CN114252133A - 一种用于水表比对的运行工况模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水表比对的运行工况模拟装置，模拟情形包括将水表安装在测试管上在同一运行工况下进行单因素测试，水表影响因素包括生产厂家、型号、类型、口径；将同种水表安装在不同管径或不同管材质的测试管上在同一运行工况下测试；将同种水表安装在测试管上在同一运行工况下不同流量下测试；将同种水表安装在测试管上在不同运行工况下测试，其中，水表的运行工况包括使水表在管平直、管水平弯曲、管水平弯折、管上升、管下降、管渐缩、管渐扩的管路上运行。不仅可以进行不同水表(生产厂家、型号、类型、口径)在同一运行工况下的测试比对，还可以模拟同种水表在不同运行工况下、不同流量下的计量偏差。

Description

一种用于水表比对的运行工况模拟装置

技术领域

本发明属于自来水设施技术领域，涉及一种用于水表比对的运行工况模拟装置。

背景技术

饮用冷水水表(以下简称水表)用于计量流经封闭满管道中可饮用冷水的体积总量，广泛应用于自来水供应部门供给居民和工商业等用户自来水输送量的贸易结算计量。

水表在投入使用前需先进行校准。而各种水表的计量准确度不仅与水表的结构有关而且与水表的安装条件密切相关。为保证计量准确，水表安装应符合一定标准，尽可能避免水力扰动引起较大的误差。但实际水表安装施工过程中，受现场环境、经济条件及施工管理因素等影响，往往存在不规范安装问题，较大的影响了贸易结算的公平性，对供水企业和用户都造成了一定的不良影响。

由于导致流动扰动的情况性质复杂、原因众多，水表准确度具体受哪些因素影响，影响的大小的定量分析往往没有可参考数据，针对安装环境的实施规范改造缺乏数据支持。

因此，针对校验装置水表运行工况单一、水表不同安装环境计量准确性无相应的数据分析、水表运行工况改造评价缺乏依据等情况，发明了一种用于水表比对的运行工况模拟装置。

发明内容

本发明提出了一种用于水表比对的运行工况模拟装置，不仅可以进行不同水表(生产厂家、型号、类型、口径)在同一运行工况下的测试比对，为水表选型、采购提供数据支持，还可以模拟同种水表在不同运行工况下、不同流量下的计量偏差，根据计量偏差的比对结果，为实际工作中水表的安装改造提供数据支撑及指导意见，减少盲目技术改造成本。

本发明提供了一种用于水表比对的运行工况模拟装置，包括依次连接的水源、进水管、测试管、出水管，进水管设通断进水的阀门和比对流量计，测试管设通断进水的阀门和水表，模拟情形包括将水表安装在测试管上在同一运行工况下进行单因素测试，水表影响因素包括生产厂家、型号、类型、口径；将同种水表安装在不同管径或不同管材质的测试管上在同一运行工况下测试；将同种水表安装在测试管上在同一运行工况下不同流量下测试；将同种水表安装在测试管上在不同运行工况下测试，其中，水表的运行工况包括使水表在管平直、管水平弯曲、管水平弯折、管上升、管下降、管渐缩、管渐扩的管路上运行。

所述单因素测试是指测试单一变量对结果的影响，如，将若干个不同口径，但是由同一生产厂家生产、型号相同、类型相同的水表串联在测试管上在同一运行工况下测试。

优选的，测试管由三条支管组成，每条支管一端与进水管连接，另一端与出水管连接，每条支管由不同管段任意搭配连接。

优选的，一支管由依次连接的上升管段、平直管段、水平弯曲管段、平直管段、渐缩管段、平直管段、下降管段组成，上升管段前设控制所述支管水流的阀门，上升管段后接的平直管段设排气阀和压力表，所述支管安装若干个水表，若干个水表设于排气阀和压力表之后，模拟的水表运行工况为：一水表表前管段平直且平直管段充足、表后平直管段不足且平直管段后的管段弯曲；水平弯曲管段呈U型，由两平行的垂直段和位于两垂直段之间的水平段组成，一水表位于水平弯曲管段的水平段上；一水表表前平直管段不足且平直管段前的管段弯曲、表后管段渐缩；所述平直管段充足为平直管段长度大于或等于10倍其管径，所述平直管段不足为平直管段长度小于10倍其管径；所述支管管径设置为DN200。

