CN101368864A - 排水系统气压波动测试方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种排水系统气压波动测试方法及其装置，是由水箱、给排水管道系统及测试仪器组成。其水箱置于5米以上高处；给排水管道系统由水箱出水管、阀门、排水横管、三通、异径弯头、45°弯头、通气管、横支管、排水立管、排出横管、及三角形塑料板组成；测试仪器有：压力传感器和电脑。测试方法步骤如下：先向水箱供水并记录水箱外玻璃管水位刻度数，开启电脑，打开阀门角度60°，放水20秒；关闭阀门，记取水箱水位下降值，依据数据计算出放水时间内的平均流量；每个流量重复试验3次，将排水刚开始和结束前5秒压力波动不规律的数据去掉，再取平均值，即得该工况的压力极值。该测试方法及其装置简便易行，它为改善排水流态、降低立管内的气压波动、提高排水系统的通水能力提供了技术平台。

Description

排水系统气压波动测试方法及其装置

一、技术领域：

本发明提供一种排水系统气压波动测试方法及其装置，适用于排水系统立管内气压波动的测定。属于给排水技术领域。

二、背景技术

建筑排水系统对建筑功能的实现举足轻重。确保排水通畅、防止水封破坏和维护生活环境质量应作为排水系统设计的基本原则。在一个排水系统中，只要有一个水封破坏，整个排水系统的平衡就被打破，排水管道内的气体就会溢入室内。卫生器具存水弯的水封深度一般不得小于50mm，排水管道内压力波动值不得超过±40mm水柱(H₂O)才能保证水封不被破坏。超出此值有可能导致正压喷溅和负压抽吸。因此需要一种排水系统立管内气压波动的测试方法及其装置来评价排水系统的通水能力。

三、发明内容

(一)目的

本发明的目的是提供一种排水系统气压波动测试方法及其装置，它能促使给排水系统水封不被破坏，它为改进排水接头、改善排水流态、降低立管内的气压波动、提高排水系统的通水能力等方面，提供技术平台。

(二)技术方案

1.本发明一种排水系统气压波动测试装置，它是由水箱、给排水管道系统及测试仪器等部分组成。该水箱置于5米以上高处，水箱外设置一个和水箱底部相通其上标有刻度的玻璃管，利用连通器原理通过水箱供水及水箱出水管上的阀门打开程度控制和计算排水流量；该给排水管道系统由水箱出水管、阀门、异径弯头、45°弯头、排水横管、三通、横支管、通气管、排水立管、排出横管、及直角三角形塑料板等组成；该水箱出水管接于水箱底部，其上装一个控制阀门，该水箱出水管通过一个异径弯头与排水横管相连，排水横管坡度为2％，排水横管另一端接三通，三通的上部接通气管与大气相通，三通的下部与排水立管相连，排水立管中部通过塑料气焊，接5根一端为封闭的横支管作为测压点；直角三角形塑料板通过塑料气焊，焊在排水立管和横支管之间，使其呈90度角；横支管接头处做成凹面和排水立管通过塑料气焊连接，其穿透深度为排水立管的壁厚厚度；距横支管外端约5cm处向上开孔用于放置一个与其相通、开口向上的金属管，横支管和金属管用粘合剂连接后用玻璃胶对连接处的缝隙进行密封以免漏气；金属管通过一硅胶软管和压力传感器的进气口连接，为避免漏气金属管和压力传感器的进气口应事先缠上生料带，然后将硅胶软管一头套紧金属管，另一头套紧压力传感器进气口；排水立管下部采用2个45°弯头与排出横管连接，排出横管坡度为1.5％。测试仪器有：压力传感器通过电线连接到数据采集卡，数据采集卡通过USB接口和电脑相连，电脑上安装记录示波器软件，通过电脑上的记录示波器软件可以读取测压点的压力变化。

