專利名稱：浮子式斜井水位觀測平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無源、斜置狀態(tài)下水位自動觀測平臺，叫浮子式斜井水位觀測平臺，簡稱斜井水位臺。突出特點是解決了在無源、斜置狀態(tài)下小斜度和大水位變幅情況時自動觀測水位困難的問題。
背景技術(shù)：
在水利工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，目前我國用于無源自動化水位觀測的平臺主要有直立型測井浮子式水位臺、雙斜管型水位臺等兩種形式。直立型測井水位臺是應(yīng)用最多、結(jié)構(gòu)較簡單、工作可靠、測驗精度很高的水位測驗設(shè)備，主要是以建造直立型測井平臺為前提才能安裝和使用。這種水位臺優(yōu)點突出，但也有缺點，如在水位變幅大的河道中，以前常采用多級多臺方式建造，一場大的洪水過程來時，需要搬儀器換臺，勞動強度大，工作不方便，很不 安全?，F(xiàn)在通常建造成一級直立型測井，基礎(chǔ)要求較高，投資大，許多直立型測井水位臺建成后獨立于河道中間，棧橋長，橋墩多，井體距離河岸較遠，其受外界影響大，對外界影響也大，起阻水作用，人工操作和維護儀器不方便，不夠安全等。有些地方建直井困難或無法興建。本實用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)獨特、新穎，而且具有維護便捷，修復(fù)容易的特點。本實用新型在水文資料采集，國家防洪抗旱，水資源開發(fā)利用，開展國際交流與合作等方面都有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的浮子式水位臺需要建設(shè)直立型測井，工程建造復(fù)雜，維護不便，修復(fù)困難的不足，本實用新型提供一種浮子式斜井水位臺，其工程建造成本較低，可因地制宜，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(shù)方案是在江、河、湖、庫、海等自然水體岸坡上鋪設(shè)一條斜置管道構(gòu)成斜井，自然水體經(jīng)進水管引導(dǎo)，沉沙池過濾后進入斜井體內(nèi)。井體的橫截面可以是圓形、橢圓形、方形、多菱形，也可以是它們的組合形式。斜井為上、下兩層組合結(jié)構(gòu)。井體視情況可沿岸坡鋪設(shè)，必要時建鋼筋混凝土墩支撐。斜井內(nèi)鋪設(shè)一條剛性軌道。剛性軌道上安裝行車，浮于斜井內(nèi)水面上的浮子通過連接桿與行車相連接。岸上儀器室內(nèi)建設(shè)一組滑輪組，動滑輪的支架下方懸掛一只平衡錘，平衡錘和動滑輪運行在儀器室內(nèi)的直井里。一根鋼索一頭接于行車的銜鋼上，另一頭經(jīng)導(dǎo)向輪、主動輪、滑輪組后接于儀器室內(nèi)天面的一個固定件支點上。這樣，剛性軌道有效區(qū)間內(nèi)的位置與自然水體水位就建立了一一對應(yīng)的關(guān)系，由浮子、連接桿、行車、鋼索、導(dǎo)向輪、主動輪、滑輪組、平衡錘等組件共同組成了自然水體水位變化的感應(yīng)、傳輸系統(tǒng)。本實用新型的有益效果是，可以在各種斜度岸坡和水位變幅的自然水體中，興建斜度合理的斜井水位臺。本水位臺不需要能源驅(qū)動，水位感應(yīng)靈敏度高、精度好，能長期穩(wěn)定工作、可靠性高。故本水位臺可應(yīng)用在江河水體，也可應(yīng)用于水庫、湖泊甚至海洋等自然水體，實現(xiàn)水位觀測自動化。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖I是本實用新型第一個實施例的構(gòu)造圖。圖2是圖I的I-I剖視圖。圖3是圖I中行車A在倒T形軌道上連接了連接桿、浮子時的正視圖。圖4是圖3的II-II剖視圖。圖5是行車A在倒T形軌道上的放大視圖。圖6是連接桿構(gòu)造圖。圖7是滑輪組的構(gòu)造圖。圖8是本實用新型第二個實施例的構(gòu)造圖。圖9是圖8的III-III剖視圖。

