人防水箱的水位机械检测装置的制作方法

1.本实用新型应用于建筑人防领域，涉及一种采用机械方法测量人防水箱水位的装置。


背景技术：

2.在建筑的地下人防工程中，水箱是必备的人防装备。水箱的水位显示通常采用连通器原理的透明塑料管，这种水位显示器存在有三个个明显的缺点，一是在地下光线不足的环境下，因水和透明塑料管具有透光性，故不易观察水位；二是在极寒天气下，有可能发生冰冻，将透明塑料管冻坏，造成漏水，在平常不经常去人的地下，有可能发生严重事故；三是水位观察，需要打开透明塑料管下的阀门。专利2012203249258和2020222090684公开了测量水箱水位的装置，不采用连通器透明塑料管，省去了阀门，不惧严寒天气，水位直接通过电信号显示，观察方便，但其缺点是需要用电，而在战时或紧急情况下，人防工程通电是一件保障系数较低的事情。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题是：提供一种人防水箱的水位机械检测装置，不使用电力，采用机械的方法检测水箱水位，不受极寒天气和断电的影响。
4.本实用新型所采用的技术方案是：人防水箱的水位机械检测装置包括水箱内的浮球结构和水箱顶板上的密封结构，在浮球结构的角部浮球顶面中心，固定连接有水位显示杆，该水位显示杆包括由弹簧小球连接装置连接的上显示杆和下显示杆。在下显示杆顶部设计有上端环，所述上端环的内环表面与上显示杆外表面配合；在上显示杆底部设计有下端环，所述下端环的外环表面与下显示杆内表面配合。所述弹簧小球连接装置位于上端环、下端环、上显示杆外表面和下显示杆内表面之间形成的环形空腔内，该装置包括螺钉、弹簧、压板和小球，所述小球放置在压板与上显示杆外表面之间，在所述压板的内表面、上显示杆外表面底部加工有与小球配合的球形凹坑，两个球形凹坑位置相对，中心相应。所述弹簧为压簧或压片，其一端顶住紧固螺钉的端部，另一端顶住压板外表面。
5.所述密封结构位于水箱顶板角部，包括透明管和磁铁，所述磁铁固定连接在透明管的顶部，该透明管覆盖在水箱顶板角部加工的显示孔上。所述透明管的高度与上下显示杆的长度相应。在所述上显示杆顶端固定连接有与磁铁配合的铁板。为便于快速检测水面，所述透明管上标示有不透明刻度线。
6.进一步，所述浮球结构包括角部浮球、连杆、中心浮球和水位显示杆；所述角部浮球位于方形水箱的四个角部，与水箱的两个侧壁接触；所述中心浮球位于方形水箱的中心；所述角部浮球和中心浮球两两之间采用连杆固定连接。为便于浮球结构的下降，所述角部浮球和中心浮球内放入配重。
7.进一步，为便于快速检测水面，所述上显示杆和下显示杆为不同颜色。
8.本实用新型的有益效果是：本实用新型不惧寒冷天气，不使用电力，采用磁力和弹
簧等机械原理，通过磁力控制上下显示杆有序下降，通过弹簧调整小球所受到的压力大小控制上下显示杆有序上升。本实用新型可以在极端情况下长时间顺利工作，提高了安全系数。
附图说明
9.图1为本实用新型浮球结构俯视示意图；
10.图2为水箱无水状态示意图；
11.图3为图2的a部放大图；
12.图4为水箱满水状态示意图；
13.图5为图4的b部放大图；
14.其中：1-水箱、2-角部浮球、3-连杆、4-中心浮球、5-水位显示杆、51-下显示杆、52-上显示杆、6-铁板、7-显示孔、8-透明管、9-磁铁、10-螺钉、11-弹簧、12-压板、13-小球、14-上端环、15-下端环。
具体实施方式
15.以下所述上下、顶底均是按照人防水箱的上下方位。所述内外指圆的径向方向而言，指向圆心的方向为内，背向圆心的方向为外。以下所述的固定连接可以是粘接、焊接、插接、紧固件连接等多种连接方式，以及不同连接方式的组合。
16.本实用新型人防水箱的水位机械检测装置包括水箱内的浮球结构和水箱顶板上的密封结构。水箱内的浮球结构如附图1所示，包括角部浮球2、连杆3、中心浮球4、水位显示杆5。人防水箱一般从占地角度考虑，多为方形结构。本实用新型所述角部浮球2为四个，分别位于方形水箱的四个角部，每个角部浮球2均与水箱1的两个侧壁接触，利用水箱1的侧壁定位。中心浮球4一个，位于方形的中心。四个角部浮球2和一个中心浮球4，相邻的两两之间采用连杆3固定连接，形成稳定的三角形结构。在四个角部浮球2的顶面中心，固定连接有水位显示杆5。
17.水箱顶板上的密封结构如附图2所示，附图2为水箱内无水状态示意图。在水箱1顶板的四个角部，开设有四个显示孔7。在显示孔7上固定连接透明管8，透明管8的中心与显示孔7的中心一致。在透明管8的顶部，固定连接有永久磁铁9。这样，由透明管8和磁铁9形成密封结构，密封显示孔7，防止灰尘和虫鼠等异物进入水箱，保障水质。显示孔7的中心与角部浮球2的中心一致，这样可保证水位上升时，水位显示杆5能够顺利进入透明管8内。
