CN106932189B - 一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统 - Google Patents

一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统，本发明的目的是解决现有水封损失测量方法和设备存在的不能测得压力波动下动态水封损失值的的技术问题，提供一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统。本发明的设备包括：正压源、负压源、正压蓄能箱、负压蓄能箱、一至四号气动球阀、正压手动调节阀、负压手动调节阀、排气阀、排水阀、压力传感器、可编程逻辑控制器、工控机和测试四通接头；本发明采用正、负压蓄能箱为待测水封测装置提供动态压力，蓄能箱上连接有压力调整装置，可实现无级调压至测试要求的压力值，并通过可编程逻辑控制器设定动态水封测试频率，从而测得待测水封装置在压力波动下的动态水封损失值。

Description

一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统。
背景技术
在我国《住宅生活排水系统立管排水能力测试标准》中，排水系统器具水封损失值和压力波动值是确定排水系统立管排水能力的两个重要指标。由于目前业内试验单位缺少对水封特性的试验研究，所以对这两个参数之间关系也只有模糊的认识，多数情况都是将测得的系统压力值等同于系统水封损失值，导致在引用时出现了较大的偏差。
目前现有的水封测试装置测试水封损失值的方法主要是以静态负压抽吸的方法测得相对压力下的水封损失值，无法测得压力波动下的动态水封损失值，但在实际应用过程中水封装置多用于排水系统中，系统在排水过程中是存在压力变化的。当被测水封装置水封出水通道端与进水通道端的自由水面面积的比值水封比(以下简称“水封比”)为固定值时，静态负压抽吸的测试方式测得的数据是固定的，也就是说静态负压抽吸测试方法实际上仅用于测试被测水封装置的“水封比”，而并不能反应压力波动值与水封损失值的关系。例如在“水封比”为1的水封装置，当施加-400Pa的静态气压时，水封损失值应为20mm(垂直方向上，40mm水柱的压力＝400Pa，水封恢复静止后损失值为40mm/2＝20mm)，由于排水立管系统在排水时产生的压力波动是动态的，这种动态的压力波动会使水封产生振荡，理论上，动态水封损失值是超过静态负压抽吸时的值的，即水封损失值应该大于20mm。但目前可以测试水封损失值与动态压力之间的关系的设备和技术是没有的。
发明内容
本发明的目的是解决现有水封损失的测量方法和设备存在的不能测得压力波动下动态水封损失值的的技术问题，提供一种测量水封装置动态水封损失的方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种测量水封装置动态水封损失的方法，包括如下步骤：
(a)将待测试的水封装置安装在测试系统测试四通接头的测试口处；
(b)打开测试系统的排气阀和排水阀，向待测试的水封装置补充水直至测试系统的排水阀有水流出，然后关闭排气阀和排水阀；
(c)打开测试系统的正压源、负压源、一号气动球阀和二号气动球阀，正压源向正压蓄能箱充气，负压源向负压蓄能箱抽气；
(d)通过可编程逻辑控制器控制三号气动球阀和四号气动球阀交替打开和关闭，交替时间为100ms-1000ms，正压蓄能箱和负压蓄能箱向待测试的水封装置交替供压；交替供压期间，压力传感器将待测试的水封装置的压力数据传输到可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器将压力数据传给工控机，根据工控机显示的压力值手动调整正压蓄能箱上的正压手动调节阀和负压蓄能箱上的负压手动调节阀至测试所需压力值；
(e)达到测试所需压力值的正压蓄能箱和负压蓄能箱按可编程逻辑控制器设定的时长给水封装置交替供压，交替供压完成后，延时运行10s关闭三号气动球阀和四号气动球阀，然后，关闭一号气动球阀和二号气动球阀；
(f)打开排气阀，通过计量器具读取并记录待测试的水封装置的水封损失值，再打开排水阀，关闭正压源和负压源，测试完成。
进一步地，所述正压源为气泵，所述负压源为真空泵。
