水表基礎(chǔ)知識(shí)講解(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 內(nèi)涵有較大變化，水表的常用流量Q3可在規(guī)定系列數(shù)中選取。 (3)準(zhǔn)確度 水表的準(zhǔn)確度規(guī)定為1級(jí)或2級(jí)，其中1級(jí)表只用于大口徑水表(相當(dāng)于目前公稱口徑100mm以上的水表)，現(xiàn)用的計(jì)量等級(jí)將被停止使用，水表的整個(gè)計(jì)量流量范圍和高低區(qū)分界用Q3／Q1和Q2／Q1表示，且也可從規(guī)定系列數(shù)選擇。技術(shù)參數(shù)也是隨著“水表”內(nèi)涵所發(fā)生的變化而改變的。 (4)帶電子裝置水表 增加了該類水表的技術(shù)要求、檢查和試驗(yàn)方法，在國(guó)際建議OIML R49—1：2000(E)的附錄A中列出了強(qiáng)制性的環(huán)境試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)等。二、水表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／～3—1996《冷水水表》等同或等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4064—1：199ISO 4064—2：1978和ISO 4064—3：1983。 組成 (1)GB／—1996《冷水水表 第l部分：規(guī)范》 該標(biāo)準(zhǔn)等效采用水表國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4064—1：1993 Measurement Of water flow in closed conduits—Meters for cold potable water—Part 1：Specifications。規(guī)定了容積式和速度式(包括旋翼式、螺翼式，包括大小口徑)水表的術(shù)語、技術(shù)特性、計(jì)量特性和壓力損失。該標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容不同之處主要是水表的安裝尺寸和所采用壓力的單位，這是考慮了國(guó)內(nèi)水表的實(shí)際使用情況和我國(guó)法制計(jì)量的要求。 (2)GB/—1996《冷水水表 第2部分：安裝要求》 該標(biāo)準(zhǔn)等同采用水表國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4064—2:1978 and Addendum l：1983 Measurement of water flow in closed conduits—Meters for cold potable water—Part 2：Installation requirements。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了選擇水表、連接管件、安裝、某些水表的特殊要求以及新的或修理后第一次使用的水表的準(zhǔn)則。 (3)GB/—1996《冷水水表 第3部分：試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)備》 該標(biāo)準(zhǔn)等同采用水表國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4064—3:1983 Measurement of water flow in closed conduits—Meters for cold potable water—Part 3：Test methods and equipment。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)確定水表主要特性所采用的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)備作了規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)也是對(duì)水表進(jìn)行型式評(píng)價(jià)(定型鑒定)所采用方法、設(shè)備的主要依據(jù)。 改動(dòng)趨勢(shì) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4064最新修訂版中，適用水表范圍包括冷水水表、熱水水表、復(fù)式水表和同軸式水表，其具體內(nèi)容的改動(dòng)與國(guó)際建議R49協(xié)調(diào)一致。 說明：水表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將等同或等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4064，國(guó)內(nèi)水表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組已成立并開始試驗(yàn)方面的工作，一旦修訂后的ISO 4064通過表決，現(xiàn)有的GB/～3一1996立即修訂。 三、其它標(biāo)準(zhǔn) 建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ 3064—1997《居民飲用水計(jì)量?jī)x表安全規(guī)則》　 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)涉及全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的旋翼式水表的各部件和連接附件(如表殼、表玻璃、銅罩、銅接管等)所用的材料、重量、尺寸等作了較詳細(xì)的規(guī)定，對(duì)近年來國(guó)內(nèi)一些水表制造企業(yè)在部件上偷工減料的行為提供了針對(duì)性的檢驗(yàn)依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在自來水供水管線上的水表，為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)?！?