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第一节 水表的作用
水表:是用来记录流经自来水管道中水量的一种计量器具,也称为计量器具。
1、水表的发展简史
1825年英国的克路斯发明了真正具有仪表特征的平衡罐式水表以来#xff0c;水表的发展已有近二百年的历史。期间#xff0c;水表的结构…第一部分 水表基础知识
第一节 水表的作用
水表:是用来记录流经自来水管道中水量的一种计量器具,也称为计量器具。
1、水表的发展简史
1825年英国的克路斯发明了真正具有仪表特征的平衡罐式水表以来水表的发展已有近二百年的历史。期间水表的结构先后出现了往复式单活塞式水表、旋转活塞式水表、圆盘式水表、旋翼式水表和螺翼式水表等形式。
上述水表的工作原理和基本结构仍被各水表制造企业沿用至今但在设计、工艺和选材等方面不断进步使之提高了水表的计量性能和可靠性也降低了制造成本。
我国的水表使用和生产起步较晚。
1879年李鸿章为操办海军在旅顺口创建了我国第一家水厂。从此水表开始进入我国。到1883年英殖民主义者在上海建立了第二个水厂。但还是没有生产水表。
直到20世纪30年代上海光华机械厂现在的上海光华仪表厂从国外进口零部件开始组装水表。
60年代国家才投资建设开始自主研究生产制造属于我国产权的水表。由于品种繁杂质量低下不能互换严重影响了水表的维修和发展。于是 65年国家组织各部门成立工作组进行统一设计规范了水表的设计形式和技术参数从而结束了“万国牌”状态。
2、水表的型式与分类
水表的分类原则有许多按测量原理、测量方法和结构形式、测量目的、测量介质、测量管径、指示值显示方式等进行分类是其主要的方法。 2.1、按测量原理
▲ 速度式水表——以测量水流速度而间接计量流经水量的水表
典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼水表。旋翼式水表中又有单流水表和多流束水表。 ▲容积式水表——测量实际流经水的体积的水表或简称定量排放式水表。 容积式水表主要用于纯净水计量。
速度式水表可分为单流束水表和多流束水表。
单流束水表特点:水流从一个方向流进机芯冲击叶轮旋转容易造成此类叶轮机芯偏心磨损缩短水表使用寿命且灵敏度低。
多流束水表特点水流从各个方向流入机芯冲击叶轮旋转就不会造成叶轮偏心磨损。灵敏度高使用寿命长等优点。
2.2、按准确度等级
水表按计量等级可分为A、B、C、D四个等级。其中A级最低D级最高 由于A级表精确度和灵敏度低现已淘汰。目前我们公司使用的表都是B级表。 在JJG162-2009《冷水水表检定规程》新标准中作了新的定义水表计量等级重新分为1级和2级1级最高。如水表上未标明计量等级的都为2级。
▲ 1级水表准确度等级为1级
在水温0.1℃至30℃范围内水表的最大允许误差在高区Q2≤Q≤Q4为±1%低区Q1≤QQ2为±3%。水温超过30℃时水表在高区的最大允许误差为±2%低区仍为±3%。仅适用于常用流量Q3≥100 m3/h的水表
▲ 2级水表准确度等级为2级
在水温0.1℃至30℃范围内水表的最大允许误差在高区Q2≤Q≤Q4为±2%低区Q1≤QQ2为±5%。水温超过30℃时水表在高区的最大允许误差为±3%低区仍为±5%。适用于常用流量Q3100 m3/h的水表也适用于Q3≥100 m3/h的水表。
2.3、按水表口径
按水表口径通常分为小口径水表和大口径水表。水表口径径分别是15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、300mm。
