明渠量水水表的制作方法
【专利摘要】一种明渠量水水表，在测桥下方装有水平轨道，竖直的轴套可在水平轨道滑动，轴套内有传动轴，传动轴通过连接架与浮子连接，连接架上装有下射式水轮，下射式水轮连接齿轮，与水轮同轴的齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮连接传动轴，穿过轴套的传动轴顶端装有摩擦轮，摩擦轮外侧与锥形的无极变速轮外侧摩擦接触，无极变速轮轴的顶端与水表表芯连接。结构简单，使用方便，成本低，计量相对准确，计量读数直观，不受水中泥沙等杂质影响。
【专利说明】明渠量水水表
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水计量表，特别涉及一种明渠量水水表。
【背景技术】
[0002]由于水资源紧缺，节约用水已成为全社会的共识。随首农业灌溉用水向成本水费逐步到位，农业灌溉水价较过去有了较大幅度的提高，使得用水户农民和供水单位灌区对农业灌溉用水水量计量越来越重视起来。
[0003]农田灌溉输水的明渠，量大面广，且明渠水流流态受环境和水质影响，变化十分复杂，对明渠水量量测造成很大困难。目前在明渠量水中广泛使用的仍是量水建筑物法，如量水槽、堰等，这种量水方法，需要的量水设施，易于修筑，对水流流动条件要求不高，适用面广，且造价低廉。但是，这类方法是通过测量水位，经过复杂的计算，才能得出渠道过水水量。由于需要复杂的计算，对于没有专业知识的农民，甚至不少水利管理人员也是如此，该方法显得很不直观，所以常常造成灌溉过程中，不少地方仍以面积来计量收费。另一方面，由于灌溉过程中，渠道分水、或者水源变化，渠中水位常常变化，需频繁的观测水位，给灌溉用水计量造成很大不便，同时造成很大计量误差。
[0004]另外使用明渠超声波法量水，这种量水方法受水质影响较小，量水精度高，但其设备成本投资费用昂贵，每处一般都要万元以上。
[0005]另外采用明渠水表化量水，有几种形式:
[0006]( I)分流计
[0007]由文丘利管(主管)和装有水表的支管组成。利用主管和支管压差相符，且压差与主、支管流量平方根成正比，主、支管的流量比(M)为常数，通过记录安装于支管的水表过水量乘以流量比(M)来测出渠道过水流量。该设备经山东省水利厅测试，精度可达95%以上，造价低，易于施工，计读方便。但受水质影响较大，当水中含有泥沙、杂物等，会严重影响测量精度。另外，分流计必须配备主管，将产生渠道壅水，这也是同其它量水方法同样的致命弱点。
[0008](2) QL-1小型渠道水量计
[0009]QL-1小型渠道水量计主要由水轮、水轮轴、计量部件(可采用民用水表芯)等组成。安装在渠道固定断面的盖板上，水轮随水流转动，并推动主轴同步旋转，主轴顶端联接计数表齿轮转动部件转动，记下水轮转数，乘以计量系数即可换算成水量。
[0010]其水量计的安装高度，即水轮高度为定值，在渠道设计流量的70%左右的水位附近。有两种安装方式，一种是涵管式，一种是侧分式。
[0011]该流量计实现了明渠水表化计量，其结构简单，安装方便。其缺点是:1对涵管式安装，因有涵管节流件，造成渠道壅水；2对侧分式安装，因动力轮位置是固定的，不随水深变化，造成计量系数随过水断面面积变化，导致使用不便；3无论是涵管式安装，还是侧分式安装，由于作为动力轮的水轮在水面以下，仍会产生水草杂物缠绕问题。实用新型内容
[0012]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种明渠量水水表。针对目前已有明渠量水水表中存在的问题:(I)受水中泥沙等杂质影响较大，(2)导致壅水，(3)读数计量不直观等。提出一种明渠水表化量水设备。
[0013]本实用新型的技术方案是:
[0014]一种明渠量水水表，其特征在于:一个置放在明渠上方的固定测桥，在测桥下方装有水平轨道，一个竖直的轴套装在水平轨道上，竖直的轴套可在水平轨道滑动，轴套内有传动轴，传动轴通过连接架与浮子连接，连接架上装有下射式水轮，下射式水轮连接与水轮同轴的齿轮，竖直的水轮同轴的齿轮与水平的传动齿轮哨合，水平的传动齿轮向上连接传动轴，穿过轴套的传动轴顶端装有摩擦轮，摩擦轮外侧与锥形的无极变速轮外侧摩擦接触，无极变速轮的无极变速轮轴通过轴承装在固定测桥上，无极变速轮轴的顶端与水表表芯连接。
[0015]本实用新型效果是:
[0016]结构简单，使用方便，成本低，计量相对准确，计量读数直观，不受水中泥沙等杂质影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是明渠量水水表的结构示意图。
[0018]图中:1浮子，2下射式水轮，3与水轮同轴的齿轮，4传动齿轮，5传动轴，6摩擦轮，7轴套，8连接架，9轨道，10无极变速轮轴，11无极变速轮，12水表表芯，13测桥。
【具体实施方式】