說明：該標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了一些部件的重量和尺寸檢測(cè)，未對(duì)材料(銅材料、工程塑料)成分分析、材料力學(xué)性能(抗拉、抗壓、抗扭等)的技術(shù)要求和測(cè)試方法作明確規(guī)定。 建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 133—2001 《IC卡冷水水表》　 該標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)第一部有關(guān)預(yù)付費(fèi)類水表的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該類產(chǎn)品除了需符合水表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所要求的基本要求外，還對(duì)功能、防作弊、工作電流、閥門性能、環(huán)境適應(yīng)性和電磁兼容方面均作了規(guī)定，對(duì)促進(jìn)和規(guī)范這類水表起了積極的作用。但預(yù)付費(fèi)水表的發(fā)展很快，也出現(xiàn)許多新的問題，對(duì)這些要求標(biāo)準(zhǔn)也將及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充和修改。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8802—1998《熱水水表 規(guī)范》 該標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO 10385—1 Measurement of water flow in closed conduits—Meters for hot water—Part 1：Specifications，對(duì)熱水水表的分類、技術(shù)要求作了規(guī)定。但該標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定相應(yīng)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8840—1996《濕式水表用鋼化玻璃》 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)濕式水表用鋼化玻璃的規(guī)格、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則作了規(guī)定。 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 57177—1999《冷水水表 產(chǎn)品質(zhì)量分等》 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水表各檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了分類，并對(duì)合格品、一等品、優(yōu)等品的要求作了具體規(guī)定。 由于各水表的技術(shù)規(guī)范起草年份不同，同時(shí)水表國(guó)際建議和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都出現(xiàn)了一些變化，在JJFl001—1998《通用計(jì)量術(shù)語及定義》，中部分術(shù)語也做了改動(dòng)，所以出現(xiàn)了術(shù)語表達(dá)不同的現(xiàn)象。水表技術(shù)文件中一些術(shù)語和符號(hào)等的不同及改動(dòng)趨勢(shì)見表l—3。按照與國(guó)際接軌的原則，我國(guó)水表的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂將等同或等效采用國(guó)際建議和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此改動(dòng)的大致趨勢(shì)是明確的。[知識(shí)講座] 第二講 水表的結(jié)構(gòu)和工作原理第一節(jié) 旋翼式水表旋翼式水表是速度式水表的一種，是世界上用得最多的水表品種。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，速度式水表的定義為“安裝在封閉管道中，由一個(gè)動(dòng)力元件組成，并由水流速直接使其獲得運(yùn)動(dòng)的一種水表”。當(dāng)水流通過水表時(shí)，驅(qū)動(dòng)葉輪(旋翼或螺翼)旋轉(zhuǎn)，而水流的流速與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比，因水流驅(qū)動(dòng)葉輪處噴口的截面積為常數(shù)，故葉輪的轉(zhuǎn)速與流量也成正比。通過葉輪軸上的聯(lián)動(dòng)部件與計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)相連接，使計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)累積葉輪(旋翼或螺翼)的轉(zhuǎn)數(shù)，從而記下通過水表的水量。一、多流束水表多流(束)水表：水流通過水表時(shí)，有多束(股)水流從葉輪盒四周流人，驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。