优选的，一支管由依次连接的上升管段、平直管段、水平弯折管段、平直管段、下降管段组成，上升管段前设控制所述支管水流的阀门，上升管段后接的平直管段设排气阀和压力表，所述支管安装若干个水表，若干个水表设于排气阀和压力表之后，模拟的水表运行工况为：一水表表前管段平直、表后平直管段不足且平直管段后的管段水平弯折；水平弯折管段呈V型，弯折角度为135°，两水表分别位于V型水平弯折管段的两斜段上；一水表表前平直管段不足且平直管段前的管段水平弯折、表后与阀门直连；所述直管段不足为平直管段长度小于10倍其管径；所述支管管径设置为DN100。

优选的，一支管由依次连接的上升管段、平直管段、渐扩管段、平直管段、渐缩管段、水平弯曲管段、平直管段、下降管段组成，上升管段前管段上设控制支管水流的阀门，上升管段后接的平直管段设排气阀和压力表，所述支管安装若干个水表，若干个水表设于排气阀和压力表之后，模拟的水表运行工况为：一水表表前管段上升，表后管段平直且充足；一水表表前管段渐扩、表后管段平直且平直管段后的管段渐缩；一水表表前、表后平直管段均充足；一水表表前、表后平直管段均不足，所述平直管段充足为平直管段长度大于或等于10倍其管径，所述平直管段不足为平直管段长度小于10倍其管径。

优选的，管段之间通过法兰或丝口连接。

优选的，出水管设流量计。

优选的，水源为水箱，水箱、进水管、测试管、出水管形成回路。

模拟原理：打开管道进水总阀、流量调节阀，排出水表和管道内空气，待水表平稳转动一段时间后。选择并打开相应流量调节阀，水按规定流量值通过水表，由于进水管上的比对流量计计量准确，因此可分别记录并比较通过进水管上和测试管上水表的水量及水表示值，计算示值误差。

本发明的有益效果：

1、将水表安装在测试管上在同一运行工况下进行单因素测试，比较不同种水表(生产厂家、型号、类型、口径)的计量准确度，为水表选型、采购提供数据支持。

2、将同种水表安装在测试管上，让水表在不同运行工况下运行，根据计量偏差的比对结果，为实际工作中水表的安装改造提供数据支撑及指导意见，减少盲目技术改造成本。

3、每条支管由几段管段以法兰或丝口连接，管段拆卸方便，可根据水表安装过程中遇到的各种安装环境，灵活设置不同模拟工况，进而开展多种实验研究。

4、管道依托校表回路设备，水源全程无损，节约经济成本。

附图说明

图1为模拟装置立体示意图。

图2为模拟装置平面图。

图3为支管3的结构示意图。

图4为支管4的结构示意图。

图5为支管5的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本发明的方式是如何实现的，并不能对本发明构成任何的限制。

如图1-5所示，一种用于水表比对的运行工况模拟装置，包括进水管1，进水管一端连接水箱2，另一端连接测试管的进水端，测试管的出水端与出水管6连接。水箱2的作用是：a.提供测试水源；b.配合空压机产生需要的管道压力。水箱、进水管、测试管、出水管形成回路。水箱2可循环回收通过计量后的水，避免水资源浪费。

进水管1上设流量计102，流量计102前后各设阀门101、104，阀门101位于水箱2与流量计102之间，阀门104位于流量计102与测试管之间，阀门101和阀门104用于通断进水管进水，流量计102为进水管1的一路标准安装工况下流量计量，为后续流量核算提供比对数据。流量计102后活接103。

测试管由三条支管组成，分别为支管3、4、5。支管3的进水端与进水管1直通，出水端与出水管6连接。进水管1与一分支管7的一端连接，分支管7由缩径前粗管段701和缩径后细管段702组成，管段缩径通过丝口连接，支管4与缩径前粗管段701连接，粗管段管径为DN150，支管5与缩径后细管段702连接，细管段管径为DN50，支管4与支管5的出水端分别与出水管6连接。

