专利名称：大坝水管式沉降仪器自动加水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动制备并供应蒸馏水的装置，特别是一种在大坝上为水管 式沉降仪器自动制备并补充蒸馏水的装置。
背景技术：
在对大坝进行安全监测时需要采用水管式沉降仪，水管式沉降仪在观测前需要对 设备补充蒸馏水，同时需要定期清洗连通管路进行设备维护。一般在工程附近无蒸馏水供 应，需要长途运输；由于坝后交通不便，蒸馏水需要人工搬运到各个观测房，存在安全隐患； 监测现场需要人工操作，人力成本较高，而且设备不能发挥最大效能。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置， 可以实现对水管式沉降仪自动供应蒸馏水。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，制备及蓄水房通过坝后输水管道与各个 观测房连接；在制备及蓄水房中，蓄水箱内设有浮球阀，进水管通过浮球阀与蒸馏水机连接，蓄 水箱与坝后输水管道连接；在观测房中，坝后输水管道通过浮球阀与补水箱连接，补水箱通过电磁阀与水管 式沉降仪连接；电磁阀受控于遥测装置。所述的坝后输水管道上设有减压阀和/或泄压阀。所述的坝后输水管道外设有保温套管。所述的蓄水箱和补水箱底部设有放空阀。所述的蓄水箱和补水箱侧面设有水位观察管。本实用新型提供的一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，通过设置制备及蓄水 房，并与各个观测房用管道连通，配合遥测装置，实现了无人值守的自动为大坝背面的各个 水管式沉降仪补充蒸馏水，节省了人工成本，降低了各个监测系统维护的风险，提高了整个 监测系统的可靠性。

图1为本实用新型的流程框图；图2为本实用新型中的装置在大坝背面布置的示意图；图3为本实用新型中装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3中，一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，制备及蓄水房3通 过坝后输水管道2与各个观测房1连接；在制备及蓄水房3中，蓄水箱9内设有浮球阀10，进水管11通过浮球阀10与蒸馏 水机12连接，蓄水箱9与坝后输水管道2连接；在观测房1中，坝后输水管道2通过浮球阀10与补水箱7连接，补水箱7通过电 磁阀6与水管式沉降仪5连接；电磁阀6受控于遥测装置。在需要观测时通过遥控电磁阀6开启为水管式沉降仪 5补充蒸馏水。所述的坝后输水管道2上设有减压阀4和/或泄压阀8。通过设置减压阀4和/ 或泄压阀8保护pra管材不会因为压力过大而损坏。所述的坝后输水管道2外设有保温套管。可以避免因为环境温度较低导致的结冰 导致坝后输水管道2的损坏。所述的蓄水箱9和补水箱7底部设有放空阀。用于补水箱7的检修。所述的蓄水箱9和补水箱7侧面设有水位观察管。实施例某水利枢纽主要建筑物为混凝土面板堆石坝(坝顶高程▽ 410.0m、最大坝高 233m)。垂直位移观测是土石坝安全监测的重要项目，在大坝坝体内部共分为三个主监测 断面，分别为横0+132. Om断面、横0+212. Om断面和横0+356. Om断面。在▽ 235. Om高程、▽ 265. Om高程、▽ 300. Om高程、▽ 340. Om高程和▽ 371. Om高程的五个不同高程处共布置70个 沉降测点。在坝后堆石体修建了 U个观测房1，使用水管式沉降仪5对沉降测点进行观测。水管式沉降仪在观测前需要对设备补充蒸馏水，同时需要定期清洗连通管路进行 设备维护。有必要对整个观测系统安装一套自动供水系统。整个自动供水系统由制备及蓄水房3、坝后输水管道2和多个观测房1组成，如图 3中，自来水经蒸馏水机12制成蒸馏水存储在蓄水箱9 ；浮球阀10进水口端连接自来水进 水管11，出水口端连接蒸馏水机12进水管，浮球阀10检测蓄水箱9中蒸馏水的水位，控制 蒸馏水机的进水，采用浮球阀控制的精度不高，但是可靠性强，而本系统中对水位高度的精 度要求并不高，所以采用浮球阀是比较好的选择。蒸馏水机具有进水自动控制功能，即当蒸 馏水机进水后启动电源工作，断水后停止工作。通过水位一浮球阀一蒸馏水机之间的闭环 控制，使蓄水箱9中蒸馏水自动保持一定的水量。如图2中，坝后输水管道2与蓄水箱9的出口连接，通过重力将蒸馏水向观测房1 中设备补水。在坝后输水管道2中使用的管材考虑到清洁的要求使用PI^R管材而不能用镀锌钢 管，由于坝顶至▽ 235. Om高程观测站高差达到175m，接近民用PI3R管材能达到的PN2. OMPa 的最大使用压力。根据简易水锤突击压力计算公式Pwh = P Δ V/gc [P/gc (1/k+d/bE) ]其中Pwh 最大突击压力、P 液体比重、AV 流速变化、gc 重力常数、K 液体容积弹性模数、d 管内径、b 管壁厚度、E 管材质容积弹性模数。计算结果表明在阀门开关过程中产生的水锤突击压力叠加静水压力，如果未加保 护措施直接使用管材连接将不能满足安全的要求。本例中采用减压阀和泻压阀来保证管路安全，在▽ 310. Om高程安装出口压力为
