WPHD系列水表和WP-BWA三合一滤水器.doc

WPHD系列水表和WP-BWA三合一滤水器研究【摘要】本文通过新旧标准的一些对比，重点适应新标准wphd系列水表及wp-bwa三合一滤水器的性能特点及研究。【关键词】新标准；大口径；wphd水表；wp-bwa滤水器国家标准gb/t 778.132007封闭满管道中水流量的测量 饮用冷水水表和热水水表（以下简称新标准）已实施两年了，相对旧标准，新标准的内容有了比较大的变化，涉及到供水企业应用的主要有水表的计量特性和水表的流动剖面敏感度等级。1.关于水表的计量特性新标准用q4、q3、q2、q1分别表示过载流量、常用流量、分界流量、最小流量，符号不同而含义与旧标准基本相同；同时水表的计量特性用常用流量q3及r=q3/q1即常用流量与最小流量的比值两个数值表示，不再象旧标准用a、b、c、d计量等级表示。常用流量q3也不是象旧标准一样根据口径和水表类型而定，而是必须从gb/t 321-2005的r5中选取，生产厂家可以根据水表的性能特点从中挑选合适的q3，选定q3后，根据r值确定q1，然后按照q2/q1=1.6及q4/q3=1.25确定q2和q4的值，其中测量范围r=q3/q1的数值也必须从gb/t 321-2005的r10中选取。由gb/t 321-2005的r5和r10可以看出，q3和r有多种组合，由此决定了水表的每种口径都可能有不一样的流量点，水表的计量特性也就有了更细致的划分，一般而言，r值越大，表示常用流量q3越大，最小流量q1越小，测量范围越宽，对于管道中的流量变化就有更强的适应能力，当然也就备受供水部门的青睐。就目前的大口径水表而言，按旧标准b级，按新标准推算，其r=qp/qmin仅为33.3，而qt/qmin高达6.66，为此，水表制造商也对各自的大口径水表进行改进，以期达到更好的性能。2.关于水表的流动剖面敏感度等级水表在安装使用时，其上下游不可避免会连接有：90弯头，t型接头，变径管，阀门，滤水器等扰动件，这些扰动件往往会产生不同旋向的漩涡和速度场异常，从而使水表的计量准确度下降，示值误差发生改变，一般来说，都会大大超出合格范围，使水表原先的计量准确度失去意义。旧标准对于这种干扰没有明确规定，新标准第一次提出了“流动剖面敏感度等级”概念，除了与旧标准的相同规定“低区最大允许误差5%，高区最大允许误差2%”以外，还在水表的型式批准中，测试水表的示值误差时，在被测水表的上下游安装相应口径的标准扰动器，由需要直管段的长度和是否另装整直器来确定水表本身的“流动剖面敏感度等级”，并对其做了细致的划分。对于水表的上游用u表示，下游用d表示，其后的数字表示必须的直管段长度（xdn）。数字越大，也就表明必需的直管段越长，其“流动剖面敏感度等级”越低，抗干扰能力越差。流动剖面敏感度最高等级为u0d0，表示测试水表时，直接在水表的进出水端分别加上标准扰动器，水表的示值误差均在合格范围内，该级别的水表抗干扰能力最好，也就是对水表安装的要求最低。国家计量检定规程jjg1622007中水表型式试验对容积式水表外的所有水表的型式批准测量误差试验，均有要求进行流动干扰试验目前，国内绝大多数的大口径水表在装上标准扰动器后，一般在3d10d时就开始超出合格范围，因此，也许是基于这种考虑，jjg162-2009水表检定规程中对标称口径大于50mm或q316m3/h的水表暂时取消了该项目的检查，但必须说明，国际上仍然对容积式水表外的所有口径水表都要进行该项目的试验。供水在选用大口径水表时，除了关注上面两个因素外，还必须关注水表的壳体和法兰盖的材料。国家建设部cj266-2008城镇建设行业标准饮用水冷水水表安全规则已于2008年6月1日起实施，其中明确规定“灰铸铁表壳在本标准批准实施2年后，也就是2010年6月1日起，不得在饮用水管网中新安装和换装”，所以现在开始新采购的大口径水表就要选择球墨铸铁材料的壳体，才能符合安全规则的要求。wphd水平螺翼可拆式系列水表，于2008年取得国家专利，专利号：zl 2008 20102881.8，并于2009年12月取得了制造计量器具许可证，该系列水表具有以下特点：（1）全系列r=160，适合流量变化大的场合。（2）内调式结构，有效防止私自调表。