專利名稱：計量、通斷一體化水表的制作方法
技術(shù)領域：
一種計量、通斷一體化水表是將水表表頭、葉輪、永磁體環(huán)、導流罩和先導式差動閥門主件安裝在同一殼體中的組合體，用于流體輸送管路中，與控制器聯(lián)機使用可達到計量、計費和自動通斷供水的目的。
本發(fā)明提供的計量、通斷一體化水表是一種將水表表頭、葉輪、永磁體環(huán)、導流罩和先導式差動閥門的主件，包括帶有膜片的端蓋、帶有中心孔的下隔板、周向和上端面各帶一個膠圈的活塞和帶有閥座的上隔板等共用一套殼體的組合體。它可采用兩種設計方案實現(xiàn)上述目的，第一設計方案是在傳統(tǒng)的先導式差動閥門的活塞與閥塞之間加裝可在水流作用下旋轉(zhuǎn)且可上下移動的葉輪，而閥塞固定于葉輪的上端面，其形狀和大小與閥座相匹配，遵從截止閥的有關(guān)設計規(guī)范。在葉輪輪轂兩端面軸線處除加工出一軸孔外，還有若干個直徑適當?shù)男沽饔幂S向通孔。軸孔內(nèi)各置一彈簧再各插入一個可上下竄動的短軸，且各借助一個軸承分別抵在活塞中心和表頭下端面中心處。鑲在活塞上的兩個膠圈與工作腔壁間留有適當間隙，與葉輪下端面緊密接合，導流罩下端面上加工出尺寸適當?shù)耐住１景l(fā)明的第二設計方案是采用閉式葉輪，即從葉輪輪轂輻射出去的若干葉片被封閉在與其軸線垂直的兩平行園盤之間，而周向側(cè)表面為錐面。上端蓋內(nèi)側(cè)帶有高度與葉輪厚度相應的園筒狀凸緣，其內(nèi)表面可與葉輪側(cè)表面緊密配合(水密級)，即亦為同錐度的錐面。凸緣上加工有進、出水口，底部加工有一通往流體出口的通道。取消閥塞、閥座。葉輪輪轂上除在軸線處加工有下端封閉的軸孔外，還加工有若干直徑適當?shù)男沽饔幂S向通孔。軸孔內(nèi)置入一彈簧且插入一短軸。葉輪借助軸承支承在活塞和上端蓋中心處。在第一方案中，當活塞向上移動時，迫使葉輪連同閥塞向上運動封堵閥座，切斷水流；而在第二方案中，活塞的上移迫使閉式葉輪錐面與上端蓋筒狀凸緣的內(nèi)錐面緊密接合，于是其內(nèi)部空間被若干個輻射狀葉片分割成若干個單獨腔室，其中有的腔室與流體入口相通，有的腔室與流體出口相通，有的腔室則自封閉，于是達到切斷流體的目的。為在置放所述葉輪的腔室內(nèi)形成旋流，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，此腔室與過濾室間壁上加工出的通孔必須偏置，必要時可加導流板，以加大旋流強度。為了避免流體中的顆粒阻礙上述活動組件的運動，流體經(jīng)入口先進入過濾室，室內(nèi)裝有濾網(wǎng)，定期打開過濾室蓋板，可取出濾網(wǎng)，清洗過濾室。遵循傳統(tǒng)方法，葉輪的旋轉(zhuǎn)可通過徑向充磁的永磁環(huán)傳遞給傳統(tǒng)水表表頭中的儀表軸，進行用水量累積；所述活塞的移動也可借助傳統(tǒng)先導式差動閥門的原理實施，這種合二而一的設計方案無疑可減小上述IC卡預付費水表系統(tǒng)的體積和重量，降低產(chǎn)品成本，給使用和安裝帶來極大的方便。
如
圖1所示的計量、通斷一體化水表第一設計方案的構(gòu)成包括殼體(1)、端蓋(2)、膜片(3)、下隔板(4)、上隔板(5)、活塞(6)、膠圈(7)、葉輪(8)、軸承(9)、彈簧(10)、短軸(11)、閥塞(12)、閥座(13)、永磁體環(huán)(14)、濾網(wǎng)(15)、導流罩(16)、水表表頭(17)、計量脈沖引線(18)、壓頭(19)、杠桿(20)、螺桿副(21)和電機(22)。其中殼體(1)分成兩個腔室。流體經(jīng)入口(01)首先進入過濾室(03)，內(nèi)有濾網(wǎng)(15)，以防稍大顆粒進入后邊的工作腔，妨礙活動組件的動作。過濾室(03)有單獨的蓋板，可定期打開，取出濾網(wǎng)(15)，清洗過濾室(03)。工作腔為園筒狀，內(nèi)部有上下兩層隔板，下隔板(4)和上隔板(5)，從而將工作腔分割為下室(04)、中室和上室(07)三個空間，中室又被可上下移動的活塞(6)分割為中下室(05)和中上室(06)。