專利名稱：流量計(jì)量裝置的恒水頭供水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，更具體地涉及一種流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置中的恒水頭供水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置作為流量單位量值統(tǒng)一與傳遞的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于流量儀表的檢定和校準(zhǔn)，確保了我國各地區(qū)和各部門的量值統(tǒng)一在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上，為貿(mào)易核算等各項(xiàng)工作提供重要依據(jù)。如圖1所示的稱重法流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其工作原理是啟動(dòng)水泵1，從水池6中取水到測試管道，在水泵1的下游具有緩沖容器2，用于對(duì)水泵輸出的液體進(jìn)行穩(wěn)壓穩(wěn)流， 經(jīng)過穩(wěn)壓穩(wěn)流的液體依次通過被檢表3和流量控制閥4，由換向器5控制液體經(jīng)過旁通管路流回水池或流入稱重容器7中進(jìn)行稱重。其工作流程為開始檢定時(shí)，操作流量控制閥4調(diào)至所需流量后，啟動(dòng)換向器5使水由旁通管路換入稱量容器，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器和被檢流量計(jì)的脈沖計(jì)數(shù)器、開始記錄被檢流量計(jì)示值和測量時(shí)間，當(dāng)達(dá)到預(yù)定水量時(shí)，操作換向器， 使水由稱量容器換入旁通管路，同時(shí)停止流量計(jì)和計(jì)時(shí)器信號(hào)記錄。比較電子秤的稱量值和被檢流量計(jì)的輸出流量值，從而確定被檢流量計(jì)的示值誤差。在流量儀表的檢定和校準(zhǔn)過程中，流量的穩(wěn)定至關(guān)重要。對(duì)于主要采用水泵來泵送液體的流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置來說，水泵的性能是影響液體流量穩(wěn)定的重要因素。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，變頻控制流速的方法得到廣泛的應(yīng)用，通常變頻泵可基本隔絕電網(wǎng)電壓及電網(wǎng)頻率變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響。但是，如圖1所示，在利用稱重法進(jìn)行檢定的液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行流量計(jì)檢定時(shí)，從水泵輸出的液體將流入到稱重容器而非流入水池， 因此將導(dǎo)致水池液面的下降，由于水泵1是從水池中泵取液體，隨著水池液面的變化，水泵 1的輸入端的水壓也發(fā)生相應(yīng)的變化，該水壓的變化將嚴(yán)重影響裝置的流量穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決檢定過程中由于液體流入稱重容器而非流入貯液池，導(dǎo)致水池液面下降的問題，提供一種新的恒水頭供水系統(tǒng)，應(yīng)用于高準(zhǔn)確度液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的流量穩(wěn)定效果。本發(fā)明提供一種溢流式容器，其保證在檢定過程中容器液面的穩(wěn)定性，提高液體計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度。其中通過在溢流式容器中設(shè)置溢流槽結(jié)構(gòu)，使得高于溢流槽的液體通過回流區(qū)流入到貯液池中，保證了溢流式容器中液面高度的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了變頻泵入口壓力穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)變頻泵的輸出穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。本發(fā)明所采用的穩(wěn)壓原理是利用一個(gè)低揚(yáng)程水泵從貯液池中泵取液體到溢流式容器的進(jìn)流區(qū)，為溢流式容器提供高于預(yù)定流量的流量值，使溢流式容器達(dá)到溢流狀態(tài)，并通過控制低揚(yáng)程水泵和變頻泵，使得在變頻泵工作過程中，始終保持溢流狀態(tài)。