CN207974198U - 用于热量表检定的恒压供水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于热量表检定的恒压供水系统，所述恒压供水系统包括：水箱、输送泵、气液分离装置、节流稳压阀、蛇形缓冲管路、测试管路和控制单元；其中，输送泵将水箱中的水送入气液分离装置中，通过气液分离装置分离出水流中混入的气泡，并对水流进行初步缓冲，经初步缓冲的水流再经节流稳压阀和蛇形缓冲管路进行进一步缓冲限速后流经压力传感器，压力传感器将压力信号传输至控制单元后，通过控制单元对压力进行调整，以实现为测试管路恒压供水。本实用新型提供的恒压供水系统不仅能够实现稳压供水，而且具有气液分离功能，同时可以通过具有远程数据传输端口的控制系统实现自动化控制，既节能又保护了检测仪表。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热量表检定试验的辅助装置，具体地说，涉及一种用于热量表检定的恒压供水系统。
背景技术
随着供热改革的不断发展，热计量在全国各地的逐步深入，热量表在供热计量领域的安装、使用逐年增加，随之而来是热量表运行的长期可靠，即耐久性能收到重视和关注。热量表的耐久性试验是通过对热量表的加速磨损来模拟产品的使用寿命，以提升产品质量，确保热量表在安装周期内长期稳定可靠的运行。试验过程中，耐久性试验持续时间、试验温度、水质条件、试验环境等各种具体要求应予以明确，以确保试验结果的科学合理，为热量表在供热计量贸易结算提供保障。为保证热量表耐久性试验的稳定运行，为耐久性试验装置系统供水的供水系统需满足恒压供水的条件。
现有技术中供水系统为由水箱、变频泵和压力变送器组成，由压力变送器接收管路中的水压信号并通过变频泵的变频器来调节水泵的输水速度。但由于压力变送器直接设于输水管路中，长时间受水流冲击容易造成压力变送器失灵乃至损坏，需要频繁更换压力变送器，成本太高，而且由于水泵输水速度较快，水流中会混有气泡，这也会造成水压不均，致使输出水流的水压不稳定。
实用新型内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于热量表检定的恒压供水系统，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于热量表检定的恒压供水系统，所述恒压供水系统包括：水箱、输送泵、气液分离装置、节流稳压阀、蛇形缓冲管路、测试管路和控制单元；其中，水箱通过管路与输送泵连通，并通过输送泵将水箱中的水输送进气液分离装置中进行气液分离；气液分离装置包括一上窄下宽的锥形筒体，用于对水流进行缓冲从而降低水流压力；以及设置在气液分离装置内壁上的带筛孔的折流挡板，用于扰乱水流流动方向从而进行气液分离；气液分离装置的顶部设有排气管，用于排出装置内部气体，气液分离装置的上部侧壁和底部侧壁分别设有气液分离出水管和气液分离进水管，气液分离出水管和气液分离进水管与所述侧壁相切设置；经气液分离后的水流流经节流稳压阀进入蛇形缓冲管路，节流稳压阀对水流快速地进行节流稳定压力，蛇形缓冲管路对水流进行辅助限速稳流，蛇形缓冲管路为由多个U形管路串联而成，从而避免高速水流冲击传感器使其损坏；蛇形缓冲管路与测试管路的进水管路连通，且在测试管路的进水管路上设有压力传感器，用以测量水流压力，测试管路的出水管路与水箱连通，使水流回水箱；输送泵和压力传感器与控制单元电连接。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，水箱内部设有液位传感器，水箱的进水管上依次设有水箱进水阀和电磁流量计，水箱的出水管上设有流量调节阀，液位传感器、水箱进水阀、电磁流量计和流量调节阀均与控制单元电连接。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，控制单元包括输入端口、处理器、PID调节器和变频器，以对所述恒压供水系统进行控制，控制单元还具有远程数据传输端口。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，液位传感器接收液位信号后传输给PID调节器，PID调节器接收液位信号并与设定液位信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至处理器，处理器接收偏差电信号并处理后输出流量信号至电磁流量计，电磁流量计接收流量信号后控制水箱进水阀打开向水箱内补水。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，通过输入端口设定试验所需的水流量，输入端口将流量信号传输至处理器，处理器接收流量信号后控制流量调节阀以相应开度打开。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，压力传感器接收压力信号后传输给PID调节器，PID调节器接收压力信号并与设定压力信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至处理器，处理器接收偏差电信号并处理后输出频率信号至变频器，变频器接收频率信号后调节输送泵的转速，从而实现供水压力恒定。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，折流挡板在气液分离装置的内壁上倾斜交替设置，且其与水平方向的夹角为30°～60°，每一折流挡板在水平方向的投影长度为其所在截面的半径长度。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，折流挡板上的筛孔孔径为3～8mm。
