|
水表選型和維護 第一節(jié) 水表的型式和分類 一、分類 流量計的分類原則有許多，主要按測量原理、測量方法和結構形式、測量目的、測量介質、測量管徑、指示值顯示方式等進行分類。水表的分類也基本上按這些原則。 1、按測量原理 按測量原理是一種主要的分類方法。一般可分為速度式水表和容積式水表。 （1）速度式水表：安裝在封閉管道中，由一個運動元件組成，并由水流運動速度直接使其獲得動力速度的水表。 典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼式水表。旋翼式水表中又有單流束水表和多流束水表。 （2）容積式水表：安裝在管道中，由一些被逐次充滿和排放流體的已知容積的容室和憑借流體驅動的機構組成的水表，或簡稱定量排放式水表。 容積式水表一般采用活塞式結構。 2、按計量等級 計量等級反映了水表的工作流量范圍，尤其是小流量下的計量性能。按照從低到高的次序，一般分為A級表、B級表、C級表、D級表，其計量性能分別達到國家標準中規(guī)定的計量等級A、B、C、D等級的相應要求。常見的小口徑水表：計量等級A、B級的流量比分別為50：1和100：1；大口徑螺翼式水表：計量等級 A、B級的流量比分別為25：1和67：1。 說明：一些歐洲國家的大口徑水表（如渦輪式水表或復式水表等）的工作流量范圍特別寬（可以到200：1以上），也標注分段誤差限和標注“B、C”等級符號，但這類表的計量等級符號的具體含義、特性流量值與國際標準ISO 4064中的規(guī)定不同。 3、按公稱口徑 按公稱口徑通常分為小口徑水表和大口徑水表。 公稱口徑40mm及以下的水表通常稱為小口徑水表，公稱口徑50mm及以上的水表稱為大口徑水表。這二種水表有時又稱為民用水表和工業(yè)用水表，同時這種分法也可以從水表的表殼連接形式區(qū)別開來，公稱口徑40mm及以下的水表用螺紋連接，50mm及以上的水表用法蘭連接。 4、按用途 按用途通常分為民用水表和工業(yè)用水表。民用水表只是指用于住宅用水結算的水表，其它用途的都可歸入工業(yè)用水表。工業(yè)用水表一般為大口徑水表。 5、按安裝方向 按安裝方向通常分為水平安裝水表和立式安裝水表（又稱立式表），是指安裝時其流向平行或垂直于水平線的水表，在水表的度盤上用“H”代表水平安裝、用“V”代表垂直安裝。 說明：當水表名稱不指明時，一般均為水平安裝水表。容積式水表沒有安裝水平與否的要求。歐洲一些采用了動平衡處理的大口徑水表也可以以水平、垂直或傾斜的方式進行安裝，但不同的安裝取得的計量性能有差異，如水平安裝時可以達到C級，而垂直或傾斜安裝時要降級。 6、按介質的溫度 按介質溫度可分為冷水水表和熱水水表，水溫30℃是其分界線。 （1）冷水水表：介質下限溫度為0℃、上限溫度為30℃的水表。 （2）熱水水表：介質下限溫度為30℃、上限為90℃或130℃或180℃的水表。 說明：當不指明時，一般水表均指冷水水表。 7、按介質的壓力 我國普通水表的公稱壓力（或最大允許工作壓力）一般均為1MPa。高壓水表是指最大使用壓力超過1MPa的各類水表，主要用于流經管道的油田地下注水及其它工業(yè)用水的測量。 說明：當不指明時，水表的公稱壓力均為1MPa。歐洲一些國家的水表公稱壓力為16bar（1.6MPa）。 8、按計數器是否浸入水中 按水表的計數器是否浸入水中分為濕式水表和干式水表及液封水表，典型的性能區(qū)別在于水表的表玻璃是否承受水壓、水表機械傳感器與計數器的傳動是直接齒輪聯(lián)動還是磁鋼傳動。 （1）濕式水表：計數器浸入水中的水表，其表玻璃承受水壓，傳感器與計數器的傳動為齒輪聯(lián)動，使用一段時間后水質的好壞會影響水表讀數的清晰程度。 （2）干式水表：計數器不浸入水中的水表，結構上傳感器與計數器的室腔相隔離，水表表玻璃不受水壓，傳感器與計數器的的傳動一般用磁鋼傳動。 （3）液封水表：用于抄表的計數字輪或整個計數器全部用液體密封的水表，密封隔離的計數器內的清晰度不受外部水質的影響，其余結構性能與濕式水表相同。 說明：行業(yè)中有時用小液封和大液封來區(qū)別計數器是字輪部分液封還是整個計數器液封。 9、按計數器的指示形式 按計數器的指示形式可分為指針式、字輪式（或稱數碼式或E型表）和指針字輪組合式。在國家標準GB/T 778―1996中又將指示形式分為模擬式裝置、數字式裝置、模擬式和數字式的組合裝置。 說明：行業(yè)中常把指針式表又稱為C型表，把字輪式和指針字輪組合式稱為E型表或數碼式。 10、按驅動葉輪的水流束數 旋翼式水表按驅動葉輪的水流束數，分為多流束水表和單流束水表（簡稱單流表）。 11、遠傳水表分類 遠傳水表通常是以普通水表作為基表、加裝了遠傳輸出裝置的水表，遠傳輸出裝置可以安置在水表本體內或指示裝置內，也可以配置在外部。 目前遠傳水表的信號有二類，一類是包括代表實時流量的開關量信號、脈沖信號、數字信號等，傳感器一般用干簧管或霍爾元件，另一類代表累積流量的數字信號和經編碼的其它電信號等。遠傳輸出的方式包括有線和無線。 12、預付費類水表 預付費類水表是以普通水表作為基表、加裝了控制器和電控閥所組成的一種具有預置功能的水表。典型的有IC卡冷水水表、TM卡水表等，定量水表采用的也是一種預置控制的技術。 （1）IC卡水表：以IC卡為媒體的預付費水表。按IC卡與外界數據傳送的形式等來分，有接觸型IC卡和非接觸型（又稱射頻感應型）IC卡兩種。接觸型IC卡的觸點可與外界接觸；非接觸型IC卡帶有射頻收發(fā)電路及其相關電路，不向外引出觸點。 （2）TM卡水表：也是一種非接觸式的智能預付費水表，TM卡是一種具有IC卡功能的碰觸式存儲卡。 （3）代碼數據交換式水表：用一組變形的數據碼來傳輸交換預付的水購置量數據，采用這種數據控制技術的智能預付費水表。 （4）定量水表：采用電氣控制或數控方式，在一定范圍內設置和控制用水量的水表。這是在IC卡類預付費表研制成功前的同類型表，用于工業(yè)生產過程（如化工生產、建筑工程混凝土攪拌等）和投幣取水的場合。 13、檢查用的標準水表 檢查用的標準水表一般用制造精良的容積式水表或流量計，在一定的流量范圍內準確度可達到0.5%，可以在現(xiàn)場對在用水表進行檢定，并且可以檢查管漏情況。此類標準水表又稱水表在線檢定儀。 第二節(jié) 國內常用水表 （一）旋翼式水表 1、結構 旋翼式水表是速度式水表的一種，多流束旋翼式水表是世界上用得最多的水表品種。 旋翼多流束式水表由表殼、中罩、表玻璃、密封墊圈、計量機構、計數機構和濾水網等組成。水流沖擊葉輪后，葉輪開始轉動，所轉圈數通過計數機構累計，記錄顯示通過水表的水量。這種水表的公稱口徑一般為15mm～150mm。見圖2-1和2-2。  圖2-1 旋翼多流束水表的結構示意圖 1-接管；2-連接螺母；3-接管密封墊圈；4-鉛封；5-銅絲；6-銷子；7-O形密封墊圈； 8-葉輪計量機構；9-罩子；10-蓋子；11-罩子襯墊；12-表殼；13-碗狀濾絲網  圖2-2 旋翼多流束水表的結構展開圖 1-表蓋；2-軸銷；3-銅罩；4-罩子襯墊；5-表玻璃；6-O形密封圈；7-計數器；8-防磁環(huán)；9-中心齒輪；10-齒輪盒；11-墊圈；12-磁鋼座；13-葉輪；14-葉輪盒；15-表殼；16-調節(jié)螺釘；17-調節(jié)螺釘墊片；18-調節(jié)塞；19-濾水網；20-接管墊片；21-接管；22-連接螺母 2、性能特點 旋翼式水表的誤差特性用水表的示值誤差E與流量之間的關系來表示。旋翼式水表的誤差特性曲線見圖2-3。其特征為：在小流量時，誤差急劇偏負；隨著流量增至分界流量附近，誤差曲線快速向正向移動，并達到一個峰值；當流量繼續(xù)增大時，誤差曲線又向負方向偏移。  