一種可旋轉軌道移動式水位|流量計支架
摘要：目前, 水利行業在進行河道、渠道、水庫、湖泊水位信息采集監測時, 為了保證水位信息的時效性, 大部采用非接觸氣介式超聲波、微波、雷達水位計進行實時監測, 該類儀器安裝從上世紀90年代開始至今就一直采用傳統結構, 傳感器安裝支架多為用一根水平鋼管, 鋼管長度根據水位計主支架立柱 (塔) 距有效水面距離確定, 將傳感器固定安裝在水平鋼管前端, 使儀器處于主流水面正上方。這種安裝方法:儀器安裝位置固定, 安裝過程復雜, 結構安全性、可操作性較低, 只能滿足水位監測***基本的要求;再者, 由于儀器安裝在支架前端, 儀器安裝拆卸時需要將安裝人員懸吊在空中爬行到支架前端進行安裝、拆卸, 安裝和日常維護極不方便且安全隱患較大。因此, 當前使用的這種儀器安裝方式具有明顯的不足和缺陷。
1、常見水位計支架結構：
常見水位計傳感器安裝支架多為用一根水平鋼管, 鋼管長度根據水位計主支架立柱 (塔) 距有效水面距離確定, 為了保證支架穩定, 減少風振 (刮風引起支架上下左右擺動) 影響, 支架長度一般不超過6m, 將儀器固定安裝在水平鋼管前端, 使儀器處于主流水面正上方, 儀器安裝位置固定, 不能前后移動、水平360°旋轉;當河床主流位置擺動較大時, 儀器可能偏離主流水面上方, 嚴重影響水位、流量監測 (常見儀器安裝支架, 見下圖) 。
圖1 下載原圖
2、旋轉的軌道移動式水位結構：
為了解決非接觸氣介式超聲波、微波、雷達水位計在安裝、使用和日常維護過程中存在的技術問題, 我們經過不斷的摸索實踐和分析研究, 設計了一種高效、便捷、安全的非接觸氣介式水位計安裝支架, 這種支架結構由立柱、轉軸、懸臂支架、軌道、儀器安裝基座、循回輪、驅動輪、循回索、基座卡舌、循回索調緊彈簧等部件組成, 既滿足了監測儀器正常安裝并且良好運行的要求, 又避免了上述提到的不足和缺陷。通過前后移動、水平360°旋轉, 調整儀器位置, 使儀器始終處于河道主流水面正上方, 確保正常監測;當進行安裝和日常維護拆卸時, 通過循回驅動輪驅動循回索拖動儀器前后水平運行, 將儀器從支架前端移動至后端檢修平臺上方, 檢修人員在平臺上進行安裝和日常維護拆卸, 徹底解決了非接觸氣介式超聲波、微波、雷達水位計在安裝、使用和日常維護過程中存在的技術問題, 其具體設計見圖2至圖4。
2.1、懸臂支架結構：
懸臂支架長度根據水位計主支架立柱 (塔) 距有效水面距離和河床帶動范圍確定, 為了保證支架穩定, 減少風振 (刮風引起支架上下左右擺動) 影響, 支架長度穩定河床圖2軌道移動式水位、流量計支架安裝示意圖一般不超過8m、擺動河床一般不超過15m, 具體結構尺寸如下:
圖2 軌道移動式水位、流量計支架安裝示意圖
圖3 軌道、基座形式示意圖
圖4 支架截面形狀示意圖
圖5 軌道移動式水位計支架安裝設計圖
2.1.1、穩定河床支架結構：
支架采用鋼結構形式, 總長度不超過8m, 采用80*3方鋼管, 在方鋼管下部安裝30*30*3角或重型吊軌作為滑動軌道, 里端安裝驅動輪, 頂端安裝巡回輪, 軌道內安裝可移動儀器基座, 軌道頂端內部設置儀器基座卡舌。如圖2所示。
2.1.2、擺動河床支架結構：
計支架采用鋼結構形式, 總長度不超過15.0m, 在總長度1/2處左右靠近塔體一側采用三角桁架結構, 靠近水面一側采用80*3方鋼管, 在方鋼管下部安裝30*30*3角鋼作為滑動軌道, 里端安裝驅動輪, 頂端安裝巡回輪, 軌道內安裝可移動儀器基座, 軌道頂端內部設置儀器基座卡舌。如圖5所示。
2.2、旋轉機構：
旋轉軸采用外直徑150-500mm厚壁無縫鋼管、外套采用內直徑155-510mm厚壁無縫鋼管加工, 長度1500mm, 外套頂端預留固定螺母, 懸臂固定不動時采用螺栓頂絲固定 (如圖1所示) 。
3、應用效果：
該支架結構解決了常見水位計支架安裝、使用維護不便, 避免了因河床擺動使儀器不能始終處于主流水面正上方對水位、流量進行有效監測的問題。該設備于2014研制成功, 經在渭河魏家堡水文站、涇河東莊水庫水文監測系統、涇河張家山、北洛河狀頭等10多處水文站使用, 與現有水位、流量計固定安裝方式相比, 采用本實用新型所述的可旋轉的軌道移動式水位、流量計支架結構, 當河床主流發生較大擺動, 儀器不能置于主流水面正上方進行監測時, 可通過前后移動、水平360°旋轉, 調整儀器位置, 使儀器始終處于主流水面正上方實現水位、流量有效監測;在進行安裝和日常維護拆卸時, 通過循回驅動輪驅動循回索拖動儀器前后水平運行, 將儀器從支架前端移動至檢修平臺上方, 檢修人員站在平臺上安全操作, 確保人員安全。這種支架安全可靠, 安裝維護方便, 可在水文監測、水庫調度管理、灌區灌溉管理調度、交通監控及其它行業廣泛應用。
該旋轉的軌道移動式水位、流量計支架經過在渭河魏家堡等10多處水文站4年使用, 具有技術先進、加工安裝方便、安全可靠的特點, 并于, 可在水利行業水文測驗及其它行業中廣泛應用。