其中，水箱尺寸为长×宽×高＝70×70×50cm；

其中，该玻璃管直径为20mm；

其中，该通气管为0.5米长、外径110mm；

其中，该横支管长度为0.5m、外径为50mm且彼此相距0.5米；

其中，横支管开孔直径为10mm；

其中，该金属管长10cm管径为10mm；

其中，该硅胶软管长10cm管径为10mm；

其中，该排出横管的外径为110mm。

测试仪器有：压力传感器通过电线连接到数据采集卡，数据采集卡通过USB接口和电脑相连，电脑上安装记录示波器软件，通过电脑上的记录示波器软件可以读取测压点的压力变化。

2.排水系统气压波动测试方法

本发明一种排水系统气压波动测试方法，其步骤如下：

(1)打开阀门放水数秒检查排水接头连接处是否漏水；

(2)向水箱供水并记录水箱外玻璃管水位刻度数；

(3)开启电脑上的记录示波器软件；

(4)打开阀门一定角度(60°或90°)放水一段时间(通常为20s或30s)；关闭阀门，记取水箱水位下降值；

(5)待水流尽后记录保存数据， $Q=\frac{\mathrm{AH}}{t}$ 由计算出放水时间t内的平均流量，其中A为水箱底面积，H为水箱水位下降高度；每个流量重复试验3次；

(6)压力传感器的数据用记录示波器软件采集后，以Excel表格形式保存；

(7)将排水过程刚开始和结束前大约各5秒钟压力波动不规律的两段数据去掉，统计出三次试验的正、负压力极值后再平均，即得该工况的压力极值。

(三)优点和功效

本发明一种排水系统气压波动测试方法及其装置，其优点和功效是：它简便、易行，能测试不同管材和接头组合时不同流量下排水立管内的压力波动情况，为改进管材和排水接头提供依据。

四、附图说明

图1排水系统气压波动测试装置

图中符号说明：

1—水箱；2—水箱出水管；3—阀门；4—排水横管；5—三通；6—横支管；7—直角三角形塑料板；8—排水立管；9—排出横管；10—压力传感器；11—异径弯头；12—金属管；13—硅胶软管；14—45°弯头；15—玻璃管；16—通气管。PVC-U—硬聚氯乙烯；de75—外径75mm；de110—外径110mm；de50—外径50mm。

五、具体实施方式

见图1所示，本发明一种排水系统气压波动测试装置，它是由水箱、给排水管道系统及测试仪器等部分组成。该水箱1(长×宽×高＝70×70×50cm)放置于排水立管8顶部1～2m处，水箱1外置一根和其底部相通、直径为20mm其上标有刻度的玻璃管15，利用连通器原理通过水箱1供水及水箱出水管2上的阀门3的打开程度来控制排水流量。该给排水管道系统由水箱出水管2、阀门3、排水横管4、异径弯头11、三通5、横支管6、通气管16、排水立管8、45°弯头14、排出横管9及直角三角形塑料板7等组成。该水箱出水管2(de75PVC-U管)接于水箱1底部，其上装一个控制阀门3，该水箱出水管2通过一个异径弯头11与排水横管4(de110PVC-U管)相连，排水横管4坡度为2％，排水横管4另一端接三通5，三通5的上部接0.5米长、外径110mm的硬聚氯乙烯通气管与大气相通，三通5的下部与排水立管8(长度为4m的de110PVC-U实壁光滑管)相连；排水立管8中部通过塑料气焊，接5根长度为0.5m彼此相距0.5米、外径50mm一端为封闭的横支管6(de50PVC-U管)作为测压点，直角三角形塑料板7通过塑料气焊，焊在排水立管8和横支管6之间，使其呈90度角；在每根横支管6外端封闭端约5cm处向上开直径10mm的孔用于放置一个与其相通、开口向上、长10cm管径为10mm的金属管12；横支管6接头处做成凹面和排水立管8通过塑料气焊连接，其穿透深度为排水立管8的壁厚厚度；横支管6和金属管12用粘合剂连接后用玻璃胶对连接处的缝隙进行密封以免漏气；金属管12通过长10cm管径为10mm的硅胶软管13和压力传感器10的进气口连接，为避免漏气，金属管12和压力传感器10的进气口应事先缠上生料带，然后将硅胶软管13一头套紧金属管12，另一头套紧压力传感器10进气口；排水立管8下部采用2个45°弯头14与外径为110mmPVC-U排出横管9连接，排出横管9坡度为1.5％。测试仪器有：压力传感器通过电线连接到数据采集卡，数据采集卡通过USB接口和电脑相连，电脑上安装记录示波器软件。通过电脑上的记录示波器软件可以读取测压点的压力变化。