圖10是圖8中行車B在傘形軌道上的正視圖。圖11是圖10的IV-IV剖視圖。圖中I.斜井，2.倒T形軌道，3.肋筋，4.斜肋筋，5.行車A，6.連接桿，7.浮子，
8.鋼索，9.導(dǎo)向輪，10.主動輪，11.鏈條，12.水位計，13.平臺，14.滑輪組，15.平衡錘，16.直井，17.固定件，18.濾網(wǎng)，19.沉沙池，20.進水管，21.濾網(wǎng)，22.墩座，23.儀器室，24.斜井下層，25.斜井上層，26.螺栓，27.螺栓，28.螺栓，29.護欄，30.夾板，31.上滾輪，32.軸，33.螺母，34.底板，35.下滾輪，36.軸，37.活扣，38.螺桿，39.螺栓，40.銜鋼，41.螺栓，42.銜鋼，43.螺栓，44.螺栓，45.定滑輪，46.支架，47.動滑輪，48.支架；49.斜井，50.傘形軌道，51.行車B，52.連接桿，53.浮子，54.斜井下層，55.斜井上層，56.螺栓，57.螺栓，58.護欄，59.夾板，60. V型槽輪，61.軸，62.螺母，63.開口銷，64.滾輪，65.軸，66.螺栓，67.銜鋼
具體實施方式
本實用新型斜狀鋪設(shè)一條管道構(gòu)成斜井，井體的橫截面可以是圓形、橢圓形、方形、多菱形，也可以是它們的組合形式。井體的內(nèi)橫截面積盡可能取大些，要有足夠空間安裝浮子，使浮子浮于水中時與斜井內(nèi)壁最小的距離不小于75mm。斜井為上、下兩層組合結(jié)構(gòu)，材料可以是鋼筋混凝土澆注成型，也可以用薄鋼板制成。井體視情況可沿岸坡鋪設(shè)，必要時建鋼筋混凝土墩支撐。下層井體為鋼筋混凝土一體澆筑成型時，兩側(cè)邊沿預(yù)埋螺栓，底部內(nèi)壁盡可能打磨光滑。用薄鋼板制作時也應(yīng)使內(nèi)壁盡可能光滑。上層呈瓦狀，由多塊活動的預(yù)制件組成，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或薄鋼板制造均可。上下層之間用螺栓連接。上層預(yù)制件之間接口處有上下結(jié)合部，消除縫隙。井體內(nèi)剛性軌道的材料可以用金屬材料，也可以用非金屬材料；可以用實芯材料，也可以用空芯材料，但應(yīng)該選擇機械強度高，柔韌性好，耐水、耐磨、耐腐蝕，熱伸縮系數(shù)小，抗老化，質(zhì)輕，經(jīng)濟，容易取得，容易加工的材料，盡量考慮選擇市面上能夠買得到的型材。浮子、連接桿、行車共同組成運動組件，分別選用經(jīng)濟、耐用的材料制作?；喗M件中的動、定滑輪用硬質(zhì)工程塑料板材或者輕質(zhì)鋁合金板材鑲滾珠軸承制作。平衡錘用鋼筋水泥制成混凝土砝碼，可制成多塊，方便配重，橫截面形狀可以是圓形、方形或者多邊形，與儀器室內(nèi)的直井橫截面形狀相配套。儀器室內(nèi)直井可用鋼筋水泥澆注，也可用磚砌，還可用管材鑲建，直井橫截面積的大小以滿足滑輪組的動滑輪、支架、平衡錘上下不碰撞井壁為原則。直井的深度與所測水體的水位變幅、斜井設(shè)計的斜度、滑輪組中動定滑輪組的組數(shù)有關(guān)，當斜井斜度設(shè)定后，直井的深度與水位變幅成正比，與滑輪組的組數(shù)成反比。直井的深度應(yīng)滿足所測水體水位變幅的要求。導(dǎo)向輪為金屬滾珠軸承結(jié)構(gòu)，主動輪鑲軸，軸兩端套滾珠軸承并固定在軸承座內(nèi)。鋼索采用熱線脹系數(shù)小的不銹鋼絲繩。在圖I所示實施例中，斜井(I):為橢圓形，取短軸大于800mm以上。是上、下兩層結(jié)構(gòu)，用鋼筋混凝土澆注。