水表口径40mm及以下的水表通常称为小口径水表水表口径50mm及以上的水表称为大口径水表。这二种水表有时又称为民用水表和工业用水表。
2.4、按用途
民用水表用于住宅水结算的水表
工业用水表除民用水表以外均称为工业用表。工业用水表一般为大口径水表。
2.5、按水表安装方向
水平安装水表和立式安装水表又称立式水表
注水表度盘上用“H”代表水平安装用“V”代表垂直安装。 2.6、按介质的温度——冷水水表、热水水表
冷水水表一般选择T30或T50其最高允许工作温度分别为30℃和50℃最低允许工作温度为0.1℃。
2.7、按介质的压力
普通水表—公称压力一般为1MPa极限为1.6MPa
高压水表—最大使用压力超过1MPa的各类水表主要用于流经管道的油田地下注水及其它工业用途。
2.8、按计数器是否浸入水中
▲ 湿式水表表玻璃直接承受水压
▲ 干式水表表玻璃不承受水压
▲ 液封式水表表玻璃直接承受水压且表玻璃下面液封方式注入甘油
湿式表优点是结构简单成本低廉没有磁原件不会受磁场干扰计量稳定可靠使用广泛。缺点1、水表的计数器浸泡在水中其表玻璃下有水承受着自来水压力水表读数部分易受到水质影响造成表黑或看不清水表读数。2、容易受冰冻等灾害性天气影响因为表玻璃下的水结冰后会涨坏其玻璃造成表坏漏水。 干式表其计量机构中的叶轮通过磁铁向计数机构中的齿轮传递数据因此此类水表也叫“磁传水表”。优点是水表的计数器没有浸泡在水中其表玻璃下没有水不承受自来水压力可抗寒抗冰冻的天气其数字显示部份可长期保持读数清晰。缺点是制造工艺复杂成本高受外部强磁场、水中的铁锈、自然退磁等因素干扰后会造成计量数据越来越慢使供水企业受损所以很少使用。 液封式水表又可分为两种 全液封水表和半液封湿式水表
全液封水表特点是成本高工艺复杂。
半液封湿式水表特点是成本较低维修方便能长期保持水表读数的清晰。 在实际中还是有黑表看不清的现象那是因为字轮与玻璃之间有一定的间隙会造成玻璃下表面污染而看不清不过经过水厂处理的水现在已经很少了。
3、水表的计量原理与构造 速度式水表的计量原理当水流经水表时会带动水表中的叶轮旋转叶轮通过齿轮带动计数器齿轮旋转然后通过计数器面板的指针位置或字轮读出水表累计水量。 多流旋翼式水表结构示意图 水平螺翼式水表结构示意图 垂直螺翼式水表结构示意图
4、水表的组成
普通水表的组成主要有表壳、机芯、计数器、表玻璃、表罩、铜接管等一些配件组成。 机芯所有水表机芯都是采用ABS工程塑料。
原因因为ABS工程塑料具有很好的稳定性强度高不易变形。热水表机芯也是ABS工程塑料只是里面添加了耐温材质提高了塑料的耐温值。
表壳目前公司所有的水表都是采用的球磨铸铁材质的表壳。根据国家新的标准要求水表其所有接触水的零部件应采用通常认为是无毒、无污染、无生物活性的材料制造并符合相关的技术标准。
根据新标准水表要淘汰现用的灰铁表壳从2011年起所有水表要采用球墨铸铁材料。小口径水表现在市场上有铝合金材料的有纳米技术合成塑料ABS工程塑料铜材质不锈钢等。
5、读懂水表盘上的信息 LXS-20E
L表示流量仪表
X表示水表类型
S表示旋翼式
20表示水表口径20mm
H 表示是水平式水表
2016010014 表示表编号在电子通讯中也地址水表唯一通讯地址。
m³ 黑色表示整数多少立方米。红色小指针表示小数点一下也就是不够一立方米的水。
CMC制号是指生产许可证编号。
一般水表读数从后向前读数。如图中诉X0.0001表示为小数点后4位小于9大于8且大于8到9之间的一半读0.00085X0.001表示为小数点后3位小于1等于0读0.000X0.01表示为小数点后2位小于1等于0读0.
