水表原理和构造ppt课件.ppt

亲爱的各位领导、各位同事，晚上好！湘潭京湘供水湘潭京湘供水20102010年第一次学习年第一次学习水表篇水表篇水表的结构原理和水表的结构原理和安装规范介绍安装规范介绍v湘潭县水表计量检定站 张迎乐 目目 录录一、水表的含义及发展历史一、水表的含义及发展历史二、水表的分类二、水表的分类三、水表的计量原理与构造三、水表的计量原理与构造四、水表的材质四、水表的材质五、水表的组成图五、水表的组成图六、如何看水表读数六、如何看水表读数七、水表的流量与选型七、水表的流量与选型八、水表的安装要求与维护八、水表的安装要求与维护九、智能水表的安装规范九、智能水表的安装规范十、水表的使用寿命十、水表的使用寿命十一、目前水表行业所面临的困难十一、目前水表行业所面临的困难一、一、水表的含义及发展历史水表的含义及发展历史 水表水表 是用是用来记录来记录 流经自流经自来水管道中来水管道中 水量的一种计水量的一种计量器具量器具 1、水表的作用2.水表的发展简史v 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、旋翼式水表单活塞式水表、旋转活塞式水表、圆盘式水表、旋翼式水表和和螺翼式水螺翼式水表表等形式。v 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。v 我国的水表使用和生产起步较晚。v 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。v 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。v 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。3.水表标准v 以前，我国没有水表执行标准，就按照国际标准ISO4064执行，直到1985年才第一次起草发布水表及其试验装置检定规程JJG162-1985，一直沿用到2007年，在2007年发布了新的冷水水表检定规程JJG162-2007，由于存在实施过程中很多地方无法达到要求，故2009年4月8日的国家质量技术监督检疫总局又重新发布新标准JJG162-2009冷水水表检定规程，于2010年4月30日实施，在2010年12月31日前为过渡期，2011年1月1日全部按照新标准执行。二、水表的分类：二、水表的分类：我们公司使用的是速度式水表，以下我们主要学习速度式水表速度式水表容积式水表水表的分类：水表的分类：1、按设计原理可分为速度式、容积式速度式、容积式和螺翼式水螺翼式水；A、容积式水表、容积式水表 B、螺翼式水表、螺翼式水表 C、速度式水表、速度式水表 容积式水表容积式水表主要用于纯净水计量。我们公司的水表都采用螺翼式和速度式两种机芯（80、100、150、200的为螺翼式）。速度式水表速度式水表可分为：可分为：vA、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。速度式水表速度式水表可分为：可分为：vB、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、水表按计量等级可分为A、B、C、D四个等级。其中其中A级最低，级最低，D级最高，级最高，由于由于A级表精确度和灵敏度低，现已淘汰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目前我们公司使用的表都是B级表。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。3、水表按口径和用途可分为：、水表按口径和用途可分为：v小口径水表v15-25mmv民用水表v大口径水表大口径水表v32-300mmv工业用水表工业用水表4、按安装方式可分为：、按安装方式可分为：v水平安装水表v立式安装水表水平安装式水表垂直安装式水表5、按使用介质的温度可分为：冷水水表 T30v热水水表 T90T30、T90是表示最高耐温值，单位“”6、按使用介质压力可分为：v普通水表压力最高为1Mpav高压水表，最大使用压力超过1Mpa7、按水表计数器形式可分为：v湿湿式式水水表表v干干式式水水表表v液液封封水水表表A、湿式表：v 优点：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。v 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。v 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。湿式机芯图：B、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：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：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。C、液封表:v 齿轮盒中的计数器整体或者是字轮被一种特殊的液体单独密封在一个小盒子里，不与水源接触，所以就不会受到水质影响，可长期保持读数的清晰。液封式水表又可分为两种：*全液封水表 （特点：成本高）v半液封湿式水表半液封湿式水表 特点：成本较低，维修方便，能长期保持水表读数的清晰成本较低，维修方便，能长期保持水表读数的清晰。目前我们公司使用的冷水水表都是这种类型的机芯。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，不过很少了。