斜井下層(24)光滑底部，兩側(cè)邊沿各預(yù)埋兩列螺栓，其中內(nèi)側(cè)螺栓(26)用于安裝肋筋(3)和斜肋筋(4);外側(cè)螺栓(27)用于安裝斜井上層(25)。斜井上層(25)較斜井下層(24)薄，取斜井下層(24)厚度的1/3 1/2。斜井上層(25)每塊預(yù)制件的長度以I. Om左右為宜，方便搬運和裝拆。斜井(I)的機械強度要達到行業(yè)規(guī)范和標準的要求。肋筋(3)、斜肋筋(4):用耐腐蝕的金屬材料制作，如不銹鋼材料的扁鋼加方管或圓管復(fù)合制作，機械強度大，質(zhì)量較輕。肋筋(3)、斜肋筋(4)、螺栓(26)、(28)沿井體布設(shè)要均勻，要有足夠的承載能力保證倒T形軌道(2)穩(wěn)固。安裝好的肋筋(3)、斜肋筋(4)不能碰及斜井上層(25)的內(nèi)壁。倒T形軌道(2):采用不銹鋼方管型材加工，能找到同樣形狀的型材最好，頂面焊接不銹鋼螺栓(28)。當螺栓(28)與肋筋(3)、斜肋筋(4)連接后倒T形軌道(2)就固定在肋筋(3)、斜肋筋(4)的下方了。倒T形軌道(2)的一側(cè)焊接護欄(29)。護欄(29)由立筋和斜筋構(gòu)成，用直徑3. Omm左右的不銹鋼筋焊接，立筋垂直于倒T形軌道(2)并順沿軌道的外側(cè)面間隔0. 5m左右均勻布設(shè)，其作用是使鋼索(8)始終在倒T形軌道(2)的固定斜面內(nèi)。立筋頂靠近軌道一側(cè)平行于倒T形軌道(2)焊接一條鋼筋就是斜筋。倒T形軌道(2)的另一側(cè)不焊接護欄，圖2所示。行車A (5)由夾板(30)，上滾輪(31)，軸(32)，螺母(33)，底板(34)，下滾輪(35)，軸(36)，活扣(37)，螺桿(38)，螺栓(39)，銜鋼(40)，螺栓(41)，銜鋼(42)，螺栓(43)組成。其中夾板(30)、底板(34)用不銹鋼薄板加工，用螺栓(39)固定后截面形狀呈凹字形。夾板(30)內(nèi)側(cè)板面鉆孔，方便螺母(33)將軸(32)固定，也便于螺栓(41)、螺栓(43)分別將銜鋼(40)、銜鋼(42)與內(nèi)側(cè)板面連接。銜鋼(40)、銜鋼(42)不能與倒T形軌道(2)接觸，也不能與護欄(29)相碰，銜鋼(40)、銜鋼(42)與倒T形軌道(2)上軌道面之間要留有2mm左右的間距。銜鋼(40)的作用是清除軌道上的滯留物；銜鋼(42)用于固定鋼索(8)的一個端頭。只用一邊，另一邊空著。夾板(30)外側(cè)板面鉆孔，通過螺栓(39)將底板(34)和夾板(30)固定，通過螺栓
(44)將夾板(30)外側(cè)面與連接桿￠)內(nèi)側(cè)面連接。底板(34)沖出腰形孔，給滾輪(35)留出安裝的空間；腰形孔一側(cè)鉚上活扣(37)的一個活接端頭，另一側(cè)鉆孔并開螺牙，用螺桿(38)將活扣(37)另一端固定在底板(34)下方，活扣(37)和底板(34)的底面共同把軸
(36)固定在底板(34)的底部，這樣就將下滾輪(35)固定住了。同一軸線上的一對軸(32)兩端頭之間的間距要大于倒T形軌道⑵中間立梁的厚度2 3mm，保證行車A (5)能在倒T形軌道⑵上平穩(wěn)運行。見圖4。上滾輪(31)、下滾輪(35)為滾珠軸承結(jié)構(gòu)。螺栓(41)、(43)、軸(32)、(36)、螺母(33)、活扣(37)、螺桿(38)均選用不銹鋼材料制造。連接桿(6):圖6所示，不銹鋼材料制造。形狀呈Y型，下節(jié)為立桿，呈I形，最下端接于浮子(7)上部中央，上節(jié)為U型，用螺栓(44)將連接桿(6)U型內(nèi)側(cè)與行車A(5)的夾板(30)外側(cè)固定。行車A (5)每邊夾板(30)有2顆螺栓(44)，鎖定行車A (5)的斜角。