錢軍，邵世敏

帶機(jī)電轉(zhuǎn)裝置的干式水表新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

錢軍，邵世敏

（寧波水表股份有限公司，浙江寧波，315032）

隨著工業(yè)智能化的進(jìn)程，使得一些傳統(tǒng)型水表已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的市場(chǎng)需求。隨著智慧水務(wù)的相繼推出了，更加使得傳統(tǒng)型機(jī)械水表在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力變大，然而國內(nèi)外市場(chǎng)很大部分仍然使用的是機(jī)械水表。如何使得傳統(tǒng)機(jī)械水表往智能方向發(fā)展變?yōu)橛绕渲匾?，帶有機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置的半智能化水表成為過度階段，并已逐步向全智能化發(fā)展。

智慧水務(wù)；傳統(tǒng)型；機(jī)電轉(zhuǎn)換；全智能化

0 引言

本文首先介紹了國內(nèi)外的干式水表發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題。然后提出半智能化水表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，選用干式多流表作為基表載體，同時(shí)帶具有機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置的計(jì)數(shù)器進(jìn)行配套設(shè)計(jì)，最后總結(jié)分析此種新結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。

1 國內(nèi)外干式水表發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

近幾年國外的各大水表巨頭公司一直以高精度智能化的干式水表占據(jù)大部分的國際高端市場(chǎng)。然而國內(nèi)大多數(shù)的水表廠家在出口的干式水表產(chǎn)品中，幾乎全部以常規(guī)的B級(jí)干式機(jī)械水表為主導(dǎo)產(chǎn)品。隨著水表新標(biāo)準(zhǔn)在不同國家逐步推行之下，客戶對(duì)高性能、高精度的智能化干式水表需求迅速增加，當(dāng)前國內(nèi)的機(jī)械干式水表已經(jīng)不能滿足國內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求[1]。因此加速開發(fā)高性能的智能化干式水表才能全面提升國內(nèi)水表市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，拓展更多的國際市場(chǎng)。

圖1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案圖

2 半智能化水表的結(jié)構(gòu)方案

以傳統(tǒng)齒輪帶動(dòng)形式作為計(jì)量結(jié)算的模式慢慢的在被取代，隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大，慢慢的一些與電子結(jié)合的新穎水表變得慢慢普及。以一些電子顯示屏的模式代替原有的計(jì)數(shù)器形式顯得更加直觀，更加受到市場(chǎng)的歡迎。本文的結(jié)構(gòu)方案在基表殼體上仍采用干式分體式表殼，計(jì)量機(jī)構(gòu)比原干式分體式結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)便，在成本上可以大大節(jié)省材料，在計(jì)數(shù)和顯示結(jié)構(gòu)上采用電感接受信號(hào)并傳遞，轉(zhuǎn)化并顯示在液晶顯示器上。

3 零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 葉輪盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3 葉輪盒結(jié)構(gòu)示意圖

葉輪盒的設(shè)計(jì)必須達(dá)到進(jìn)出水口面積比例適中，才能使得整表的靈敏度較好、計(jì)量精度較高等特點(diǎn)，同時(shí)也給上層機(jī)電模塊提供準(zhǔn)確而可靠的訊息，本文設(shè)計(jì)計(jì)量機(jī)構(gòu)采用適當(dāng)?shù)娜莘e腔同時(shí)采用少量回流減速結(jié)構(gòu)使得水流沖擊葉輪更平穩(wěn)。

3.2 密封板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4 左密封板，右齒輪盒結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 葉輪盒及葉輪設(shè)計(jì)示意圖

以密封板的結(jié)構(gòu)形式代替原有的齒輪盒結(jié)構(gòu)形式，改變了傳統(tǒng)的多流表的葉輪盒結(jié)構(gòu)不僅在材料上節(jié)省教多，在性能調(diào)節(jié)上也帶來了方便。同時(shí)也使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活輕巧，這樣進(jìn)一步提高了水表的靈敏度。

3.3 葉輪盒及葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配合

水流從表殼進(jìn)水口進(jìn)入葉輪盒下排進(jìn)水孔，變成多股水流均勻沖擊葉輪，使葉輪受力均勻旋轉(zhuǎn)，使得葉片上均布的不銹鋼發(fā)訊片經(jīng)旋轉(zhuǎn)，給予上層傳感器一定頻率的信號(hào)，通過軟件對(duì)傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理后，由液晶屏顯示，可以顯示瞬間流量，積流量和熱量等數(shù)據(jù)。

3.4 電子模塊信號(hào)和性能檢測(cè)

無線數(shù)據(jù)的傳輸與組網(wǎng)方式以短距、低功耗無線通訊的技術(shù)為主體構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸體系。區(qū)域內(nèi)參照無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的某些技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，區(qū)域外仍以公用網(wǎng)作為信息傳輸通道[2]。該結(jié)構(gòu)水表在水溫額定工作條件規(guī)定范圍時(shí)，以最小流量(Q1)與分界流量(Q2)(不包括Q2)之間的流量排出的體積的最大允許誤差符合國家標(biāo)準(zhǔn)[3]。經(jīng)過電子信號(hào)檢測(cè)和性能測(cè)試，整表數(shù)據(jù)均顯示良好如下圖。

圖6 去掉外罩后的電子顯示屏正在通過有線連接進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)

4 總結(jié)

經(jīng)過分析與大量試驗(yàn)，使得該結(jié)構(gòu)的水表在性能上能夠到達(dá)更高的性能等級(jí)，同時(shí)也使得成本得到很大節(jié)約。由于干式機(jī)械表對(duì)環(huán)境等級(jí)要求較低，現(xiàn)階段仍有較大的市場(chǎng)，該結(jié)構(gòu)對(duì)于國內(nèi)外的水表市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)具有很大優(yōu)勢(shì)。

[1]姚靈.智能水表技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的研究與構(gòu)建[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2013.7.

[2]姚靈編著.電子水表傳感與信號(hào)處理技術(shù)[M].北京：中國質(zhì)檢出版社，2012.3.

[3]JJG 162-2009,冷水水表檢定規(guī)程[S].北京：中國計(jì)量出版社,2009.

New structure design of dry type water meter with electromechanical rotating device

Qian Jun,Shao Shimin
(Ningbo water meter, Limited by Share Ltd,Ningbo Zhejiang,315032)

With the process of industrial intelligence, some traditional water meters have been unable to meet the current market demand. With the introduction of smart water, more traditional mechanical water meters in the market pressure to become larger, however, most of the domestic and foreign markets still use mechanical water meters. How to make the development of the traditional mechanical water meter to the intelligent direction becomes particularly important, and the semi intelligent water meter with electromechanical conversion device has become an excessive stage, and has gradually been fully intelligent development.

intelligent water affairs; traditional type; electromechanical conversion; fully intelligent