這種水表的公稱口徑一般為15mm～150mm。 旋翼多流束式水表由表殼、中罩、表玻璃、密封墊圈、計(jì)量機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)和濾水網(wǎng)等組成。水流沖擊葉輪后，葉輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，所轉(zhuǎn)圈數(shù)通過計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)累計(jì)，記錄顯示通過水表的水量。見圖21和22。圖2－l 旋翼多流束水表的結(jié)構(gòu)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；7O形密封墊圈；8葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)；9罩子；10蓋子；11罩子襯墊；12表殼；1碗狀濾絲網(wǎng)圖2—2 旋翼多流束水表的結(jié)構(gòu)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(jì)數(shù)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(diào)節(jié)螺釘；17－調(diào)節(jié)螺釘墊片；18－調(diào)節(jié)塞；19－濾水網(wǎng)；20－接管墊片；21－接管；22－連接螺母多流束水表的總體尺寸和連接方式見表2—1。表2—Ⅱ 旋翼式多流束水表的總體尺寸和連接方式 　　　mm公稱口徑長(zhǎng)度寬度高度連接方式LL1BH小口徑15259165100109螺紋20299195100111253452251041173235423010411740373245127153大口徑50280127174法蘭80370252276100370272280150500365400各部件的作用、所用材料如下：表殼、中罩、表玻璃 表殼、中罩、表玻璃和密封墊圈一起組成一密封體，使表殼內(nèi)被測(cè)水不致滲漏至表外。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，、持續(xù)1min的壓力試驗(yàn)。因此，表殼、中罩和表玻璃均應(yīng)滿足上述要求。 表殼材料一般采用灰鑄鐵(HT l50，見GB 9436—1988)或鑄造鉛黃銅(ZcuZn40Pb2，見GB ll76—1987)。中罩材料一般采用鑄造鉛黃銅(ZcuZn40Pb2，見GB 1176—1987)。表玻璃應(yīng)采用符合JB/T 8480—1996的鋼化玻璃。 計(jì)量機(jī)構(gòu) 計(jì)量機(jī)構(gòu)主要由齒輪盒、葉輪盒、整體葉輪、頂尖、調(diào)節(jié)板等組成，見圖2—3。計(jì)量機(jī)構(gòu)是水表的“心臟”，它對(duì)水表的計(jì)量性能和耐用性起著關(guān)鍵的作用。圖2—3 旋翼式水表計(jì)量機(jī)構(gòu)圖1齒輪盒：2整體葉輪；3葉輪盒；4頂尖，5調(diào)節(jié)板 (1)齒輪盒 計(jì)數(shù)器置于齒輪盒中，與齒輪盒上部的內(nèi)孔相配合。齒輪盒下部有一凸臺(tái)，與葉輪盒相配合。齒輪盒在旋翼多流水表的機(jī)芯中，起著承下啟上的作用。為此，要求齒輪盒上部?jī)?nèi)孔與下部凸臺(tái)間應(yīng)有良好的同軸度。另外，齒輪盒外壁應(yīng)有定位線或底部有定位鍵，以保證與葉輪盒配合時(shí)的定位要求，從而確保性能的穩(wěn)定。 旋翼式水表的齒輪盒底部一般均有三條左右的固定筋，其主要作用是，當(dāng)水表在大流量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)葉輪旋轉(zhuǎn)起阻尼作用，以改善水表在大流量區(qū)域的性能曲線。因?yàn)楫?dāng)很小的流量通過水表時(shí)，其流速很低，水流的動(dòng)能極小，不足以克服葉輪的慣性，故葉輪未轉(zhuǎn)動(dòng)。待稍加大流速，葉輪雖轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能準(zhǔn)確計(jì)量，故最小流量以下的流量范圍水表呈偏慢的現(xiàn)象。此后逐漸加大流速，水表向快的趨勢(shì)發(fā)展，如果沒有齒輪盒上的筋加以阻尼，則這種趨勢(shì)將會(huì)持續(xù)下去，直至偏快10％～15％左右后(與有筋阻尼相比較)，其性能曲線才會(huì)趨向平穩(wěn)。 水流從葉輪盒進(jìn)水孔流人后，一方面驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，另一方面水流本身呈螺旋形上升，并從葉輪盒出水孔排出。在小流量時(shí)，因水流流速低，葉輪上平面與齒輪盒筋的間隙處的水流呈層流狀態(tài)，水的粘性作用占主要地位，齒輪盒上的筋對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速無影響。當(dāng)流速大到一定程度時(shí)(／s左右)，間隙處水流從層流過渡到湍流，造成齒輪盒若干條筋的下方產(chǎn)生旋渦，使葉輪轉(zhuǎn)速有所減低。同時(shí)，因流速增大，在葉輪盒內(nèi)呈螺旋上升的水流，有一部分沖到齒輪盒筋反射回來，其方向卻與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，故又使葉輪轉(zhuǎn)速降低，使水表不致于出現(xiàn)沒有齒輪盒筋那樣快10％～15％后才使誤差趨向平穩(wěn)的現(xiàn)象。變化示意見圖2—4。 