一种用于测量市政排水管道管径及充满度的装置及其方法与流程

1.本发明属于市政管线探测技术领域，具体涉及一种地下排水管道管径及充满度测量装置，特别适用于当检查井满水或其他不具备下井条件时的测量。


背景技术：

2.在进行城市现状排水管道摸查时，经常需要了解管道管径、充满度等基础数据，为管网水力计算提供准确依据。特别是在测量管道流量时，利用流量计探头可以得到污水流速，根据流量计算公式(q＝a
×
v)即可计算流量，此时准确测量过水断面面积则尤为重要。目前较为普遍的排水管道管径测量方法是，摸查人员在地面采用l型杆伸入井内勾测管道上下内壁高差得到，此种方法如果井室较大，l型杆从井口伸入管口倾斜角度过大时则产生测量偏差，当检查井满水或淤积时则无法测量。充满度基本根据肉眼在井口观察或qv潜望器拍摄估读，当井室较深或光线较暗时，用肉眼估读充满度准确率非常低。
3.中国专利号为zl202120446065.4的实用新型专利公开了一种地下管线管径测量装置，包括伸缩测量装置、活动夹杆、支撑槽和推拉装置；所述伸缩测量装置包含横向伸缩臂和纵向伸缩臂，纵向伸缩臂活动嵌于横向伸缩臂内；所述伸缩测量装置通过伸缩转轴连接活动夹杆；所述活动夹杆通过推拉转轴连接推拉装置；所述伸缩测量装置固设于支撑槽底部；所述推拉装置活动安置于支撑槽内。上述方案仅可用于测量未满水或淤积三维管道管径，不能测量充满度。该方案一定程度提高了管径测量准确性，但是其构造包含过多的伸缩杆及伸缩轴，用力方向与伸缩方向不同线容易卡顿，并且当水流过急时测量装置没有着力点容易被水流冲击偏离影响测量结果。因此重新提出一种用于测量市政排水管道管径及充满度的装置。