[0019]如图所示的一种明渠量水水表，一个置放在明渠上方的固定测桥13，在测桥下方装有水平轨道，一个竖直的轴套装在水平轨道上，竖直的轴套可在水平轨道滑动，轴套内有传动轴，传动轴通过连接架与浮子连接，连接架上装有下射式水轮，下射式水轮连接与水轮同轴的齿轮，竖直的水轮同轴的齿轮与水平的传动齿轮哨合，水平的传动齿轮向上连接传动轴，穿过轴套的传动轴顶端装有摩擦轮，摩擦轮外侧与锥形的无极变速轮外侧摩擦接触，无极变速轮的无极变速轮轴通过轴承装在固定测桥上，无极变速轮轴的顶端与水表表芯连接。
[0020]具体实施例:
[0021]QffJ-1明渠量水水表结构部件包括如下几个部分，见示意图:
[0022]⑴与浮子I连接在一起的下射式水轮2，与水轮2同轴转动的齿轮3，通过浮子作用，水轮2的轴始终略高于水面，并随渠中水位变化而上下浮动。
[0023]⑵固定于传动轴5两端的传动齿轮4和摩擦轮6，传动齿轮4与齿轮3啮合连接，摩擦轮6与无极变速轮11利用摩擦作用连接传动。
[0024]⑶固定传动轴5的轴套7，轴套7可沿轨道9沿水流方向水平滑动。传动轴既可在轴套7内上下滑动，又可转动。
[0025]⑷连接传动轴5和浮子I连接在连接架8上。
[0026](5)无极变速轮11的轴10。[0027](6)水表表芯12 (可用民用水表表芯)。
[0028](7)测桥 13。
[0029]⑴发明部件:弧形无极变速器
[0030]⑵主要结构:
[0031]第一、能够使与浮子I固定连接的下射式水轮2、齿轮3、传动齿轮4、传动轴5和摩擦轮6五个部件同时随渠中水位变化的垂直运动，沿水流方向的水平运动，以及通过转轮2随水流进行的转动三个方向的运动集合在一起，同时进行的整套结构。
[0032]第二、摩擦轮6和无极变速轮11之间通过摩擦作用进行的无极变速传动。
[0033]联接关系与工作过程:
[0034]QffJ-1型明渠量水水表主要联接关系:
[0035]⑴下射式水轮2与齿轮3是同轴连接，并与浮子I固定连接。传动齿轮4与轮3同轴相连，同轴转动。通过轴套7，使2、3、4、5和6五个部件既能沿轨道9做水平运动，通过浮子I随水深变化作垂直运动，同时又能随水流而转动。
[0036]⑵通过摩擦轮6等部件的水平运动，使摩擦轮6与无极变速轮11紧紧结合在一起，实现了无极变速传动。
[0037]⑶无极变速轮11固定于测桥13上的轴10支撑，并与水表12同轴转动，由水表记录其转数。
[0038]QffJ-1型明渠量水水表工作过程如下:
[0039]将该水表安装于渠道较为顺直，且断面规则的渠段上。工作过程中，水轮2在水流冲击下而转动，由此带动齿轮3，通过齿轮传动，齿轮3带动传动齿轮4转动，再由传动轴5，带动摩擦轮6转动。由无极变速轮11带动水表转动。在渠中水位不变的情况下，从水轮2到水表12的传动比是不变的，因此，当渠中水流速度快时，水表转的也快，表明过水流量大,反之,表明过水流量小。
[0040]当渠道过水流量减小时，不仅渠道中水流流速减小，导致水表转速减小，而且渠中水深也降低，水轮2随浮子I向下运动，使摩擦轮6沿轮11接触面下滑，轮11接触处的直径变大，这也导致无级变速轮11转速变小。反之，当渠道中过水流量增加时，水流流速增加，使水表转速加快，同时，水轮2等随浮子I向上运动，使摩擦轮6沿与无级变速轮11的接触面向上滑动，使轮11的直径变小，也使水表转速加快。由此可见，本量水设备把水流流速与水深对过水流量大小的影响有机地结合在一起，并以水表形式反映出渠道的过水数量。
[0041]主要功能与情况
[0042]QffJ-1型明渠量水水表，与现有的明渠量水水表比较，具有如下优点:
[0043]⑴转轮轴在水面以上，因此可大大减轻水中杂物缠绕问题。
[0044]⑵选择渠道顺直且断面规则的渠段，安装水表，不需要在渠道中修建专门设施，因此不会因量水产生渠道淤积和渠道壅水。
[0045]⑶集流速和水深变化于无极变速器一体，用水表表示渠道的过水数量。
[0046]⑷QWJ-1明渠水表可制成便携式，经合理的连接，实现组合安装。
[0047]本实用新型是用于灌区用水管理中明渠水表化量水的装置。该装置针对现有明渠量水水表:(I)受水中泥沙、杂草等杂质影响较大，(2)导致渠道壅水，(3)计量读数不直观，
(4)精度低等问题。提出一种明渠水表化量水设备。其主要特征为:(I)所有转轮轴均在水面以上；(2)不需要在渠道中修建节流设施；(3)利用无极变速传动系统，把流速与水深变化对渠道水流大小的影响，有机的组合在一起，并据此在水表上显示出渠道的过水数量。
【权利要求】
1.一种明渠量水水表，其特征在于:一个置放在明渠上方的固定测桥，在测桥下方装有水平轨道，一个竖直的轴套装在水平轨道上，竖直的轴套可在水平轨道滑动，轴套内有传动轴，传动轴通过连接架与浮子连接，连接架上装有下射式水轮，下射式水轮连接与水轮同轴的齿轮，竖直的水轮同轴的齿轮与水平的传动齿轮啮合，水平的传动齿轮向上连接传动轴，穿过轴套的传动轴顶端装有摩擦轮，摩擦轮外侧与锥形的无极变速轮外侧摩擦接触，无极变速轮的无极变速轮轴通过轴承装在固定测桥上，无极变速轮轴的顶端与水表表芯连接。
【文档编号】G01F1/28GK203587146SQ201320279252
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】王仰仁, 刘群昌, 金建华, 穆建新, 周鑫洋 申请人:天津农学院, 中国水利水电科学研究院