開始檢定時(shí)，啟動(dòng)換向器將水流導(dǎo)向稱重容器，此時(shí)雖然貯液池內(nèi)的液體由于不能繼續(xù)得到補(bǔ)充，導(dǎo)致貯液池內(nèi)的液面下降，但由于水泵依然向溢流式容器內(nèi)供水，該溢流式容器內(nèi)的液面保持穩(wěn)定，保證了變頻泵工作過程中的流量穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的恒水頭供水系統(tǒng)，其包括溢流式容器，該溢流式容器具有進(jìn)流區(qū)、 出流區(qū)和回流區(qū)；溢流槽，該溢流槽位于所述溢流式容器的進(jìn)流區(qū)和出流區(qū)的上方，從溢流槽溢流的液體進(jìn)入回流區(qū)；變頻泵，該變頻泵的液體輸入端與溢流式容器的出流區(qū)相連接， 其輸出端與試驗(yàn)管路連接且提供具有可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定流量的液體輸出。其中，該溢流式容器進(jìn)一步包括有擋板，該擋板用于將進(jìn)流區(qū)、出流區(qū)分開，該擋板的高度是溢流式容器內(nèi)的最大液面高度的1/2。其中，該溢流式容器進(jìn)一步包括隔板，其中，溢流槽一端與溢流式容器的側(cè)壁連接，另一端與隔板相連接。其中，所述溢流槽包括多個(gè)水平排列的溢流結(jié)構(gòu)，該溢流槽中所有溢流結(jié)構(gòu)的頂面高度相等且頂面水平光滑，該溢流結(jié)構(gòu)為類U形結(jié)構(gòu)。其中，所述溢流結(jié)構(gòu)的底面在靠近出流區(qū)一端的高度低于其另一端的高度，以便于溢流液體流入到回流區(qū)中，該溢流結(jié)構(gòu)的底面相對(duì)于水平方向的傾斜角度在0-10度之間。


圖1.現(xiàn)有技術(shù)的稱重法標(biāo)準(zhǔn)裝置的示意2.本發(fā)明的流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的示意3.本發(fā)明的溢流式容器的立體視4本發(fā)明的溢流槽結(jié)構(gòu)的側(cè)視視圖
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖中示出的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式來進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖只是為了便于理解發(fā)明，其具體示意結(jié)構(gòu)、比例、尺寸和具體的線條形式不作為對(duì)本發(fā)明的限制。需要聲明的是，實(shí)施例中給出的是本發(fā)明的示意性結(jié)構(gòu)，并不作為對(duì)具體結(jié)構(gòu)的限制， 以“進(jìn)流口”為例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白在實(shí)際的液體計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的恒水頭供水系統(tǒng)中該“進(jìn)流口 ”包括有能夠?qū)崿F(xiàn)具體進(jìn)流目的的連接部件，接口部件和連接管道等一系列部件。實(shí)施例1圖2為本發(fā)明的液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的示意圖，如圖所示，該流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置包括溢流式容器8，該溢流式容器8具有進(jìn)流區(qū)、出流區(qū)和回流區(qū)，在進(jìn)流區(qū)與出流區(qū)之間設(shè)置有擋板11，在進(jìn)流區(qū)與出流區(qū)的上方設(shè)置有溢流槽9，該溢流槽9的一端與隔板10 相連，另一端與溢流式容器8的側(cè)壁相連，相應(yīng)的進(jìn)流區(qū)連接有進(jìn)流口 13，該進(jìn)流口 13通過低揚(yáng)程水泵12將液體從貯液池22中泵取到溢流式容器8中，出流區(qū)的液體通過出流口 14與變頻泵16相連接，從溢流槽9溢出的液體通過與回流區(qū)相連的回流口 15流入到貯液池22中，在回流口 15與貯液池22之間設(shè)置有控制閥19 ；變頻泵16，該變頻泵用于將從溢流式容器8的出流區(qū)流出的液體泵送試驗(yàn)管路中，從變頻泵16輸出的液體由旁通管路進(jìn)入貯液池22中，開始檢定時(shí)，啟動(dòng)換向器20使水由旁通管路換入稱量容器21，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，開始記錄被檢流量計(jì)示值和測量時(shí)間，當(dāng)達(dá)到預(yù)定水量時(shí)，操作換向器20，使水由稱量容器21換入旁通管路，同時(shí)停止流量計(jì)和計(jì)時(shí)器信號(hào)記錄，比較稱重容器的稱量前后的數(shù)值和被檢流量計(jì)的輸出流量值，從而確定被檢流量計(jì)的計(jì)量特性。