CN108917890B - 一种流量计量器具的耐久性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量计量器具的耐久性试验装置，包括被检表、环形试验管路、循环储水箱和供水储水箱，被检表是被试验的流量计量器具，连通设置于环形试验管路上；环形试验管路穿过循环储水箱，穿过循环储水箱的环形试验管路上设置有若干透水孔，且环形试验管路通过透水孔连通循环储水箱；环形试验管路上还连通设置有标准流量计、循环水泵、流量调节阀、温度测量表；循环储水箱通过进水管和排水管连通供水储水箱，进水管和排水管上分别连通设置有进水泵和排水泵。该流量计量器具的耐久性试验装置使环形试验管路中水的流速减少损失，节约能源。设备结构简单，占用空间少。

Description

一种流量计量器具的耐久性试验装置

技术领域

本发明涉及计量技术领域，尤其涉及一种流量计量器具的耐久性试验装置。

背景技术

工作寿命是流量计量器具的重要计量特性，流量计量器具为了进行寿命相关的试验，通过模拟实际运行状态进行实流试验。这种用于试验称为耐久性试验，所使用的设备称为耐久性试验装置。通常的流量耐久性试验装置的试验管路部分在水箱连接出水管和回水管，试验时，水泵通过出水口抽取水箱里的水，并且将水推动到一定的流速，流经试验管路和被试验的流量计，循环至水箱的回水口。回水口一般两种处理方式，一是将回水的管道出口浸没在水中，一种是高于水箱的水面向水箱排放，这两种方式都将使循环水回流到水箱时，变成无固定方向的运动，这样使水箱内的水因为无规则的运动温度慢慢升高。这样造成两种浪费，一方面水泵抽水浪费能源，另一方面为了保持试验要求的水温，需要对温度升高的水进行制冷，又消耗能源。

发明内容

本发明提供了一种流量计量器具的耐久性试验装置，使用较低扬程水泵即可达到试验流量的要求、降低了因水回流至水箱的无规则流动导致介质温升速度。

本发明提供的流量计量器具的耐久性试验装置，包括被检表、环形试验管路、循环储水箱和供水储水箱，其中，被检表是被试验的流量计量器具，连通设置于环形试验管路上；环形试验管路穿过循环储水箱，循环储水箱上设置有温度调节组件，用于调节试验介质水的温度；穿过循环储水箱的环形试验管路上设置有若干透水孔，且环形试验管路通过透水孔连通循环储水箱；环形试验管路上还连通设置有标准流量计、循环水泵、流量调节阀、温度测量表；循环储水箱通过进水管和排水管连通供水储水箱，进水管和排水管上分别连通设置有进水泵和排水泵。

可选地，环形试验管路上还连通设置有压力测量仪。

可选地，被检表通过连接适配件连通环形试验管路。

可选地，还包括控制器，控制器控制连接循环水泵、流量调节阀、进水泵和排水泵。

可选地，透水孔的总面积占循环储水箱中环形试验管路的表面积10％以下。

可选地，透水孔在循环储水箱中环形试验管路上为均匀分布或分块集中分布。

可选地，透水孔为圆孔、方孔或条状孔。

本发明具有以下有益效果：

在一套装置管路中，水力阻力有两种，沿程阻力和局部助力，根据流量力学的推导，沿程阻力h_w表示为：

其中，λ-沿程阻力系数；l-管道长度；d-管道直径；v-介质流动速度；g-重力加速度。沿程阻力系数为等直径的直管段产生的阻力。

局部阻力表示为：

其中，ξ-局部阻力系数。

图1中，启动水泵后，管道中的介质开始循环，流经弯头、被检表、弯头、流量计、弯头、调节阀、弯头、带孔的直管；现有技术，启动水泵后，循环水，流经弯头、被检表、弯头、流量计、弯头、调节阀、弯头、水箱；循环储水箱中没有带孔连接管。

为了叙述方便，图1所示管路只留下管路的沿程损失、4个弯头、带孔的直管的局部损失用来说明节能效果。总的阻力系数:

管路安装有带孔直管的总阻力系数:

上式是环形试验管路变径时的局部阻力系数计算公式，用于计算水流经过循环储水箱的阻力系数，相当于水流进入水箱后速度为0，即v₂＝0，所以局部阻力系数为1。

以口径为DN200的试验管路为例，流量为800m³/h的阻力系数，结合图1说明节能效果。

未使用本发明方法时：阻力由管路沿程损失、4个弯头局部损失、1个水箱局部损失组成，即：

沿程阻力的数据：管路长l＝18m，d＝0.2m，q＝800m³/h，查得沿程阻力系数为：λ＝0.016。

弯头的阻力数据：弯头的半径与管道的直径有关系为R＝(4.5～6)D(R-弯头的圆弧半径，D-管道直径)的情况，查得弯头的局部阻力系数ξ_wt＝0.1，4个弯头合计阻力系数为4ξ_wt＝0.40。

管道中的介质速度为v₁、进入水箱后速度为v₂，流动的介质经过水箱产生速度损失，它的局部阻力系数公式：

式中，v—试验需要的水流的速度；ξ—局部阻力系数。

介质流入水箱后，速度v₂接近0，根据上式，水箱局部阻力系数ξ_tank＝1。

总的阻力系数为：

如本发明，中间加入带孔连接管后：4个弯头的阻力仍然存在，阻力系数为4ξ_wt＝0.4，储水箱的阻力由储水箱内的一段带孔的直管阻力代替。储水箱内的这段管道按2m计算，所产生阻力系数为：

