用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，它包括一臥式布置的過濾單元以及安裝于過濾單元上的閥門組件。其中，過濾單元包括一無底的過渡桶，一敞口端與過渡桶的一端對接在一起的渾水桶，一敞口端與過渡桶的另一端對接在一起的清水桶，一裝夾在渾水桶和過渡桶連接處的中細(xì)濾網(wǎng)，以及一裝夾在過渡桶和清水桶連接處的細(xì)濾網(wǎng)。渾水桶的桶底中心通過管道與渾水系統(tǒng)取壓點(diǎn)連接，清水桶的桶底中心通過測壓管道與測壓傳感器連接。本實(shí)用新型阻隔了渾水中的泥沙顆粒進(jìn)入測壓系統(tǒng)，避免了泥沙等固體顆粒物在測量管道和測壓傳感器中的沉積，并可通過閥門組件排除過濾單元內(nèi)的泥沙，保證了渾水壓力測量的精度。
【專利說明】用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及渾水壓力測量領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多水利水電工程中，常需測量水壓和壓差，測量清水壓力和壓差時，多采用壓力傳感器。而我國多泥流河流很多，如果將多泥流河流中的渾水直接接入壓力測試系統(tǒng)，因渾水在測試管道中沒有流動，泥沙將逐漸沉積，測試管道中渾水密度將逐漸大于實(shí)際渾水密度，渾水密度的變化將嚴(yán)重影響壓力測量的精度。
[0003]在某些試驗(yàn)中，取壓點(diǎn)有可能是低于大氣壓力的負(fù)壓，為避免進(jìn)氣和保護(hù)傳感器，常需將傳感器布置在取壓點(diǎn)下方，如取壓點(diǎn)壓力有可能低于汽化壓力，傳感器需布置于取壓點(diǎn)IOm以下。如圖1所示，假定傳感器O安裝在取壓點(diǎn)以下，取壓點(diǎn)和傳感器O之間高程差為Z，取壓點(diǎn)壓力為P，傳感器測量壓力為pm，則傳感器測量壓力Pm和取壓點(diǎn)壓力P存在如下關(guān)系:
[0004]pm = p+Z.P g (I)
[0005]式中，pm是傳感器測量壓力，Pa ；p是取壓點(diǎn)壓力，Pa ；Z是取壓點(diǎn)和傳感器之間高程差，m ； P是測量管道內(nèi)渾水的平均密度，kg/m3 ；g是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，m/s2。
[0006]從式(I)中可以看出，其它參數(shù)不變的情況下，傳感器測量壓力Pm與測量管道內(nèi)渾水的平均密度P成正比。但是，測量管路內(nèi)是靜水，渾水密度會因泥沙沉積而變化，渾水密度的變化將給壓力測量帶來很大的不確定性。假定被測量渾水系統(tǒng)(以下簡稱渾水系統(tǒng))內(nèi)渾水密度為Ps=1050kg/m3，而測量管路內(nèi)密度PM=1060kg/m3，取壓點(diǎn)壓力p=100000Pa，Z=10m，則pm=203950Pa。但是，由于測量管路中的渾水密度處于變化中，且無法準(zhǔn)確測量，如仍采用渾水系統(tǒng)內(nèi)密度Ps=1050kg/m3，換算出的取壓點(diǎn)壓力為100981Pa，比實(shí)際壓力高出近1%。當(dāng)然也可能固體顆粒進(jìn)入測量管路較少，測量管路內(nèi)PM=1010kg/m3，如仍采用P s=1050kg/m3，換算出的取壓點(diǎn)壓力為96077Pa，比實(shí)際壓力低4%。因此，有必要設(shè)計一種系統(tǒng)，只允許渾水壓力傳遞給測壓傳感器，盡可能阻隔渾水中的泥沙顆粒進(jìn)入測量管路及傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于阻隔渾水中泥沙顆粒進(jìn)入測壓系統(tǒng)的濾網(wǎng)阻沙裝置及其使用方法，以消除泥沙顆粒在測壓系統(tǒng)的聚集沉積給壓力測量帶來的不確定性，提高渾水壓力的測量精度。