供水管道消能测流系统的制作方法

1.本发明涉及消能测流技术领域，尤其是涉及一种供水管道消能测流系统。


背景技术：

2.随着工业化和城市化的发展，集中供水变得越来越重要。一些地区利用地形优势在山顶处建设水池，由于落差较大，因此，处于下游的管道压力也较大。
3.然而，在自流管道供水过程中，也存在着管道末端的消能减压以及流量测定等问题，现有技术一般仅通过变换减压装置的过流面积来实现减压消能，通过流量计来达到测流目的，消能和测流独立设置，无法做到在一个装置内实现。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种供水管道消能测流系统，以缓解现有技术中存在的消能和测流独立设置，无法做到在一个装置内实现的技术问题。
5.本发明提供一种供水管道消能测流系统，包括：操作箱、进水管、消能组件和测流组件；
6.所述进水管安装于所述操作箱；
7.所述消能组件连接于所述进水管的末端，所述消能组件位于所述操作箱的内部，且与所述操作箱的内部连通；
8.所述测流组件包括设于所述操作箱内的稳流结构和设于所述操作箱的内部的薄壁堰；所述稳流结构位于所述消能组件与所述薄壁堰之间，用于减缓水位波动；
9.所述操作箱上设有水位监测仪和流量计，所述水位监测仪与所述流量计电连接，所述水位监测仪用于监测距离所述薄壁堰的上游l处的水深，并将水深信息发送至所述流量计，所述流量计接收所述水深信息并计算出所述薄壁堰通过的流量。
10.在可选的实施方式中，所述稳流结构包括多块挡板，所述挡板将所述操作箱的内部分隔为左右设置的第一空间、第二空间和第三空间，所述消能组件位于所述第一空间，所述薄壁堰位于所述第三空间；
11.所述第一空间与所述第二空间通过溢流口连通，所述第二空间与所述第三空间通过过水口连通，所述溢流口的高度大于所述过水口的高度。
12.在可选的实施方式中，多块所述挡板分别为溢流板和稳流板；
13.所述溢流板的底端固定连接于所述操作箱的底壁，且所述溢流板的顶端与所述操作箱的顶壁之间形成所述溢流口；
14.所述稳流板的顶端固定连接于所述操作箱的顶壁，且所述稳流板的底端与所述操作箱的底壁之间形成所述过水口；
15.所述溢流板的顶端高于所述稳流板的底端。
16.在可选的实施方式中，所述水位监测仪设于距离所述薄壁堰的上游l处的正上方。
17.在可选的实施方式中，所述薄壁堰的堰上水深为h；
18.其中，所述l大于所述h的5～8倍，h为所述薄壁堰的顶端与所述操作箱内的水面之间的距离。
19.在可选的实施方式中，所述流量计内设有转换模块；
20.所述转换模块用于将所述水深信息转换为堰上水深，所述堰上水深为距离所述薄壁堰上游l处的水深与所述薄壁堰的高度之差。
21.在可选的实施方式中，所述薄壁堰的外侧壁设有导流装置，所述导流装置包括导流槽，所述导流槽沿远离所述薄壁堰的外侧壁的方向向下倾斜设置。
22.在可选的实施方式中，所述导流槽的一端与所述薄壁堰的外侧壁铰接；
23.所述导流装置还包括支撑杆和设置于所述支撑杆上的伸缩节，所述支撑杆铰接于所述导流槽与所述薄壁堰的外侧壁之间，所述伸缩节用于控制所述支撑杆的长度，以调节所述导流槽的倾斜角度。
24.在可选的实施方式中，所述消能组件包括沿竖向相对移动的消能外筒和消能内筒，所述消能外筒沿竖向设有多组喷孔，通过两者的相对移动可调节所述喷孔的打开数量。
25.在可选的实施方式中，所述进水管包括弯管段和竖直段，所述竖直段的出口连接所述消能外筒；
26.所述消能内筒连接有轴线驱动机构；
27.所述弯管段的进口处的中心线水平设置。
28.有益效果：