技术实现要素：

4.针对现有排水管道管径测量存在精度不高、操作困难、安全隐患、设备复杂等问题，为了克服现有方案的不足，本发明提供一种用于测量市政排水管道管径及充满度的装置，通过以下技术方案得以实现：
5.一种用于测量市政排水管道管径及充满度的装置，所述装置包括固定杆1、活动杆2、测量杆3、螺栓5、套环6；
6.所述的固定杆1包括若干空心钢管7通过丝扣连接构成，每个空心钢管7上端头部侧面横向焊接转轴8；最下段空心钢管7底端设置第四圆孔9.4；
7.所述活动杆2包括若干伸缩套杆10通过丝扣连接构成，每个伸缩套杆10上端头部侧面横向设置第一圆孔9.1，所述第一圆孔9.1孔径大于转轴8的直径，转轴8套入第一圆孔9.1中使得固定杆1和活动杆2组成交叉剪切形状；伸缩套杆10的端头处与套环6连接；
8.所述固定杆1和测量杆3的一端通过螺栓5和第四圆孔9.4铰连接；所述螺栓5的轴向与转轴8的轴向平行；
9.所述的套环6套设在测量杆3上滑动连接；所述套环6内壁直径略大于测量杆3外
径，确保测量杆3可以穿入套环6中上下滑动的同时保证套环6圆环面基本垂直于测量杆3，如此设计可保证短钩件12在测量时更好的抵住排水管管内顶；
10.所述活动杆2通过套环6与测量杆3滑动连接；
11.所述固定杆1和活动杆2通过转轴8插入第一圆孔9.1活动连接；
12.所述测量杆3底部设置第三圆孔9.3，第三圆孔9.3内套入螺栓5，以第三圆孔9.3圆心为起点标记设置刻度尺。
13.进一步为，本发明所述装置包括销子61，所述活动杆2最下段的伸缩套杆10与套环6通过销子61连接，销子61下端设置第二圆孔9.2与套环6环体转动连接，销子61上端与活动杆2最下段的伸缩套杆10底端固定连接，在套环6与销子61连接点的环体另一侧对称点处焊接短钩件12。
14.进一步为，本发明所述套环6圆环面与活动杆2上的第一圆孔9.1的轴线保持平行。
15.进一步为，本发明所述伸缩套杆10由伸缩内臂101、伸缩外臂102、高强弹簧103嵌套组成；自然状态高强弹簧103弹力将伸缩套杆10顶托至最长，受外力压缩状态伸缩套杆10自由缩短，极限压缩状态伸缩套杆10缩短至自然状态长度的一半；在内外伸缩臂连接处，伸缩内臂101外径大于伸缩外臂102内径。
16.进一步为，本发明当所述装置使用两段空心钢管7和伸缩套杆10组合测量时，活动杆2第一段伸缩套杆10上的第一圆孔9.1穿入固定杆1第一段空心钢管7上的转轴8中。
17.进一步为，本发明当所述装置使用四段空心钢管7和伸缩套杆10组合测量时，活动杆2第二段伸缩套杆10上的第一圆孔9.1穿入固定杆1第二段空心钢管7上的转轴8中。
18.进一步为，本发明所述螺栓5圆柱侧面一端焊接角钢11，焊接线位于角钢11直角边线上，焊接方向使得角钢11的直角边线与螺栓5轴向平行。
19.进一步为，本发明所述装置包括读数尺4；所述读数尺4包括若干伸缩套尺13连接构成；所述读数尺4上端头部设置第五圆孔9.5，以第五圆孔9.5圆心为起点标记设置刻度尺；所述固定杆1和读数尺4通过转轴8插入第五圆孔9.5活动连接，测量时读数尺4自然垂直地面与测量杆3平行。
20.进一步为，本发明所述的短钩件12包括水平折边12.1、斜折边12.2、联动套环12.3；所述的联动套环12.3套设在测量杆3上，套环6的下部，与测量杆3滑动连接；水平折边12.1水平设置，其另一端与斜折边12.2的一端固定连接；斜折边12.2的另一端与联动套环12.3的侧边固定连接；所述的水平折边12.1、斜折边12.2、套环6与联动套环12.3之间的测量杆3三段构成直角三角形结构。如此设计是为了保证短钩件12更好地抵住排水管管内顶。
21.使用上述装置的方法，所述的方法包括以下步骤：
22.a、当测量较浅的检查井排水管道管径时，固定杆1和活动杆2均采用两段空心钢管7和伸缩套杆10拼接；
23.步骤一：将固定杆1第一段空心钢管7上的转轴8插入活动杆2第一段伸缩套杆10上的第一圆孔9.1中形成剪刀形式；
24.步骤二：将活动杆2末端用销子61连接的套环6套入测量杆3中；
25.步骤三：将固定杆1和活动杆2一并伸入检查井，将固定杆1末端的角钢11抵住排水管道管口底部，然后操作活动杆2使得测量杆3竖向紧贴排水管管口中线，上下移动活动杆2将其末端短钩件12抵住排水管管内顶；此时识读测量杆3上的数字序号即得到排水管道的
充满度及管径信息；
26.b、当检查井满水管口淹没无法观看测量杆3上数字序号时，将读数尺4上端第五圆孔9.5套入固定杆1第二段空心钢管7上的转轴8，使读数尺4自然垂直地面，读数尺4与活动杆2交点处的刻度即是排水管道管径。
27.本发明的有益效果是：本发明通过利用全等三角形对应边长度相等的定理，巧妙实现测量人员在地面即可准确测量管道管径及充满度的目的。本发明在大井室、深井室、管口淤积淹没等复杂情况同样适用，具有测量精度高、效率高、适用性强、使用安全、操作及携带方便等多种优势。
附图说明
28.图1是本发明的整体结构示意图；
29.图2是本发明的测量示意图；
30.图3是伸缩套杆组合及拆解结构图；
31.图4是固定杆与测量杆连接处细部大样图；
32.图5是活动杆与测量杆连接处细部大样图；
33.图6是本发明短钩件另一种结构示意图。
34.图中：1-固定杆、2-活动杆、3-测量杆、4-读数尺、5-螺栓、6-套环、61-销子、7-空心钢管、8-转轴、9.1-第一圆孔、9.2-第二圆孔、9.3-第三圆孔、9.4-第四圆孔、9.5-第五圆孔、10-伸缩套杆、101-伸缩内臂、102-伸缩外臂、103-高强弹簧、11-角钢、12-短钩件、13-伸缩套尺、14-螺母。
具体实施方式
