CN102435266A - 流量计量装置的恒水头供水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒水头供水系统，其包括：溢流式容器，该溢流式容器具有进流区、出流区和回流区；溢流槽，该溢流槽位于所述溢流式容器的进流区和出流区的上方，从溢流槽溢流的液体进入回流区；变频泵，该变频泵的液体输入端与溢流式容器的出流区相连接，其输出端提供具有可调节的稳定流量的液体输出。在变频泵工作过程中，贮液池内的液体由于得不到补充，导致液体池内的液面下降，但由于低扬程水泵依然向溢流式容器内供水，使得该溢流式容器内的液面保持稳定，保证了与变频泵工作相连的试验管路中的流量稳定性，从而提高了液体计量标准装置测量的准确度。

Description

流量计量装置的恒水头供水系统

技术领域

本发明涉及一种液体流量计量标准装置，更具体地涉及一种流量计量标准装置中的恒水头供水系统。

背景技术

流量计量标准装置作为流量单位量值统一与传递的标准，广泛应用于流量仪表的检定和校准，确保了我国各地区和各部门的量值统一在一个标准上，为贸易核算等各项工作提供重要依据。

如图1所示的称重法流量计量标准装置，其工作原理是：启动水泵1，从水池6中取水到测试管道，在水泵1的下游具有缓冲容器2，用于对水泵输出的液体进行稳压稳流，经过稳压稳流的液体依次通过被检表3和流量控制阀4，由换向器5控制液体经过旁通管路流回水池或流入称重容器7中进行称重。其工作流程为：开始检定时，操作流量控制阀4调至所需流量后，启动换向器5使水由旁通管路换入称量容器，同时启动计时器和被检流量计的脉冲计数器、开始记录被检流量计示值和测量时间，当达到预定水量时，操作换向器，使水由称量容器换入旁通管路，同时停止流量计和计时器信号记录。比较电子秤的称量值和被检流量计的输出流量值，从而确定被检流量计的示值误差。

在流量仪表的检定和校准过程中，流量的稳定至关重要。对于主要采用水泵来泵送液体的流量计量标准装置来说，水泵的性能是影响液体流量稳定的重要因素。随着变频调速技术的发展，变频控制流速的方法得到广泛的应用，通常变频泵可基本隔绝电网电压及电网频率变化对流量稳定性的影响。但是，如图1所示，在利用称重法进行检定的液体流量计量标准装置进行流量计检定时，从水泵输出的液体将流入到称重容器而非流入水池，因此将导致水池液面的下降，由于水泵1是从水池中泵取液体，随着水池液面的变化，水泵1的输入端的水压也发生相应的变化，该水压的变化将严重影响装置的流量稳定性。

发明内容

本发明的目的就是解决检定过程中由于液体流入称重容器而非流入贮液池，导致水池液面下降的问题，提供一种新的恒水头供水系统，应用于高准确度液体流量计量标准装置，实现优良的流量稳定效果。

本发明提供一种溢流式容器，其保证在检定过程中容器液面的稳定性，提高液体计量标准装置的准确度。其中通过在溢流式容器中设置溢流槽结构，使得高于溢流槽的液体通过回流区流入到贮液池中，保证了溢流式容器中液面高度的稳定性，进而保证了变频泵入口压力稳定，不会对变频泵的输出稳定性产生影响。

本发明所采用的稳压原理是：利用一个低扬程水泵从贮液池中泵取液体到溢流式容器的进流区，为溢流式容器提供高于预定流量的流量值，使溢流式容器达到溢流状态，并通过控制低扬程水泵和变频泵，使得在变频泵工作过程中，始终保持溢流状态。开始检定时，启动换向器将水流导向称重容器，此时虽然贮液池内的液体由于不能继续得到补充，导致贮液池内的液面下降，但由于水泵依然向溢流式容器内供水，该溢流式容器内的液面保持稳定，保证了变频泵工作过程中的流量稳定性。

本发明提供的恒水头供水系统，其包括：溢流式容器，该溢流式容器具有进流区、出流区和回流区；溢流槽，该溢流槽位于所述溢流式容器的进流区和出流区的上方，从溢流槽溢流的液体进入回流区；变频泵，该变频泵的液体输入端与溢流式容器的出流区相连接，其输出端与试验管路连接且提供具有可调节的稳定流量的液体输出。

其中，该溢流式容器进一步包括有挡板，该挡板用于将进流区、出流区分开，该挡板的高度是溢流式容器内的最大液面高度的1/2。

其中，该溢流式容器进一步包括隔板，其中，溢流槽一端与溢流式容器的侧壁连接，另一端与隔板相连接。

其中，所述溢流槽包括多个水平排列的溢流结构，该溢流槽中所有溢流结构的顶面高度相等且顶面水平光滑，该溢流结构为类U形结构。

其中，所述溢流结构的底面在靠近出流区一端的高度低于其另一端的高度，以便于溢流液体流入到回流区中，该溢流结构的底面相对于水平方向的倾斜角度在0-10度之间。

附图说明

图1.现有技术的称重法标准装置的示意图

图2.本发明的流量计量标准装置的示意图

图3.本发明的溢流式容器的立体视图

图4本发明的溢流槽结构的侧视视图

具体实施方式

下面将参照附图中示出的本发明的示例性实施方式来进行详细说明。附图只是为了便于理解发明，其具体示意结构、比例、尺寸和具体的线条形式不作为对本发明的限制。需要声明的是，实施例中给出的是本发明的示意性结构，并不作为对具体结构的限制，以“进流口”为例，本领域技术人员可以明白在实际的液体计量标准装置的恒水头供水系统中该“进流口”包括有能够实现具体进流目的的连接部件，接口部件和连接管道等一系列部件。