8、按水表显示形式可分为：v指指针针式式水水表表v数数字字式式水水表表v指指针针数数字字组组合合式式水水表表9、按水表实用功能分为：v普通机械水表v带电子装置的智能水表智能水表又可分为：v远传水表有线远传和无线远传v预付费水表普通收费表和阶梯式收费表三、水表的计量原理与构造：旋翼式水表的计量原理：v如图所示：进水端出水端 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。旋翼式水表机芯：v机芯图：螺翼式水表的原理 例如：水平螺翼式水表是靠水流冲击它的叶轮而带动齿轮旋转来计量的。水平螺翼式水表结构示意图此类型水表都为A级表，现已淘汰。垂直螺翼式水表结构示意图特点：低进高出，压损大。可拆式水平螺翼式水表结构示意图 目前公司采用的大口径水表都是此类水表特点：灵敏度比垂直式水表低，压损低，流量大，维修方便，可在线维修、清洗。可拆式水平螺翼式复试水表 特点：可在线维修、清洗。压损水头阻力略大，但弥补了普通可拆式水表灵敏度低的缺陷。又称子母表。当流速达不到额定流量时，大表是不会过水的，只有小表过水计量。当达到额定流量或超过小表的常用流量时大表自动打开，过水计量。此时两个表同时过水计量流量控制阀1四、水表材质1、机芯：v 所有水表机芯都是采用ABS工程塑料。v原因：因为ABS工程塑料具有很好的稳定性，强度高，不易变形。v 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。2、表壳v 目前公司所有的水表都是采用的灰铸铁材质的表壳。v 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。v 根据新标准水表要淘汰现用的灰铸铁表壳，从2011年起，大口径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的，ABS工程塑料的，铜材质的，不锈钢的。五、15mm水表的组成图v 水表是由表壳、机芯、表玻璃、铜盖、铜接管等一些配件组成。六、如何看水表读数v指针式水表v液封水表指针式水表：X1X10X100X1,000X1是指个位数；X10是指十位数；X100是指百位数；X1,000是指千位数 X1=5，X10=9，X100=7，X1,000=0 此表所示数为：此表所示数为：795 吨吨看黑色的指针；看黑色的指针；红色的不要看，是小红色的不要看，是小数。数。指针式水表：指针式水表：（公司在用水表）左图表数为左图表数为16吨吨右图表数为右图表数为5576吨吨半液封式冷水水表：（公司在用水表）v直接读取红框内的数字，共计万位，右边为个位。v另外有个别的大口径水表有所不同，其字轮中最右边一位是十位数，其单位为X10m3，个位数在此，是黑色的指针：v读红框内数值半液封式冷水水表：（公司在用水表）v 读红框内数值374v 读红框内数值0热水水表读数：（公司在用水表）vLXSR-15E热水表此表读数为此表读数为2677.2吨吨千位数百位数十位数个位数小数点后的小数七、水表的流量和选型 首先我们要了解有关水表的流量信息。水表流量信息分为：Q4 过载流量：短时间内超过额定流量范围允许的最大流量。在此流量下，水表示值误差在最大误差范围内。Q3 常用流量：指水表在额定工作条件下的最大流量。此时水表工作在正常状态下。Q2 分界流量：介于Q3与Q2之间，把水表流量分为高区和低区的流量。Q1 最小流量：指水表符合最大允许误差下的最低流量。始动流量流量曲线图流量曲线图1：这是凤凰中学：这是凤凰中学 100水表安装的远传监控系统采集的实时用水数据水表安装的远传监控系统采集的实时用水数据流量曲线图流量曲线图2流量曲线图流量曲线图3：这是凤凰中学：这是凤凰中学2010年年6月月7日的用水曲线图日的用水曲线图 综合凤凰中学的流量图来分析，凤凰综合凤凰中学的流量图来分析，凤凰中学的中学的100mm的水表明显装大了，达不的水表明显装大了，达不到该水表的正常流量范围。到该水表的正常流量范围。所以选用水表的口径要按照水表的最小所以选用水表的口径要按照水表的最小流量和常用流量去考虑，在使用中用户的流量和常用流量去考虑，在使用中用户的正常流量应达到该水表的常用流量的标准。正常流量应达到该水表的常用流量的标准。同时也要考虑最小流量，水表不能长期运同时也要考虑最小流量，水表不能长期运行在最小流量下，否则将损害供水部门的行在最小流量下，否则将损害供水部门的利益。利益。八、水表的安装要求与维护八、水表的安装要求与维护v水表安装国家标准：必须严格按照中华人民共和国水表安装国家标准：必须严格按照中华人民共和国国家标准国家标准GB/T778.2-1996的要求执行。的要求执行。v1、水表在安装前，要排空管道内的泥沙，以防堵塞、水表在安装前，要排空管道内的泥沙，以防堵塞水表；水表；v2、要看清晰水表水流方向，防止装反；、要看清晰水表水流方向，防止装反；v3、在安装时，水表进水端直管长度不得低于、在安装时，水表进水端直管长度不得低于10倍倍水表口径的长度，出水端直管长度不得低于水表口径的长度，出水端直管长度不得低于5倍水倍水表口径的长度；表口径的长度；(例如：例如：15mm的水表进水端直管长度即为的水表进水端直管长度即为15X10=150mm)v4、安装位置应考虑避免在有腐蚀性的地方，排水不、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，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、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后面管道中的水回流，而造成水表损坏或污染供水管网。网。6、安装时，还要考虑安装伸缩、安装时，还要考虑安装伸缩节和过滤网；合理的水表位置，并节和过滤网；合理的水表位置，并砌好表井，预留合理的维修空间，砌好表井，预留合理的维修空间，做到防冻防淹；做到防冻防淹；7、水表安装后不应受管子和管件、水表安装后不应受管子和管件引起的过度应力；引起的过度应力；8、在水表安装后要及时打好封铅；、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、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，水平安装，读数的面板必须面向上，严禁倾斜或倒立。