00X0.1表示为小数点后1位小于1等于0读0.0.整数字轮部分均为0此表所示读数为0.00085吨
第二节 水表技术要求
1、国家标准和行业标准
国家标准 GB/T 778-2007等效于国际标准ISO 4064-2005《封闭满管道中水流量的测量 饮用冷水水表和热水水表》总标题下包含三个部分
第1部分GB/T 778.1-2007 规范
第2部分GB/T 778.2-2007 安装要求
第3部分GB/T 778.3-2007 试验方法和试验设备
国家计量检定规程 JJG 162—2009 《冷水水表》
行业标准 CJ/T 224—2006 《电子远传水表》
行业标准 CJ/T 133-2001 《IC卡冷水水表》
行业内部标准 CMA/WM 778—2009
《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表流量参数 选用导则》的技术要求。
2、水表的重要参数
▲ 过载流量Q4 overload flowrate
短时间内超出额定流量范围允许运行的最大流量。在此流量下水表示值误差在最大允许误差内当恢复在额定工作条件下工作时水表计量特性不变。
▲ 常用流量Q3permanent flowrate
额定工作条件下的最大流量。在此流量下水表正常工作且示值误差在最大允许误差内。
▲ 最小流量Q1 minimum flowrate
要求水表符合最大允许误差的最低流量。
▲ 分界流量Q2transitional flowrate
介于常用流量Q3和最小流量Q1之间、把水表流量范围分为高区和低区的流量。高区和低区各有相应的最大允许误差。
▲ 量程比 flow turndown
常用流量Q3和最小流量Q1的比值。也可用字母R加数字表示如R100表示Q3/Q1100。
▲ 最大允许压力 maximum admissible pressureMAP
在额定工作条件下水表能持久经受、计量性能不会降低的最大内部压力。
▲ 压力损失Δp pressure loss
在给定的流量下由于管道中水表的存在产生的压力降。
▲ 标称口径nominal size
水表口径的直径标称值。通常以大写字母“DN”冠首的口径标称值的数字加单位表示例如DN15mm。注标称口径又称公称口径。
▲ 水表的相对示值误差E用百分数表示 3、流量特性与误差线的关系 4、水表的外观技术要求
▲ 水表上应该标志有制造商名或商标、流向箭头、公称口径、水表型号、准确度等级、制造年份和编号、制造许可证号、压力损失、安装方式、常用流量Q3、水表的基本单位等标志
▲ 水表外观不应有明显缺陷度盘不应有擦伤、划痕、裂纹及其它影响读数的弊病表玻璃不得有妨碍读数的缺陷。
▲ 水表上应有有效的铅封。
5、水表的安装要求与维护
水表安装国家标准必须严格按照中华人民共和国国家标准GB/T778.2-1996的要求执行。
1、水表在安装前要排空管道内的泥沙以防堵塞水表
2、要看清晰水表水流方向防止装反
3、在安装时水表进水端直管长度不得低于10倍水表口径的长度出水端直管长度不得低于5倍水表口径的长度(例如15mm的水表进水端直管长度即为15X10150mm)
4、安装位置应考虑避免在有腐蚀性的地方排水不畅通的地方
5、在安装的水表后面应增加一个止回阀以防止表后面管道中的水回流而造成水表损坏或污染供水管网。 6、安装时还要考虑安装伸缩节和过滤网合理的水表位置并砌好表井预留合理的维修空间做到防冻防淹 7、水表安装后不应受管子和管件引起的过度应力 8、在水表安装后要及时打好封铅 9、我们公司所采用的水表都必须水平安装读数的面板必须面向上严禁倾斜或倒立。
第三节 水表的出厂检验项目
▲ 外观检查 水表外观不应有明显的缺陷、表盖不应有擦伤、划痕、裂纹及其他影响读数的弊病表玻璃不应有妨碍读数的缺陷。
