专利名称：压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力感应型引水隧洞集渣坑内渣石堆积量的监测装置，主 要适用于水利水电工程中。
背景技术：
对于水利水电工程中的长距离引水隧洞，在地质条件许可的条件下，常采用不 衬砌或喷锚作为永久支护形式；但在其长期运行中，由于受内外水压力的作用以及隧洞 进口上游水位频繁变化的不利影响，围岩中存留的松动岩块、喷混凝土层的剥落碎块以 及隧洞充水后新发生的岩爆所弹出的岩块等均会落在隧道底板上，其中水流冲不动的较 大石块会留在原处，仅增加一些局部水流阻力，而被水流冲动的石块则有可能顺水流而 下，进入水轮机内造成破坏事故。为避免事故的发生，常在引水隧洞末端和中间适当位 置设置集渣坑，以拦截渣石。在集渣坑的运行过程中，当坑内被渣石填满后，从上游翻滚下来的石块等将直 接进入水轮机内，影响机组的安全运行，造成安全事故；而当坑内渣石未集至设定要求 时就进行停机清渣，则浪费人力、财力和物力，影响电厂经济效益的发挥。因此，为 有效评估集渣坑的运行状态，监测和预报坑内渣石的堆积量，有必要在坑内安装测报装置。经查询文献资料，国外尚无在不衬砌隧洞的集渣坑中设置压力感应型渣石监测 装置的先例以及相关试验研究数据；国内可供参考的集渣坑测报工程案例也较少，比较 有代表性的如渔子溪电站，采用的是钢筋计对集渣进行测重，考虑到其在实际运行过程 中尚存在较多不确定因素的影响，因此对集渣坑内渣石堆积量的监测方法还有待作进一 步研究。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是针对引水隧洞的工程特点以及洞内水流、渣 石的运动性态，提供一种结构简单、方便可靠的用于引水隧洞集渣坑内渣石堆积量监测 装置，据此合理安排停机清理时间，以达到确保机组的安全运行和经济效益的目的。本实用新型所采用的技术方案是压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置， 其特征在于它包括分别布置在集渣坑两侧壁和尾部的若干个位于不同高程的压力感应 器，各压力感应器均外接有监测电路。所述压力感应器包括竖直固定在集渣坑底板上的基座，该基座内中间偏上部位 设置隔板，基座顶部设置可在其内竖向滑动的承重面板，隔板与承重面板之间设置用于 支撑承重面板的弹簧，承重面板下方固定竖直穿过隔板的连杆，连杆自由端下方设置与 之相配合且接入监测电路的簧片开关，该簧片开关由刚性支架固定并支撑。所述簧片开关包括分别安装在刚性支架上的上簧片和下簧片，两个簧片的自由 端相互贴合导通监测电路，其中下簧片位于连杆正下方。[0009]所述下簧片下方设置复位弹簧。所述承重面板为边长为0.25m的正方形，且朝向集渣坑中心倾斜布置。所述压力感应器共分两组，每组四个，其高程分别为0.4m、0.8m、1.2m和 1.6m,其中一组布置在集渣坑尾部，另一组则对称布置在集渣坑两侧壁。本实用新型的有益效果是在集渣坑内特定位置和特定高程布置压力感应器， 当集渣坑内的渣石堆积至某一高度时，位于渣石堆积表面以下的压力感应器的承重面板 将由于其上渣石的重力荷载作用而向下位移，带动连杆触碰簧片开关中的下簧片，使其 触点与上簧片分离，从而断开外部监测电路，工作人员依此可以直观、准确的判定集渣 坑内的堆渣高度，大大提高了监测的准确性，可在达到临界堆积高度前，选择适当的时 机进行放空检查和清渣，既保护了机组安全，又能最大限度减少不必要的停机，确保了 经济效益。
图1是本实用新型平面布置图。图2是本实用新型中压力感应器的结构图。图3是图2中A部放大图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例主要应用于长引水隧洞中，它包括布置在集渣坑1 (本例 中，集渣坑为长方体形，长20m、宽7m、深2m)内的两组压力感应器2，每组四个，且 分别位于不同高程(压力感应器顶面到集渣坑底板的垂直距离)0.4m、0.8m、1.2m和 1.6m,其中一组压力感应器位于集渣坑1尾部，垂直于水流方向一字排开，另外一组则 对称布置于集渣坑1两侧壁中间，本例中，集渣坑1左侧壁中部(顺水流方向)布置高程 分别为0.4m和1.2m的两个压力感应器2，右侧壁中部则布置高程分别为0.8m和1.6m的 两个压力感应器2，各压力感应器2均外接有监测电路，监测电路可连接声、光等指示装 置，以方便工作人员得到更加直观的信息。如图2、图3所示，所述压力感应器2包括竖直固定在集渣坑1底板上的长方体 形基座2-1，该基座内中间偏上部位设置隔板2-2，基座2-1顶部设置可在其内竖向滑动 的承重面板2-3 (本例中承重面板为边长为0.25m的正方形)，隔板2_2与承重面板2_3之 间设置用于支撑承重面板2-3的弹簧2-4，承重面板2-3下方固定竖直穿过隔板2-2的连 杆2-5，连杆2-5自由端下方设置与之相配合且接入监测电路的簧片开关，利用连杆2-5 竖直方向的运动控制簧片开关开合，从而实现监测电路的断开和闭合，所述簧片开关由 刚性支架2-6固定并支撑，其电气部分置于刚性防水外壳内，以防短路。其中所述簧片 开关包括分别安装在刚性外壳2-6上的上簧片2-7和下簧片2-8，两个簧片的自由端相互 贴合导通监测电路，其中下簧片2-8位于连杆2-5正下方，当承重面板2-3上方堆积有渣 石时，在渣石的重力荷载作用下而向下移动，并带动连杆2-5下行，使下簧片2-8发生形 变与上簧片2-7分离，此时监测电路断开。为了防止下簧片2-8发生形变后无法恢复原状，导致簧片开关实效，可在下簧 片2-8下方设置复位弹簧2-9。
