專利名稱:堰用累計(jì)量水器的制作方法
本發(fā)明涉及一種量水設(shè)備，具體地說(shuō)是堰用累計(jì)量水器。
現(xiàn)有的量水堰是人們熟知的專用量水設(shè)備，有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)。在長(zhǎng)期的水利工程實(shí)踐中，廣泛地為人們所采用和信賴。它最主要的特點(diǎn)，就是把流量過(guò)程的諸因素歸結(jié)為一個(gè)變量水頭。從測(cè)驗(yàn)的角度來(lái)考慮，堰流量測(cè)驗(yàn)就是水頭的測(cè)驗(yàn)。量水堰的水頭測(cè)驗(yàn)基本分為人工觀測(cè)和儀器自記兩種。人工觀測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，但要專人觀測(cè)，占用時(shí)間，觀測(cè)記錄麻煩、精度低、自記水位計(jì)精度高，可記下水位過(guò)程，但管理計(jì)算起來(lái)麻煩，需要一定的能源(鐘、電)，使儀器造價(jià)較高。
本發(fā)明的目的是提供一種在一定精度范圍內(nèi)采用累計(jì)式液體流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱流量計(jì))作為自記儀器量水器，該自記儀只記用水總量，可用于農(nóng)田灌區(qū)，工業(yè)用水、城市自來(lái)水等不需要記錄流量過(guò)程的地方。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)堰流和孔流的物理特征，通過(guò)數(shù)上的簡(jiǎn)化和整理，化為具有相同模式的單值函數(shù)關(guān)系，即流量可表達(dá)為水位的單值函數(shù)堰流Q＝BHm(1)孔流q＝CHn(2)式中Q、q分別為堰流和孔流流量，B、C分別為兩系數(shù)，H為水頭，m、n分別為水頭指數(shù)。上述兩式的區(qū)別在于系數(shù)和指數(shù)均不相同，根據(jù)恒定總流的連續(xù)性方程和能量平衡方程，對(duì)孔流水頭和面積進(jìn)行定量的調(diào)節(jié)，將孔流方程中的指數(shù)修改得與堰流方程一致，即具有新的數(shù)字模式q′＝C′Hm(3)從而水頭指數(shù)與堰流公式(1)中的指數(shù)相同，聯(lián)立(1)、(2)兩式可得一比例系數(shù)K，K＝Q/q經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，K值在堰流公式指定的范圍內(nèi)恒為常數(shù)，將這一調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用在堰上，如圖1所示，C為堰板，D為調(diào)節(jié)管。管壁上有一列專門設(shè)定的過(guò)流小孔R(shí)，通過(guò)小孔的水流可調(diào)節(jié)成堰流，再通過(guò)導(dǎo)流管S進(jìn)入流量計(jì)p。DSP共成一個(gè)分流系統(tǒng)(即量水器)，上游水流經(jīng)調(diào)節(jié)管進(jìn)入導(dǎo)流管內(nèi)，然后推動(dòng)流量計(jì)流入下游。上游水頭H與分流流量的關(guān)系被調(diào)節(jié)為q′＝C′Hm(即小孔列流量方程)這樣DSp分流系統(tǒng)就完成了測(cè)驗(yàn)任務(wù)。當(dāng)人們要測(cè)定過(guò)堰水量時(shí)，只需將起止兩次流量計(jì)讀數(shù)差乘以比例系數(shù)K即可。
本發(fā)明的堰用累計(jì)量水器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管理方便，實(shí)現(xiàn)了堰流的水力自計(jì)，而不要其它能源，結(jié)果不需整理，讀取方便。凡能安裝量水堰的地方(堰應(yīng)為自由流)均可裝該量水器。
圖1為堰板式示意圖圖2為引流式示意圖圖3為q-H圖堰用累計(jì)量水器可以有兩種實(shí)施方案，即堰板式和引流式。下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例。
