水表,内部结构从外向里可分为壳体、套筒、内芯三大件。是用以累计流过管道中水的总量的流量测量仪表。记录自来水用水量的仪表,装在水管上,当用户放水时,表上指针或字轮转动指出通过的水量。
水表结构_水表 -历史起源
水表
从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。中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。1883年英殖民主义者在上海建立了第二个水厂,水表开始进入中国。随着一些沿海城市相继建造水厂,至20世纪年代,当时的上海光华机械厂(现上海光华仪表厂前身)等从国外进口部分零件生产水表。在相当长的时间里,英法日德等国家的水表一直占据着中国水表行业,这些不同品种、规格繁杂的水表,由于标准不一、零件不能互换,给以后自来水公司的水表维修带来了很大的困难。
1949年解放后,随着城市供水事业的发展,中国的水表工业也相应地发展起来。从1955年起,上海、北京、天津、南京、武汉、广州等城市自来水公司先后开始生产水表。20世纪80年代初,水表行业在机械工业部上海市工业自动化仪表研究所组织下,根据当时水表国际标准ISO4046的要求,对小口径水表又推出了八位指针、整体叶轮的全国统一设计的水表。统一设计和水表零部件的塑料化,为组织水表专业化生产创造了有利的条件,大大推动中国水表工业进步与发展,满足了日益发展的城乡自来水工业的发展需求。20世纪90年代,中国的经济建设持续高速发展,水表行业也快速发展,企业数量和总产量都增加了一倍多,同时各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起。
水表结构_水表 -结构原理
传统水表
传统水表的内部结构从外向里可分为壳体、套筒、内芯三大件。壳体是生铁铸成的,水从进水口出来之后通过壳体的下部环形空间,这里叫做“下环室”。在这个环形空间的上面有“上环室”和出水口相通。套筒的底部有个带有小孔的过滤网,滤出水中的杂物。套筒侧面有上下两排圆孔,孔的位置恰好与壳体的上下环室对着,显然,下排是进水孔,上排是出水孔。特别值得注意的是,这两排孔都是沿圆的切线方向斜着打的。注意上下两排孔的方向相反。水从下排孔沿切线方向流进去,势必形成旋转的水流,这对于水表的工作是十分重要的。内芯分为上、中、下三层,从玻璃窗看到的是上层,只有指针和刻度盘。其实最关键的是下层,这里面有个塑料轮,轮边上有许多塑料叶片,叫做“叶轮”。
叶轮所处的位置正好在套管下层孔所形成的旋转流里,水流冲击轮周的叶片,产生转矩,使叶轮旋转起来。龙头开得越大,水流越急,叶轮就转得越快。
叶轮的轴垂直向上到达中层,轴上面有个小齿轮,用它和“十进制数齿轮”啮合,达到累计转数的目的。“十进制数齿轮”的作用是每当个位数齿轮转十圈,十位数齿轮就转一圈。换句话说,个位数齿轮转一圈,十位数齿轮就转十分之一圈。个位数齿轮是主动者,靠它来带动十位数齿轮。实际上每一级十进位用两对齿轮完成,以使转动方向一致,其中一对传动比是9:30,另一对是10:30,这两对串联在一起,总的传动比就是这两个的乘积,即0.099999,完全可以近似为0.1。照这样计算,如果要读七位数(小数点前读四位是黑刻度,小数点后读三位是红刻度),就得用12对齿轮。再加上别的一些用途,在这个中层小小的空间要挤进18根轴和34个齿轮,也可算是高密度安装了。这类水表凭借其简单价廉,能在潮湿环境里长期使用而无需维修,而且不用电源,停电也不影响工作的优点依然会长期服务。
智能IC卡水表
IC卡水表
