動記錄水體水位變化的全過程。幾點備注[1]考慮降低雷電對細鋼繩(10)影響的程度，可把細鋼繩(10)安裝在走軌⑴的下方。[2]軌道(1)除用鋼絲繩等金屬材料外，還可用質量較輕的高分子聚乙烯(迪尼瑪 Dyneema)纖維繩(其抗拉強度達同規(guī)格鋼絲的1. 5倍)等新材料，在懸砣(5)配重相同情況下可以減小走軌(1)垂度，使平臺性能有較大改善。當用纖維繩時，錨固組件(8)的結構略有不同，連接可以做得更簡單。[3]支座(3)施工時最好將預留安裝鋼塔AG)、鋼塔B(Il)用的固定螺栓與避雷地網連接，這樣，可將細鋼繩(10)可能遇到的雷電通過導向輪(17)和鋼塔AG)、鋼塔 B(Il)入地，避免傳入室內。[4]隨著材料科學的不斷發(fā)展，使選擇膀脹系數小、受力強度大、質量輕的合金或高分子聚合細繩索等新材料應用于本實用新型成為可能，達到有效改善設備運行條件的目的。
權利要求1.一種浮子式水位觀測平臺，它是以傾斜狀態(tài)布置的浮子式自動水位觀測平臺，簡稱浮子式水位臺，其特征是在江、河、湖、海等自然水體近岸的床體中建設錨樁，高岸上建一支座，支座上安裝鋼塔A，錨樁與鋼塔A之間架設一條圓形繩索，利用鋼塔A支承的懸砣將圓形繩索繃緊成為軌道，由浮體、連接桿、行車組成的浮子組件安裝在軌道上，支座上安裝鋼塔B，鋼塔B支承滑輪組和平衡錘，安裝好的浮子組件、細鋼繩、滑輪組、平衡錘組成水位感應、傳輸系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的浮子式水位觀測平臺，其特征是使用活動的錨固組件通過螺栓將水下軌道端頭與錨樁的錨鉤連接起來。
專利摘要一種能夠在小斜度岸坡自然水體條件下，興建所需合理斜度的無源的自動化的浮子式水位觀測平臺。它是在江、河、湖、海等自然水體近岸的床體澆注一鋼筋混凝土錨樁，并預留錨鉤；在高岸上澆注一鋼筋混凝土支座，安裝鋼塔A，塔頂安裝一承重輪，一根圓鋼絲繩一頭經錨固組件接于錨樁錨鉤上，繞經承重輪后另一頭接于懸砣上，由懸砣重力將繩索繃緊，完成了軌道的鋪設。浮子組件中的行車運行于軌道上，行車兩塊夾板上各留有一個扣眼，供細鋼繩的一端頭連接。細鋼繩經導向輪，水位輪后與一組滑輪組相連后，另一個端頭接于支撐滑輪組和平衡錘的鋼塔B頂部。平衡錘懸掛于滑輪組動滑輪下方，在浮子和平衡錘共同作用下，細鋼繩拉緊，克服細鋼繩垂度對水位感應影響，組成水位自記系統(tǒng)。
文檔編號G01F23/58GK202066560SQ201020507589
公開日2011年12月7日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權日2010年8月18日
發(fā)明者鄭桂剛 申請人:鄭桂剛