浮子(7):用工程塑料或者不銹鋼薄板制作，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，上部中央接連接桿(6)的下端。本實施例取圓柱體直徑大于等于 400mmn當浮子(J)配重后單獨放在水中時，水面線淹至圓柱體上沿。當所有物件安裝完畢，接上鋼索(8)，掛上平衡錘(15)并調(diào)校平衡錘(14)的配重，使水面淹至浮子(7)圓柱體的中間，此時連接桿(6)1形部份立桿要垂直水面。鋼索(8):選用不銹鋼絲繩(lCrl8Ni9Ti)，直徑①I. 0±0. 04mm，單股19絲。導(dǎo)向輪(9):引導(dǎo)鋼索⑶運行滑輪，滾珠軸承結(jié)構(gòu)。主動輪(10):是水位信息的輸出部件，主動輪鑲軸，軸兩端套滾珠軸承并固定在軸承座內(nèi)?？筛鶕?jù)需要做成鏈條傳動，槽輪、齒輪、軸偶合等中的一種形式，向水位計傳遞水位信息。鏈條(11):將主動輪與水位計耦合。可以選擇鏈條、皮帶，用齒輪、軸連接時不用。水位計(12):可選用任意形式的輪、軸轉(zhuǎn)動偶合的水位儀器。平臺(13):鋼筋混凝土或鐵板做的平臺，要有足夠的機械強度，能長期承載本水位臺穩(wěn)定運行，并方便儀器設(shè)備的安裝和操作?；喗M(14):滾珠軸承滑輪。由同軸的5只定滑輪(45)和5只動滑輪(47)及定滑輪支架(46)、動滑輪支架(47)組成，其行程應(yīng)滿足全程水位變幅要求。這里，滑輪組(14)的行程是鋼索(8)在軌行程的1/10。定滑輪(45)和5只動滑輪(47)的組數(shù)可根據(jù)實際情況靈活選澤。平衡錘(15):平衡錘用鋼筋水泥制成混凝土砝碼，制成多塊薄片，方便配重，橫截面形狀可以是圓形、方形或者多邊形，與儀器室內(nèi)的直井橫截面形狀相配套，依據(jù)浮子(7)的情況進行配重。直井(16):可人工開挖，砌磚石或澆注混凝土建造等，它是動滑輪(47)和平衡錘
(15)運行的通道。橫截面的建造形式可視具體情況選定。濾網(wǎng)(18)、(21):尼龍絲網(wǎng)，作用是防止大的漂浮物、水生動、植物進入進水管
(20)、沉沙池(19)和斜井(I)內(nèi)。沉沙池(19):過濾水體沉降泥沙的池子?？蛇x擇矩形，也可選擇是圓形，可用鋼筋混凝土澆注，也可用磚、石等材料砌筑。池深以不超過2m為宜，池頂加活動的蓋子密封，既有一定的深度儲存泥沙，又便于淤泥的清除。多沙的水體可建多級沉沙池。所建沉沙池(19)應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)標準或規(guī)范的要求。進水管(20):起引導(dǎo)水流作用。水平式進水管橫截面可選圓形或方形。橫截面面積應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)標準或規(guī)范的要求。可采用鋼管、混凝土管、工程塑料管等材料，也可用磚、石砌成暗渠等形式。進水管(20)過長時，分段建造多段進水管(20)和多級沉沙池(19)。墩座(22):鋼筋混凝土澆注的墩子，斜井(I)沿岸坡鋪設(shè)地勢難以支撐時建造。儀器室(23):能安裝主動輪(10)，安放水位計(12)，滿足工作人員方便對儀器設(shè)備進行操作和維護，滿足技術(shù)規(guī)范要求的房子。條件許可時將儀器安裝到辦公室則更好。圖8所示實施例與圖I所示實施例比較，因剛性軌道形式不同，布設(shè)的位置有異，導(dǎo)致了斜井、行車的結(jié)構(gòu)，浮子與連接桿的連接方式有差別，圖I所示實施例的斜井(I) 口在儀器室外，圖8所示實施例斜井(49) 口則直接通到儀器室內(nèi)。除此之外的各構(gòu)件都是一樣的。所以對圖8所示實施例只敘述與圖I所示實施例有差異的部份，相同的部份不再講述。在圖8所示實施例中，斜井(49):為橢圓形，取短軸大于800mm以上。上下層結(jié)構(gòu)，用鋼筋混凝土澆注。