本发明还提供一用于上述测量水封装置动态水封损失方法的系统，包括正压源、负压源、正压蓄能箱、负压蓄能箱、一至四号气动球阀、正压手动调节阀、负压手动调节阀、排气阀、排水阀、压力传感器、可编程逻辑控制器、工控机和测试四通接头；所述正压源的输出端与正压蓄能箱的输入端连接，一号气动球阀设在正压源与正压蓄能箱的连接通路上，正压蓄能箱的输出端与测试四通接头的进气接口连接，三号气动球阀设在正压蓄能箱与测试四通接头的连接通路上；所述负压源的输出端与负压蓄能箱的输入端连接，二号气动球阀设在负压源与负压蓄能箱的连接通路上，负压蓄能箱的输出端与测试四通接头的进气接口连接，四号气动球阀设在负压蓄能箱与测试四通接头的连接通路上；正压手动调节阀设在正压蓄能箱上，负压手动调节阀设在负压蓄能箱上，排气阀设在测试四通接头的上端接口，排水阀设在测试四通接头的下端接口，压力传感器设在测试四通接头的进气接口端上并与可编程逻辑控制器连接，可编程逻辑控制器与工控机通过RS485接口相联。
本发明中，动态水封测试的压力供给是采用正压蓄能箱和负压蓄能箱来实现的；在正压蓄能箱及负压蓄能箱上设置手动调压阀，可调整动态水封的测试压力；通过可编程逻辑控制器(PLC)调整三号、四号气动球阀交替打开关闭时间，可调整动态水封的测试频率；在待测水封装置前端设置排气阀，可防止管道内有遗存压力对水封数据读取造成影响；在待测水装置前端设置排水阀，可防管道内有遗存水对下一次重复试验时造成数据不重复及防止待测水封置的水返流造成数据偏差；压力传感器将压力数据数据传输送至工控机并记录数据，按记录数据可方便调整正负压蓄能箱压力，如不采用工控机记录数据，因动态测试时频率较高，无法直接从压力计读取数据造成不能调整动态水封测试压力。
本发明的有益效果是：本发明采用正、负压蓄能箱为待测水封测装置提供动态压力，蓄能箱上连接有压力调整装置，可实现无级调压至测试要求的压力值，并通过可编程逻辑控制器设定动态水封测试频率，从而测得待测水封装置在不同压力、不同频率下的动态水封损失值。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
本实施例中的一种测量水封装置动态水封损失的方法，包括如下步骤：
(a)将待测试的水封装置16安装在测试系统测试四通接头17的测试口处；
(b)打开测试系统的排气阀11和排水阀12，向待测试的水封装置16补充水直至测试系统的排水阀12有水流出，然后关闭排气阀11和排水阀12；
(c)打开测试系统的气泵1、真空泵2、一号气动球阀5和二号气动球阀6，气泵1向正压蓄能箱3充气，真空泵2向负压蓄能箱4抽气；
(d)通过可编程逻辑控制器14控制三号气动球阀7和四号气动球阀8交替打开和关闭，交替时间为1s，正压蓄能箱3和负压蓄能箱4向待测试的水封装置16交替供压，交替供压期间，压力传感器13将待测试的水封装置16的压力数据传输到可编程逻辑控制器14，可编程逻辑控制器14将压力数据传给工控机15，根据工控机15显示的压力值手动调整正压蓄能箱3上的正压手动调节阀9至压力为400Pa，调整负压蓄能箱4上的负压手动调节阀10至压力为－400Pa；
(e)压力值为400Pa的正压蓄能箱3和压力值为－400Pa的负压蓄能箱4按可编程逻辑控制器14设定的时长给水封装置16交替供压60s后，延时运行10s关闭三号气动球阀7和四号气动球阀8，然后，关闭一号气动球阀5和二号气动球阀6；
(f)打开排气阀11，通过计量器具读取并记录待测试的水封装置16的水封损失值，再打开排水阀12，关闭气泵1和真空泵2，测试完成。
如图1所示，一种用于上述实施例中测量水封装置动态水封损失方法的系统，包括气泵1、真空泵2、正压蓄能箱3、负压蓄能箱4、一至四号气动球阀5、6、7和8、正压手动调节阀9、负压手动调节阀10、排气阀11、排水阀12、压力传感器13、可编程逻辑控制器14、工控机15和测试四通接头17；所述气泵1的输出端与正压蓄能箱3的输入端连接，一号气动球阀5设在气泵1与正压蓄能箱3的连接通路上，正压蓄能箱3的输出端与测试四通接头17的进气接口连接，三号气动球阀7设在正压蓄能箱3与测试四通接头17的连接通路上；所述真空泵2的输出端与负压蓄能箱4的输入端连接，二号气动球阀6设在真空泵2与负压蓄能箱4的连接通路上，负压蓄能箱4的输出端与测试四通接头17的进气接口连接，四号气动球阀8设在负压蓄能箱4与测试四通接头17的连接通路上；正压手动调节阀9设在正压蓄能箱3上，负压手动调节阀10设在负压蓄能箱4上，排气阀11设在测试四通接头17的上端接口，排水阀12设在测试四通接头17的下端接口，压力传感器13设在测试四通接头17的进气接口端上并与可编程逻辑控制器14连接，可编程逻辑控制器14与工控机15通过RS485接口相联，待测试的水封装置16安装在测试系统测试四通接头17的测试口处。
上述实施例中，可编程逻辑控制器14的型号为三菱FX2N-16MR，工控机15的型号为研华610H。