29.本发明提供的供水管道消能测流系统，消能组件连接于进水管的末端，消能组件位于操作箱的内部，且与操作箱的内部连通，在具体使用时，可以对进水管流出的水流进行消能调压；由于测流组件包括设于操作箱内的稳流结构和设于操作箱的内部的薄壁堰，稳流结构位于消能组件与薄壁堰之间，用于减缓水位波动，因此，经消能调压后的水流可通过稳流结构流向薄壁堰，在稳流结构的作用下，可解决短距离内水位波动问题，结合薄壁堰，可实现精准测流；该操作箱上设有水位监测仪和流量计，水位监测仪与所述流量计电连接，水位监测仪用于监测距离薄壁堰的上游l处的水深，并将水深信息发送至流量计，流量计接收水深信息并计算出薄壁堰通过的流量。
30.可见，该供水管道消能测流系统可同时实现消能和测流两大目的，在实际工程应用中可与土建结合，成为一个系统性产品，减少安装多种设备的麻烦，节约土地资源以及减少移民征地等问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例提供的供水管道消能测流系统的纵向剖视图；
33.图2为部分操作箱、薄壁堰、溢流板和稳流板的剖视图，其中，箭头所示为水流的流动方向。
34.图标：
35.100-操作箱；110-第一空间；120-第二空间；130-第三空间；140-泄放阀；150-通风孔；
36.200-进水管；
37.300-消能组件；310-消能外筒；320-消能内筒；330-轴杆；340-电机；350-螺纹套筒；360-固定架；
38.410-薄壁堰；420-溢流板；430-稳流板；421-溢流口；431-过水口；
39.500-水位监测仪；
40.600-流量计；
41.700-导流装置；710-导流槽；720-支撑杆；730-伸缩节；740-支座。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
43.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
47.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
49.参照图1，本实施例提供一种供水管道消能测流系统，包括操作箱100、进水管200、消能组件300和测流组件；进水管200安装于操作箱100；消能组件300连接于进水管200的末
端，消能组件300位于操作箱100的内部，且与操作箱100的内部连通；测流组件包括设于操作箱100内的稳流结构和设于操作箱100的内部的薄壁堰410；稳流结构位于消能组件300与薄壁堰410之间，用于减缓水位波动；操作箱100上设有水位监测仪500和流量计600，水位监测仪500与流量计600电连接，水位监测仪500用于监测距离薄壁堰410的上游l处的水深，并将水深信息发送至流量计600，流量计600接收水深信息并计算出薄壁堰410通过的流量。
50.本实施例提供的供水管道消能测流系统，消能组件300连接于进水管200的末端，消能组件300位于操作箱100的内部，且与操作箱100的内部连通，在具体使用时，可以对进水管200流出的水流进行消能调压；由于测流组件包括设于操作箱100内的稳流结构和设于操作箱100的内部的薄壁堰410，稳流结构位于消能组件300与薄壁堰410之间，用于减缓水位波动，因此，经消能调压后的水流可通过稳流结构流向薄壁堰410，在稳流结构的作用下，可解决短距离内水位波动问题，结合薄壁堰410，可实现精准测流；该操作箱100上设有水位监测仪500和流量计600，水位监测仪500与所述流量计600电连接，水位监测仪500用于监测距离薄壁堰410的上游l处的水深，并将水深信息发送至流量计600，流量计600接收水深信息并计算出薄壁堰410通过的流量。
51.进一步的，参照图1和图2，稳流结构包括多块挡板，挡板将操作箱100的内部分隔为左右设置的第一空间110、第二空间120和第三空间130，消能组件300位于第一空间110，薄壁堰410位于第三空间130；第一空间110与第二空间120通过溢流口421连通，第二空间120与第三空间130通过过水口431连通，溢流口421的高度大于过水口431的高度，如此设置，可使水流在操作箱100缓慢地上升，减缓水位波动，进而提高水位监测的精确度。