实施例1

图2为本发明的液体流量计量标准装置的示意图，如图所示，该流量计量标准装置包括溢流式容器8，该溢流式容器8具有进流区、出流区和回流区，在进流区与出流区之间设置有挡板11，在进流区与出流区的上方设置有溢流槽9，该溢流槽9的一端与隔板10相连，另一端与溢流式容器8的侧壁相连，相应的进流区连接有进流口13，该进流口13通过低扬程水泵12将液体从贮液池22中泵取到溢流式容器8中，出流区的液体通过出流口14与变频泵16相连接，从溢流槽9溢出的液体通过与回流区相连的回流口15流入到贮液池22中，在回流口15与贮液池22之间设置有控制阀19；变频泵16，该变频泵用于将从溢流式容器8的出流区流出的液体泵送试验管路中，从变频泵16输出的液体由旁通管路进入贮液池22中，开始检定时，启动换向器20使水由旁通管路换入称量容器21，同时启动计时器，开始记录被检流量计示值和测量时间，当达到预定水量时，操作换向器20，使水由称量容器21换入旁通管路，同时停止流量计和计时器信号记录，比较称重容器的称量前后的数值和被检流量计的输出流量值，从而确定被检流量计的计量特性。测量结束后，称量容器21中的液体可通过管路流入到注水容器22中，在该管路中设置有控制阀17。

溢流式容器8为保证向变频泵提供稳定的液体流量，要求其具有良好的物理和化学性能，具有高强度、耐高压、耐腐蚀以及不会与容器中的液体发生反应等特性，该溢流式容器由金属材料或其它高强度聚合、复合材料制成，优选不锈钢、或其它高强度合金材料，优选该溢流式容器8的结构为圆筒形，罐形以及立方体形等多种形式。

进流口13位于溢流式容器8的进流区，出流口14位于溢流式容器8的出流区，进流口13中流出的液体由于具有一定的动能，会影响进流口13附近的水压分布，该进流口13附近不均衡的水压分布会对出流口14的流量稳定性产生影响，本发明为了降低进流口5的液体流动对出流口14的液体流量的影响，特意在溢流式容器8中设置一挡板11，该挡板11采用具有足够硬度和强度的材料制成，在恒水头供水系统工作过程中不会由于受压、受力而发生变形或颤动，影响水流的稳定性，优选该挡板11采用不锈钢或其它高强度、耐腐蚀的合金材料或复合材料制成；另外，优选该挡板11设置在稍靠近进流口13的位置，挡板11的高度在溢流式容器8内的最大液面高度的1/2处为宜。为了进一步降低进流口13液体流动对恒水头供水系统带来的影响，进流口13与溢流式容器8的接口处采用进流管道的口径逐步增大的方式，用于降低进流管的液体流速，优选在接口附近采用流线形接口设置，最大程度上减小平滑进流口13附近的水流分布对恒水头供水系统带来的影响；对于出流口来说，为了保证计量标准装置中的用于检测的流量的稳定性，该出流口14与溢流式容器8的接口位置处，管道的口径小于进流口处的进流管道的尺寸，且接口位置处的接口光滑，易于液体平稳流动。根据溢流式容器结构具体的设计要求，在保证液体流量稳定性的前提下，对于进流区和出流区的位置是可以进行调整或互换的。

溢流槽9设置在溢流式容器8的中上部，位于出流区和进流区的上方，其一端与溢流式容器8的A区的侧壁连接，另一端与隔板10相连接，如图3的立体结构图所示，溢流槽9包括多个沿图3中的水平方向并列的溢流结构24，该溢流结构24为在水平方向延伸的类U形结构，单个溢流结构24具有底面和两个侧壁，溢流槽9中的多个并列的溢流结构24的顶面高度相等、且顶面光滑平整，溢流结构24的类U性结构的两个侧壁的顶面水平齐整且顶面的边沿光滑。在溢流槽9中，在并列相邻的两个溢流结构24中，两个溢流结构24相邻的侧壁的一端连接到溢流式容器8的侧壁上，另一端连接到隔板10上，两个溢流结构24相邻的侧壁之间具有液体溢流面23，如图3所示，隔板10上具有与溢流结构相配合的类U形开口，上述两个溢流结构的端部与侧壁、隔板10的连接优选采用粘结、焊接或其它连接方式，保证在低于溢流结构24的侧壁顶面的液面高度条件下，不会有液体从溢流结构24的端部泄露到溢流结构或溢流式容器的回流区中去。另外，优选溢流结构24的类U性结构的两个侧壁的顶面高度等于或小于隔板10的高度，优选溢流结构的类U形结构由不锈钢或其它高强度、耐腐蚀的合金材料或复合材料制成。该隔板10采用具有足够硬度和强度的材料制成，在恒水头供水系统工作过程中不会由于受压、受力而发生变形或颤动，影响水流的稳定性，优选隔板10采用不锈钢或其它高强度、耐腐蚀的合金材料或复合材料制成。