斜井下層(54)沿底部預(yù)埋兩列螺栓，用于安裝傘形軌道(50)。兩側(cè)邊 各預(yù)埋一列螺栓(56)，用于安裝斜井上層(55)。斜井上層(55)較斜井下層(54)薄，取斜井下層(54)厚度的1/3 1/2。斜井(49)的機械強度要達到行業(yè)規(guī)范和標準要求。傘形軌道(50):采用機械強度高，柔韌性好，耐水、耐磨、耐腐蝕，熱伸縮系數(shù)與鋼筋混凝土接近，經(jīng)濟，容易取得，容易加工的金屬或非金屬材料制作?？墒褂脤嵭牟牧希部刹捎每招牟牧?。傘邊側(cè)上水平軌面寬約10mm。用與傘形軌道(50)同質(zhì)、直徑5mm左右的線材，與圖I所示實施例制作護欄(29)的方法制作護欄(58)，并將其焊接或粘貼到傘形軌道(50)的外側(cè)面上。見圖9所示。行車B(51)由夾板(59)、V型槽輪(60)，軸(61)，螺母(62)，開口銷(63)，滾輪
(64)，軸(65)，螺栓(66)，銜鋼(67)組成。因行車B(51)在水中運行，其中的V型槽輪(60)、滾輪(64)均采用工程塑料制作。其它部件用不銹鋼材料制造。用螺栓(66)將銜鋼(67)固定在夾板(59)上，銜鋼(67)底離軌面2mm左右，不能碰到護欄(58)。見圖11所示。連接桿(52):材料、結(jié)構(gòu)和圖I所示實施例相同，只是倒過來用，即呈倒Y形，下端呈倒U形，其內(nèi)側(cè)面與行車B(51)的夾板(59)外側(cè)面連接；上端呈I形，頂端與浮子(53)的底部中央連接。浮子(53):材料、結(jié)構(gòu)和圖I所示實施例相同，只是其與連接桿(52)的部位和方式不一樣。也用材料為塑料或者不銹鋼薄板制作，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。最底部圓球形的中央接連接桿(52)的立桿頂端。當所有物件安裝完畢，接上鋼索(8)，掛上平衡錘(15)并調(diào)校平衡錘(15)的配重，使水面淹至浮子(53)圓柱體的中間，此時連接桿(52) I形部份立桿要垂直水面。 其他部件與圖I所示實施例相同。下面以圖I所示第一個實施例敘述本實用新型實現(xiàn)水位觀測自動化的原理當自然水體水位上升時，斜井(I)內(nèi)水體水位也上升，浮子(7)浮力增加，浮子(7)向上運動通過連接桿(6)推動行車A(5)運行；由于倒T形軌道(2)的定向作用，限定行車
(5)沿倒T形軌道(2)斜面向上運行，造成浮子(7)也只能沿倒T形軌道(2)特有的斜度向上運動，以此同時，鋼索(8)松弛，但在滑輪組(14)和平衡錘(15)組合重力作用下又將鋼索(8)收緊了，從而推動主動輪(10)運轉(zhuǎn)，帶動水位計(12)記錄水位。當浮子(7)與滑輪組(14)和平衡錘(15)組合兩者的動態(tài)受力達到平衡時浮子(7)處于相對靜止的狀態(tài)，行車A(5)停止了向上的運行，主動輪(10)也停止向漲水的方向運轉(zhuǎn)，水位達到峰值，水位計
(12)記錄到相對的最聞水位。當自然水體水位下降時，斜井(I)內(nèi)水體水位也下降，浮子(7)失去部分浮力，浮子(7)在自身重力的作用下克服滑輪組(14)和平衡錘(15)組合拉力后向下運動，又由于倒T形軌道⑵的定向作用，限定行車A(5)沿倒T形軌道⑵斜面向下運行，從而迫使浮子(7)只能沿倒T形軌道(2)特有的斜度向下運動，從而牽引鋼索(8)推動主動輪(10)運轉(zhuǎn)，帶動水位計(12)記錄水位。當浮子(7)與滑輪組(14)和平衡錘(15)組合兩者的動態(tài)受力達到平衡時浮子(7)處于相對靜止的狀態(tài)，行車A (5)停止了向下的運行，主動輪(10)也停止向退水的方向運轉(zhuǎn)，水位到達谷底，水位計(12)記錄到相對的最低水位。周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)自動記錄水體水位變化的全過程。需要注意的事項是I、剛性軌道是本實用新型的重要部件，要求整條軌道一致性好，整齊勻稱，保持順直，并且安裝好后剛性軌道兩邊斜井要對稱，保證剛性軌道位于斜井的垂直中間線內(nèi)。2、所有部件安裝完畢后，浮子(7)、(53)應(yīng)能浮于斜井內(nèi)水面上，水面淹至浮子