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，其特征在于，它包括:一臥式布置的過濾單元以及安裝于所述過濾單元上的閥門組件；其中，所述過濾單元包括一無底的過渡桶，一敞口端與所述過渡桶的一端對接在一起的渾水桶，一敞口端與所述過渡桶的另一端對接在一起的清水桶，一裝夾在所述渾水桶和過渡桶連接處的中細(xì)濾網(wǎng)，以及一裝夾在所述過渡桶和清水桶連接處的細(xì)濾網(wǎng)；所述渾水桶的桶底中心通過管道與渾水系統(tǒng)取壓點(diǎn)連接，所述清水桶的桶底中心通過測壓管道與測壓傳感器連接。
[0009]所述閥門組件包括一個設(shè)置在所述渾水桶和渾水系統(tǒng)之間管道上的第一連通閥門，一個設(shè)置在所述清水桶和測壓傳感器之間管道上的第二連通閥門，三個分別設(shè)置在所述渾水桶、過渡桶及清水桶的桶壁上部且靠近所述渾水桶、過渡桶及清水桶右端面的排氣/充水閥門，以及三個分別設(shè)置在所述渾水桶、過渡桶及清水桶的桶壁下部且靠近所述渾水桶、過渡桶及清水桶左端面的排沙閥門。
[0010]所述渾水桶、過渡桶以及清水桶的桶壁均采用透明的有機(jī)玻璃制成；桶徑以便于觀測為準(zhǔn)選擇，每一桶長應(yīng)不小于其桶徑的1.5倍；所述渾水桶和清水桶的桶底均采用金屬封板，且兩個桶底、三段圓桶及兩個濾網(wǎng)通過分布在圓桶外的若干螺栓把合成一整體。
[0011]連通所述渾水桶和渾水系統(tǒng)的所述第一連通閥門與連通所述清水桶和測壓傳感器的所述第二連通閥門位于所述過濾單元的同一高度。
[0012]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型阻隔了渾水中的泥沙顆粒進(jìn)入測壓系統(tǒng)，避免了泥沙等固體顆粒物在測量管道和測壓傳感器中的沉積，節(jié)省了清洗測量管道和測壓傳感器的次數(shù)及費(fèi)用。2、本實(shí)用新型由于采用了逐漸加密的兩層濾網(wǎng)設(shè)計，可根據(jù)泥沙沉降和向清水桶推進(jìn)的觀測結(jié)果沿泥沙顆粒滲透進(jìn)入清水飄散推移的反方向不定時用清水進(jìn)行沖沙、排沙，可保證無泥沙顆粒進(jìn)入清水段。并通過清水段的排沙和清水沖洗等措施排除少量進(jìn)入該段的泥沙，實(shí)現(xiàn)無泥沙顆粒進(jìn)入測量管道及測壓傳感器，減小測量管路內(nèi)水體密度不確定而產(chǎn)生的壓力、壓差測試誤差，提高測量精度。
3、本實(shí)用新型由于濾網(wǎng)只阻隔較粗顆粒泥沙，不影響壓力傳遞，在靜水條件下濾網(wǎng)兩側(cè)無壓差，可通過濾網(wǎng)將渾水側(cè)壓力無保留的傳遞到清水側(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是常見壓力測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2是本實(shí)用新型濾網(wǎng)阻沙裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖2所示，本實(shí)用新型包括過濾單元和閥門組件。其中，過濾單元采用臥式布置，其包括一渾水桶10、一過渡桶11、一清水桶12、一中細(xì)濾網(wǎng)13以及一細(xì)濾網(wǎng)14。渾水桶10、過渡桶11以及清水桶12的敞口對接在一起，中細(xì)濾網(wǎng)13裝夾在渾水桶10和過渡桶11的連接處，細(xì)濾網(wǎng)14裝夾在過渡桶11和清水桶12的連接處。