本发明一种排水系统气压波动测试方法，其步骤如下：

(1)打开阀门3放水5秒检查排水接头连接处是否漏水。

(2)向水箱1供水并记录水箱1外玻璃管水位刻度数；

(3)开启电脑上的记录示波器软件；

(4)打开阀门3一定角度60°，放水时间为20秒；关闭阀门3，读取水箱水位下降值；

(5)待水流尽后记录保存数据，由 $Q=\frac{\mathrm{AH}}{t}$ 算出放水时间t内的平均流量。其中A为水箱底面积，H为水箱水位下降高度；每个流量重复试验3次。

(6)压力传感器的数据用记录示波器软件采集后以Excel表格形式保存

(7)将排水过程刚开始和结束前大约各5秒钟压力波动不规律的两段数据去掉，统计出三次试验的正、负压力极值后再平均，即得该工况的压力极值。

Claims (10)

1.一种排水系统气压波动测试装置，它是由水箱、给排水管道系统及测试仪器等部分组成，其特征在于：该水箱置于5米以上高处，水箱外设置一个和水箱底部相通其上标有刻度的玻璃管，通过给水箱供水及水箱出水管上的阀门打开程度控制和计算排水流量；该给排水管道系统由水箱出水管、阀门、异径弯头、45°弯头、排水横管、三通、横支管、通气管、排水立管、排出横管、及直角三角形塑料板等组成；该水箱出水管接于水箱底部，其上装一个控制阀门，该水箱出水管通过一个异径弯头与排水横管相连，排水横管坡度为2％，排水横管另一端接三通，三通的上部接通气管，三通的下部与排水立管相连，排水立管中部通过塑料气焊，接5根一端为封闭的横支管作为测压点；直角三角形塑料板通过塑料气焊，焊在排水立管和横支管之间，使其呈90度角；横支管接头处做成凹面和排水立管通过塑料气焊连接，其穿透深度为排水立管的壁厚厚度；距横支管外端约5cm处向上开孔用于放置一个与其相通、开口向上的金属管，横支管和金属管用粘合剂连接；金属管通过一硅胶软管和压力传感器的进气口连接，排水立管下部采用2个45°弯头与排出横管连接，排出横管坡度为1.5％；测试仪器有：压力传感器和电脑。

2.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述水箱尺寸为长×宽×高＝70×70×50cm。

3.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述玻璃管直径为20mm。

4.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述通气管长度为0.5米、外径为110mm。

5.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述横支管长度为0.5m、外径为50mm且彼此相距0.5米。

6.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述横支管开孔直径为10mm。

7.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述金属管长度为10cm，管径为10mm。

8.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述硅胶软管长度为10cm、管径为10mm。

9.根据权利要求书1所述的排水系统气压波动测试装置，其特征是：所述该排出横管的外径为110mm。

10.根据权利要求1所述的排水系统气压波动测试装置的测试方法，其特征在于：该测试方法的测试步骤如下：

(1)打开阀门3放水5秒检查排水接头连接处是否漏水；

(2)向水箱1供水并记录水箱1外玻璃管水位刻度数；

(3)开启电脑上的记录示波器软件；

(4)打开阀门3一定角度60-90°，放水时间为20-30秒；关闭阀门3，读取水箱水位下降值；

(5)待水流尽后记录保存数据，由 $Q=\frac{\mathrm{AH}}{t}$ 计算出放水时间t内的平均流量。其中A为水箱底面积，H为水箱水位下降高度；每个流量重复试验3次；

(6)压力传感器的数据用记录示波器软件采集后以Excel表格形式保存；

(7)将排水过程刚开始和结束前大约各5秒钟压力波动不规律的两段数据去掉，统计出三次试验的正、负压力极值后再平均，即得该工况的压力极值。