智能IC卡水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比,是一个很大的进步。
智能IC卡水表除了可对用水量进行记录和电子显示外,还可以按照约定对用水量自动进行控制,并且自动完成阶梯水价的水费计算,同时可以进行用水数据存储的功能。由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行,因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。IC卡交易系统还具有交易方便,计算准确,可利用银行进行结算的特点。IC卡水表的外观与一般水表的外观基本相似,其安装过程也基本相同。IC卡水表的使用很简单,从用户的角度看,就时把IC卡卡片向水表里插一下。IC卡水表的工作过程一般如下:将含有金额的IC卡片插入水表中的IC卡读写器,经微机模块识别和下载金额后,阀门开启,用户可以正常用水。当用户用水时,水量采集装置开始对用水量进行采集,并转换成所需的电子信号供给微机模块进行计量,并在LCD显示模块上显示出来。当用户的用水金额下降到一定数值时,微机模块进行声音报警,提示用户应该去持卡交费购水。如超过用水金额,则微机模块会自动将电控阀门关闭,切断供水。直至用户插入已经交费的IC卡片重新开始开启阀门进行供水。
水表结构_水表 -常用术语
过载流量(qs):水表在短时间内,且无损坏的情况下,最大的使用流量,其值两倍于常用流量。
常用流量(qp):水表在正常工作条件即稳定或间歇流动下,最佳使用的流量。
分界流量(qt):流量范围被分割成两个区处所出现的流量。“高区”和“低区”各自由一个该区的最大允许误差来表征。
最小流量(qmin):在最大允许误差限之内要求水表给出的最低流量。它与水表代号的数值有关。
压力损失:在给定的流量下,管道中水表的存在所造成的压力降低。
水表结构_水表 -种类
1. 按测量原理分类
(1)速度式水表:安装在封闭管道中,由一个运动元件组成,并由水流运动速度直接使其获得动力速度的水表。典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼式水表。旋翼式水表中又有单流束水表和多流束水表。
容积式水表
(2)容积式水表:安装在管道中,由一些被逐次充满和排放流体的已知容积的容室和凭借流体驱动的机构组成的水表,或简称定量排放式水表。容积式水表一般采用活塞式结构。
2.按计量等级分类
计量等级反映了水表的工作流量范围,尤其是小流量下的计量性能。按照从低到高的次序,一般分为A级表、B级表、C级表、D级表,其计量性能分别达到国家标准中规定的计量等级A,B,C,D等级的相应要求。
3.按公称口径分类
按公称口径通常分为小口径水表和大口径水表。
公称口径40mm及以下的水表通常称为小口径水表,公称口径50mm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,同时这种分法也可以从水表的表壳连接形式区别开来,公称40mm及以下的水表用螺纹连接,50mm及以上的水表用法兰连接。
4.按用途分类
分为民用水表、工业用水表。
5.按安装方向分类
按安装方向通常分为水平安装水表和立式安装水表(又称立式表),是指安装时其流向平行或垂直于水平面的水表,在水表的标度盘上用“H”代表水平安装、用“V”代表垂直安装。
6.按介质的温度分类
按介质温度可分为冷水水表和热水水表,水温30℃是其分界线。
(1)冷水水表:介质下限温度为0℃、上限温度为30℃的水表。
(2)热水水表:介质下限温度为30℃、上限为90℃或130℃或180℃的水表。
7.按介质的压力分类