渾水桶10桶底中心通過管道與渾水系統(tǒng)取壓點(diǎn)(圖中未示出)連接，清水桶10桶底中心通過測壓管道與測壓傳感器(圖中未示出)連接。閥門組件包括一設(shè)置在渾水桶10和渾水系統(tǒng)之間管道上的連通閥門20，一設(shè)置在清水桶12和測壓傳感器之間管道上的連通閥門21，三設(shè)置在渾水桶10、過渡桶11及清水桶12桶壁上部且靠近渾水桶10、過渡桶11及清水桶12右端面的排氣/充水閥門22、23及24，三設(shè)置在渾水桶10、過渡桶11及清水桶12桶壁下部且靠近渾水桶
10、過渡桶11及清水桶12左端面的排沙閥門25、26及27。[0017]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，渾水桶10、過渡桶11以及清水桶12的桶壁均采用透明的有機(jī)玻璃制成，每一桶徑均以便于觀測為準(zhǔn)選擇，且每一桶長不小于其桶徑的1.5倍，渾水桶10和清水桶12的桶底均采用金屬封板，且渾水桶10、過渡桶11以及清水桶12通過分布在渾水桶10和清水桶12桶底外沿的若干長螺栓(圖中未示出)把合成一整體。
[0018]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，連通閥門20和21位于同一高度。
[0019]本實(shí)用新型還提供一種上述濾網(wǎng)阻沙裝置的使用方法，該方法包括以下步驟:
[0020]I)檢查過渡桶11、清水桶12的泥沙進(jìn)入情況:若無泥沙進(jìn)入，則按照步驟2)進(jìn)行測量；若有泥沙進(jìn)入，則將通過透明有機(jī)玻璃圓桶會觀測到一傾斜分界面向清水側(cè)緩慢漂移，其上部偏向渾水側(cè)，下部偏向清水側(cè)；此時關(guān)閉連通閥門20及21，根據(jù)泥沙沉積或飄散情況，按照以下方法對各段進(jìn)行排沙。
[0021]①渾水桶10的排沙方法:先打開排氣/充水閥門22連通自來水，再打開排沙閥門25排沙。根據(jù)排沙情況，依次打開排氣/充水閥門23及24用自來水排除過渡桶11、清水桶12的泥沙。
[0022]②過渡桶11的排沙方法:先打開排氣/充水閥門23連通自來水，再打開排沙閥門26排沙。根據(jù)排沙情況，再打開排氣/充水閥門24用自來水排除清水桶12的泥沙。
[0023]③清水桶12的排沙方法:先打開排氣/充水閥門24連通自來水，再打開排沙閥門27排沙。如發(fā)現(xiàn)該段還有部分泥沙，先關(guān)閉排沙閥門27，再打開過渡桶11的排沙閥門26排沙。必要時將清水桶12的排沙閥門27改作充水閥門使用，以沖洗沉積在清水桶12偏下部泥沙。
[0024]2)開啟兩連通閥門20、21，關(guān)閉所有排氣/充水閥門22、23、24及排沙閥門25、26、
27，測量渾水壓力。
[0025]在測量過程中，檢查過濾單元內(nèi)是否有空氣聚集，并及時排除過濾單元內(nèi)聚集的空氣，各桶內(nèi)的空氣均通過其對應(yīng)的排氣/充水閥門排除。排氣時關(guān)閉連通閥門20，以避免渾水桶10的泥沙借助排氣進(jìn)入清水桶12。排氣時，可將清水桶12的排沙閥門27改作注水閥使用，把自來水引入過濾單元，打開各桶排氣/充水閥門排氣。
[0026]本實(shí)用新型還提供上述濾網(wǎng)阻沙裝置的總控制原則及其實(shí)現(xiàn)方法，總控制原則及實(shí)現(xiàn)方法如下:
