Устройство и принцип работы турбинного счетчика для воды

Для проверки количества потреблённой воды в объектах недвижимости устанавливают водомерные приборы, при помощи которых производится учёт объёма прокачанной жидкости. Такие устройства учитывают объём в кубических метрах, литрах или галлонах.

Состоит аппарат из расходомера и механизма, считывающего показания пропущенной через прибор воды. Механизм надежно защищен от попадания жидкости. В промышленных водомерах применяются вихревые, электромагнитные либо ультразвуковые расходомеры. Для бытовых нужд устанавливают тахометрические расходомеры, в основу которых заложен принцип крыльчатки или турбины, вращающейся под напором.

Обзор счечика

Тахометрические счётчики с турбинным механизмом устроены таким образом, чтобы многозаходный винт вращался под действием измеряемой воды. Измерение происходит по количеству оборотов турбины при пропускании большого объёма. Используются в промышленном производстве и для бытовых потребителей многоквартирных домов. Расходомеры монтируют двумя способами: в вертикальном либо горизонтальном положениях.

При помощи устройства можно измерить расход горячей воды, температура которой колеблется от +5°С до +90°С, холодной от +5°С до +50°С. Счётчики учета также используются и в качестве водомеров при учёте холодной воды. Расходомер с турбиной устанавливаются на водопроводные сети с давлением, не превышающим 1,6 МПа.

Турбинные устройства чаще всего устанавливаются в жилых и промышленных объектах с высоким потреблением воды. Возможности водомера ограничиваются объемом от 15 до 500 кубических метров в сутки. Крыльчатка с таким потоком не справляется, поэтому в проточном механизме бытовых потребительских счётчиков она была заменена на вращающуюся по горизонтали турбину. Эту деталь расходомера располагают вертикально относительно водяного напора.

Особенности

Турбинные расходомеры выгодно отличаются от крыльчатых аппаратов своими техническими возможностями, их преимущества:

• Быстрая реакция на изменяемую струю и скорость потока;
• Широкий диапазон колебания температуры;
• Устойчивость к загрязненной жидкости с различными примесями;
• Неподверженность перепадам давления.

Принцип действия

По устройству водоизмерительные аппараты похожи на водяную мельницу. Сам аппарат состоит из:

• корпуса;
• фланцевых соединений;
• измерительной турбинной вставки;
• импульсного устройства с магнитом и механизированной деталью учета.

Деталь считывает число оборотов турбинного механизма, вращающегося под напором. Вода направляется в корпус, проходит через выпрямитель струи. Измерительная деталь вставки стоит на пути следования водяного потока поперек. Через нее жидкость попадает в патрубок, имеющий выходное отверстие. Турбина вращается со скоростью напора и пропорциональна расходу потока.

Вставка расположена в передней части измерительной камеры и состоит из:

• выпрямителя струи;
• турбины, у которой есть ось;
• регулятора;
• механизма вращения.

Механизм для считывания отделяется от потока воды разделительной немагнитной мембраной и расположен в герметично запечатанной камере.

Расходомеры могут быть оборудованы двумя вариантами считывающего устройства: с применением магнита и без. Приборы с магнитом фиксируют контакты с частотой, которая прямо пропорциональна объему прокачанной жидкости. Считывающий механизм при помощи магнитной муфты приводится в действие, и на аппарате количество оборотов переводится в числовое выражение объема перекачанной воды. Такие аппараты на устройстве индикатора имеют звездочку для автоматического съёма сигнала.

Основные модификации

Все водомеры с турбинами делятся по техническим характеристикам на следующие модификации:

1. Турбинные счётчики WPH. Используются в системе жилищно-коммунального хозяйства. Оснащены импульсным выходом, ось турбины горизонтальная. Диаметр трубы от 50 до 150 миллиметров. Погрешность аппарата колеблется от 2 до 5%. Постоянный расход составляет от 25 до 160 м³/ч. Давление при расходе от 1,25 до 1,6 МПа. Физические параметры: от 200 до 300 миллиметров в длину, от 305 до 450 мм – в высоту. Вес составляет от 11 до 27 кг. Модель надежна в эксплуатации, простая по конструкции, измерительная вставка легко извлекается для снятия показаний. Сложность работы с данным видом прибора состоит в том, что монтаж требует высокого уровня подготовки.
2. Ирригационные счётчики WI. Турбинный ирригационный водомер с импульсным выходом используется в специальных условиях (например, для работы со сточными водами или скважинами, на производстве, в жилом строительстве, в системах орошения полей, для измерения жидкости с мелкими абразивными примесями). Данные расходомеры устойчивы к водяным ударам и могут работать даже на предприятиях с загрязнённой водой. Прикреплен механизм горизонтально в верхней части измерительной камеры. Диаметр трубы от 50 до 150 мм. Технические параметры: 200-300 мм – в длину, 305-430 мм – в высоту. Вес аппарата от 11 до 30 кг Общий расход колеблется от 2,4 до 50 м³/ч.
3. Сопряженные (комбинированные) счётчики WPV. Данный тип водомера устанавливается в трубопроводах с большим сечением трубы при условии небольшого расхода воды с возможностью резкого усиления водяного потока, например, в системах автоматического пожаротушения. Принцип водомера состоит в перекачивании жидкости при помощи переключающегося клапана. Незафиксированный в одном положении клапан закрывает входное отверстие. После этого поток идёт через малый счётчик. Когда напор увеличивается, клапан отбрасывается струёй, и вход в турбинный водомер открывается. Ось турбины расположена горизонтально, диаметр трубы от 50 до 150 мм. Номинальный расход основного счётчика от 15 до 150 м³/ч. Закрытие клапана происходит при напоре от 1,2 до 6,2 м³/ч. Физические параметры: от 270 до 515 мм – в длину. Вес аппарата составляет от 19 до 75 кг.