按使用的压力可分为普通水表和高压水表。在中国,普通水表的公称压力一般均为1MPa。高压水表是最大使用压力超过1MPa的各类水表,主要用于流经管道的油田地下注水及其他工业用水的测量。
8.按计数器是否浸在水中分类
(1)湿式水表:计数器浸入水中的水表,其表玻璃承受水压,传感器与计数器的传动为齿轮联动,使用一段时间后水质的好坏会影响水表读数的清晰程度。
(2)干式水表:计数器不浸入水中的水表,结构上传感器与计数器的室腔相隔离,水表表玻璃不受水压,传感器与计数器的传动一般用磁钢传动。
(3)液封水表:用于抄表的计数字轮或整个计数器全部用一定浓度的甘油等配制液体密封的水表,密封隔离的计数器内的清晰度不受外部水质的影响,其余结构性能与湿式水表相同。
9.按计数器的指示形式分类
分为模拟式、数字式、模拟数字组合式。
水表结构_水表 -安装水表方法
(1)保证水表的前后方具有足够长的直线管段,水表安装位置不能离墙太近,这对水平螺翼式水表尤为重要,表前应留有不少于10倍水表口径长度的直线管道,表后应不少于5倍水表口径长度的直线管道,如果水表前阀门直接与水表连接,则阀门开度对水表示值误差的影响是极其明显的。水表外壳距墙面的距离为lo~30mm。(2)水表安装,应避免太阳直射和有害气体、液体的侵蚀,并要做好防冻措施。
(3)水表安装的环境要整洁,易于检定抄表及拆换水表,应远离有载重车辆通过的道路。水表在安装前,必须清除管道内的杂物。
(4)水表安装方向、表壳箭头方向与管道内水流方向要一致。
(5)新装管道应先清除管道内的石子、泥沙、麻丝等杂质,水质较差的在水表前应装过滤网,过滤网要定期清洗。
(6)水表在使用过程中,要对零件的磨损、腐蚀及其他易损件及时检修,定期到技术监督部门进行检测。根据我国水表检定规程规定,水表检定周期一般为两年。
水表结构_水表 -产品
LXS型旋翼湿式水表
此类水表为直接式水表,外壳采用优质生铁铸造(亦可根据客户需要用黄铜铸造),内外均喷食品用具塑料涂层,可保证水的清洁卫生。内部机芯选用耐磨、耐腐、防垢的工程塑料制造,计数器的字轮可根据客户的需要制成液封式(F)或不液封式(E)两种。
LXS型为湿式结构,有半液封、全液封和不液封(E型)三种。
LXSG型为干式结构,不受水质影响,可保持表度盘的永久清晰。
此类水表的计量精度为B级,灵敏度高于标准规定,可防止水的流失。
1、技术参数:
公称口径
过载流量
常用流量
分界流量
最小流量
15
3
1.5
0.120
0.030
20
5
2.5
0.200
0.050
25
7
3.5
0.280
0.070
b、 使用温度:0~30℃(热水表为≤90℃)c、 公称压力:≤1.0MPa d、 压力损失:≤0.1MPa
2、外形尺寸:
公称口径 长L 长L1 宽B 高H 连接螺纹 重量
15 258165 99 109 R1/2" G3/4B 1.6
20 299 195 99111 R3/4" G1B 2.1
25 345 225 104 117 R1" G1 1/4B 2.6
4、 安装要求:
a、 安装前应除去管道内的麻绳、沙石等杂物,以免造成水表故障。
b、 水流方向必须与表壳上的箭头方向一致。
LXL型水平螺翼式水表
水平螺翼式水表用于计量大流量管道的水流总量。特别适合于供水主管道和大型厂矿用水量的需要。主要特点是流通能
水表力大、体积小、结构紧凑、便于使用和维修。
型号:LXLC-80C/E-200C/E
该水表是工矿企业理想的大用量水供水计量用表
1、特点:字轮显示计数值,读数方便量程大,精确度高流通能力大,压力损失小。通用性、标准化强。