如图4所示，给出了溢流结构24的3种截面结构示意图，在图(a)中，溢流结构24的两个侧壁为垂直形式，溢流结构24的底面为水平形式，其截面为一边开口的矩形结构，该结构易于加工，可通过对材料弯折或拼接等方式进行制造；在图(b)中，溢流结构24的两个侧壁为倾斜形式，溢流结构24的底面为水平形式，其截面为一边开口的倒梯形结构，在图(c)中，溢流结构24的截面为平滑的U性结构由于侧壁为倾斜形式，上述溢流结构24的侧壁形成的小角度的倾斜方式，易于从侧壁的顶面溢出的液体的流动，有利于降低液体溢流时对恒水头供水系统的影响，虽然图4中只给出了三种截面形式溢流结构，均为类U形结构，但是本领域技术人员，能够在此基础上进行变形，可以获得更多有利于保持恒水头供水系统的稳定性的结构，如一个侧壁为垂直形式，另一个侧壁为倾斜形式等等，不在此一一列举。

对于由多个溢流结构组成的溢流槽9来说，通常溢流结构的底面为水平设置，优选其溢流结构的底面为倾斜形式，底面在靠近溢流式容器8的侧壁的高度稍微高于与隔板10相连一端的高度，该小角度倾斜的方式有利于液体从溢流结构流向溢流式容器的回流区，优选该底面相对于水平的方向的倾斜的角度在0-10度之间。

实施例2

作为本发明的另一实施例，溢流式容器8的形状不局限于实施例1中的圆筒形结构，其可以为罐形结构、立方体形等各种各样的可适用于具体环境要求的结构形式，由图1中所示，进流口13、出流口14和回流口15均位于溢流式容器8的底面上，与溢流式容器8的底板外侧相连接，其连接方式不局限于此，主要保证进流口13、出流口14和回流口15的位置设置不会造成相互影响，进而降低恒水头供水系统的稳定性，可根据具体的设计需要将上述的三个接口分别设置在溢流式容器的底板上或靠近溢流式容器8的底板的侧壁上即可。

相对于图3中的水平方向的溢流槽，在本实施例中，溢流槽为垂直纸面的方向设置，在溢流槽的长度方向的两端侧具有水流通道，当从溢流槽中溢流出的液体，从溢流结构24流入到两侧的水流通道中，然后由水流通道流入到回流区，该水流通道为水平方向设置，优选该水流沟道靠近回流区一端的高度略低一些，便于溢流液体流入到回流区中。其中，根据具体的溢流式容器结构设计要求，可以对溢流槽的具体结构以及设置位置进行变形，只要其溢流效果能满足对恒水头供水系统的稳压要求即可。

由具体的实施例以及工作过程的描述，可以方便对本发明的恒水头供水系统的结构及工作原理进行理解和实施，但本领域技术人员应该理解，本说明书中列举的具体实施方案或实施例，只不过是为了理解本发明的技术内容，在不背离本发明的主旨和范围的情况下，本发明在形式上和细节上可以进行多种改变，本领域技术人员能够根据具体的液体流量计量标准装置的设计要求，对上述实施例中的各部件进行合理的选择和组合，以及在一定程度上进行的细节和形式上的变化，其依然将落在本发明的恒水头供水系统所要求保护和公开的范围之内。

Claims (5)

1.一种恒水头供水系统，其包括：

溢流式容器，该溢流式容器具有进流区、出流区和回流区；

溢流槽，该溢流槽位于所述溢流式容器进流区和出流区的上方，从溢流槽溢流的液体进入回流区；

变频泵，该变频泵的液体输入端与溢流式容器的出流区相连接，其输出端与试验管路连接且提供具有可调节的稳定流量的液体输出。

2.如权利要求1所述的恒水头供水系统，其特征在于：该溢流式容器进一步包括有挡板，该挡板用于将进流区、出流区分开，该挡板的高度是溢流式容器内的最大液面高度的1/2。

3.如权利要求2所述的恒水头供水系统，其特征在于：该溢流式容器进一步包括隔板，其中，溢流槽一端与溢流式容器的侧壁连接，另一端与隔板相连接。

4.如权利要求3所述的恒水头供水系统，其特征在于：所述溢流槽包括多个水平排列的溢流结构，该溢流槽中所有溢流结构的顶面高度相等且顶面水平光滑，该溢流结构为类U形结构。

5.如权利要求4所述的恒水头供水系统，其特征在于：所述溢流结构的底面在靠近出流区一端的高度低于其另一端的高度，以便于溢流液体流入到回流区中，该溢流结构的底面相对于水平方向的倾斜角度在0-10度之间。

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