支管3模拟DN200口径管道的水表在不同运行工况下的计量偏差。

支管3由依次连接的上升管段、平直管段、水平弯曲管段、平直管段、渐缩管段、平直管段、下降管段组成，支管3上安装多个水表。上升管段前为平直管段，平直管段设控制支管3水流的阀门301，上升管段后接的平直管段设排气阀302和压力表303，在平直管段上安装水表304及表后活接305。随后为水平弯曲管段，水平弯曲管段呈U型，由两平行的垂直段和位于两垂直段之间的水平段组成，水平段上安装水表306及表后活接307。水平弯曲管段后接的平直管段安装水表308及表后活接309。随后为渐缩管段，渐缩管段后接平直管段，平直管段设阀门310、压力表311。随后平直管段下降并与出水管6相连。

水表在支管3上的运行工况为：水表304表前管段平直且平直管段充足、表后平直管段不足且平直管段后的管段弯曲；水平弯曲管段呈U型，由两平行的垂直段和位于两垂直段之间的水平段组成，水表306位于水平弯曲管段的水平段上；水表308表前平直管段不足且平直管段前的管段弯曲、表后管段渐缩。

支管4模拟DN100口径管道的水表在不同运行工况下的计量偏差。

支管4由依次连接的上升管段、平直管段、水平弯折管段、平直管段、下降管段组成。支管4一端与粗管段701相连，另一端与出水管6相连。支管4上升管段前接的平直管段上设控制支管4水流的阀门401，上升管段后接的平直管段设排气阀402、压力表403，在平直管段上安装水表404及表后活接405。随后设置水平弯折管段，水平弯折段呈V型，V型角度为135°，V型两斜段分别安装水表406及表后活接407，水表408及表后活接409。随后设水表410及表后活接411，紧接设阀门412、排气阀413，随后平直管段下降与出水管6相连。

水表在支管4上的运行工况包括：水表404表前管段平直、表后平直管段不足且平直管段后的管段水平弯折；水表406、408分别位于V型水平弯折管段的两斜段上；水表409表前平直管段不足且平直管段后的管段水平弯折、表后与阀门直连。

支管5模拟大表小流量情况下水表的计量偏差。

支管5由依次连接的上升管段、平直管段、渐扩管段、平直管段、渐缩管段、水平弯曲管段、平直管段、下降管段组成。支管5一端与细管段702相连，另一端与出水管6相连。支管5上升管段前接的平直管段上设控制支管5水流的阀门501，上升管段后接的平直管段设排气阀502、压力表503，紧跟安装水表504及表后活接505，随后管段渐扩，渐扩前管段设置阀门506，扩径后管段安装水表507及表后活接508，随后管段渐缩并后接90°弯曲的水平弯曲管段，水平弯曲管段包括平行的两垂直段和位于两垂直段之间的水平段，水平段长1000mm，水表509及表后活接510为水平段中点处。随后为平直管段，依次安装水表511及表后活接512、阀门513、排气阀514，随后管段下降并与出水管6相连。

水表在支管5上的运行工况包括：水表503表前管段上升，表后管段平直且充足；水表507表前管段渐扩、表后管段平直且平直管段后的管段渐缩，此时为大表小流量，大表小流量是指水表口径大，但通过水量小；水表509表前、表后平直管段均充足，水表509模拟在标准安装环境的下工况；水表511表前、表后平直管段均不足。

水流经进水管1、支管、出水管6回流到水箱2。出水管6上设流量计601、流量计后活接602、阀门603、阀门604、阀门605，出水流量计602与进水流量计102作对比参照作用。阀门604用于停水后排干管道内剩余水。通过对比进水管1上水表102与出水管6上水表602的流量变化，来对比经过复杂管段后，流量压力是否产生变化，最终目的是查勘经过复杂管道后，是否存在水头压力损失，与进水流量计作对比参照作用。

上述“平直管段充足”是指平直管段长度大于或等于10倍其管径，所述“平直管段不足”是指平直管段长度小于10倍其管径。

上述“活接”是指双法兰或丝口连接，管道口径DN50以上是双法兰传力接头，DN50及以下是丝口活接。

上述“表前”、“表后”以水流方向为准。

需要说明的是，各管道通过管道支撑架支撑安装在地面上。

模拟过程如下：

水流从水箱2通过进水管1流入各测试水管，通过阀门104控制进水总量。

打开阀门104、阀门301，关闭阀门401、阀门501，水流进入支管3，依次流过水表304、水表306、水表308，用于模拟不同运行工况下同种水表的计量偏差，及同一运行工况下不同种水表计量偏差。

打开阀门104、阀门401，关闭阀门301、阀门501，水流进入支管4，依次流过水表404、水表406、水表408、水表410，用于模拟不同运行工况下同种水表的计量偏差，及同一运行工况下不同种水表计量偏差。