（3）水表机芯带有整流功能，能有效降低水表前后所安装的弯头、t型管、变径管、滤水器、阀门等干扰件对水表计量准确度的影响，抗扰流性能达到最高等级u0、d0，通过网络查询，这是目前唯一达到最高等级抗扰流性能的水平螺翼式系列水表，wphd系列水平螺翼式水表是在2007年新国标颁布后新开发的产品，研发初始，将新水表的“抗扰流性能”作为一个重要的技术指标来攻关，采取的主要措施有：机芯设计时，通常都是将测量机构的涡轮布置在中间位置，而将涡轮副布置在涡轮的后端，如此一来，机芯前后整流筋是相同的。而水表“抗扰流性能”主要起作用的是前整流筋，wphd系列水表将测量机构的涡轮布置在水表的后端，而将涡轮副从后端移到涡轮的前面，在有限的空间内尽可能发挥机芯内整流筋的整流效果。另一方面，现有圆柱型机芯的整流筋基本上为外窄内宽的平板状。如此结构对整流起关键作用的外沿部分被大大削弱，整流效果无法令人满意。wphd系列水表将机芯改进为上大下小的倒梯形结构（见图1）。图1 图2这种结构可以使所有的整流筋都能保持外沿部分完整性，整体提高机芯的自身抗扰流效果。（4）上述倒梯形机芯前后两端都有o形密封圈，与壳体内腔密封组成一个整体，既提高低流量的准确性，又耐高流量冲击。（5）除了整体提高机芯的整流效果外，又对壳体作了特殊设计：在壳体的进水口内腔铸有内空井字型分布的8条整流筋，这种结构具有高性能的抗扰流效果，较低的压力损失，良好的工艺性，这是一种开创性的优良设计，特殊设计的机芯加上特殊设计的壳体，使整表的抗扰流性能达到了标准规定的最高等级u0d0。（6）壳体和法兰盖的材料均采用球墨铸铁，具有高强度和高韧性，及耐腐蚀性。（7）高耐磨性轴承系统确保水表计量的长期稳定性和可靠性。（8）采用环氧树脂粉末涂层壳体和不锈钢紧固件，最大限度防锈，延长使用寿命。（9）可配置磁传干式防刮擦计数器、铜封干式计数器、湿式液封计数器、发讯计数器，多种脉冲讯号输出(单/双/三干簧管，发光二极管、金属感应器，霍尔元件)，也可配置无源直读计数器，带有rs-485或m-bus标准接口。从以上的性能特点不难看出，wphd系列水表壳体采用球墨铸铁材料，具备高量程r=160及最高流动剖面敏感度等级u0；d0，不仅适合于国内市场，而且性能也达到国际水平，完全符合新标准的高要求，其良好的高低区性能及良好的抗干扰能力必将简化大口径水表的安装，减少水费的流失，降低水表的维护费用。除了水表的选型问题外，供水部门在安装大口径水表时普遍遇到下面两个方面问题的困扰。第一，滤水器。传统的滤水器是由一块平板式的多孔圆盘直接插入壳体，起到过滤作用，在管网上清洗滤水器时，必须先清理滤网前端的杂质，以防止拆除滤网清洗时杂质直接流入后端的水表，由于壳体中滤网的前端部分空间很小，势必给清理杂质带来很大困难，清理完这些杂质之后，接着清洗滤网，一般都是直接从壳体中取出滤网清洗，这时候残余的杂质除了随水流进入后端的水表外，还有可能堆积在滤网与下端壳体配合的槽中，导致清洗完圆盘滤网重新插入安装时不能安装到位，顶起滤网，无法锁紧法兰盖，影响密封，势必造成滤水器漏水，无法正常供水，所以清洗时需花费很长时间仔细清理凹槽内的异物；另外，安装滤水器时，必须在水表前留足够的直管段，以防止上面我们谈到的流动干扰，影响水表的计量准确。第二，水表的安装和换装。由于水表的长度有一定的偏差，在安装和换装水表时不可避免的碰到一些问题，水表的长度l在标准上有一定的公差，而在管网上预留的安装长度也有一定的偏差，如果水表长度l偏长，则水表根本无法安装到管网上或造成两端密封垫圈难以安放在正确位置，如果偏短了，容易导致密封不严而漏水，而锁紧法兰时用力过大则容易导致损坏法兰。为了解决这些问题，有些采用安装了伸缩滤水器，通过调节滤水器的长度来装拆水表。如图2所示，传统的伸缩滤水器通过带短管法兰1调节长度，通过法兰2（填料盖）密封，应该说它确实能达到调节长度的目的，但是实际操作中，法兰1的伸缩不是很容易操作：安装时为了防止漏水，必须将法兰2（填料盖）迫紧，尽力使填料将伸缩短管抱紧起密封作用，所以换装水表需将法兰1缩进滤水器以减少滤水器的长度的时候尤其困难。“wp-bwa三合一滤水器”（zl 2009.20182617.4），该滤水器集过滤、伸缩、整流于一体，彻底解决了安装和流动扰动问题，其性能特点如下：（1）自带整流筋，可避免流动干扰对水表性能的影响，所以可直接安装在水表前端而不用直管段。（2）滤水器长度可调节15mm，可避免上述安装水表表位长度与水表长度偏差带来的安装困难。（3）调节长度简单易操作，只要调整螺杆两端的螺母（即“两侧螺纹千斤顶”），即可轻松自如的调整和固定滤水器的长度。（4）内置不锈钢滤网，可长期防锈，其典型的弧形六角孔网板及弧形底面结构可轻松将杂质提出壳体，极易清洗，