52.具体的，多块挡板分别为溢流板420和稳流板430；溢流板420的底端固定连接于操作箱100的底壁，且溢流板420的顶端与操作箱100的顶壁之间形成溢流口421；稳流板430的顶端固定连接于操作箱100的顶壁，且稳流板430的底端与操作箱100的底壁之间形成过水口431；溢流板420的顶端高于稳流板430的底端。
53.本实施例中，水位监测仪500设于距离薄壁堰410的上游l处的正上方，如此设置，可使水位监测仪500精确地监测到距离薄壁堰410的上游l处的水深信息。
54.进一步的，薄壁堰410的堰上水深为h；其中，l大于h的5～8倍，可保证薄壁堰410上游水位较为稳定，使流量测定更为精准；h为薄壁堰410的顶端与操作箱100内的水面之间的距离，通过堰上水深h，可以获取l的数值。
55.本实施例中，流量计600内设有转换模块；转换模块用于将水深信息转换为堰上水深h，堰上水深h为距离薄壁堰410上游l处的水深与薄壁堰410的高度之差。
56.需要说明的是，水面线靠近薄壁堰410时会有下降，薄壁堰410上游一定距离处，水位相对稳定，测定的流量值准确性较高。
57.还需要说明的是，将转换模块集成于流量计600，并实现相应的转换操作，对于本领域技术人员来说是清楚的，且能够实现的。
58.请继续参照图1，薄壁堰410的外侧壁设有导流装置700，导流装置700包括导流槽710，导流槽710沿远离薄壁堰410的外侧壁的方向向下倾斜设置。
59.其中，导流槽710的倾斜角度可调。
60.具体的，导流槽710的一端与薄壁堰410的外侧壁铰接；导流装置700还包括支撑杆720和设置于支撑杆720上的伸缩节730，支撑杆720铰接于导流槽710与薄壁堰410的外侧壁
之间，伸缩节730用于控制支撑杆720的长度，以调节导流槽710的倾斜角度，在伸缩节730的控制下变换长度，进而调节导流槽710的角度，对地形条件适应性强。
61.可选的，薄壁堰410的外侧壁设有支座740，支撑杆720的下端铰接于支座740。
62.本实施例中，薄壁堰410的底部设有泄放阀140，通过开启泄放阀140，可定期排出进水管200内的杂物；操作箱100的顶部设置设有通风孔150。
63.上面已经描述了测流组件的具体结构，接下来描述消能组件300的具体结构。
64.该消能组件300可采用现有技术，或者采用图1所示的消能组件300。
65.具体的，消能组件300包括沿竖向相对移动的消能外筒310和消能内筒320，消能外筒310沿竖向设有多组喷孔，通过两者的相对移动可调节喷孔的打开数量。
66.简单来说，多组喷孔可以设置为两组、三组、四组及以上，其中，每组设置多个喷孔，多个喷孔呈圆周间隔布置；当消能内筒320相对消能外筒310沿竖向向下移动时，可使打开喷孔的组数减少，反之，打开喷孔的组数增加。在某一固定位置，同一组的多个喷孔可同时打开。
67.在本技术的一种实施方式中，进水管200包括弯管段和竖直段，竖直段的出口连接消能外筒310；消能内筒320连接有轴线驱动机构；弯管段的进口处的中心线水平设置，如此设置，可便于进水管200的安装固定，同时，便于弯管段与其他管道连通。
68.可选的，轴线驱动机构可以为推杆电机或其他线性驱动机构等。
69.本实施例中，参照图1，轴线驱动机构包括轴杆330、电机340和螺纹套筒350，轴杆330的一端与消能内筒320固定连接，轴杆330的另一端与电机340传动连接，并与螺纹套筒350螺纹连接，螺纹套筒350通过固定架360固定连接于进水管200，具体的螺纹套筒350通过固定架360固定连接于进水管200的弯管段。
70.工作时，电机转动轴杆转动，由于螺纹套筒固定不动，因而，在轴杆转动的同时沿轴向移动，以带动消能内筒320移动。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。