測量結(jié)束后，稱量容器21 中的液體可通過管路流入到注水容器22中，在該管路中設(shè)置有控制閥17。溢流式容器8為保證向變頻泵提供穩(wěn)定的液體流量，要求其具有良好的物理和化學(xué)性能，具有高強(qiáng)度、耐高壓、耐腐蝕以及不會(huì)與容器中的液體發(fā)生反應(yīng)等特性，該溢流式容器由金屬材料或其它高強(qiáng)度聚合、復(fù)合材料制成，優(yōu)選不銹鋼、或其它高強(qiáng)度合金材料， 優(yōu)選該溢流式容器8的結(jié)構(gòu)為圓筒形，罐形以及立方體形等多種形式。進(jìn)流口 13位于溢流式容器8的進(jìn)流區(qū)，出流口 14位于溢流式容器8的出流區(qū)，進(jìn)流口 13中流出的液體由于具有一定的動(dòng)能，會(huì)影響進(jìn)流口 13附近的水壓分布，該進(jìn)流口 13附近不均衡的水壓分布會(huì)對(duì)出流口 14的流量穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，本發(fā)明為了降低進(jìn)流口 5 的液體流動(dòng)對(duì)出流口 14的液體流量的影響，特意在溢流式容器8中設(shè)置一擋板11，該擋板 11采用具有足夠硬度和強(qiáng)度的材料制成，在恒水頭供水系統(tǒng)工作過程中不會(huì)由于受壓、受力而發(fā)生變形或顫動(dòng)，影響水流的穩(wěn)定性，優(yōu)選該擋板11采用不銹鋼或其它高強(qiáng)度、耐腐蝕的合金材料或復(fù)合材料制成；另外，優(yōu)選該擋板11設(shè)置在稍靠近進(jìn)流口 13的位置，擋板 11的高度在溢流式容器8內(nèi)的最大液面高度的1/2處為宜。為了進(jìn)一步降低進(jìn)流口 13液體流動(dòng)對(duì)恒水頭供水系統(tǒng)帶來的影響，進(jìn)流口 13與溢流式容器8的接口處采用進(jìn)流管道的口徑逐步增大的方式，用于降低進(jìn)流管的液體流速，優(yōu)選在接口附近采用流線形接口設(shè)置， 最大程度上減小平滑進(jìn)流口 13附近的水流分布對(duì)恒水頭供水系統(tǒng)帶來的影響；對(duì)于出流口來說，為了保證計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置中的用于檢測的流量的穩(wěn)定性，該出流口 14與溢流式容器 8的接口位置處，管道的口徑小于進(jìn)流口處的進(jìn)流管道的尺寸，且接口位置處的接口光滑， 易于液體平穩(wěn)流動(dòng)。根據(jù)溢流式容器結(jié)構(gòu)具體的設(shè)計(jì)要求，在保證液體流量穩(wěn)定性的前提下，對(duì)于進(jìn)流區(qū)和出流區(qū)的位置是可以進(jìn)行調(diào)整或互換的。溢流槽9設(shè)置在溢流式容器8的中上部，位于出流區(qū)和進(jìn)流區(qū)的上方，其一端與溢流式容器8的A區(qū)的側(cè)壁連接，另一端與隔板10相連接，如圖3的立體結(jié)構(gòu)圖所示，溢流槽 9包括多個(gè)沿圖3中的水平方向并列的溢流結(jié)構(gòu)24，該溢流結(jié)構(gòu)M為在水平方向延伸的類 U形結(jié)構(gòu)，單個(gè)溢流結(jié)構(gòu)M具有底面和兩個(gè)側(cè)壁，溢流槽9中的多個(gè)并列的溢流結(jié)構(gòu)M的頂面高度相等、且頂面光滑平整，溢流結(jié)構(gòu)M的類U性結(jié)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)壁的頂面水平齊整且頂面的邊沿光滑。在溢流槽9中，在并列相鄰的兩個(gè)溢流結(jié)構(gòu)M中，兩個(gè)溢流結(jié)構(gòu)M相鄰的側(cè)壁的一端連接到溢流式容器8的側(cè)壁上，另一端連接到隔板10上，兩個(gè)溢流結(jié)構(gòu)M相鄰的側(cè)壁之間具有液體溢流面23，如圖3所示，隔板10上具有與溢流結(jié)構(gòu)相配合的類U形開口，上述兩個(gè)溢流結(jié)構(gòu)的端部與側(cè)壁、隔板10的連接優(yōu)選采用粘結(jié)、焊接或其它連接方式，保證在低于溢流結(jié)構(gòu)M的側(cè)壁頂面的液面高度條件下，不會(huì)有液體從溢流結(jié)構(gòu)M的端部泄露到溢流結(jié)構(gòu)或溢流式容器的回流區(qū)中去。