專利名稱:堰用累計量水器的制作方法
本發(fā)明涉及一種量水設備，具體地說是堰用累計量水器。
現(xiàn)有的量水堰是人們熟知的專用量水設備，有準確、簡單、方便的優(yōu)點。在長期的水利工程實踐中，廣泛地為人們所采用和信賴。它最主要的特點，就是把流量過程的諸因素歸結(jié)為一個變量水頭。從測驗的角度來考慮，堰流量測驗就是水頭的測驗。量水堰的水頭測驗基本分為人工觀測和儀器自記兩種。人工觀測設備簡單，但要專人觀測，占用時間，觀測記錄麻煩、精度低、自記水位計精度高，可記下水位過程，但管理計算起來麻煩，需要一定的能源(鐘、電)，使儀器造價較高。
本發(fā)明的目的是提供一種在一定精度范圍內(nèi)采用累計式液體流量計(以下簡稱流量計)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、城市自來水等不需要記錄流量過程的地方。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的根據(jù)堰流和孔流的物理特征，通過數(shù)上的簡化和整理，化為具有相同模式的單值函數(shù)關系，即流量可表達為水位的單值函數(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，對孔流水頭和面積進行定量的調(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)實驗測定，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定的過流小孔R，通過小孔的水流可調(diào)節(jié)成堰流，再通過導流管S進入流量計p。DSP共成一個分流系統(tǒng)(即量水器)，上游水流經(jīng)調(diào)節(jié)管進入導流管內(nèi)，然后推動流量計流入下游。上游水頭H與分流流量的關系被調(diào)節(jié)為q′＝C′Hm(即小孔列流量方程)這樣DSp分流系統(tǒng)就完成了測驗任務。當人們要測定過堰水量時，只需將起止兩次流量計讀數(shù)差乘以比例系數(shù)K即可。
本發(fā)明的堰用累計量水器，具有結(jié)構(gòu)簡單、管理方便，實現(xiàn)了堰流的水力自計，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圖堰用累計量水器可以有兩種實施方案，即堰板式和引流式。下面結(jié)合兩個實施例。
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上設有一列專門設定的過流小孔R，最低小孔中心線和流量計出口的水平中心線與堰口底邊在同一個水平面內(nèi)，小孔之間的孔距為0～50mm，當孔距為0時，則為一條縫，孔距越小，測驗精度越高。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對一個確定堰和一個選定的流量計m、n和C為確定值，且求C′時必須將上游水頭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，即小孔列應確定的位置，任何一個單獨的小孔，必須符合水力學孔口出流的流量計算原則，所以孔位應在所論之水位段的起始點上。分段后得h11，h12……h(huán)1K，第一個角標代表曲線，第二個角標代表水頭分段數(shù)，如圖3中所示，1為q′＝C′Hm的曲線，2為q＝CHn的曲線，對任意的h1i，有與之相對應的h2i，它們的關系為
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，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流出水口直徑，導流管的一端與調(diào)節(jié)管連接，另一端穿過堰板與流量計連接。(可在導流管上焊一固定發(fā)蘭盤，并在堰板上開孔，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)與實施例1完全相同，井中G為隔板使導流管穿過隔板，調(diào)節(jié)管處于上游，水表處于下游。水流通過引流管路將水引至集水井內(nèi)，使量水器完成測驗任務，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、實用堰，但實施不如堰板式方便。
補正 86106313文件名稱 頁行 補正前 補正后說明書 1 14 ……，通過數(shù)上…… ……，通過數(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.堰用累計量水器，量水器設在堰上游，其特征在于該量水器由設有一列小孔R或一條縫的調(diào)節(jié)管D、導流管S和累計式液體流量計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，其特征在于累計式液體流量計為水表。
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)明是一種堰用累計量水器，目的是提供一種采用累計式液體流量計作為自記儀器的量水器，不需人工觀測，不需使用任何能源，測量結(jié)果不需整理。該設備是在堰上游設有一個量水器，量水器由設有一列小孔R或一條縫的調(diào)節(jié)管D，導流管S和累計式液體流量計P組成。它可用于農(nóng)田灌區(qū)，工業(yè)用水、城市自來水等不需要記錄流量過程的地方。
文檔編號G01F1/00GK86106313SQ86106313
公開日1988年3月30日 申請日期1986年9月18日
發(fā)明者張保, 王樹興, 全永清 申請人:云南省水利水電科學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan