试验装置供水能力对花洒流量的影响

张晔

试验装置供水能力对花洒流量的影响

张晔

花洒（淋浴喷头）是一种以淋浴为目的能使水以小水滴或喷射状发散流出的装置,是普通居民家庭卫生间及公共浴室必备的用水终端产品。随着人们生活水平的提高，消费者不仅关注花洒的外形及功能，也越来越关注花洒产品是否节水，这对于贯彻我国节水政策，提升产品质量具有现实意义。GB/T 23447-2009《卫生洁具淋浴用花洒》[1]对花洒在动压0.10MPa和动压0.30MPa下最大流量值分别作了规定，其目的也是为了使花洒产品具有节水的功能。由此可以看出，流量是花洒产品设计和测试的一项重要参数。本文通过改变花洒试验装置的供水能力来研究花洒流量变化的规律，对于提升花洒流量检测结果准确性具有一定的指导意义。

试验概况

1.试验装置及样品

试验装置示意图如图1，其中流量计为本试验过程中核心测试元件，采用的是德国易福门SM6004型电子式流量传感器，其流量测量范围为0～25L/min，分辨精度为0.05L/min，满足国家标准对流量计的要求。花洒试验样品采用的是单功能手持花洒，装有带弹性密封圈的节水片。

图1 流量试验装置示意图

2.节水片工作原理简介

带弹性密封圈的节水片结构如图2所示，其工作原理如下：当节水片处于无水流或低压状态（位置1）时，密封圈呈放松状态，过水面积大；当动态水压增大时，密封圈受水流压力的作用，在密封区域扩展（位置2），让预设的流量通过；随着动态水压的增加，弹性体进一步扩展（位置3），减小水流通过的间隙。

图2 带弹性密封圈的节水片结构图

3.试验过程

本试验动压采用GB/T 23447-2009《卫生洁具淋浴用花洒》对流量测试要求的两种动压：0.10MPa和0.30MPa。通过调节截至阀改变管路供水系统的流量大小，使其流量从小逐渐过渡到供水系统最大供水能力，分别记录在0.10MPa动压和0.30MPa动压下供水系统供水流量（不装样品）和花洒流量，试验步骤如下：

试验供水温度 T为26.0℃（标准要求T≤30.0℃）；

步骤1：在动压为0.10MPa下通过调节截止阀改变管路供水系统的流量大小，使供水系统流量稳定在6.09L/min左右，记录供水流量q1。维持试验装置系统状态不变，关闭供水；

步骤2：将花洒样品安装在试验装置上，开启供水，调整试验动压为0.10MPa，待试验装置稳定后记录花洒流量Q1；重新进行步骤1和步骤2，使供水系统流量分别稳定在8.04L/min、10.03L/min、12.05L/min、14.00L/min、15.98L/min及17.35L/min(全开状态)下，分别记录相应的q1和Q1；

步骤3：在动压为0.30MPa下通过调节截止阀改变管路供水系统的流量大小，使供水系统流量稳定在8.06L/min左右，记录供水流量q2。维持试验装置系统状态不变，关闭供水；

步骤4：将花洒样品安装在试验装置上，开启供水，调整试验动压为0.30MPa，待试验装置稳定后记录花洒流量Q2；

重新进行步骤3和步骤4，使供水系统流量分别稳定在 10.62L/min、14.20L/min、16.10L/min、17.80L/min、21.68L/min及25.00L/min，分别记录相应的q2和Q2。

试验过程流量检测结果见表1。

表1 不同供水能力下试验装置流量及花洒流量记录表

试验结果分析

1.动压为0.10MPa时试验结果分析

动压为0.10MPa时供水能力与花洒流量关系如图3所示。结果分析如下：

●当q1/Q1小于1.65时，花洒流量随试验装置供水能力的增强迅速提高：q1/Q1从1.31变化到1.65时，供水流量从6.09L/min变化到12.05L/min，增长率为97.9%；花洒流量从4.66 L/min变化到7.30L/min，增长率为56.7%。花洒流量变化明显，主要受试验装置供水能力的影响。

●当q1/Q1大于1.65时，花洒流量随试验装置供水能力的增强变化平缓：供水流量从12.05 L/min变化到17.35L/min，增长率为44.0%；花洒流量从7.30 L/min变化到8.03L/min，增长率为10.0%。花洒流量趋于稳定，但还是受试验装置供水能力的影响。

图3 动压为0.10MPa时供水能力与花洒流量关系图

2.动压为0.30MPa时试验结果分析

动压为0.30MPa时供水能力与花洒流量关系如图4所示。结果分析如下：

●当q2/Q2小于1.51时，花洒流量随试验装置供水能力的增强迅速提高：q2/Q2从1.15变化到1.51时，供水流量从8.06 L/min变化到16.10，增长率为99.8%；花洒流量从7.02 L/min变化到10.68L/min，增长率为52.1%。花洒流量的变化主要受试验装置供水能力的影响。

●当q2/Q2大于1.51时，花洒流量受试验装置供水能力的影响很小：供水流量从16.10 L/min变化到25.00，增长率为55.3%；花洒流量先从10.68 L/min缓慢增长到10.80L/min，然后又下降到10.63 L/min。当q2/Q2大于1.65时花洒流量趋于稳定，此时花洒流量主要受弹性节水片的影响，原因是弹性节水片在大动压（0.30MPa）条件下，随着供水能力的增强，弹性体逐渐扩展到位，过水面积趋于稳定，稳流效果好，出现了花洒流量先升后降的现象，但流量变化不明显。

图4 动压为0.30MPa时供水能力与花洒流量关系图

结论

本文对试验装置供水能力与花洒流量之间关系进行了分析，得出以下结论：

1.在花洒国标规定的小动压（0.10MPa）条件下，花洒流量在q1/Q1小于1.65时，受试验装置供水能力影响很大。国标规定q1/Q1小于1.5时测试结果无效，从本文中可以看出q1/Q1大于1.5时，流量还是会随供水能力的增强而增大。

2.在花洒国标规定的大动压（0.30MPa）条件下，花洒流量在q2/Q2大于1.51时，试验装置供水能力基本上不影响花洒流量。国标规定q2/Q2大于1.5时测试结果有效，测试结果较好地验证了国标的规定。

图片来自网络

3．弹性节水片在大动压（0.30MPa）条件下稳流效果好于小动压（0.10MPa）。

综合上述分析，可以得出结论：在测试花洒流量时，在小动压（0.10MPa）条件下，花洒流量受试验装置供水能力影响较大，即使q1/Q1符合国标试验条件（大于1.5），试验装置供水能力的改变也能影响花洒流量的检测结果，尤其是花洒流量检测结果处于临界值附近时，要把供水能力作为一个影响花洒流量检测值的因素考虑在内；而在大动压（0.30MPa）条件下，只要q2/Q2符合国标试验条件（大于1.5），试验装置供水能力基本不影响花洒流量的检测结果。

(作者单位：厦门市产品质量监督检验院)

[1]中国国家标准化管理委员会.GB/T 23447-2009卫生洁具·淋浴用花洒[S].北京:中国标准出版社,2009