▲ 流量误差检验在水表试验装置上进行检验分别在公称流量Q3、分界流量Q2和最小流量Q1三个流量点测试流量大小与用水量应符合规定
▲ 密封性试验把水表放置在水压强度试验台上均匀排除水表及试验设备管道内的空气缓慢增加水压至1.6Mpa切断压力水源保持试验系统内封闭体系试压持续时间不小于1分钟水表应无泄漏及损坏。
第四节 常见的基表问题
1、什么是“水表自转” 装水表后在无人用水且不漏水的情况下水表微微转动或来回转动我们就把这种现象称为“水表自转”。
2、产生自转的原因 水表自转是多种因素引起的从供水管网的特点以及目前所用水表本身的特性来分析主要有以下几种原因
2.1 压力波动由于水是一种液体在一般情况下表现出来的物理特性是不可压缩的但在自来水管道中管道内压力较高这时水就会表现出一定的可压缩性。在自来水管道中压力的波动是不可避免的而目前我们所采用的水表都是机械表靠水在其中流动产生的动能来带动叶轮运转从而达到计量水量的目的。当不用水时水表两端连接的管道中都存有一定量固定的高压水。因此当主管网压力升高时表后管中的自来水体积会因压力增加而缩小此时就会有微量的水通过水表产生正转当主管网压力降低时表后管中被压缩的水因压力降低而膨胀同样会有微量的水通过水表所不同的是这时是反转。因为旋翼式水表是下进上出推动齿轮正转而倒过来进水时是上进下出推动齿轮反转虽然二头进水量相同但两相进水所受的阻力不同所以反映在水表上的读数却相差很大。通过实验可证明在管道无空气的情况下由此产生的水量很少约为0.5-2m3/月。通常情况下这点水量用户注意 不到。
2.2 气囊这种原因产生的自转水量较大。自来水企业的生产工艺都是露天建设的在生产过程中水中会溶入大量的气体在工程施工过程中管道中也会带入气体在遇到停水时管道内也会混入空气。如果管道上排气阀设置不合理或没有排气阀存在管道盲端造成排气不彻底。这样如果家里长时间不用水或管道设计不合理家中的管道最高点或是突起点就会有气囊产生。众所周知气体的可压缩性很高这时如果管网上有压力波动表后管道内的空间伸缩将会更大因此而产生的水表自转量就更多。通过实验可证实由此产生的水量少则2-4 m3/月多则每月会有几十立方的水量产生尤其是防倒流型水表会呈现出水表匀速正转的假象误以为表后漏水产生的自传量更多。因此来看目前大部分出户水表产生自转现象都是由于表后管内存在气囊造成的。
2.3 水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力有时会很大从而破坏阀门和水泵。水锤效应”是指在水管内部管内壁光滑水流动自如。当打开的阀门突然关闭水流对阀门及管壁主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑后续水流在惯性的作用下迅速达到最大并产生破坏作用这就是水利学当中的“水锤效应”也就是正水锤。在水利管道建设中都要考虑这一因素。相反关闭的阀门在突然打开后也会产生水锤叫负水锤也有一定的破坏力但没有前者大。
3.解决办法 目前的旋翼式水表从设计上还无法从根本上解决此设计缺陷。既然水表自转是因为压力波动水被压缩造成的可以考虑安装止回阀止回阀可以起到阻止水倒流的作用。这样在压力升高时水被压缩水表产生正转动当压力降低时止回阀自动关闭水表不会产生转动。当压力再次升高时只要压力不高过止回阀内压力水表就不会再转水表自转主要是水表往复多次计量才累计出很大的水量安装止回阀可以减少水表自转的频率也就能够很好地解决压力波动造成的水表自转问题。但是由于居民生活用水频率较高且管道压力波动增大所以要求止回阀灵敏度较高质量要求较高。 所以可以考虑在水表前或表后附近安装带弹簧式的止回阀即可减轻或有效抑制水表自转现象。