4[0019]为减少临时淤积砂石造成的误报，将承重面板2-3朝向集渣坑1中心倾斜布置。本实施例的工作原理是当集渣坑1内无渣石堆积时，外部监测电路导通；当 集渣坑1内的渣石堆积至某一高度时，位于渣石堆积表面以下的压力感应器2的承重面板 2-3将由于其上渣石的重力荷载作用而向下位移，带动连杆2-5下行并触碰簧片开关中的 下簧片2-8，促使其发生形变与上簧片2-7分离，从而断开外部监测电路，此时监测电路 中指示装置的指示状态发生改变(例如，光指示装置的指示灯由亮转灭)，工作人员可以 直观的判断出此时集渣坑1内的堆渣高度，从而合理安排停机清理时间，以达到确保机 组安全运行和发挥其最大经济效益的目的。当所有压力感应器2外接的监测电路均断开 时，说明集渣坑1内的堆渣量已超过1.6m，此时有必要尽早安排对集渣坑1进行放空检 查和清渣，以保护机组安全。当压力感应器2的承重面板2-3以上部分的渣石清理完毕 后，连杆2-5在弹簧2-4的作用下自然上抬，同时下簧片2-8在自身弹力和复位弹簧2-9 作用下复位，其触点与上簧片2-7重新接触，从而接通外部监测电路，由此达到实时监 测集渣坑1内渣石堆积高度的目的。
权利要求1.压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于它包括分别布置在集渣 坑(1)两侧壁和尾部的若干个位于不同高程的压力感应器(2)，各压力感应器(2)均外接 有监测电路。
2.根据权利要求1所述的压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于 所述压力感应器(2)包括竖直固定在集渣坑(1)底板上的基座(2-1)，该基座内中间偏 上部位设置隔板(2-2)，基座(2-1)顶部设置可在其内竖向滑动的承重面板(2-3)，隔板 (2-2)与承重面板(2-3)之间设置用于支撑承重面板(2-3)的弹簧(2-4)，承重面板(2_3) 下方固定竖直穿过隔板(2-2)的连杆(2-5)，连杆(2-5)自由端下方设置与之相配合且接 入监测电路的簧片开关，该簧片开关由刚性支架(2-6)固定并支撑。
3.根据权利要求2所述的压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于 所述簧片开关包括分别安装在刚性支架(2-6)上的上簧片(2-7)和下簧片(2-8)，两个簧 片的自由端相互贴合导通监测电路，其中下簧片(2-8)位于连杆(2-5)正下方。
4.根据权利要求3所述的压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于 所述下簧片(2-8)下方设置复位弹簧(2-9)。
5.根据权利要求2所述的压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于 所述承重面板(2-3)为边长为0.25m的正方形，且朝向集渣坑(1)中心倾斜布置。
6.根据权利要求1所述的压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于 所述压力感应器(2)共分两组，每组四个，其高程分别为0.4m、0.8m、1.2m和1.6m，其 中一组布置在集渣坑(1)尾部，另一组则对称布置在集渣坑(1)两侧壁。
专利摘要本实用新型涉及一种压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、方便可靠的用于引水隧洞集渣坑内渣石堆积量监测装置，据此合理安排停机清理时间，以达到确保机组的安全运行和经济效益的目的。解决该问题的技术方案是压力感应型集渣坑内渣石堆积量监测装置，其特征在于它包括分别布置在集渣坑两侧壁和尾部的若干个位于不同高程的压力感应器，各压力感应器均外接有监测电路。本实用新型主要适用于水利水电工程中。
文档编号G01B7/02GK201795773SQ20102053627
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者刘贝贝, 崔何亮, 王玉洁, 郑晓红 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院, 国家电力监管委员会大坝安全监察中心