另外，優(yōu)選溢流結(jié)構(gòu)M的類U性結(jié)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)壁的頂面高度等于或小于隔板10的高度，優(yōu)選溢流結(jié)構(gòu)的類U形結(jié)構(gòu)由不銹鋼或其它高強(qiáng)度、耐腐蝕的合金材料或復(fù)合材料制成。該隔板10采用具有足夠硬度和強(qiáng)度的材料制成，在恒水頭供水系統(tǒng)工作過程中不會(huì)由于受壓、受力而發(fā)生變形或顫動(dòng)，影響水流的穩(wěn)定性，優(yōu)選隔板10采用不銹鋼或其它高強(qiáng)度、耐腐蝕的合金材料或復(fù)合材料制成。如圖4所示，給出了溢流結(jié)構(gòu)對(duì)的3種截面結(jié)構(gòu)示意圖，在圖(a)中，溢流結(jié)構(gòu)M的兩個(gè)側(cè)壁為垂直形式，溢流結(jié)構(gòu)M的底面為水平形式，其截面為一邊開口的矩形結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)易于加工，可通過對(duì)材料彎折或拼接等方式進(jìn)行制造；在圖(b)中，溢流結(jié)構(gòu)M的兩個(gè)側(cè)壁為傾斜形式，溢流結(jié)構(gòu)M的底面為水平形式，其截面為一邊開口的倒梯形結(jié)構(gòu)，在圖(c)中，溢流結(jié)構(gòu)對(duì)的截面為平滑的U性結(jié)構(gòu)由于側(cè)壁為傾斜形式，上述溢流結(jié)構(gòu)對(duì)的側(cè)壁形成的小角度的傾斜方式，易于從側(cè)壁的頂面溢出的液體的流動(dòng)，有利于降低液體溢流時(shí)對(duì)恒水頭供水系統(tǒng)的影響，雖然圖4中只給出了三種截面形式溢流結(jié)構(gòu)，均為類U形結(jié)構(gòu)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員，能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行變形，可以獲得更多有利于保持恒水頭供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，如一個(gè)側(cè)壁為垂直形式，另一個(gè)側(cè)壁為傾斜形式等等，不在此一一列舉。對(duì)于由多個(gè)溢流結(jié)構(gòu)組成的溢流槽9來說，通常溢流結(jié)構(gòu)的底面為水平設(shè)置，優(yōu)選其溢流結(jié)構(gòu)的底面為傾斜形式，底面在靠近溢流式容器8的側(cè)壁的高度稍微高于與隔板 10相連一端的高度，該小角度傾斜的方式有利于液體從溢流結(jié)構(gòu)流向溢流式容器的回流區(qū)，優(yōu)選該底面相對(duì)于水平的方向的傾斜的角度在0-10度之間。實(shí)施例2作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，溢流式容器8的形狀不局限于實(shí)施例1中的圓筒形結(jié)構(gòu)，其可以為罐形結(jié)構(gòu)、立方體形等各種各樣的可適用于具體環(huán)境要求的結(jié)構(gòu)形式，由圖1 中所示，進(jìn)流口 13、出流口 14和回流口 15均位于溢流式容器8的底面上，與溢流式容器8 的底板外側(cè)相連接，其連接方式不局限于此，主要保證進(jìn)流口 13、出流口 14和回流口 15的位置設(shè)置不會(huì)造成相互影響，進(jìn)而降低恒水頭供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要將上述的三個(gè)接口分別設(shè)置在溢流式容器的底板上或靠近溢流式容器8的底板的側(cè)壁上即可。相對(duì)于圖3中的水平方向的溢流槽，在本實(shí)施例中，溢流槽為垂直紙面的方向設(shè)置，在溢流槽的長度方向的兩端側(cè)具有水流通道，當(dāng)從溢流槽中溢流出的液體，從溢流結(jié)構(gòu) M流入到兩側(cè)的水流通道中，然后由水流通道流入到回流區(qū)，該水流通道為水平方向設(shè)置， 優(yōu)選該水流溝道靠近回流區(qū)一端的高度略低一些，便于溢流液體流入到回流區(qū)中。其中，根據(jù)具體的溢流式容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，可以對(duì)溢流槽的具體結(jié)構(gòu)以及設(shè)置位置進(jìn)行變形，只要其溢流效果能滿足對(duì)恒水頭供水系統(tǒng)的穩(wěn)壓要求即可。