总阻力系数由不采用本发明为2.84，采用本发明总阻力系数降至2.0。具体对于试验管路为DN200口径，流量达到800m³/h时，相当于质量流量q_m＝222kg/s，介质在管道中的流速v＝7m/s，用本发明水泵功率(水泵效率为1)为10.88kW，不采用本发明的试验装置功耗为15.45kW，节能30％，当包括水箱内的动能变成内能后水的升温后需要降温的能耗，合计节能约50％。对较大口径的试验装置，节能效果会更明显。

因此，本发明为了解决能耗浪费的问题，将环形试验管路连接成闭环的形式，当水在回流至循环储水箱内时，进入环路管路，在克服流经管道的阻力损失继续保持速度在环形试验管路内循环，使环形试验管路中水的流速减少损失，达到节约能源目的。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种流量计量器具的耐久性试验装置的结构示意图。

图1中各标号分别表示：1-被检表、2-环形试验管路、3-循环储水箱、4-供水储水箱、5-标准流量计、6-循环水泵、7-流量调节阀、8-温度测量表、9-进水管、10-排水管、11-进水泵、12-排水泵、13-压力测量仪、14-连接适配件、15-控制器。

具体实施方式

本发明提供了一种流量计量器具的耐久性试验装置，以保持试验管路中的水温，且使试验管路中水的流速减少损失，节约能源。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例1提供的一种流量计量器具的耐久性试验装置，包括被检表1、环形试验管路2、循环储水箱3和供水储水箱4。具体地，被检表1是被试验的流量计量器具，如流量表等。被检表1可直接连通设置于环形试验管路2上，也可通过连接适配件14连通环形试验管路2。

环形试验管路2穿过循环储水箱3，循环储水箱3上设置有温度调节组件，用于调节试验介质温度，当试验介质水的温度过高或过低时，即使进行降温或升温；穿过循环储水箱3的环形试验管路2上设置有若干透水孔21，且环形试验管路2通过透水孔21连通循环储水箱3。透水孔的作用是将环形试验管路2与循环储水箱3连通，循环储水箱3中水位高于环形试验管路2时，环形试验管路2，可以充满水，低于环形试验管路2时，可以排空环形试验管路2中的水。透水孔21为方便机械加工的圆孔、方孔或条状孔。透水孔21的总面积占循环储水箱3中环形试验管路2的表面积10％以下。透水孔21在循环储水箱3中环形试验管路2上为均匀分布或分块集中分布。但是，需要注意的是，透水孔21不宜设置于环形试验管路2的弯头处。透水孔21的多少与形状，不改变本发明的环形试验管路2形成闭环的节能原理。

环形试验管路2上还连通设置有标准流量计5、循环水泵6、流量调节阀7、温度测量表8、压力测量仪13。标准流量计5通过对比，测试被检表1的精度，进而对被检表1的耐久性进行评测；循环水泵6用以开启或关闭环形试验管路2，即开启或结束对被检表1的耐久性试验；流量调节阀7、温度测量表8、压力测量仪13分别用于调节环形试验管路2的流量、测量环形试验管路2中水的温度和压力。

循环储水箱3通过进水管9和排水管10连通供水储水箱4，进水管9和排水管10上分别连通设置有进水泵11和排水泵12。供水储水箱4存储的水量足够装满环形试验管路2和循环储水箱3，开启进水泵11可使供水储水箱4中的水由进水管9进入循环储水箱3，开启排水泵12可使循环储水箱3中的水由排水管10排放入供水储水箱4。循环储水箱3的空间位置可以高于供水储水箱4，并可通过排水管10自流放水至供水储水箱4。

为方便控制试验，该流量计量器具的耐久性试验装置还包括控制器15，控制器15控制连接循环水泵6、流量调节阀7、进水泵11和排水泵12。

以上的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (2)

1.一种流量计量器具的耐久性试验装置，其特征在于，包括被检表（1）、环形试验管路（2）、循环储水箱（3）和供水储水箱（4），其中，

所述被检表（1）是被试验的流量计量器具，连通设置于所述环形试验管路（2）上；所述环形试验管路（2）穿过所述循环储水箱（3），所述循环储水箱（3）上设置有温度调节组件，用于调节试验介质水的温度；穿过所述循环储水箱（3）的所述环形试验管路（2）上设置有若干透水孔（21），且所述环形试验管路（2）通过所述透水孔（21）连通所述循环储水箱（3）；所述环形试验管路（2）上还连通设置有标准流量计（5）、循环水泵（6）、流量调节阀（7）、温度测量表（8）；

所述循环储水箱（3）通过进水管（9）和排水管（10）连通所述供水储水箱（4），所述进水管（9）和排水管（10）上分别连通设置有进水泵（11）和排水泵（12）；

所述环形试验管路（2）上还连通设置有压力测量仪（13）；

所述被检表（1）通过连接适配件（14）连通所述环形试验管路（2）；

还包括控制器（15），所述控制器（15）控制连接所述循环水泵（6）、流量调节阀（7）、进水泵（11）和排水泵（12）；

所述透水孔（21）的总面积占循环储水箱（3）中环形试验管路（2）的表面积10%以下；

所述透水孔（21）在循环储水箱（3）中环形试验管路（2）上为均匀分布或分块集中分布。

2.根据权利要求1所述的流量计量器具的耐久性试验装置，其特征在于，所述透水孔（21）为圆孔、方孔或条状孔。