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自来水表

文章作者:宁波市江北水表厂 发布时间:2012-02-06

    大家一定都见过自家自来水管上的水表吧,在水表的表盘上有沿圆弧排列着的好几个小指针,中央有个红色的小三角形,当龙头拧开有水在流动时,这个小红三角就转动起来。至于那些小指针,无论水流不流都几乎纹丝不动。标度盘上还写着“m3”的字样,即立方米的意思。那就是说,这个表的读数的单位是立方米。因为每一立方米的水恰好是一吨重,读数直接就是吨数,因此水费可以方便地按用水总量的读数(吨数)计算出。
    那么水表的工作原理是什么呢?实际上很简单,因为水表的壳体是固定的,其内部的体积是固定的,而水是流动的,它推动一个叶轮旋转,每当叶轮旋转一圈,就有一恒定体积的水流过。因此,只要把叶轮旋转的圈数累计下来,乘以这一恒定体积,就可以得到流过的总的水量。
    原理我们已经清楚了,那么来具体看看水表的里面是什么样吧,因为为了防止用户作弊,盖子上有铅封,不允许打开。
    水表的内部结构从外向里可分为壳体、套筒、内芯三大件。壳体是生铁铸成的,水从进水口出来之后通过壳体的下部环形空间,这里叫做“下环室”。在这个环形空间的上面有“上环室”和出水口相通。套筒的底部有个带有小孔的过滤网,滤出水中的杂物。套筒侧面有上下两排圆孔,孔的位置恰好与壳体的上下环室对着,显然,下排是进水孔,上排是出水孔。特别值得注意的是,这两排孔都是沿圆的切线方向斜着打的,它的工作如动画所示。注意上下两排孔的方向相反。水从下排孔沿切线方向流进去,势必形成旋转的水流,这对于水表的工作是十分重要的。
    再来看看内芯,内芯又分为上、中、下三层,我们从玻璃窗看到的是上层,只有指针和刻度盘。其实最关键的是下层,这里面有个塑料轮,轮边上有许多塑料叶片,叫做“叶轮”。
    叶轮所处的位置正好在套管下层孔所形成的旋转流里,水流冲击轮周的叶片,产生转矩,使叶轮旋转起来。龙头开得越大,水流越急,叶轮就转得越快。
    叶轮的轴垂直向上到达中层,轴上面有个小齿轮,用它和“十进制数齿轮”啮合,达到累计转数的目的。“十进制数齿轮”的作用是每当个位数齿轮转十圈,十位数齿轮就转一圈。换句话说,个位数齿轮转一圈,十位数齿轮就转十分之一圈。个位数齿轮是主动者,靠它来带动十位数齿轮。实际上每一级十进位用两对齿轮完成,以使转动方向一致,其中一对传动比是9:30,另一对是10:30,这两对串联在一起,总的传动比就是这两个的乘积,即0.099999,完全可以近似为0.1。
    照这样计算,如果要读七位数(小数点前读四位是黑刻度,小数点后读三位是红刻度),就得用12对齿轮。再加上别的一些用途,在这个中层小小的空间要挤进18根轴和34个齿轮,也可算是高密度安装了。真没想到,一个自来水表里居然还有这么多齿轮呢!
    我们现在虽已经进入21世纪了,但这种机械水表凭借其简单价廉,能在潮湿环境里长期使用而无需维修,而且不用电源,停电也不影响工作的优点依然会为我们长期服务。电子技术的自来水表虽已出现,但是要普及到我们寻常百姓家还需要相当长的时间。

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