由具體的實(shí)施例以及工作過程的描述，可以方便對(duì)本發(fā)明的恒水頭供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行理解和實(shí)施，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本說明書中列舉的具體實(shí)施方案或?qū)嵤├?，只不過是為了理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，本發(fā)明在形式上和細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行多種改變，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)具體的液體流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)要求，對(duì)上述實(shí)施例中的各部件進(jìn)行合理的選擇和組合，以及在一定程度上進(jìn)行的細(xì)節(jié)和形式上的變化，其依然將落在本發(fā)明的恒水頭供水系統(tǒng)所要求保護(hù)和公開的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種恒水頭供水系統(tǒng)，其包括溢流式容器，該溢流式容器具有進(jìn)流區(qū)、出流區(qū)和回流區(qū)；溢流槽，該溢流槽位于所述溢流式容器進(jìn)流區(qū)和出流區(qū)的上方，從溢流槽溢流的液體進(jìn)入回流區(qū)；變頻泵，該變頻泵的液體輸入端與溢流式容器的出流區(qū)相連接，其輸出端與試驗(yàn)管路連接且提供具有可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定流量的液體輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的恒水頭供水系統(tǒng)，其特征在于該溢流式容器進(jìn)一步包括有擋板，該擋板用于將進(jìn)流區(qū)、出流區(qū)分開，該擋板的高度是溢流式容器內(nèi)的最大液面高度的 1/2。
3.如權(quán)利要求2所述的恒水頭供水系統(tǒng)，其特征在于該溢流式容器進(jìn)一步包括隔板， 其中，溢流槽一端與溢流式容器的側(cè)壁連接，另一端與隔板相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的恒水頭供水系統(tǒng)，其特征在于所述溢流槽包括多個(gè)水平排列的溢流結(jié)構(gòu)，該溢流槽中所有溢流結(jié)構(gòu)的頂面高度相等且頂面水平光滑，該溢流結(jié)構(gòu)為類U 形結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的恒水頭供水系統(tǒng)，其特征在于所述溢流結(jié)構(gòu)的底面在靠近出流區(qū)一端的高度低于其另一端的高度，以便于溢流液體流入到回流區(qū)中，該溢流結(jié)構(gòu)的底面相對(duì)于水平方向的傾斜角度在0-10度之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種恒水頭供水系統(tǒng)，其包括溢流式容器，該溢流式容器具有進(jìn)流區(qū)、出流區(qū)和回流區(qū)；溢流槽，該溢流槽位于所述溢流式容器的進(jìn)流區(qū)和出流區(qū)的上方，從溢流槽溢流的液體進(jìn)入回流區(qū)；變頻泵，該變頻泵的液體輸入端與溢流式容器的出流區(qū)相連接，其輸出端提供具有可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定流量的液體輸出。在變頻泵工作過程中，貯液池內(nèi)的液體由于得不到補(bǔ)充，導(dǎo)致液體池內(nèi)的液面下降，但由于低揚(yáng)程水泵依然向溢流式容器內(nèi)供水，使得該溢流式容器內(nèi)的液面保持穩(wěn)定，保證了與變頻泵工作相連的試驗(yàn)管路中的流量穩(wěn)定性，從而提高了液體計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置測量的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01F25/00GK102435266SQ201110290220
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者孟濤, 王池, 胡鶴鳴 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院