圖2-3 旋翼式水表誤差特性圖 旋翼式水表的計量等級一般只達到A級或B級。 旋翼式水表的壓力損失在其過載流量下應不超過0.1MPa。不裝過濾器的旋翼式水表的實際壓力損失在(0.040～0.085)MPa范圍內。 水表的使用壽命與產品所采用的結構、材料密切相關，也受到使用場合的安裝、水質好壞的影響。實驗室對使用壽命的試驗情況不完全代表實際使用的場合。一般說來，水表的外殼不易損壞，可長久使用，容易損壞或磨損的是內部機芯。水表的活動部件（葉輪、葉輪盒組件等）一般用工程塑料ABS材料制造，比較耐磨。水表連續(xù)通水試驗后比較容易損傷的是翼輪軸尖、翼輪軸齒輪和傳動齒輪中的第一個齒輪。 在實驗室中的試驗說明，旋翼式水表在使用了相當于10年以上的用水量后，計量性能并無大的失準（可在±4%）內，整個誤差特性曲線向下偏移，即在小流量、大流量下水表走字全部變慢。 但對實際用表的情況統(tǒng)計表明，民用小口徑水表多年使用后的情況并沒有那么理想，壽命也沒有那么長，多數情況是多年使用后的水表在小流量下走慢，而在大流量下卻變快。據分析，主要原因是水中雜質堵塞濾網后形成的單邊沖擊葉輪等效果形成。 說明：干式水表的使用壽命還受到制造企業(yè)所用的磁性材料和工藝的影響。 3、對介質與安裝的要求 旋翼多流束水表對水質要求和流場要求相對不高，但使用時間久了可能對濕式水表的度盤讀數會產生一些影響（干式水表和液封式水表不存在這個問題）。旋翼單流束水表對水質要求和流場要求相對較高。 旋翼式水表對水表的流向、安裝方位、讀數度盤的朝向、表前表后的直管段均有要求，單流水表要求更嚴。 （二）螺翼式水表 螺翼式水表又稱伏特曼（Woltmann）水表，也是速度式水表的一種，適合在大口徑管路中使用，其特點是流通能力大、壓力損失小。螺翼式水表分為水平螺翼式水表和垂直螺翼式水表兩大類。國內所使用的大部分工業(yè)用表都是水平螺翼式水表。 1、結構 以水平螺翼式水表和可拆式水平螺翼式水表為例。 水平螺翼式水表，又稱渦輪式水表是指該種水表的螺翼軸線與自來水管道軸線成平行（或重合），其葉輪采用螺翼形狀。 水平螺翼式水表的結構示意見圖2-4，可拆式螺翼式水表的展開圖見圖2-5。  圖2-4 水平螺翼式水表的結構示意圖 1-表殼；2-調整器；3-銅絲；4-鉛封；5-密封墊圈；6-襯圈；7-指示機構；8-表玻璃； 9-罩子組件；10-表罩；11-翼輪組件；12-支架組件；13-整流器組件；14-開槽圓柱頭螺釘  圖2-5 可拆卸水平螺翼式水表結構展開圖 1-表蓋；2-罩；3-墊圈；4-透鏡；5-墊片；6-計數器；7-螺釘；8-墊片；9、10-O形圈；11-上軸承裝置；12-斜齒輪裝置；13-螺絲； 14-螺帽；15-后軸；16、17-螺絲；18-主外殼；19-固定銷；20-O形圈；21-封印螺絲；22-調節(jié)裝置蓋；23-螺絲；24-襯墊； 25-用于調節(jié)裝置蓋的螺絲；26-法蘭蓋；27-軸襯；28-磁驅動裝置；29-保護套；30-承受框；31-支座；32-螺旋漿；33-螺帽；34- 墊片；35-用于調節(jié)裝置的墊片；36-調節(jié)軸；37-調節(jié)轉柄；38-整流器；39-安裝環(huán)；40-調節(jié)板；41-軸承座；42-下軸承裝置；43-螺帽 水平螺翼式水表主要由表殼、整流器、誤差調節(jié)裝置、螺翼、支架、蝸輪蝸桿、計數機構、表玻璃、密封墊圈及中罩等零部件組成。 大口徑水表還有復式水表、插入式水表等。 復式水表，又稱組合式水表，也叫母子式水表，是由口徑不同的水平螺翼式水表和旋翼式水表組合而成的，其中的大口徑水表（也可能再加一只單向閥）與管道口徑相同并連接，小口徑水表成為其旁路管線。復式水表的最大特點是量程比相當大（>1000），適合于流量變化較大的場合，但因為加裝了單向閥增大了壓力損失。另外體積大、重量重也是復式水表的缺點。 