35.为能进一步了解本发明的内容、特点、使用方法及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
36.见图1，图2，图3，图4，图5，图6所示。
37.一种用于测量市政排水管道管径及充满度的装置，所述装置包括固定杆1、活动杆2、测量杆3、螺栓5、套环6；
38.所述固定杆1由四段等长的空心钢管7以丝扣连接组成，其可拼接功能目的是便于携带，当检查井较深时拼接四段空心钢管7，当检查井较浅时拼接两段空心钢管7；固定杆1中每个空心钢管7上端头部侧面横向焊接转轴8。
39.所述活动杆2由四段等长的伸缩套杆10以丝扣连接组成，其可拼接功能目的是便于携带；
40.活动杆2中每个伸缩套杆10上端头部侧面横向设置第一圆孔9.1，所述第一圆孔9.1孔径大于转轴8的直径，以便转轴8可以套入第一圆孔9.1中使得固定杆1和活动杆2组成交叉剪切形状。
41.所述伸缩套杆10由伸缩内臂101、伸缩外臂102、高强弹簧103嵌套组成，自然状态高强弹簧103弹力将伸缩套杆10顶托至最长，受外力压缩状态伸缩套杆10可自由缩短，极限压缩状态伸缩套杆10缩短至自然状态长度的一半，内外伸缩臂连接处，伸缩内臂101外径大于伸缩外臂102内径，防止伸缩内臂101末端滑出。
42.所述活动杆2最下段的伸缩套杆10与套环6通过销子61连接，销子61下端设置第二圆孔9.2与套环6环体转动连接，销子61上端与活动杆2最下段的伸缩套杆10底端焊接，在套环6与销子61连接点的环体另一侧对称点处焊接短钩件12。
43.所述套环6圆环面与活动杆2上的第一圆孔9.1轴线保持平行，销子61的作用是在活动杆2处于不同角度时始终保证套环6圆环面与活动杆2上的第一圆孔9.1轴线保持平行，短钩件12的作用是伸入待测量排水管管口使得活动杆2卡住管内顶提高测量精度；
44.所述套环6内壁直径略大于测量杆3外径，确保测量杆3可以穿入套环6中上下滑动的同时保证套环6圆环面基本垂直于测量杆3，如此设计可保证短钩件12在测量时更好的抵住排水管管内顶。
45.所述螺栓5的另一端设置与螺栓5配套的螺母14。
46.当使用两段空心钢管7和伸缩套杆10组合测量时，活动杆2第一段伸缩套杆10上的第一圆孔9.1穿入固定杆1第一段空心钢管7上的转轴8中；
47.当使用四段空心钢管7和伸缩套杆10组合测量时，活动杆2第二段伸缩套杆10上的第一圆孔9.1穿入固定杆1第二段空心钢管7上的转轴8中。
48.所述测量杆3长度为2m，基本满足市政排水管管径尺寸范围测量，底部设置第三圆孔9.3，用于套入螺栓5，以第三圆孔9.3圆心为起点标记刻度，精度为每个间隔5cm，测量时保证测量杆3竖直贴紧排水管管口中线，在非满管淹没的测量时，只要在井口看得清楚测量杆3则无需采用读数尺4，可直接识读管径及充满度提高测量效率。
49.所述螺栓5穿入设置于固定杆1最下段空心钢管7底端的第四圆孔9.4中，与固定杆1转动连接，所述螺栓5的轴向与转轴8的轴向平行，
50.所述螺栓5圆柱侧面一端焊接角钢11，焊接线位于角钢11直角边线上，焊接方向使得角钢11的直角边线与螺栓5轴向平行，通过角钢11使得固定杆1底端可以卡住待测量排水管管底与检查井壁阳角处，在湍急水流中保持测量设备的稳定性提高测量精度；
51.所述螺栓5的另一端设置与螺栓5配套的螺母14，用来防止测量杆3滑落。
52.每一个空心钢管7尺寸相同；每一个伸缩套杆10尺寸相同；伸缩套尺13尺寸相同。
53.所述读数尺4量程为2m，由四段等长的伸缩套尺13组成，其可伸缩功能是方便携带并且测量小管径时读数尺4底部不与地面碰撞；
54.所述读数尺4上端头部设置第五圆孔9.5，以第五圆孔9.5圆心为起点标记刻度，精度为每个间隔5cm。
55.所述固定杆1和读数尺4通过转轴8插入第五圆孔9.5活动连接，测量时确保读数尺4自然垂直地面与测量杆3平行。
56.所述的固定杆1、活动杆2、测量杆3、读数尺4材质均选用镀锌钢管，其优势是坚固防腐耐用。
57.进一步为，本发明所述的短钩件12包括水平折边12.1、斜折边12.2、联动套环12.3；所述的联动套环12.3套设在测量杆3上，套环6的下部，与测量杆3滑动连接；水平折边12.1水平设置，其另一端与斜折边12.2的一端固定连接；斜折边12.2的另一端与联动套环12.3的侧边固定连接；所述的水平折边12.1、斜折边12.2、套环6与联动套环12.3之间的测量杆3三段构成直角三角形结构。如此设计是为了保证短钩件12更好地抵住排水管管内顶。
58.使用上述装置的方法，所述的方法包括以下步骤：
59.a、当测量较浅的检查井排水管道管径时，固定杆1和活动杆2均采用两段空心钢管7和伸缩套杆10拼接；
60.步骤一：将固定杆1第一段空心钢管7上的转轴8插入活动杆2第一段伸缩套杆10上的第一圆孔9.1中形成剪刀形式；
61.步骤二：将活动杆2末端用销子61连接的套环6套入测量杆3中；
62.步骤三：将固定杆1和活动杆2一并伸入检查井，将固定杆1末端的角钢11抵住排水管道管口底部，然后操作活动杆2使得测量杆3竖向紧贴排水管管口中线，上下移动活动杆2将其末端短钩件12抵住排水管管内顶；此时识读测量杆3上的数字序号即得到排水管道的充满度及管径信息；
63.b、当检查井满水管口淹没无法观看测量杆3上数字序号时，将读数尺4上端第五圆孔9.5套入固定杆1第二段空心钢管7上的转轴8，使读数尺4自然垂直地面，读数尺4与活动杆2交点处的刻度即是排水管道管径。
64.以上所述的仅是本发明的部分具体实施例,方案中公知的具体内容或常识在此未作过多描述。应当指出，上述实施例不以任何方式限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。