(7)、(53)圓柱體的中間。連接桿(6)、(52)的立桿應(yīng)垂直于水面。3、圖I實施例中的輪軸(32)、圖8實施例中的輪軸(65)是同軸線成對使用的，兩根軸近距端頭軸向的間距比其相應(yīng)的剛性軌道垂直豎梁厚度大2 3mm，并且行車(5)、
(51)中每一邊夾板的4只滾輪軸(32) “65)端頭高度一致，保證行車運行時一對滾輪軸只允許一只軸的端頭接觸軌道豎梁壁面，減小摩阻。同時可限制行車運行時橫向擺動的幅度，保證行車平穩(wěn)運行。4、圖I實施例中II--II剖視圖(圖4)的2只滾輪(31)和2只滾輪(35)、圖8實施例中IV-IV剖視圖(圖11)的I只V型槽輪(60)和2只滾輪(64)稱為一組輪子，行車A(5)和行車B(51)都安裝了 4組輪子，好處是當軌道出現(xiàn)微小斷裂時行車運行不受影響。當剛性軌道完好順直時，行車A(5)和行車B(51)都可只使用2組輪子即可，既減小了行車的摩阻，又減少了成本。5、所有部件安裝完畢后，檢查各部件的配合情況，然后對全系統(tǒng)進行調(diào)試，保證系統(tǒng)正常工作。最后安裝斜井上層(25)、(55)。6、斜井(I)、(49)，直井(16)的井口必需安裝門口加以保護。7、為防止生物寄生，斜井(I)、(49)內(nèi)壁采用特殊塑料涂層，防止貝類水生動物附著寄生，防止水生植物附著蔓延。倒T形軌道(2)、傘形軌道(50)涂抹黃油和特殊殺蟲劑，防止水生動植物附著。8、為了保證水位臺長期穩(wěn)定運行，需要定期檢查、維護。綜合本實用新型兩個實施例的構(gòu)造形式得知，本斜井水位臺有如下顯著特點I、斜井是沿岸鋪設(shè)的，沒有高空作業(yè)，基礎(chǔ)要求低，工程造價低，經(jīng)濟性好。2、斜井的斜度可根據(jù)具體情況在一定范圍選擇較理想的設(shè)計值。3、斜井為上下2層，上層呈瓦狀結(jié)構(gòu)，拆裝方便，維護簡單。4、浮子隨水位變化產(chǎn)生的浮力變化，是本斜井水位臺運行的動力。這里采用直徑較大的浮子，浮力變化率大，動力足。[0080]5、本水位臺系統(tǒng)所受的阻力主要是行車在軌道運行的阻力和鋼索在軌道面上的滑動摩擦力，行車運行阻力主要是滾輪與軌面之間的滾動摩擦力和滾輪與軸的摩擦力。第一個實施例(圖I所示)滾輪采用滾珠軸承結(jié)構(gòu)，行車運行于水面以上，本身體積較小，滾輪更小，阻力系數(shù)小，故所受阻力很小。第二個實施例(圖8所示)滾輪采用實體滾軸結(jié)構(gòu)，行車運行于水下，阻力系數(shù)稍大些，但由于行車體積不大，滾輪很小，故所受阻力也很小。鋼索與軌道的滑動摩擦力因鋼索的質(zhì)量較小，鋼索與軌面的摩擦系數(shù)也較小，所以滑動摩擦阻力也不大。所以，可以保證本水位臺在各種斜度和水位變幅條件下水位感應(yīng)、傳輸都有較高的靈敏度。6、斜井內(nèi)行車側(cè)鋼索沿軌道鋪在軌道面上。剛性軌道是行車的運行軌道，同時也是鋼索滑動的軌道。鋼索在順直的軌道面上滑動，消除了直長鋼索存在水平距離懸空時因自身質(zhì)量產(chǎn)生垂度造成的水位測驗誤差，從而保證了本水位臺在各種斜度和水位變幅條件 下水位傳輸都有較好的精確度。7、在儀器室內(nèi)建造直井，使用滑輪組和平衡錘組成鋼索位移控制器，也就是應(yīng)用滑輪組收集和放送鋼索、平衡錘使系統(tǒng)保持平衡狀態(tài)，將鋼索的位移限制在設(shè)定的范圍內(nèi)。這樣，平衡錘側(cè)鋼索的行程與行車側(cè)鋼索的行程相比大大減少。例某自然水體水位變幅20m,設(shè)計斜度30° ,可知行車側(cè)鋼索最大行程為從最低水位處至最高水位位置，為40m,取滑輪組定、動滑輪的組數(shù)為5組，那么，與行車側(cè)鋼索行程對應(yīng)的平衡錘側(cè)鋼索行程是定、動滑輪活動的間距范圍，是4m。假定儀器室天面高3. 5m，定動滑輪直徑200mm，平衡錘占高