圖2—4 齒輪筋對(duì)性能曲線的影響 齒輪盒底部裝有三塊可任意調(diào)節(jié)角度的調(diào)節(jié)板，其作用是通過調(diào)整調(diào)節(jié)板角度，以改變水流從調(diào)節(jié)板反射回來時(shí)反作用力的大小，即改變水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速阻尼力的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)大流量區(qū)域誤差的目的。這種調(diào)節(jié)對(duì)小流量區(qū)域影響不大。 (2)葉輪盒 葉輪盒是計(jì)量機(jī)構(gòu)中最關(guān)鍵的部件。葉輪盒上部?jī)?nèi)孔與齒輪盒下臺(tái)肩相配合。在葉輪盒低部中心一般有一螺孔，與頂尖相配合。但有些水表不用螺紋配合，而采取過盈配合，將頂尖用力壓人。葉輪盒上部?jī)?nèi)孔與頂尖應(yīng)具有良好的同軸度。 在葉輪盒四周有兩排斜孔，下排為進(jìn)水孔，上排為出水孔，前者比后者對(duì)水表計(jì)量特性與壓力損失的影響，更為至關(guān)重要。進(jìn)水孔一般在葉輪盒注塑時(shí)一次成型為矩形孔或長(zhǎng)方孔。進(jìn)水孔可以均勻分布于葉輪盒的四周，也可在葉輪盒四周呈對(duì)稱排列。 葉輪盒底部有若干條筋(一般為3條或6條)，與齒輪盒上的筋作用相仿，主要是對(duì)水表在小流量區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速產(chǎn)生阻尼。因此，調(diào)整葉輪下平面與葉輪盒筋之間的間隙，將會(huì)對(duì)小流量區(qū)域的示值誤差產(chǎn)生影響。同時(shí)，當(dāng)用水設(shè)備一旦關(guān)閉，水流不再流經(jīng)水表時(shí)，由于筋的阻尼作用，能較快地克服葉輪的慣性，使其迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)量的目的。 對(duì)于內(nèi)部調(diào)節(jié)式水表而言，在葉輪盒底部有若干個(gè)調(diào)節(jié)孔，如LXS15C～20C水表的葉輪盒底部，均布有三排、每排二只的調(diào)節(jié)孔。調(diào)節(jié)孔有斜孔和直孔兩種，如兩者截面積相同，則后者比前者具有更大的調(diào)節(jié)功能，同時(shí)，在誤差調(diào)節(jié)時(shí)，直孔比斜孔顯得更敏感，在微量調(diào)節(jié)時(shí)比較難掌握。 (3)葉輪 無論是整體葉輪，或是組合葉輪，均要求葉輪上端的軸與下部的葉輪襯套孔(甚至瑪瑙軸承窩)之間，應(yīng)有良好的同軸度。 旋翼式水表所用的葉輪的形狀為直板形。葉輪受到水流沖擊后旋轉(zhuǎn)，與葉輪軸和軸上的中心齒輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于大多數(shù)水表來說，在常用流量時(shí)，水表葉輪的轉(zhuǎn)速，一般在750—900r／min。所以希望葉輪具有較好的動(dòng)平衡性能，以減少運(yùn)動(dòng)副之間的磨損，提高水表使用壽命。 (4)頂尖 頂尖安裝在葉輪盒底部的中心，在葉輪軸的下部，用于支撐葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。頂尖的最上尖部與葉輪軸的下端凹軸承直接形成點(diǎn)滑動(dòng)接觸，以便使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)更加靈敏。除了頂尖頭、軸與螺紋間應(yīng)具有良好的同軸度外，頂尖頭的材質(zhì)應(yīng)具有很高的耐磨性能，一般以特殊配方的硬質(zhì)橡膠棒、聚甲醛等材料較佳。值得注意的是，不能片面追求水表的靈敏度(始動(dòng)流量值)而將頂尖頭做成很尖。否則，經(jīng)短時(shí)間使用，頂尖頭即會(huì)磨損，使水表出現(xiàn)大流量區(qū)域變快、最小流量時(shí)變慢的情況。這是因?yàn)樵谏鲜鰞煞N流量下，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)呈下沉狀態(tài)，即葉輪瑪瑙軸承與頂尖頭相接觸，葉輪上平面與齒輪盒筋的間隙增大，水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速的阻尼減小，水表在大流量區(qū)域變快。而小流量時(shí)，葉輪下平面與葉輪盒筋的間隙減小，水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速的阻尼增大。同時(shí)，頂尖頭的磨損，使葉輪與頂尖的磨擦阻力增大，在兩者的共同作用下，即造成水表在最小流量時(shí)變慢和始動(dòng)流量值增大。如果頂尖頭嚴(yán)重磨損，即使在大流量情況下，其磨擦阻力的影響會(huì)達(dá)到或超過水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速阻尼減小的影響，水表在大流量時(shí)的誤差又會(huì)恢復(fù)到準(zhǔn)確或變慢。 3 計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu) 計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)常稱為計(jì)數(shù)器，常見的形式有指針式、字輪式和指針字輪組合式。 (1)指針式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu) 指針式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)一般由上夾板、下夾板、托板、齒輪級(jí)、標(biāo)度盤、指針、圓指針及螺釘?shù)冉M成。 a．上夾板、下夾板 夾板、下夾板和托板三者(有些產(chǎn)品將下夾板和托板合二為一)組成齒輪架，齒輪組被夾持在其中。上、下夾