Claims (2)

1.一种测量水封装置动态水封损失的方法，所述方法基于一种用于测量水封装置动态水封损的系统，所述系统包括正压源、负压源、正压蓄能箱(3)、负压蓄能箱(4)、一至四号气动球阀(5、6、7、8)、正压手动调节阀(9)、负压手动调节阀(10)、排气阀(11)、排水阀(12)、压力传感器(13)、可编程逻辑控制器(14)、工控机(15)和测试四通接头(17)；所述正压源的输出端与正压蓄能箱(3)的输入端连接，一号气动球阀(5)设在正压源正压蓄能箱(3)的连接通路上，正压蓄能箱(3)的输出端与测试四通接头(17)的进气接口连接，三号气动球阀(7)设在正压蓄能箱(3)与测试四通接头(17)的连接通路上；所述负压源的输出端与负压蓄能箱(4)的输入端连接，二号气动球阀(6)设在负压源与负压蓄能箱(4)的连接通路上，负压蓄能箱(4)的输出端与测试四通接头(17)的进气接口连接，四号气动球阀(8)设在负压蓄能箱(4)与测试四通接头(17)的连接通路上；正压手动调节阀(9)设在正压蓄能箱(3)上，负压手动调节阀(10)设在负压蓄能箱(4)上，排气阀(11)设在测试四通接头(17)的上端接口，排水阀(12)设在测试四通接头(17)的下端接口，压力传感器(13)设在测试四通接头(17)的进气接口端上并与可编程逻辑控制器(14)连接，可编程逻辑控制器(14)与工控机(15)通过RS485接口相联；
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(a)将待测试的水封装置(16)安装在测试系统测试四通接头(17)的测试口处；
(b)打开测试系统的排气阀(11)和排水阀(12)，向待测试的水封装置(16)补充水直至测试系统的排水阀(12)有水流出，然后关闭排气阀(11)和排水阀(12)；
(c)打开测试系统的正压源、负压源、一号气动球阀(5)和二号气动球阀(6)，正压源向正压蓄能箱(3)充气，负压源向负压蓄能箱(4)抽气；
(d)通过可编程逻辑控制器(14)控制三号气动球阀(7)和四号气动球阀(8)交替打开和关闭，交替时间为100ms-1000ms，正压蓄能箱(3)和负压蓄能箱(4)向待测试的水封装置(16)交替供压；交替供压期间，压力传感器(13)将待测试的水封装置(16)的压力数据传输到可编程逻辑控制器(14)，可编程逻辑控制器(14)将压力数据传给工控机(15)，根据工控机(15)显示的压力值手动调整正压蓄能箱(3)上的正压手动调节阀(9)和负压蓄能箱(4)上的负压手动调节阀(10)至测试所需压力值；
(e)达到测试所需压力值的正压蓄能箱(3)和负压蓄能箱(4)按可编程逻辑控制器(14)设定的时长给水封装置(16)交替供压，交替供压完成后，延时运行10s关闭三号气动球阀(7)和四号气动球阀(8)，然后，关闭一号气动球阀(5)和二号气动球阀(6)；
(f)打开排气阀(11)，通过计量器具读取并记录待测试的水封装置(16)的水封损失值，再打开排水阀(12)，关闭正压源和负压源，测试完成。
2.根据权利要求1所述的一种测量水封装置动态水封损失的方法，其特征在于：所述正压源为气泵，所述负压源为真空泵。
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