如圖1所示，堰板式是將量水器DSp固定在堰板C上。調(diào)節(jié)管D上設(shè)有一列專門設(shè)定的過(guò)流小孔R(shí)，最低小孔中心線和流量計(jì)出口的水平中心線與堰口底邊在同一個(gè)水平面內(nèi)，小孔之間的孔距為0～50mm，當(dāng)孔距為0時(shí)，則為一條縫，孔距越小，測(cè)驗(yàn)精度越高。小孔的直徑這樣確定由小孔列流量方程(3)(q′＝C′Hm)和孔流方程(2)(q＝CHn)，可得C′＝CHn-m對(duì)一個(gè)確定堰和一個(gè)選定的流量計(jì)m、n和C為確定值，且求C′時(shí)必須將上游水頭H的最大水頭Hmax(即堰上游允許的最大水頭)代入，則C′＝CHn-mmax根據(jù)此式可求出C′，然后將水位H1從0～Hmax等分或不等分為K段，即小孔列應(yīng)確定的位置，任何一個(gè)單獨(dú)的小孔，必須符合水力學(xué)孔口出流的流量計(jì)算原則，所以孔位應(yīng)在所論之水位段的起始點(diǎn)上。分段后得h11，h12……h(huán)1K，第一個(gè)角標(biāo)代表曲線，第二個(gè)角標(biāo)代表水頭分段數(shù)，如圖3中所示，1為q′＝C′Hm的曲線，2為q＝CHn的曲線，對(duì)任意的h1i，有與之相對(duì)應(yīng)的h2i，它們的關(guān)系為
hi與hi之差為Zi＝h1i-h2i根據(jù)q ′= MA·ωΣi = 1Kα i·Z i]]>得累積小孔面積之和為ωΣi = 1Kα i =q ′MA·Z i]]>式中，ai為任意小孔代號(hào)，q′由q′＝C′Hm求得，MA為孔口流量系數(shù)，其值可查取，任意小孔面積ωi為
ω i = ωΣi = 1Kα i- ωΣi = 1ka i - 1]]>小孔面積確定后，其直徑也就定了。小孔數(shù)量可多可少，視具體情況而定。調(diào)節(jié)管直徑不小于流量計(jì)流出水口直徑，導(dǎo)流管的一端與調(diào)節(jié)管連接，另一端穿過(guò)堰板與流量計(jì)連接。(可在導(dǎo)流管上焊一固定發(fā)蘭盤，并在堰板上開(kāi)孔，使量水器完全固定到堰板上)如圖2所示，引流式是將量水器設(shè)在引流管路E上的集水井F內(nèi)。引流管路一端與渠壁A接通，另一端與集水井接通，量水器結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1完全相同，井中G為隔板使導(dǎo)流管穿過(guò)隔板，調(diào)節(jié)管處于上游，水表處于下游。水流通過(guò)引流管路將水引至集水井內(nèi)，使量水器完成測(cè)驗(yàn)任務(wù)，量水器出口B與堰下游的渠壁連通。
引流式不受渠流干擾，上游水頭穩(wěn)定，精度高，除薄壁堰以外，還適合于全寬堰、實(shí)用堰，但實(shí)施不如堰板式方便。
補(bǔ)正 86106313文件名稱 頁(yè)行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說(shuō)明書(shū) 1 14 ……，通過(guò)數(shù)上…… ……，通過(guò)數(shù)字上……2 5 ……，聯(lián)立(1)、(2)……，聯(lián)立(1)、(3)兩式 兩式……2 7 K＝Q/q K＝B/C′＝Q/q′3 倒6 hi與hi之差為 h1i與h2i之差為
權(quán)利要求
1.堰用累計(jì)量水器，量水器設(shè)在堰上游，其特征在于該量水器由設(shè)有一列小孔R(shí)或一條縫的調(diào)節(jié)管D、導(dǎo)流管S和累計(jì)式液體流量計(jì)P組成。
2.按權(quán)利要求
1所述的量水器，其特征在于調(diào)節(jié)管管壁上的小孔的直徑根據(jù)小孔所在的水位確定，孔距范圍為0～50mm。
3.按權(quán)利要求
1或2所述的量水器，其特征在于累計(jì)式液體流量計(jì)為水表。
4.按權(quán)利要求
1或2所述的量水器，其特征在于量水器可裝在堰板上。
5.按權(quán)利要求
3所述的量水器，其特征在于量水器可裝在堰板上。
6.按權(quán)利要求
1或2所述的量水器，其特征在于量水器設(shè)在引流管路E上的集水井F內(nèi)。
7.按權(quán)利要求
3所述的量水器，其特征在于量水器設(shè)在引流管路E上的集水井F內(nèi)。
專利摘要
本發(fā)明是一種堰用累計(jì)量水器，目的是提供一種采用累計(jì)式液體流量計(jì)作為自記儀器的量水器，不需人工觀測(cè)，不需使用任何能源，測(cè)量結(jié)果不需整理。該設(shè)備是在堰上游設(shè)有一個(gè)量水器，量水器由設(shè)有一列小孔R(shí)或一條縫的調(diào)節(jié)管D，導(dǎo)流管S和累計(jì)式液體流量計(jì)P組成。它可用于農(nóng)田灌區(qū)，工業(yè)用水、城市自來(lái)水等不需要記錄流量過(guò)程的地方。
文檔編號(hào)G01F1/00GK86106313SQ86106313
公開(kāi)日1988年3月30日 申請(qǐng)日期1986年9月18日
發(fā)明者張保, 王樹(shù)興, 全永清 申請(qǐng)人:云南省水利水電科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan