专利名称：一种可调水头智能薄壁堰式量水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量并调控灌区渠道流量的装置，特别涉及一种可调节水头的智能薄壁堰式量水装置。
背景技术：
目前，应用于灌区的量水设施有三种，第一种是量水建筑物，包括启闭式闸、涵、跌水、拱涵、渡槽、倒虹吸、标准断面等，虽然量水建筑物建造经济简单，但是建筑物的建筑标准对量水精度影响很大，并且需要通过观测、记录、计算出所需的流量，工作繁琐且人为操作给量水带来较大误差。第二种是特设量水设施，包括量水堰和量水槽，虽部分与电气设备结合进行测流，但存在泥沙淤积的问题，还不能对流量进行调控，满足不了灌区精准灌溉对分水流量的技术要求；而且与灌区渠道及渠系建筑物配套时往往不协调，配套率较低，标准化程度差，通用性不强。第三种是量水仪表，有超声波流量计、电磁流量计、蜗轮流量计、流速仪、水表、压力式水位计、浮子式水位计、超声波水位计、激光水位计等，虽能较精确测流，但是还不能对渠道流量进行调节，而且由于价格高，安装条件和运行条件苛刻等问题，还不能为广大灌区接受。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种可调水头智能薄壁堰式量水装置，该装置不仅可以对渠道流量进行精确测量，而且还可以设定配水流量对堰上水头进行智能调节，满足现代农业精准灌溉对灌溉渠道分水流量的技术要求，还能够有效地排除淤积在堰前的泥沙。本发明解决其技 术问题所采用的技术方案是:一种可调水头智能薄壁堰式量水装置，包括过水槽、支座、横梁、固定挡板和薄壁堰式闸板，所述横梁通过支座架在过水槽中间，所述横梁通过固定条和过水槽固定连接，其特征在于，电机上下移动槽通过固定板固定在所述横梁的中间，步进电机安装在所述电机上下移动槽内，所述步进电机通过联轴器与丝杠上端连接，所述丝杠穿过固定在横梁中部的上、下两个轴承通过动螺母与薄壁堰式闸板连接，所述轴承处各设置两个螺母，所述步进电机通过电线与主控制器连接，所述主控制器与超声波水位量测仪连接；所述薄壁堰式闸板中部有过水口，所述过水口的下端是薄壁堰顶，上端中部设有可动螺母，所述丝杠穿过可动螺母；所述固定挡板的下游侧壁上设有排沙闸槽，排沙闸安装在所述排沙闸槽内；所述过水槽底部通过卡槽安装有排沙板；所述排沙板上设有闸口 ；所述过水槽上安装有固定挡板，所述固定挡板上设有排沙闸槽，排沙闸安装在所述排沙闸槽内，所述固定挡板底部设有排沙口。本发明可调水头智能薄壁堰式量水的下部设置固定挡板，以壅高水位，固定挡板底部设置排沙口，不排沙时用排沙闸挡住，排沙闸设在排沙闸槽内，排沙口顶端设置排沙板，通过抽动排沙板提高排沙效率，减少堰前泥沙淤积，同时在堰前设置排沙板支撑肋，防止水压使闸板挠度较大，使排沙板灵活抽动，并对排沙板起保护作用；装置中部设置可动闸板即薄壁堰式闸板，闸板中部有过水口，过水口下部是薄壁堰顶，过水口上部闸板部分在中心处装设可动螺母，该螺母通过丝杠连接，带动闸板升降；装置上部设有横梁，在该横梁中部上下各装一个轴承，丝杠穿过轴承通过联轴器与顶部步进电机相连，为减小丝杠转动带动薄壁堰式闸板的升降对步进电机产生的拉力和压力，在横梁上下轴承处对丝杠各设置两个螺母，从而使丝杠带动薄壁堰式闸板上升时，横梁下轴承处的两个螺母将作用力作用于横梁，使丝杠带动薄壁堰式闸板下降时，横梁上轴承处的两个螺母将作用力作用于横梁，从而避免了丝杠对步进电机的拉力和压力，对步进电机起到了保护作用；装置的顶部设置电机固定板，并与横梁相固定，电机固定板中部设置电机上下移动槽，便于将步进电机通过联轴器与丝杠合适连接，同时便于将步进电机与丝杠分离并将步进电机拆下来进行检修和维护。该装置基于薄壁堰测流精确的水力学原理，结合自动控制技术，在装置的上游安装超声波水位量测仪，用来对渠道内的水位进行测量，并将测得的水位数据按照一定的频率传输给主控制器，主控制器根据预设功能来调节步进电机的转动，从而带动薄壁堰式闸板的升降，实现预设流量控制的功能。本发明的有益效果是:在对渠道流量进行精确测量的同时，还能够根据设定的流量智能调节水头，使过流流量与设定流量在较小误差范围内波动，并在施测时段内进行计时，当使装置停止运行时，在屏幕上显示该段时间的通过水量，而且还可以根据设定的需水量和流量进行智能调节，在完成输送设定供水量时自动停止工作，此外，利用排沙板可以高效便捷地排除堰前淤积的泥沙。
图1是本发明可调节水头智能薄壁堰式量水装置的主视图。图2是本发明可调节水头智能薄壁堰式量水装置的a-a剖面图。图3是本发明可调节水头智能薄壁堰式量水装置的俯视图。图4是本发明可调节水头智能薄壁堰式量水装置的运行控制图。图中，1.步进电机，2.联轴器，3.电机固定板，4.丝杠，5.横梁，6.轴承，7.排沙板，8.薄壁堰式闸板，9.侧壁支座，10.装置固定条，11.超声波水位量测仪，12.电机上下移动槽，13.排沙闸，14.排沙闸槽，15.排沙口，16.薄壁堰顶，17.活动螺母，18.支撑肋，19过水口，20.过水槽，21.控制器，22.固定挡板。
具体实施例方式图1从主视图的角度给本发明可调节水头智能薄壁堰式量水装置，包括过水槽20、支座9、横梁5、薄壁堰式闸板8，所述横梁5通过支座9架在过水槽20中间，所述横梁5通过固定条10和过水槽20固定连接，电机上下移动槽12通过固定板3固定在所述横梁5的中间，步进电机I安装在所述电机上下移动槽12内，所述步进电机I通过联轴器2与丝杠4上端连接，所述丝杠4穿过固定在横梁5中部的上、下两个轴承6通过动螺母与薄壁堰式闸板8连接，所述轴承6处各设置两个螺母。图2是本发明可调节水头的智能薄壁堰式量水装置的a-a剖面图，固定挡板22固定在过水槽20底部 ，步进电机I通过电线与主控制器21连接，所述主控制器21与超声波水位量测仪11连接；所述薄壁堰式闸板8中部有过水口 19，所述过水口 19的下端是薄壁堰顶16，上端中部设有可动螺母17，所述丝杠4穿过可动螺母17。图3是本发明可调节水头的智能薄壁堰式量水装置的俯视图，固定挡板22的下游侧壁上设有排沙闸槽14，排沙闸13安装在所述排沙闸槽14内；所述过水槽20底部通过卡槽安装有排沙板7 ;所述排沙板7上设有闸口 ；所述过水槽20上安装有固定挡板22，所述固定挡板22上设有排沙闸槽14，排沙闸13安装在所述排沙闸槽14内，所述固定挡板22底部设有排沙口 15。当需要排沙时，所述排沙闸13穿过排沙板7上设置的闸口一直插到过水槽20底部将固定挡板22底部设有的排沙口 15封死，这时排沙板不排沙，当需要排沙时，把排沙闸13拉起来就可以。图4给出了是本发明可调节水头的智能薄壁堰式量水装置的运行控制图，主控制器21通过超声波水位量测仪11传输的数据对渠道内的过水流量进行精确测量，并在显示屏上显示此时的水位和流量，超声波水位量测仪按照一定频率更新渠道内定额水位数据，使得显示屏上的数据按照一定频率进行更新；二是通过键盘设定所需的过水流量，主控制器21通过超声波水位量测仪11传输的数据对步进电机I进行调控，带动排沙闸13的升降，超声波水位量测仪11按照一定频率更新渠道内定额水位数据，使得渠道过水流量与设定的流量在较小误差范围内波动，执行该功能的同时，主控制器21开始计时，待到装置停止运行时，屏幕上显示渠道水位、过水流量、过水时间和过水水量；三是通过键盘设定所需的过水流量和过水量，超声波水位量测仪按照一定频率更新渠道内定额水位数据，使主控制器对闸板自动调节，并进行倒计时，待完成预定任务后装置停止工作，闸板上升至预定的最1 位 置。
权利要求
1.一种可调水头智能薄壁堰式量水装置，包括过水槽(20)、支座(9)、横梁(5)，所述横梁(5 )通过支座(9 )架在过水槽(20 )中间，所述横梁(5 )通过固定条(10 )和过水槽(20 )固定连接，其特征在于，电机上下移动槽(12)通过固定板(3)固定在所述横梁(5)的中间，步进电机(I)安装在所述电机上下移动槽(12 )内，所述步进电机(I)通过联轴器(2 )与丝杠(4)上端连接，所述丝杠(4)穿过固定在横梁(5)中部的上、下两个轴承(6)通过动螺母与薄壁堰式闸板(8)连接，所述轴承(6)处各设置两个螺母，所述步进电机(I)通过电线与主控制器(21)连接，所述主控制器(21)与超声波水位量测仪(11)连接；所述薄壁堰式闸板(8)中部有过水口(19)，所述过水口(19)的下端是薄壁堰顶(16)，上端中部设有可动螺母(17)，所述丝杠(4)穿过可动螺母(17);所述过水槽(20)底部通过卡槽安装有排沙板(7)；所述排沙板(7)上设有闸口 ；所述过水槽(20)上安装有固定挡板(22)，所述固定挡板(22)上设有排沙闸槽(14)，排沙闸(13)安装在所述排沙闸槽(14)内，所述固定挡板(22)底部设有排沙口(15)。
2.根据权利要求1所述的可调水头智能薄壁堰式量水装置，其特征在于，所述排沙板(7)下边设有 支撑肋(18)。
全文摘要
本发明公开了一种可调水头智能薄壁堰式量水装置，包括过水槽、支座、横梁，横梁通过支座架在过水槽中间，横梁通过固定条和过水槽固定连接，移动槽通过固定板固定在所述横梁的中间，步进电机安装在所述移动槽内，步进电机通过联轴器与丝杠上端连接，丝杠穿过固定在横梁中部的上、下两个轴承通过动螺母与薄壁堰式闸板连接，步进电机通过电线与主控制器连接，主控制器与超声波水位量测仪连接；薄壁堰式闸板中部有过水口，过水口的下端是薄壁堰顶，固定挡板上设有排沙闸槽，排沙闸安装在所述排沙闸槽内；固定挡板底部设有排沙口。该装置不仅可以对渠道流量进行精确测量，而且还可以设定配水流量对堰上水头进行智能调节。
文档编号E02B7/34GK103215929SQ201310126938
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月13日 优先权日2013年4月13日
发明者甄晶博, 吕宏兴, 韩文霆, 彭向岐, 王冬, 周兴彬, 王家琪, 庞靖男 申请人:西北农林科技大学