[发明专利]一种用于热水流量标准装置的换向器及其换向方法

说明书

本发明公开了一种用于热水流量标准装置的换向器及其换向方法。换向器由换向器组件和气缸组件构成。其中换向器组件采用内外缸型结构设计，换向器内缸体置于换向器外缸体内部、旁通管侧活塞和称重量器侧活塞置于内缸体内部。本发明的换向器可用于热水流量标准装置，实现热水在称重量器和旁通管之间的流向转换。该发明有效解决了现有技术条件下的闭式换向器用于热水流量标准装置时存在的缺陷，可以大大降低因换向器的换向扰动给装置带来的不确定度。

技术领域

本发明涉及一种用于热水流量标准装置的换向器及其换向方法。

背景技术

水流量标准装置(包括常温型水流量标准装置和热水型水流量标准装置)中使用的换向器主要有两种：开式换向器和闭式换向器。开式换向器使水流在称重量器和旁通管之间进行流向转换时，不会对水流产生扰动作用，因此在常温型水流量标准装置中一般采用该型换向器。然而由于开式换向器是开放式结构，在水温较高时，水很容易蒸发，造成流量计量不准确，因此热水型水流量标准装置(简称热水流量标准装置)中一般不采用开式换向器。闭式换向器采用封闭式结构设计，在温度较高时，水不会蒸发，不会因为水由换向器处蒸发带来计量误差，因此热水流量标准装置中一般该型换向器。

目前热水流量标准装置中广泛使用的传统闭式换向器如图1所示。图1中的闭式换向器包括换向器进水管1、换向器缸体2、换向器活塞4、称重量器侧出水管8、旁通管9、气缸缸体10、气缸活塞11、活塞推杆12、换出侧进排气管13和换入侧进排气管14。其中，换向器进水管1与换向器缸体2固定连接，换向器缸体2为圆柱形，两端封闭；换向器缸体2下侧一定间距内开有两个同口径的圆形出水口，并与称重量器侧出水管8和旁通管9固定连接；换向器活塞4安装在换向器缸体2内部，换向器活塞4与换向器缸体2之间采用密封圈密封；气缸缸体10固定安装在换向器缸体2外侧，气缸缸体10为圆柱形，两端封闭；换出侧进排气管13和换入侧进排气管14分别安装在气缸缸体10两端；气缸活塞11安装在气缸缸体10内部，气缸活塞11与气缸缸体10之间采用密封圈密封，气缸活塞11一侧与活塞推杆12的一端固定连接；活塞推杆12穿出气缸缸体10后再穿入换向器缸体2，在换向器缸体2内的活塞推杆12的另一端与气缸活塞11固定连接，活塞推杆12与换向器缸体2、气缸缸体10之间采用密封圈密封。该型闭式换向器的工作原理如图1、图2和图3所示。

图1给出了上电初始化后的状态，该状态形成过程中，控制换出侧进排气管13进气、换入侧进排气管14排气，推动气缸活塞11在气缸缸体10内水平向换入侧进排气管14侧移动，气缸活塞11移动拉动活塞推杆12及固定在其上的换向器活塞4在换向器缸体3内作同向同步移动，直至换向器活塞4移动到称重量器侧出水管8与换向器进水管1之间的位置上，换出侧进排气管13进气、换入侧进排气管14排气结束，气缸活塞11停止移动。水流经由换向器进水管1、旁通管9后，流入循环水池，此过程称为换向器上电初始化过程。

图2给出了换向器换入后的状态，该状态形成过程中，控制换入侧进排气管14进气、换出侧进排气管13排气，推动气缸活塞11在气缸缸体10内水平向换出侧进排气管13侧移动，气缸活塞11移动推动活塞推杆12及固定在其上的换向器活塞4在换向器缸体3内作同向同步移动，直至换向器活塞4移动到换向器进水管1与旁通管9之间的位置上，换入侧进排气管14进气、换出侧进排气管13排气结束，气缸活塞11停止移动。水流经由换向器进水管1、称重量器侧出水管8后，流入称重量器，此过程称为换向器换入过程。

图3给出了换向器换出后的状态，该状态形成过程中，控制换出侧进排气管13进气、换入侧进排气管14排气，推动气缸活塞11在气缸缸体10内水平向换入侧进排气管14侧移动，气缸活塞11移动拉动活塞推杆12及固定在其上的换向器活塞4在换向器缸体3内作同向同步移动，直至换向器活塞4移动到称重量器侧出水管8与换向器进水管1之间的位置上，换出侧进排气管13进气、换入侧进排气管14排气结束，气缸活塞11停止移动。水流经由换向器进水管1、旁通管9后，流入循环水池，此过程称为换向器换出过程。