插入式流量計是用較小的葉輪計量機構，插入直徑比它大得多的管道殼體內，使其成為具有計量大流量能力的流量計。插入式水表也是采用這樣的原理進行工作的。插入式水表有插入式旋翼水表和插入式水平螺翼水表，口徑一般在80mm以上。插入式水表通過測定表殼中心點流速，來計量整個大口徑管道的流量，其特點是體積小、重量輕、流通能力大，制造維修成本低，抗水中雜質能力比普通表要強，但小流量計量能力較弱，計量等級一般只達到A級。 可拆卸式水平螺翼式水表，因其計量流量范圍寬、零部件通用性強、安裝維修可在不停水不拆表的情況下進行等特點，也成為其中的一個系列產品。插入式可拆卸水平螺翼式水表實際上是可拆卸水平螺翼式水表的改進產品，是可拆卸式與插入式兩者結合的水表。 2、性能 水平螺翼式水表的誤差特性特征為：在流量小時，誤差急劇偏負；隨著流量增至分界流量附近，誤差曲線快速趨于平穩(wěn)。大流量下的計量性能與直管段條件密切相關。水平螺翼式水表的計量等級一般為A級或B級。 一些進口或引進生產的垂直螺翼式水表、WPD型水平螺翼式水表、復式水表的流量范圍相當寬，特性流量點的規(guī)定也不同。 水平螺翼式水表的壓力損失在其過載流量下應不超過0.03MPa。壓力損失小是水平螺翼式水表的一大優(yōu)點，但使用時要考慮附加安裝過濾網所帶來的其它壓力損失。 按國際建議R49-1：2000（E）的規(guī)定，水表在其計量的最小流量至過載流量范圍內的壓力損失應不大于0.1MPa。一般情況下，最大壓力損失總是在水表的最大流量下測得，但對于復式水表可能有例外。 由于一些型號的水表的流量范圍較大，有必要了解整個流量范圍的水表的壓力損失情況，為此，可以參看水表的流量-壓力損失曲線圖。圖2-6為某一型號水表的幾種規(guī)格的壓力損失圖。  圖2-6 壓力損失圖 與相同公稱口徑的旋翼式水表相比，水平螺翼式水表的流通計量能力大20%以上，壓力損失小、結構簡單、故障少、價格低，但靈敏度不高，始動流量較大，安裝和直管段條件要求較嚴格。 螺翼式水表一般適合公稱口徑50mm以上的、用水量較大的管道水計量。水平螺翼式水表也非常適用于農用灌溉用水和其它水利方面的計量。 （三）容積式水表 1、結構 容積式水表又稱活塞式水表，是一種定排量式的水表。 容積式水表最主要的產品為旋轉活塞式水表。圓盤式水表在國內沒有使用，國外也只有美國等少數國家使用。旋轉活塞式水表一般為小口徑規(guī)格，特點是計量等級高（可達C級和D級）、小流量計量能力強、靈敏度高。 圖2-7為一種旋轉活塞式水表的結構展開圖。  圖2-7 活塞容積式水表結構展開圖 1-防塵套；2-連接螺母；3-接管；4-接管密封墊圈；5-夾緊機構；6-傳動機構；7-軸；8-濾水網； 9-上表殼；10-銅銷；11-表蓋；12-計數機構；13-蓋板組件；14-活塞；15-計量機構；16-下表殼 2、性能 容積式水表的誤差特性曲線見圖2-7。整條誤差曲線呈拋物線狀：在流量小時，誤差急劇偏負，隨著流量的增加，誤差曲線逐漸向正向移動，并相對平穩(wěn)；當流量很大時，誤差曲線又向負方向偏移。
圖2-21 容積式水表誤差特性圖 （四）遠傳水表 IC卡(Integrated Circuitcard)是將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆蓋磁條的磁卡相似。IC卡水表除了可對用水量進行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量自動進行控制，進行用水數據存儲。由于其數據傳遞和交易結算通過IC卡進行，因而可以實現(xiàn)由傳統(tǒng)的抄表員上門操表收費到用戶自己去營業(yè)所交費的轉變。IC卡交易系統(tǒng)還具有交易方便、計算準確、可利用銀行網絡進行結算的優(yōu)點。 |
|
|