Все модификации счётчиков могут быть дополнительно оснащены импульсными датчиками для применения в системах дистанционного управления при помощи пульта. Данные приборы зачастую интегрируют в тепловые счётчики.

Технические характеристики турбинных счётчиков

Диаметр трубы турбинного водомера может быть 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200 и 250 миллиметров.

Применение турбинного водомера, оснащенного тахометрическим счётчиком, выгоднее для потребителей из-за более низкой цены подобных аппаратов такого же диаметра и назначения.

Все расходомеры с подобным устройством отличаются высокой износоустойчивостью и могут работать в непрерывном режиме в течение 800 часов при обычном напоре и 200 часов – при максимальном.

К сведению. Лабораторным методом было установлено, что данные счётчики горячей воды способны работать даже в условиях высокой температуры, когда градусник показывает до 150°С.

Расходомеры отличаются высокой степенью защиты, что практически полностью исключает стороннее вмешательство в работу прибора учёта. Они могут быть установлены в помещения с высоким уровнем влажности, поскольку их корпус изготовлен из нержавеющего материала и устроен таким образом, что внутренние механизмы надёжно защищены от попадания влаги.

Измерители со встроенной турбиной изготавливаются для труб, диаметр которых составляет от 4 до 750 мм. Погрешность таких приборов +/-0,4-1%. Корпус всех аппаратов изготавливают из чугуна.

По цвету корпус может быть окрашен в:

• синий цвет – для учёта расхода холодной воды;
• красный цвет – для учёта расхода горячей воды;
• серый цвет – для обозначения счётчиков горячей жидкости на предприятиях, где отсутствует необходимость в учёте холодной.

Дополнительная комплектация

В некоторых случаях счётчики комплектуются герметично закупоренным магнитом, который служит для передачи низкочастотных импульсов. Приборы, оснащенные магнитоуправляемым контактом, обладают рядом преимуществ, среди которых:

• Отсутствие влияние внешнего магнитного поля;
• Порог чувствительности низкий;
• Простота при монтажных работах за счёт упрощенной конструкции, возможна установка в горизонтальном и вертикальном положениях;
• Герметичность механизма для считывания;
• Прибор устойчив к запотеванию;
• Предусмотрена возможность облегчения работы диспетчерской службы путем установки радионакладки;
• Все внутренние детали прибора изготовлены из материалов, не оказывающих влияния на качество воды;
• Усовершенствованная конструкция турбины позволяет уменьшить нагрузку на ось, за счёт чего они надёжны в эксплуатации;
• Пониженное гидравлическое сопротивление и увеличение основного расхода;
• Не требует электропитания;
• Отличаются долгим сроком службы;
• Невысокая цена благодаря использованию современных материалов;
• Метрологическое обслуживание приборов учёта всеми сервисными службами России, Украины и Казахстана;
• Единые размеры, удобные в монтажных работах.

Установка

Монтаж приборов учета выполняется специалистами водоснабжающих организаций, у которых есть лицензия на установку такого оборудования. Все работы производятся специалистами по согласованному плану и проекту узла учета. При этом строго соблюдается инструкция по монтированию.

Поверка такого аппарата производится по нормативам, не реже одного раза в год. На исправность проверяются приборы учета воды не реже одного раза в четыре или шесть лет. Аппарат для поверки демонтируется с предварительной распломбировкой и доставляется в лабораторию, где на специальной установке пропускают через аппарат определенный объем воды и сравнивают показания. Если прибор работает исправно, показания совпадают с прокачанным объемом, то составляют акт о пригодности к эксплуатации и устанавливают на место.