18.水位显示杆5的结构如附图2-5所示，水位显示杆5包括上显示杆52、下显示杆51和连接装置等多个零部件。上显示杆52套装入下显示杆51，下显示杆51固定连接在角部浮球2弧形顶面的中心。上下显示杆的连接方式见附图3所示，在下显示杆51顶部设计有上端环14，在上显示杆52底部设计有下端环15。上端环14的内环表面与上显示杆52外表面配合，可沿上显示杆52外表面上下滑动。下端环15的外环表面与下显示杆51内表面配合，可沿下显示杆51内表面上下滑动。如附图2所示，在上显示杆52的顶端，固定连接有铁板6。
19.见附图3，在上端环14、下端环15、上显示杆52外表面和下显示杆51内表面之间形成环形空腔，在该空腔内，圆周方向上均布3-4个图示的连接装置，该连接装置为弹簧小球连接装置，包括螺钉10、弹簧11、压板12、小球13。所述小球13放置在压板12与上显示杆52外
表面之间，在压板12内表面（与小球13接触的表面）和上显示杆52外表面的底部，加工有与小球13配合的球形凹坑，两个球形凹坑位置相对，中心相应。所述弹簧11的一端顶住紧固螺钉10的端部，另一端顶住压板12外表面。安装时，将弹簧11、压板12、小球13顺序放入环形空腔，插入上显示杆52，拧紧螺钉10即可。通过调整螺钉18的拧入长度，可调整弹簧11的压缩量，从而实现小球13所受压力的调整。
20.通常情况下，水箱内的高度约为1.5米左右，水箱顶板与建筑顶板的距离至少1.0米以上。本实施例上显示杆52和下显示杆51有效工作长度为700mm，透明管8的有效高度约为700mm，与上下显示杆的长度相应。
21.当人防水箱水位位于溢流平面时，如附图4所示，角部浮球2沿水箱1的两个侧面内壁上浮到顶，此时水位显示杆5的上下显示杆收缩。如附图5所示，位于上显示杆52顶端的铁板6与磁铁9接触，两者依靠磁力固定。当水箱水位下降时，角部浮球2和中心浮球4在重力作用下下降，带动水位显示杆5下降，由于上显示杆52顶端的铁板6与磁铁9磁力固定，下显示杆51没有磁力作用，下显示杆51在角部浮球2的带动下下降，此时透明管8露出上显示杆52。当下显示杆51下降到附图3所示位置时，在弹簧11的作用下，小球13进入上显示杆52外表面的球形凹坑，此时透明管8中只显示有上显示杆52。若水箱内的水位接着下降，此时，下显示杆51的上端环14通过弹簧小球连接装置将力传递到上显示杆52的下端环15，从而脱离上显示杆52顶端的磁力，带动上显示杆52下降。当水箱内水位处于水位下限时，如附图2所示，上显示杆52全部下降到水箱内，透明管8内无显示杆。
22.在附图2所示的位置开始向水箱内注水时，角部浮球2沿水箱1的两个侧面内壁上浮，带动水位显示杆5上浮，两个上下显示杆之间采用附图3所示的弹簧小球连接装置连接，在弹簧小球连接装置的作用下，下显示杆51带动上显示杆52上升，上显示杆52首先伸出显示孔7，从透明管8可看到上显示杆52。随着水箱水位的上升，当上显示杆52的顶端顶住磁铁9时，在小球13的作用下，弹簧11受压压缩，小球13从上显示杆52外表面的凹坑内滚出，下显示杆51继续上升，伸出显示孔8，套入上显示杆52，从透明管8可看到下显示杆51。
23.本实用新型通过磁力控制上下显示杆有序下降，通过弹簧小球装置控制上下显示杆有序上升。为了快速判定水箱水位，区分透明管内可看到的上下显示杆的位置，可以将上下显示杆采用不同的颜色以示区分，同时在透明管8上标示不透明刻度线。从透明管8漏出的显示杆的颜色及该显示杆相对于透明管的刻度可以快速判定人防水箱的水位高度。
24.弹簧采用压簧或压片，因弹簧一直处于水箱的水面之上，为保证弹簧长时间顺利工作，不建议采用碳钢材质，宜采用不锈钢材质。因塑料耐受水和蒸气的腐蚀，密度较轻，所以角部浮球、中心浮球、连杆、显示杆等宜采用塑料。为保证水位下降时，浮球能够顺利下降，以抵消所受的磁力，在角部浮球和中心浮球内宜加入配重。铁板6和磁铁9做好防腐处理。
25.本人防水箱水位机械检测装置不惧寒冷天气，结冰对本水位机械检测装置没有影响。本实用新型不使用电力，采用磁力和弹簧等机械原理，可以在断电等极端情况下长时间顺利工作。
26.本实用新型将连通器水位显示的透明塑料管从水箱的侧部移到了水箱顶部，可有效防止人为误操作或偶然事件损坏透明塑料管。通常情况下，连通器水位显示的透明塑料管一旦损坏，水位测量无法工作，而且购买备件更换也需要一定时间，本实用新型一次安装
四个透明管，可互为备件，即使三个透明管损坏，采用不透明的钢管或塑料管替代，也不影响水箱水位检测。