[0027]本實(shí)用新型的總控制原則是:1)試驗(yàn)開始時渾水桶10、過渡桶11及清水桶12內(nèi)均為清水，試驗(yàn)中通過經(jīng)常的排沙和清水沖洗降低渾水桶10的泥沙濃度，從而降低渾水桶10和過渡桶11的泥沙濃度差，以減輕細(xì)沙向過渡桶11的擴(kuò)散。2)排沙、排氣時關(guān)閉過濾單元左右兩端的的連通閥門20及21。3)避免渾水從左向右的流動。4)避免泥沙接近或穿過細(xì)濾網(wǎng)14進(jìn)入清水桶12，如進(jìn)入應(yīng)及時排沙。5)泥沙顆粒若已接近測壓管道入口，則中斷測量，需在關(guān)閉兩連通閥門20及21后沖洗各桶，必要時可拆開清洗。
[0028]本實(shí)用新型上述總控制原則的實(shí)現(xiàn)方法為:1)通過渾水桶10的經(jīng)常排沙保證該桶的泥沙濃度遠(yuǎn)低于渾水系統(tǒng)內(nèi)的泥沙濃度。2)排沙時兩個連通閥門20及21均保持關(guān)閉狀態(tài)。3)排沙的一般順序是先渾水桶10，再排過渡桶11，最后排清水桶12，但是泥沙已進(jìn)入清水桶12時應(yīng)先排該段。
[0029]上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，其特征在于，它包括:一臥式布置的過濾單元以及安裝于所述過濾單元上的閥門組件；其中，所述過濾單元包括一無底的過渡桶，一敞口端與所述過渡桶的一端對接在一起的渾水桶，一敞口端與所述過渡桶的另一端對接在一起的清水桶，一裝夾在所述渾水桶和過渡桶連接處的中細(xì)濾網(wǎng)，以及一裝夾在所述過渡桶和清水桶連接處的細(xì)濾網(wǎng)；所述渾水桶的桶底中心通過管道與渾水系統(tǒng)取壓點(diǎn)連接，所述清水桶的桶底中心通過測壓管道與測壓傳感器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，其特征在于，所述閥門組件包括一個設(shè)置在所述渾水桶和渾水系統(tǒng)之間管道上的第一連通閥門，一個設(shè)置在所述清水桶和測壓傳感器之間管道上的第二連通閥門，三個分別設(shè)置在所述渾水桶、過渡桶及清水桶的桶壁上部且靠近所述渾水桶、過渡桶及清水桶右端面的排氣/充水閥門，以及三個分別設(shè)置在所述渾水桶、過渡桶及清水桶的桶壁下部且靠近所述渾水桶、過渡桶及清水桶左端面的排沙閥門。
3.如權(quán)利要求1所述的用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，其特征在于，所述渾水桶、過渡桶以及清水桶的桶壁均采用透明的有機(jī)玻璃制成；桶徑以便于觀測為準(zhǔn)選擇，每一桶長應(yīng)不小于其桶徑的1.5倍；所述渾水桶和清水桶的桶底均采用金屬封板，且兩個桶底、三段圓桶及兩個濾網(wǎng)通過分布在圓桶外的若干螺栓把合成一整體。
4.如權(quán)利要求2所述的用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，其特征在于，所述渾水桶、過渡桶以及清水桶的桶壁均采用透明的有機(jī)玻璃制成；桶徑以便于觀測為準(zhǔn)選擇，每一桶長應(yīng)不小于其桶徑的1.5倍；所述渾水桶和清水桶的桶底均采用金屬封板，且兩個桶底、三段圓桶及兩個濾網(wǎng)通過分布在圓桶外的若干螺栓把合成一整體。
5.如權(quán)利要求2或4所述的用于渾水壓力測量的濾網(wǎng)阻沙裝置，其特征在于，連通所述渾水桶和渾水系統(tǒng)的所述第一連通閥門與連通所述清水桶和測壓傳感器的所述第二連通閥門位于所述過濾單元的同一高度。
【文檔編號】G01L19/06GK203414226SQ201320482570
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】徐洪泉, 張海平, 陸力, 孟效超, 張建光, 陳瑩, 朱雷, 馬兵全 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院, 北京中水科水電科技開發(fā)有限公司