2、结构:结构简单,使用寿命长,采用优质耐腐蚀材料,测量机芯可卸。更换维修方便,为外调节器式结构。
3、使用条件:温度不超过30℃,水压不大于1 Mpa
主要技术参数:
水表
水表
1、计量等级
水表
2、外型尺寸
水表
注:
1、公称流量是水表在规定误差限内允许长期工作的流量
2、始动流量是水表开始连续指示时的流量,此时水表不计示值误差
3、最小流量是水表在规定误差内使用的下限流量。低于最小流量时水表不能准确计量
4、最大流量是水表在规定误差限内使用的上限流量,在最大流量时,水表只能短时间使用而不至损坏
5、冷水表被测水温不能超过30℃,热水表被测水温不能超过90℃
6、最大允许工作压力(公称压力)为1.0 Mpa
7、最大流量时,水表的压力损失不超过0.1 Mpa
8、从最小流量至不包括分界流量的低区的示值误差限:±5%
从包括分界流量至包括最大流量的高区示值误差限:±2%
LXSY型旋翼式单流液封水表
水表
用途与LXS型水表相同。在构造上不同之处是其将指示机构用特殊液体封闭使水不能进入指示机构,水流压力是从旋翼的单侧作用于旋翼的。
型号: LXSY-80-150mm
特点:
液封、多流束、灵敏可靠、计量精度达到ISO 4064 B级、系列通用性强
使用条件:
冷水水表水温不高于50℃,热水水表水温不高于90℃,水压不大于1MPa
主要技术参数:
水表
外型尺寸及重量:
水表
外型图:
水表
LXSG型旋翼多流(磁传)干式水表
该表具有LXS型的用途,而在构造结构上有其独特之处,其叶轮测量机构与密封的指示机构的传动是通过磁性联轴节来实现的,用此指示机构与水隔离,避免了湿式水表指示机构被水锈蚀、玷污,从而保持指示机构长期清晰。
LXSG型旋翼多流磁传水表是一种干式水表,用于计量流经自来水管道的水的总量。适用于单向水流,该表计数机构与测量机构由磁性联轴器传动,读数方便,防冻性能好,能长期保持读数清晰。
主要技术指标
流量参数:
水表
水 温:不超过30℃
公称压力:1MPa
示值误差:从包括最小流量至不包括分界流量的低区:±5%
从包括分界流量至包括过载流量的高区:±2%
热水表
热水表的结构与常温水表相同,如LX-SR热水表的结构与LXS型水表相同。但为了适合计量热水量的特殊需要,所有零件均由耐热材料制成。
IC卡冷/热水表(S系列)
技术参数
计 量 等 级 : B级
公 称 口 径 : 15mm 20mm
外 型 尺 寸 : 190mm×93mm×147mm
电 源 : 6V 5号电池
静态工作电流: ≤20μA
热水表耐温: ≤100℃
阀门形式: 电磁先导阀
IC卡形式: 射频卡
阶梯式计费: 分4段计费
功能特点
1.多工作模式:适用于学生宿舍一表多卡模式,也适用于教工家庭、小区住宅一表一卡模式,可在充值管理系统自行设置。
2. 防磁攻击。受到磁攻击或干扰时,阀门自动关闭,消除磁攻击或干扰后,刷卡即可开阀。
3. 断电关阀功能。电量不足或断电时,阀门自动关闭,上电后自动开阀。
4. 警示功能。达到警示值(根据用户要求设定)时,阀门会提示性关闭,此时刷卡可开阀,使用至0m3时阀门关闭,须充值才可开阀用水。
5.密封性好。防潮、防水。
6. 显示:显示器常闭,微功耗,静态工作电流小于20微安。查看数据时按读卡按钮即可。
7.环保材料,采用高分子合金材料,高强度(经2.5MPa水压耐压试验)、高冲击、耐候、耐磨、耐高温;质轻,无金属锈蚀,符合环保要求。
8.高精度表芯,始动流量低达4-6升/小时
9.更换电池方便:采用4节5号碱性电池,外置方式,通用性强,更换方便;电池寿命1年以上。