下隔板(4)中心處有一直徑適當?shù)耐缚?。上隔?5)在中心處也加工出一個與工作腔同軸線的通孔，鑲?cè)腴y座(13)，并形成與上室(07)相通的流體通道(09)?；钊?6)外周和上端面鑲有膠圈(7)，與工作腔壁間留有適當間隙，而與葉輪(8)下端面接觸后可達到水密級。閥塞(12)固裝在葉輪(8)上端面，其大小和形狀與閥座(13)相匹配，遵從截止閥的有關(guān)設計規(guī)范，葉輪(8)兩端面軸線處除各加工有一軸孔外，還在輪轂上沿軸向加工出若干直徑適當?shù)男沽饔猛?012)。所述軸孔內(nèi)各置入一彈簧(10)，再各插入一個可上下竄動的短軸(11)，并各借助軸承(9)分別抵在活塞(6)和水表表頭(17)下端面中心處。在與葉輪(8)齊高、與過濾室(03)相鄰的間壁上加工出一個流體通道(08)作為工作腔的進水通道。進水經(jīng)導流罩(16)形成旋流，推動葉輪(8)旋轉(zhuǎn)。在上室(07)空間內(nèi)、過濾室(03)對面的筒壁上加工有一個與進水口(01)同軸線的出水口(02)。泄流通道(011)將下室(04)和出口(02)連通起來。當流體管道口徑較小時，進出口可通過管螺紋與外界連接；當管道口徑較大時，可采用法蘭盤連接。為了實現(xiàn)電控閥門的啟閉，在端蓋(2)的中心孔處加裝一個帶有階梯狀凸臺的膜片(3)，凸臺插入下隔板(4)的中心孔抵在活塞(6)中心處，且可封堵該孔。經(jīng)杠桿(20)和螺桿副(21)與電機(22)連在一起的壓頭(19)可推動膜片(3)實現(xiàn)其功能。為了將葉輪(8)的轉(zhuǎn)動傳遞給計量裝置，需在上短軸(11)上端，靠近水表表頭(17)下端面?zhèn)忍籽b一個徑向充磁的永磁體環(huán)(14)。其工作原理簡述如下電機(22)通過螺桿副(21)和杠桿(20)帶動壓頭(19)離開膜片(3)時活塞(6)兩側(cè)壓力基本均衡，在自重和彈簧(10)的作用下將處于最下方，葉輪(8)上的閥塞(12)離開閥座(13)處于懸浮狀態(tài)，在旋流作用下轉(zhuǎn)動；當壓頭(19)強迫膜片(3)上的階梯狀凸臺推動活塞(6)上行并封堵住下隔板(4)中心孔時，流體經(jīng)膠圈(7)周邊進入中下室(05)，活塞(6)下方的壓力增加，因膠圈(7)的上沿壓住葉輪(8)下端的平面，所形成的內(nèi)空間中的流體因經(jīng)葉輪(8)輪轂上的軸向泄流通孔(012)可與流體出口(02)相通而降壓，致使活塞(6)上下表面的壓差存在，流體被切斷。
如圖2所示的計量、通斷一體化水表的第二設計方案與第一方案不同之處在于方案一中的流體沿“ ”型通道運動，而第二方案中流體通道是“一”字形排布的。其葉輪(28)采用閉式結(jié)構(gòu)，即從葉輪(28)輪轂輻射出的若干葉片被與軸線垂直的兩圓板封閉起來，而周向側(cè)表面為錐面。上端蓋(23)的內(nèi)側(cè)有一個與葉輪(28)齊高的筒狀凸緣，其內(nèi)表面亦為與葉輪(28)側(cè)表面可緊密接合(水密級)的錐面，其上開有與流體通道(08)、流體出口(02)軸線一致的通孔，底部有一通往出口(02)的泄流通道(013)。第二方案中無需閥塞(12)和閥座(13)，其余結(jié)構(gòu)和組件與第一方案基本相同，只是葉輪(28)軸孔下端用封堵結(jié)構(gòu)代替，彈簧(10)和短軸(11)各減至1個。其斷流原理是當葉輪(28)落入上端蓋(23)凸緣內(nèi)時，內(nèi)部空間將被葉輪(28)分割成與葉片個數(shù)相同的單獨腔室，其中有的腔室與流體進口相通，有的腔室與流體出口相通，且只要葉輪葉片個數(shù)適當，必有自封閉的腔室存在，從而達到斷流的目的。此時葉輪(28)兩平行端面之外的流體因葉輪(28)輪轂上的泄流通道(012)和凸緣底部泄流通道(013)的存在而卸壓，活塞(6)下表面流體的壓力與葉輪(28)內(nèi)部部分流體壓力之差將迫使葉輪(28)保持這種斷流狀態(tài)，直至壓頭(19)離開膜片(3)。
