旋翼式水表是速度式水表的一种,是世界上用得最多的水表品种。
其计量机构主要由齿轮盒、叶轮盒、整体叶轮、顶尖、调节板等组成。计量机构是水表的“心脏”,它对水表的计量性能和耐用性起着关键的作用。
(1)齿轮盒
计数器置于齿轮盒中,与齿轮盒上部的内孔相配合。齿轮盒下部有一凸台,与叶轮盒相配合。齿轮盒在旋翼多流水表的机芯中,起着承下启上的作用。为此,要求齿轮盒上部内孔与下部凸台间应有良好的同轴度。另外,齿轮盒外壁应有定位线或底部有定位键,以保证与叶轮盒配合时的定位要求,从而确保性能的稳定。
(2)叶轮盒
叶轮盒是计量机构中最关键的部件。叶轮盒上部内孔与齿轮盒下台肩相配合。在叶轮盒低部中心一般有一螺孔,与顶尖相配合。但有些水表不用螺纹配合,而采取过盈配合,将顶尖用力压人。叶轮盒上部内孔与顶尖应具有良好的同轴度。
在叶轮盒四周有两排斜孔,下排为进水孔,上排为出水孔,前者比后者对水表计量特性与压力损失的影响,更为至关重要。进水孔一般在叶轮盒注塑时一次成型为矩形孔或长方孔。进水孔可以均匀分布于叶轮盒的四周,也可在叶轮盒四周呈对称排列。
叶轮盒底部有若干条筋(一般为3条或6条),与齿轮盒上的筋作用相仿,主要是对水表在小流量区域运转时,使水流对叶轮转速产生阻尼。因此,调整叶轮下平面与叶轮盒筋之间的间隙,将会对小流量区域的示值误差产生影响。同时,当用水设备一旦关闭,水流不再流经水表时,由于筋的阻尼作用,能较快地克服叶轮的惯性,使其迅速停止转动,达到准确计量的目的。
(3)叶轮
无论是整体叶轮,或是组合叶轮,均要求叶轮上端的轴与下部的叶轮衬套孔(甚至玛瑙轴承窝)之间,应有良好的同轴度。
旋翼式水表所用的叶轮的形状为直板形。叶轮受到水流冲击后旋转,与叶轮轴和轴上的中心齿轮同时转动。
对于大多数水表来说,在常用流量时,水表叶轮的转速,一般在750—900r/min。所以希望叶轮具有较好的动平衡性能,以减少运动副之间的磨损,提高水表使用寿命。
(4)顶尖
顶尖安装在叶轮盒底部的中心,在叶轮轴的下部,用于支撑叶轮转动。顶尖的最上尖部与叶轮轴的下端凹轴承直接形成点滑动接触,以便使叶轮转动更加灵敏。除了顶尖头、轴与螺纹间应具有良好的同轴度外,顶尖头的材质应具有很高的耐磨性能。
目前水表的计量机构很多都是采用塑料来制作,沃德夫的PK材料在水表叶轮盒和叶轮制作方面有其自身的优势,PK材料在水表部件上的应用已产生了成功案例,叶轮盒用PK加玻纤材料,叶轮用PK纯料,二者已批量生产。
PK也叫聚酮,是目前耐磨性最突出的新型工程塑料,耐磨性是POM的14倍,具有优异的耐水解性能,不论在冷水或热水中,其机械性能变化相较PA、POM、ABS等要小很多,基本与PPO/PPS性能相当,可在水环境中长期使用,尺寸稳定高。