0.5m,當水位最低時,定、動滑的間距最短,為定值假定此時定、動滑輪軸距為250mm,安裝在貼近儀器室天面的地方，可使平衡錘底面與天面距離控制在Im以內(nèi)。當水位最高時，平衡錘底面距天面5m，只要在儀器室內(nèi)平衡錘下方地面上建一個I. 5m以上深度的直井就可滿足要求。若增加定、動滑輪組數(shù)，直井深度還可以減少，甚至不建直井。8、應(yīng)用滑輪組收集和放送鋼索消除了因平衡錘出、入水產(chǎn)生的水位誤差(直立型測井水位臺在水位上升或下降至全量程的約一半時會產(chǎn)生這種誤差)。9、行車上安裝有銜鋼。銜鋼既是固定鋼索端頭的部件，也是清除剛性軌道上的滯留物的部件，使行車具有了一定的除障功能，提高了水位臺系統(tǒng)的可靠性。
權(quán)利要求1.一種浮子式斜井水位觀測平臺，簡稱斜井水位臺，其特征是在江、河、湖、庫、海等自然水體岸坡上鋪設(shè)一條斜置管道構(gòu)成斜井，斜井內(nèi)鋪設(shè)一條剛性軌道，剛性軌道上安裝行車，行車經(jīng)連接桿與浮子相連，同時行車還與一根鋼索的一個端頭相接，此鋼索沿剛性軌道、經(jīng)過導(dǎo)向輪、主動輪、滑輪組件后另一個端頭接于岸上儀器室內(nèi)的一個支點上，一只平衡錘懸掛于滑輪組動滑輪的支架下方，由浮子、連接桿、行車、鋼索、導(dǎo)向輪、主動輪、滑輪組、平衡錘共同組成了自然水體水位變化的感應(yīng)、傳輸系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I斜井水位臺，其特征是斜井為上下2層組合結(jié)構(gòu)，上層呈瓦狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I斜井水位臺，其特征是斜井內(nèi)行車側(cè)鋼索沿軌道鋪在軌道面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I斜井水位臺，其特征是在儀器室內(nèi)建造直井，使用滑輪組和平衡錘組成鋼索位移控制器。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠在江、河、湖、庫、海等自然水體環(huán)境下穩(wěn)定、可靠、精確、自動感應(yīng)和傳輸水位變化過程的浮子式斜井水位觀測平臺，簡稱斜井水位臺。它是在上述自然水體的岸坡上興建斜井，斜井內(nèi)鋪設(shè)一條剛性軌道，軌道上安裝行車，行車經(jīng)連接桿與浮子相連，同時還與鋼索的一個端頭相接，鋼索經(jīng)過導(dǎo)向輪、主動輪、滑輪組后另一個端頭接于岸上儀器室內(nèi)的一個支點上，一只平衡錘懸掛于滑輪組動滑輪支架下方，由浮子、連接桿、行車、鋼索、導(dǎo)向輪、主動輪、滑輪組、平衡錘，配套水位計后就組成了自然水體水位變化的感應(yīng)、傳輸、記錄系統(tǒng)。本實用新型在水文資料采集，國家防洪抗旱，水資源開發(fā)利用，開展國際交流與合作等方面都有重要意義。
文檔編號G01F23/00GK202494491SQ20122015885
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月3日
發(fā)明者鄭桂剛 申請人:鄭桂剛