10. 高可靠性阀门结构。获国家专利。高稳定、高可靠性、无结垢、无磨损,使用寿命长,阀门开关动作在0.09秒完成,功耗极低;受磁干扰或攻击时,阀门瞬间关阀,安全性高。经过6年用户使用验证,性能稳定可靠。
11.一卡通设计:可实现一表多卡或校园一卡通管理
远传水表
将非电量的电测量技术应用于水表,形成了远传水表,结构上通常是在减速机构后加入传感器,将其用电缆与数显仪表连接。
水表结构_水表 -制造及用途
制造方法
水表的制造包含了铸造、切削、装配、校准、检验和包装等工序。各道工序对水表成品的质量都有密切联系,如水表腔体(箱体)形状、内表面质量、测量叶轮、螺翼的形状、粗糙度、减速机构、指示机构的装校都影响水表的工作准确性。
用途
主要用于计量厂矿、企业及家庭的用水量。
水表结构_水表 -主要技术参数
(1)水温:定了水表使用的最高温度,使用者应选用合适的型号规格来满足自己的需求,否则将导致水表对水流总量计量不准。
(2)工作压力:规定了水表的计量水体的最大压力。水压超过此限度,可能会使水表损坏或渗漏。
(3)流量系数:其包括公称口径、最大流量、公称流量、分界流量、最小流量、始动流量。使用者可根据实用的需要选择公称口径和公称流量。始动流量反映了水表的灵敏度。
(4)示值误差。
(5)外型尺寸及重量:水表的外型尺寸包括安装时需了解的各种参数如长、宽、高、连接螺纹等。另外尺寸和重量与包装运输有关。
水表结构_水表 -检验方法
水表的检验是按各生产企业的技术条件和GB/T778进行的。检验项目:外观检查(包括外形尺寸等)、水压试验、示值误差、流量测定和加速磨损试验。被试水表的数量最少为3只,有必要增加被试水表的数量时,最多可为10只。
表壳上凸铸出指示水流方向的箭头和水表公称口径。度盘上标出商标。在罩子的下面标出计量等级和制造编号。
每个水表应有单独小包装,且能防止运输和搬运中的冲撞,水表应水平放置。水表是一种仪器,外包装上应有明显的“向上”,“轻放”标记。水表应存放在环境温度为5-40℃,空气中不含有腐蚀性介质的干燥场所。
水表结构_水表 -发展前景
1.计量等级高的水表用计量等级高的水表,可使水表在包括微小流量在内的较大的流量范围内工作,也从根本上真正提高了水表灵敏度和计量能力。活塞式(又称容积式)水表的计量等级一般可达C级或D级,但对水质要求较高。
说明:国际上大多数国家要求使用达到计量等级B级以上的水表,国内行业里也有取消计量等级A级的水表的呼声。在此拟定的水表新国际标准和国际建议中,还把基于电磁或电子原理工作的、用于测量水的流量计也包括在水表内。
2.远传户外抄读和计算机物业管理相结合的水表
远传水表、集中抄表系统和二次仪表相配套的水表是有发展前途的,因为它改善了水表抄读方法,提高了信息化数字化和自动化程度,减少了对使用水表的用户的打扰和治安方面的忧虑。国内部分地区实施一户一表时,也采用这种型式的水表。
3.预付费类水表
预付费水表适用于“先付费后用水”原则下的管理系统。我国一些地区收水费难水费欠账赖账现象严重,使用预付费类水表彻底改变了抄表和用水量的结算方式,避免激化矛盾,同时提高了水表产品的技术含量,一些自来水公司和物业管理公司对这种产品表示欢迎。预付费水表可以及及时合理地收取水费,减少水费流失,减轻劳动强度,避免因抄表活动而给用户带来的不方便和不安全感。典型的产品有IC卡水表(插卡式或感应式)、TM卡水表、代码交换式预付费水表等。
4.防倒流水表或双向计量水表
目前的国内水表一般为单流向水表,大部分在逆向流动(又称倒流或反向流)时也可走动并使累计数减少,现有的水表铅封机构并无防止水表倒装功能,因此有引起计量纠纷和作弊的可能。防倒流水表通过在表入口处加装单向阀可将水表的连接接管与水管铅封在一起,防止了人为倒装水表而作弊的可能。双向计量水表的功能是,在逆向流动时水表的计数机构仍然是累加的并且符合计量准确度的要求。