作为对本实用新型所述的恒压供水系统的进一步说明，优选地，输送泵的出口管路上设有止回阀，以防止出口管路内的水倒流。
本实用新型提供的用于热量表检定的恒压供水系统具有如下优点：
1)所述恒压供水系统采用稳压与气液分离一体化装置以及多段辅助稳压限速装置稳定流体流动，既避免了气体对压力造成的扰动，又避免流体冲击传感器造成传感器频繁损坏；
2)所述恒压供水系统具有远程数据传输端口，能够通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能；
3)所述恒压供水系统采用双调控系统，由计算机控制阀门自动切换，既节能又保护了检测仪表。
附图说明
图1为本实用新型用于热量表检定的恒压供水系统的结构示意图；
图2为本实用新型用于热量表检定的恒压供水系统的控制结构示意图。
附图标记说明如下：
水箱1、液位传感器11、水箱进水阀12、电磁流量计13、流量调节阀14、输送泵2、气液分离装置3、锥形筒体31、折流挡板32、排气管33、气液分离出水管34、气液分离进水管35、节流稳压阀4、蛇形缓冲管路5、测试管路6、控制单元7、输入端口71、处理器72、PID调节器73、变频器74和压力传感器8。
具体实施方式
为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。
如图1所示，图1为本实用新型用于热量表检定的恒压供水系统的结构示意图；所述恒压供水系统包括：水箱1、输送泵2、气液分离装置3、节流稳压阀4、蛇形缓冲管路5、测试管路6和控制单元7；其中，水箱1通过管路与输送泵2连通，并通过输送泵2将水箱中的水输送进气液分离装置3中进行气液分离，水箱1内部设有液位传感器11，水箱1的进水管上依次设有水箱进水阀12和电磁流量计13，水箱1的出水管上设有流量调节阀14，液位传感器11、水箱进水阀12、电磁流量计13和流量调节阀14均与控制单元7电连接，液位传感器11、水箱进水阀12和电磁流量计13在控制单元的控制下共同组成了自动补水装置，从而保证了系统长期运转时出现液体的蒸发导致液体的减少。本系统采用的电磁流量计，其测量范围覆盖装置所标称的最大流量到最小流量，准确度等级不低于0.5级。
气液分离装置3包括一上窄下宽的锥形筒体31，以用于对水流进行缓冲从而降低水流压力，气液分离装置3内壁设有带筛孔的折流挡板32，以用于扰乱水流流动方向从而进行气液分离，折流挡板32在气液分离装置3的内壁上倾斜交替设置，且其与水平方向的夹角为30°～60°，每一折流挡板在水平方向的投影长度为其所在截面的半径长度，折流挡板32上的筛孔孔径为3～8mm，气液分离装置3的顶部设有排气管33，用于排出装置内部气体，气液分离装置3的上部侧壁和底部侧壁分别设有气液分离出水管34和气液分离进水管35，气液分离出水管34和气液分离进水管35与所述侧壁相切设置；水流从与装置底部侧壁相切的进水管进入气液分离装置后，上窄下宽的锥形桶体结构使水流沿曲线加速上升，当水流遇到折流挡板后，水流中混入的气体由于惯性会通过筛孔继续向前运动，而水被挡板阻挡下来经汇集后由出水管流出，由于进水管和出水管都与桶体侧壁相切设置，符合流体流线运动轨迹，使水流依靠离心运动的惯性流出装置，避免对流动过程产生扰动从而重新混入气泡。折流挡板交替设置也是为了符合水流螺旋上升的运动轨迹，同时如上所述设置的挡板尺寸是为了使挡板刚好挡住水流，而避免在装置中心处产生孔隙，使水流不经气液分离而流出。同时水流经过气液分离装置的缓冲和挡板的阻挡损失了部分压力，从而对水流也进行了初步的缓冲和压力稳定。
气液分离装置3的出水管路上设有节流稳压阀4，经气液分离后的水流流经节流稳压阀4进入蛇形缓冲管路5，通过节流稳压阀4对水流快速地进行节流稳定压力，通过蛇形缓冲管路5对水流进行辅助限速稳流，蛇形缓冲管路5为由多个U形管路串联而成，从而避免高速水流冲击传感器使其损坏；蛇形缓冲管路5与测试管路6的进水管路连通，且在测试管路6的进水管路上设有压力传感器8，用以测量水流压力，测试管路6的出水管路与水箱1连通，使水流回水箱；输送泵2和压力传感器8与控制单元7电连接。本系统所采用的压力变送器其测量范围为(0～1)MPa，准确度等级为0.5级。
本系统装置的重要部件具有适当强度和高温耐久性，所有的管道、稳压罐、弯头、法兰、盲板等各种浸液部分的部件均采用304不锈钢材料，阀门(气动球阀，电动调节阀等)等组件材质为不锈钢。
如图2所示，图2为本实用新型用于热量表检定的恒压供水系统的控制结构示意图；控制单元7包括输入端口71、处理器72、PID调节器73和变频器74，以对所述恒压供水系统进行控制，控制单元7还具有远程数据传输端口，可通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控。