0.5Mpa的减压阀4，将管路从中间分为上下两段，各段承受的最大静水压力不大于1. 0至
1.2MPa。在^ 340. Om 235. Om高程观测站管路末端安装1. 6MPa的泻压阀来控制水锤压 力，保证管材运行在安全使用压力范围内。考虑到坝址在冬季气温可能低于冰点温度，在水管外设置聚乙烯发泡保温套管， 使用M7. 5砂浆掩埋，管道顺道路坡势敷设，防止管道冻胀破坏。观测房1中的补水箱7采用不锈钢材质，顶部设置半翻盖，侧面设置水位观察管， 底部设置放空阀进行检修。补水箱7中的浮球阀10进水口端连接坝后输水管道2，出水口端连接补水箱7。通 过浮球阀10的调节作用，补水箱7中存储一定的水量，供水管式沉降仪5测量或维护时使 用。在补水箱7与供水管式沉降仪5之间设有电磁阀6，当遥测装置通过软件控制电磁阀6 打开时，补水箱7中蒸馏水在重力作用下流向水管式沉降仪5实现自动供水。系统运行控制流程见图1，图中空心箭头表示蒸馏水，实线箭头表示控制。在大坝水管式沉降仪5上安装了遥测装置，具有实时观测的能力。仪器遥测装置 为系统运行的总控制，当仪器测量需要用水时，消耗补水箱7中存储的蒸馏水；当补水箱7 中的蒸馏水减少到一定值时浮球阀打开，通过坝后输水管道2消耗制备及蓄水房3的蓄水 箱9中的水量进行补充，蓄水箱9中的水量通过其内的浮球阀控制蒸馏水机的运行自动进 行补充。整个供水系统不需要人工干预自动运行，能充分发挥遥测系统的效能，当大坝遭 遇洪水、地震等特殊工况时不受气象、人力因素的影响能及时进行观测，确保获得最新的安 全监测资料，为大坝安全运行提供决策依据。
权利要求一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，其特征在于制备及蓄水房(3)通过坝后输水管道(2)与各个观测房(1)连接；在制备及蓄水房(3)中，蓄水箱(9)内设有浮球阀(10)，进水管(11)通过浮球阀(10)与蒸馏水机(12)连接，蓄水箱(9)与坝后输水管道(2)连接；在观测房(1)中，坝后输水管道(2)通过浮球阀(10)与补水箱(7)连接，补水箱(7)通过电磁阀(6)与水管式沉降仪(5)连接；电磁阀(6)受控于遥测装置。
2.根据权利要求1所述的一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，其特征在于所述 的坝后输水管道(2)上设有减压阀(4)和/或泄压阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，其特征在于所述 的坝后输水管道(2)外设有保温套管。
4.根据权利要求1所述的一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，其特征在于所述 的蓄水箱(9)和补水箱(7)底部设有放空阀。
5.根据权利要求1所述的一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，其特征在于所述 的蓄水箱(9)和补水箱(7)侧面设有水位观察管。
专利摘要本实用新型公开了一种大坝水管式沉降仪器自动加水装置，涉及一种自动制备并供应蒸馏水的设备，制备及蓄水房通过坝后输水管道与各个观测房连接；在制备及蓄水房中，蓄水箱内设有浮球阀，进水管通过浮球阀与蒸馏水机连接，蓄水箱与坝后输水管道连接；在观测房中，坝后输水管道通过浮球阀与补水箱连接，补水箱通过电磁阀与水管式沉降仪连接；电磁阀受控于遥测装置。通过上述方法实现了对大坝背面的多个水管式沉降仪自动补充蒸馏水。
文档编号G01C5/00GK201637402SQ201020126360
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者尤迎春, 邓邦龙 申请人:湖北清江水电开发有限责任公司