说明:现行国家标准中对防倒流水表或双向计量水表并无详细的规定,只要求水表能”经受意外逆流并显示这逆流量”。
水表结构_水表 -购买水表方法
1.选择水表规格选择规格时,应先估算通常情况下所使用流量的大小和流量范围,然后选择常用流量最接近该值的那种规格的水表作为首选。因为水表在常用流量下工作性能的稳定性和耐用性是最佳的,比较符合设计要求。
为什么不能以最小流量、分界流量以及始动流量来选择呢?这是因为本身水表的设计就是以常用流量为基础的。假如,以最小流量、分界流量为选择,不同类型的水表量程比不一样,可能会导致常用流量较小,这样就可能会导致经常使用的流量大于水表的常用流量,结果,水表的使用寿命会大大降低。
如果水管考虑为未来的通水能力留有余量,则选择水表时可以在口径规格上低一档。如口径为200mm的管道因目前流量不足,可选用安装口径150mm的水表,等将来流量增大为200mm管道的正常流量时,再换同口径水表。大型耗水工业用户选用水表时可以选择一台较大口径水表,也可用数台相对较小口径水表并联的方法,这样还能在不影响用户正常供水的情况下对个别发生故障的水表进行维修或换表。
2.选择水表的品种
以大口径水表为例,主要有使用多年的旋翼式、螺翼式水表和现在新开发使用的WS(垂直螺翼式)、WPD(水平螺翼式,进口机芯)复式水表等等。
下图初步说明各种表型的量程比情况
根据各个自来水公司具体条件的不同,可考虑使用不同的表型
经济条件较好的水司,可多考虑使用量程比较大的WS和复式水表,
水质较差且缺少安装过滤器空间的管网可考虑安装旋翼式水表
长期在较大流量或超大流量使用的工矿企业可考虑使用WPD水表
经常在中小流量下使用的管网及有可能偷水的场所可使用复式水表
如管网压力较低可使用水平螺翼式水表
这主要由各个水司综合考虑。
3.选择水表指示型式
一般以字轮式为好,读数清晰、抄读方便。但在北方由于水表井中的水表比较深,安装指针式型式反而好。但近年来,新开发的水表都是由国外进口的水表消化吸收而来,基本上都是液封型式的计数器,可以采取辅助方法进行读数。
4.考虑安装维修的方便性
对大口径水表来说,尤其要考虑这一点。因此那种能不停水安装和更换表或进行维修的水表(如可拆卸式水表)可以满足这些要求。水表的安装长度和连接方式也是要考虑的一个因素。
5.考虑水质适应性
由于各种原因,许多场合流经水表并到用水终端的水质并没有出水厂时那样清洁理想,有时会夹有一些杂质(如锈块、沙石、麻丝等)。在这种情况下,除了在水表的管道设计时考虑安装一些过滤器和其他措施外,选择能适应这样水质的水表或流量计是需要考虑的。相对来说,速度式水表影响要小一点,而容积式水表则对水质的要求是比较高的。
6.性价比
购置任何商品都需考虑其性能价格比。水表作为一个用水的贸易结算用的计量器具,其性能价格比有其特殊性。在符合水表检定规程中的基本要求或者说通过水表首次检定的前提下,水表所用材质的卫生耐用、抄读的可靠方便、压力损失的大小、维修拆装的方便性、对安装地点的适应性(如可能安装在室外)等是水表的主要性能。;对于作为总表用的大口径水表,压力损失是反映水表工作引起的能耗的技术指标,应作为一个重要因素来考虑。
综上所述,选择水表可以从以下几点考虑:
(1)计量准确可靠;
(2)适应管网水质条件,经久耐用;
(3)结构简单,性价比高;
(4)流通能力大,水头损失小;
(5)始动流量值、最小流量值及分界流量值均低;
(6)修理方便,容易调整,维修成本低;
(7)体积小重量轻,拆装方便;
(8)读数抄表准确方便,并与当地管理相配套