热量表检定开始时，通过输入端口71设定试验所需的水流量，输入端口71将流量信号传输至处理器72，处理器72接收流量信号后控制流量调节阀14以相应开度打开；在所述供水系统向测试管路输送水时，水流通过管道流动，管道内的压力传感器8接收压力信号后传输给PID调节器73，PID调节器73接收压力信号并与设定压力信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至处理器72，处理器72接收偏差电信号并处理后输出频率信号至变频器74，变频器74接收频率信号后调节输送泵2的转速，从而实现供水压力恒定。
在检定过程中，水箱内的液位传感器11实时监测水箱内的液位信号，当液位传感器11接收液位信号后传输给PID调节器73，PID调节器73接收液位信号并与设定液位信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至处理器72，处理器72接收偏差电信号并处理后输出流量信号至电磁流量计13，电磁流量计13接收流量信号后控制水箱进水阀12打开向水箱1内补水。
所述恒压供水系统的控制系统具备数据自动采集和保存的功能，需要采集的数据有装置运行时间、流量、温度、压力等；默认数据采集存储间隔周期为10秒～30秒或者可根据用户的需求设置。为了保证数据存储的可靠性，系统对每天运行的数据进行备份，系统控制器记录的历史数据具有导出功能，历史数据可以按日期导出，格式为Excel或SQLite。
需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种用于热量表检定的恒压供水系统，其特征在于，所述恒压供水系统包括：水箱(1)、输送泵(2)、气液分离装置(3)、节流稳压阀(4)、蛇形缓冲管路(5)、测试管路(6)和控制单元(7)；其中，
水箱(1)通过管路与输送泵(2)连通，并通过输送泵(2)将水箱中的水输送进气液分离装置(3)中进行气液分离；
气液分离装置(3)包括一上窄下宽的锥形筒体(31)，用于对水流进行缓冲从而降低水流压力；以及设置在气液分离装置(3)内壁上的带筛孔的折流挡板(32)，用于扰乱水流流动方向从而进行气液分离；气液分离装置(3)的顶部设有排气管(33)，用于排出装置内部气体，气液分离装置(3)的上部侧壁和底部侧壁分别设有气液分离出水管(34)和气液分离进水管(35)，气液分离出水管(34)和气液分离进水管(35)与所述侧壁相切设置；
经气液分离后的水流流经节流稳压阀(4)进入蛇形缓冲管路(5)，节流稳压阀(4)对水流快速地进行节流稳定压力，蛇形缓冲管路(5)对水流进行辅助限速稳流，蛇形缓冲管路(5)为由多个U形管路串联而成，从而避免高速水流冲击传感器使其损坏；
蛇形缓冲管路(5)与测试管路(6)的进水管路连通，且在测试管路(6)的进水管路上设有压力传感器(8)，用以测量水流压力，测试管路(6)的出水管路与水箱(1)连通，使水流回水箱；
输送泵(2)和压力传感器(8)与控制单元(7)电连接。
2.如权利要求1所述的恒压供水系统，其特征在于，水箱(1)内部设有液位传感器(11)，水箱(1)的进水管上依次设有水箱进水阀(12)和电磁流量计(13)，水箱(1)的出水管上设有流量调节阀(14)，液位传感器(11)、水箱进水阀(12)、电磁流量计(13)和流量调节阀(14)均与控制单元(7)电连接。
3.如权利要求2所述的恒压供水系统，其特征在于，控制单元(7)包括输入端口(71)、处理器(72)、PID调节器(73)和变频器(74)，以对所述恒压供水系统进行控制，控制单元(7)还具有远程数据传输端口。
4.如权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于，液位传感器(11)接收液位信号后传输给PID调节器(73)，PID调节器(73)接收液位信号并与设定液位信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至处理器(72)，处理器(72)接收偏差电信号并处理后输出流量信号至电磁流量计(13)，电磁流量计(13)接收流量信号后控制水箱进水阀(12)打开向水箱(1)内补水。
5.如权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于，通过输入端口(71)设定试验所需的水流量，输入端口(71)将流量信号传输至处理器(72)，处理器(72)接收流量信号后控制流量调节阀(14)以相应开度打开。
6.如权利要求3所述的恒压供水系统，其特征在于，压力传感器(8)接收压力信号后传输给PID调节器(73)，PID调节器(73)接收压力信号并与设定压力信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至处理器(72)，处理器(72)接收偏差电信号并处理后输出频率信号至变频器(74)，变频器(74)接收频率信号后调节输送泵(2)的转速，从而实现供水压力恒定。
7.如权利要求1所述的恒压供水系统，其特征在于，折流挡板(32)在气液分离装置(3)的内壁上倾斜交替设置，且其与水平方向的夹角为30°～60°，每一折流挡板在水平方向的投影长度为其所在截面的半径长度。
8.如权利要求7所述的恒压供水系统，其特征在于，折流挡板(32)上的筛孔孔径为3～8mm。
9.如权利要求1所述的恒压供水系统，其特征在于，输送泵(2)的出口管路上设有止回阀(21)，以防止出口管路内的水倒流。
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