严禁倾斜或倒立。九、智能水表的安装要求九、智能水表的安装要求v 智能水表是在普通机械表上增加了电子控制电路和数据智能水表是在普通机械表上增加了电子控制电路和数据采集电路，故应防潮防浸水。采集电路，故应防潮防浸水。v 在安装时要考虑，在安装时要考虑，水表是水表是v 否高于地面，严禁置水表否高于地面，严禁置水表 于地下表井，还要做到水表于地下表井，还要做到水表 井能排水、通风，保持表井井能排水、通风，保持表井 干燥。干燥。十、水表的使用寿命十、水表的使用寿命v15-25mm实行首轮强检，限期使用，一般不超过实行首轮强检，限期使用，一般不超过6年年v25-50mm实行首轮强检，限期使用，一般不超过实行首轮强检，限期使用，一般不超过4年年v50mm以上的实行首轮强检后周期检定期为以上的实行首轮强检后周期检定期为2年年所有水表首次安装前都要实行首轮强检所有水表首次安装前都要实行首轮强检 根据根据1987年年5月月28日国家质量技术监督局发布的日国家质量技术监督局发布的中华人民共和国强中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录制检定的工作计量器具明细目录通知要求，有通知要求，有55类产品列入国家强制检类产品列入国家强制检定项目。其中就包括水表。定项目。其中就包括水表。水表的检定依据：按照水表的检定依据：按照冷水水表检定规程冷水水表检定规程JJG 162-2009执行。执行。例如公司在用的属于强制检定的和周期检定的有：衡器、天平、砝码、例如公司在用的属于强制检定的和周期检定的有：衡器、天平、砝码、温度计、压力计、流量计等温度计、压力计、流量计等十一、目前水表行业所面临的困难：十一、目前水表行业所面临的困难：v水表自转水表自转v1、什么是、什么是“水表自转水表自转”？装水表后，在无人用水且不漏水的情况下装水表后，在无人用水且不漏水的情况下，水表微微转动，水表微微转动或来回转或来回转动动，我们就把这种现象称，我们就把这种现象称为为“水表自转水表自转”。v2、产生自转的原因产生自转的原因 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：身的特性来分析，主要有以下几种原因：2.1 许多集体共用户头用水矛盾日益突出，都要求一户一表改造，由于现许多集体共用户头用水矛盾日益突出，都要求一户一表改造，由于现在的水表制造工艺提升，始动流量提高，灵敏度也随之提高，故在的水表制造工艺提升，始动流量提高，灵敏度也随之提高，故水表自水表自转问题转问题就浮出水面来了。就浮出水面来了。2.2 压力波动压力波动。由于水是一种液体，在一般情况下表现出来的由于水是一种液体，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，管道物理特性是不可压缩的，但在自来水管道中，管道内内压力较高，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水在其中流动产生的动能来带动叶叶轮运转，从而达到计量水量轮运转，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定的高压水。因此，当因此，当主主管网压力升高时，表后管中的自来水管网压力升高时，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，产生正转生正转，当当主主管网压力降低时，表后管中被压缩的水因压力降管网压力降低时，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。转。因为旋翼式水因为旋翼式水表是下进上出，推动齿轮正转，而倒过来进表是下进上出，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，水时是上进下出，推动齿轮反转，虽然二头进水量相同，但但两两相进水所受的阻力不同，相进水所受的阻力不同，所以所以反映在水表上的读数却相差很大。反映在水表上的读数却相差很大。通过实验可证明，通过实验可证明，在管道无空气的情况下，由此产生的水量很在管道无空气的情况下，由此产生的水量很少，约为少，约为0.5-2m3/月。通常情况下，这点水量用户注意月。通常情况下，这点水量用户注意 不到不到。2.3 气囊气囊：这种原因产生的自转水量较大。自来水企业的生产：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；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。象，都是由于表后管内存在气囊造成的。3.解决办法解决办法 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。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，且管道压力波动增增大大，所以要求止回阀灵敏度较高，质量要求较高。，所以要求止回阀灵敏度较高，质量要求较高。所以可以考虑在水所以可以考虑在水表前表前或表后附近安或表后附近安装装带带弹簧式的弹簧式的止回阀止回阀，即可减轻或有效抑制水表自转现象。即可减轻或有效抑制水表自转现象。带弹簧式止回阀水表铜接管带止回阀的铜接管：止回阀示意图v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。最后恭祝各位领导：最后恭祝各位领导：各位同事：各位同事：工作顺利，万事如意！工作顺利，万事如意！谢谢！谢谢！