本發(fā)明有益于實現(xiàn)計量、執(zhí)行機構(gòu)和控制器一體化。當管道口徑較大時，可減小一半左右的重量和體積，因而顯著地降低了成本，給安裝和使用也帶來很大的方便。
權(quán)利要求1.一種計量、通斷一體化水表，它是將傳統(tǒng)水表的表頭(17)、葉輪(8)、永磁體環(huán)(14)、導流罩(16)和先導式差動閥門主件，包括帶有膜片(3)的端蓋(2)、帶有中心孔的下隔板(4)、周向和上端面各帶一個膠圈(7)的活塞(6)、閥塞(12)、帶有閥座(13)的上隔板(5)，安裝在同一殼體(1)中的組合體，其特征在于殼體(1)由過濾室(03)和工作腔兩部分構(gòu)成，兩腔室由流體通道(08)連通起來，其中工作腔內(nèi)的活塞(6)與閥塞(12)之間加裝可旋轉(zhuǎn)且可上下移動的葉輪(8)，閥塞(12)固裝于葉輪(8)的上端面上，后者兩端面軸線處各加工出一軸孔，內(nèi)置彈簧(10)并各插入一可上下竄動短軸(11)，且通過軸承(9)分別抵在活塞(6)中心和表頭(17)下端面的中心處，葉輪(8)輪轂上還加工有若干直徑適當?shù)妮S向通孔(012)，鑲在活塞(6)上的兩個膠圈(7)與工作腔壁有適當間隙，與葉輪(8)下端面緊密接合，導流罩(16)下端面上加工出尺寸適當?shù)耐住?br>
2.一種計量、通斷一體化水表，它是將傳統(tǒng)水表的表頭(17)、葉輪(28)、永磁體環(huán)(14)和先導式差動閥門主件，包括帶有膜片(3)的端蓋(2)、帶有中心孔的下隔板(4)、周向帶有一個膠圈(7)的活塞(6)，安裝在同一殼體(1)中的組合體，其特征在于殼體(1)由過濾室(03)和工作腔兩部分構(gòu)成，兩腔室由流體通道(08)連通起來，其中工作腔內(nèi)的活塞(6)上方安裝有可旋轉(zhuǎn)且可上下移動的葉輪(28)為閉式，即從其輪轂輻射出的若干葉片被封閉在與其軸線垂直的兩平行園盤之間，周向側(cè)表面為錐面，相應地，上端蓋(23)內(nèi)側(cè)帶有與葉輪(28)齊高的圓筒狀凸緣，其內(nèi)表面可與葉輪(28)側(cè)表面緊密接合，即亦為同錐度的錐面，凸緣上加工出與殼體(1)上流體通道(08)、出口(02)同軸線的通孔，其底部有一通往出口(02)的通道(013)，葉輪(28)軸線處加工有一下端封閉的軸孔，內(nèi)置一彈簧(10)和一可上下竄動的短軸(11)，并借助兩套軸承(9)抵在活塞(6)和上端蓋(23)中心處，活塞(6)周邊上的膠圈(7)與工作腔壁間留有一定間隙，葉輪(28)輪轂上加工有若干直徑適當?shù)妮S向通孔(012)。
3.如權(quán)利要求1、2所述的一種計量、通斷一體化水表，其特征在于殼體(1)上的過濾室(03)內(nèi)裝有濾網(wǎng)(15)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種計量、通斷一體化水表，其特征在于殼體(1)工作腔與過濾室(03)間壁上的流體通道(08)偏置，必要時可加導流片。
專利摘要一種計量、通斷一體化水表，可用于IC卡預付費水表系統(tǒng)，它是將傳統(tǒng)水表的表頭、葉輪、永磁體環(huán)、導流罩與先導式差動閥門的主件如隔板、活塞、閥塞和閥座等安裝在同一殼體中的組合體，其特征在于采用了特殊的葉輪結(jié)構(gòu)，即葉輪與輪軸分離，且借助彈簧可上下竄動；輪轂上的軸向泄流孔使得流體壓力在啟閉閥門過程中仍起作用。其效果是有益于實現(xiàn)計量、執(zhí)行機構(gòu)和控制器一體化，當管道口徑較大時，可減小一半左右的重量和體積，從而顯著地降低了成本，給安裝和使用也帶來很大的方便。
文檔編號G07F15/06GK2531362SQ0127742
公開日2003年1月15日 申請日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
發(fā)明者鄭全逸 申請人:哈爾濱工程大學