打开阀门104、阀门501，关闭阀门301、阀门401，水流进入支管5，依次流过水表504、水表507、水表509、水表511，用于模拟不同运行工况下同种水表的计量偏差，及同一运行工况下不同种水表计量偏差。

本发明除了可以模拟同种水表在不同运行工况下、不同流量下的计量偏差，根据计量偏差的比对结果，为实际工作中水表的安装改造提供数据支撑及指导意见，减少盲目技术改造成本。还可进行不同水表(生产厂家、型号、类型、口径)在同一运行工况下的的测试比对，比较各类水表的计量准确度，为水表选型、采购提供数据支持，具体方法为：同一位置更换不同水表，或者多个水表串联测试比对。其中，不同类型是指按照计量原理来划分，常见类型有电磁水表、超声波水表、干式水表等。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于水表比对的运行工况模拟装置，包括依次连接的水源、进水管、测试管、出水管，其特征在于，进水管设通断进水的阀门和比对流量计，测试管设通断进水的阀门和水表，模拟情形包括将水表安装在测试管上在同一运行工况下进行单因素测试，水表影响因素包括生产厂家、型号、类型、口径；将同种水表安装在不同管径或不同管材质的测试管上在同一运行工况下测试；将同种水表安装在测试管上在同一运行工况下不同流量下测试；将同种水表安装在测试管上在不同运行工况下测试，其中，水表的运行工况包括使水表在管平直、管水平弯曲、管水平弯折、管上升、管下降、管渐缩、管渐扩的管路上运行。

2.如权利要求1所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，测试管由三条支管组成，每条支管一端与进水管连接，另一端与出水管连接，每条支管由不同管段任意搭配连接。

3.如权利要求2所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，一支管由依次连接的上升管段、平直管段、水平弯曲管段、平直管段、渐缩管段、平直管段、下降管段组成，上升管段前设控制所述支管水流的阀门，上升管段后接的平直管段设排气阀和压力表，所述支管安装若干个水表，若干个水表设于排气阀和压力表之后，模拟的水表运行工况为：一水表表前管段平直且平直管段充足、表后平直管段不足且平直管段后的管段弯曲；水平弯曲管段呈U型，由两平行的垂直段和位于两垂直段之间的水平段组成，一水表位于水平弯曲管段的水平段上；一水表表前平直管段不足且平直管段前的管段弯曲、表后管段渐缩；所述平直管段充足为平直管段长度大于或等于10倍其管径，所述平直管段不足为平直管段长度小于10倍其管径；所述支管管径设置为DN200。

4.如权利要求2所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，一支管由依次连接的上升管段、平直管段、水平弯折管段、平直管段、下降管段组成，上升管段前设控制所述支管水流的阀门，上升管段后接的平直管段设排气阀和压力表，所述支管安装若干个水表，若干个水表设于排气阀和压力表之后，模拟的水表运行工况为：一水表表前管段平直、表后平直管段不足且平直管段后的管段水平弯折；水平弯折管段呈V型，弯折角度为135°，两水表分别位于V型水平弯折管段的两斜段上；一水表表前平直管段不足且平直管段前的管段水平弯折、表后与阀门直连；所述直管段不足为平直管段长度小于10倍其管径；所述支管管径设置为DN100。

5.如权利要求2所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，一支管由依次连接的上升管段、平直管段、渐扩管段、平直管段、渐缩管段、水平弯曲管段、平直管段、下降管段组成，上升管段前管段上设控制支管水流的阀门，上升管段后接的平直管段设排气阀和压力表，所述支管安装若干个水表，若干个水表设于排气阀和压力表之后，模拟的水表运行工况为：一水表表前管段上升，表后管段平直且充足；一水表表前管段渐扩、表后管段平直且平直管段后的管段渐缩；一水表表前、表后平直管段均充足；一水表表前、表后平直管段均不足，所述平直管段充足为平直管段长度大于或等于10倍其管径，所述直管段不足为平直管段长度小于10倍其管径。

6.如权利要求2所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，管段之间通过法兰或丝口连接。

7.如权利要求1所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，出水管设流量计。

8.如权利要求1所述的一种用于水表比对的运行工况模拟装置，其特征在于，水源为水箱，水箱、进水管、测试管、出水管形成回路。

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