專利名稱：一種液、氣介質(zhì)管道輸送時(shí)的精確計(jì)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液、氣介質(zhì)(水，煤氣等)流經(jīng)管道時(shí)計(jì)量流經(jīng)管道介質(zhì)總量的精確計(jì)量系統(tǒng)，特別是不論流量大小均能精確計(jì)量液、氣介質(zhì)總量的一種計(jì)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在液、氣介質(zhì)流經(jīng)管道時(shí)的計(jì)量采用水表、煤氣表等進(jìn)行計(jì)量。由于上述計(jì)量表的結(jié)構(gòu)原因，當(dāng)液、氣介質(zhì)微量流經(jīng)計(jì)量表(例如水管滴漏、輸氣管泄漏)，計(jì)量表不能計(jì)量此狀態(tài)下流經(jīng)管道的液、氣介質(zhì)總量。
近期，國內(nèi)有此類技術(shù)出現(xiàn)“防滴漏水表”(申請?zhí)?2294194.0)。該技術(shù)中有“起始流量”的技術(shù)指標(biāo)，意味著該技術(shù)不能在小于“起始流量”的微流量狀態(tài)下進(jìn)行精確的總量計(jì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決不論何種流量的狀態(tài)下，均能對流經(jīng)計(jì)量表的液、氣介質(zhì)進(jìn)行精確的總量計(jì)量，不再有“起始流量”的技術(shù)指標(biāo)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在液、氣介質(zhì)輸送管道的計(jì)量表的進(jìn)出口兩端并聯(lián)一個(gè)“啟，閉控制系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由“閥門”和“量值器”組成。量值器的結(jié)構(gòu)基本與液壓或氣動(dòng)技術(shù)中的“單作用彈簧復(fù)位缸”相同，但其可以依“缸”中介質(zhì)貯量“滿”或“空”發(fā)出電信號或機(jī)械信號(可運(yùn)動(dòng)零件-活塞與活塞桿的位移量)。
“啟、閉控制系統(tǒng)”是這樣工作的當(dāng)“量值器”發(fā)出“滿”信號時(shí)。閥門處于開啟狀態(tài)。當(dāng)“量值器”發(fā)出“空”信號時(shí)，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)“量值器”處于“非滿”“非空”的中間狀態(tài)時(shí)，不發(fā)信號，閥門保持當(dāng)前開啟或關(guān)閉的狀態(tài)。所謂的“量值器”的“滿”是指缸內(nèi)活塞由液、氣介質(zhì)推動(dòng)，將活塞壓縮至止點(diǎn)。所謂“空”是指缸內(nèi)活塞在彈簧的“回復(fù)力”之下，將活塞推至止點(diǎn)。
下面敘述一下“啟，閉控制系統(tǒng)”與計(jì)量表組成的“計(jì)量系統(tǒng)”的工作原理使用器具關(guān)閉時(shí)，該段管道類似一封閉系統(tǒng)，活塞在彈簧作用下回至止點(diǎn)?！傲恐灯鳌碧幱诜趴諣顟B(tài)，閥門對應(yīng)地處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)此段管道的介質(zhì)減少(使用器具開啟或此段管道泄漏)時(shí)，“量值器”中的介質(zhì)也將增加直至充滿介質(zhì)。此時(shí)“量值器”給出“充滿”信號，閥門開啟。若使用器具正常的使用，“量值器”將不會處于放空狀態(tài)，故該閥門將處于開啟狀態(tài)，計(jì)量表也在常態(tài)下正常地計(jì)量。如是微泄漏，則不然。當(dāng)介質(zhì)放空后，閥門開啟，“量值器”瞬間放空，發(fā)出信號，該閥門關(guān)閉，又將重復(fù)上述過程。微泄漏時(shí)，在“啟、閉控制系統(tǒng)”關(guān)閉-開啟-關(guān)閉的過程中，計(jì)量表亦也計(jì)量流經(jīng)液、氣介質(zhì)的總量，可理解為“脈沖量累計(jì)式計(jì)量”。
如閥門用電動(dòng)機(jī)或電磁鐵驅(qū)動(dòng)時(shí)，閥門可采用任意類型的?！傲恐灯鳌彪娦盘柕奶崛∮腥舾煞N方式如在“缸”的活塞彈簧作用的一側(cè)的管道接兩只壓力繼電器。一只將“發(fā)出電信號的壓力”調(diào)至為略大于大氣壓力；另一只將“發(fā)出電信號的壓力”調(diào)至為略小于液、氣介質(zhì)輸送時(shí)的最小壓力。前一只壓力繼電器發(fā)出的是“充滿”電信號后面所述的一只壓力繼電器發(fā)出的是“放空”電信號。
亦可在彈簧與支撐面之間安置一壓敏電阻，對應(yīng)活塞行程的兩終端，該壓敏電阻的阻值不同，這兩個(gè)阻值即可作為控制電路的電信號使用。
也可在活塞或活塞桿上安置一個(gè)“接近開關(guān)”的“觸發(fā)頭”(金屬或磁鐵)，在活塞行程的兩個(gè)終端，缸體外面安置兩個(gè)“接近開關(guān)”。當(dāng)活塞行至兩個(gè)終端時(shí)，對應(yīng)處的“接近開關(guān)”將發(fā)出電信號。根據(jù)“接近開關(guān)”的類型，活塞與缸體的材質(zhì)可采用絕緣體材質(zhì)或順磁性材質(zhì)。
如果閥門的開啟或關(guān)閉是利用量值器中彈簧的“回復(fù)力”與輸送介質(zhì)的壓力(即“無源驅(qū)動(dòng)”)，信號的提取則是利用活塞的位移，敘述如下利用一個(gè)雙擺桿機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)由兩根擺桿，可同軸或不同軸地固定在架體上，擺桿可繞固定軸擺動(dòng)。將兩根擺桿頂端分別串上一根垂直擺桿的軸，并將擺桿按頂端的擺動(dòng)圓弧相對的位置擺放后，兩擺桿頂端用拉伸彈性元件連接。該擺架的任一根擺桿作為主動(dòng)桿與活塞連接，另一根擺桿則為從動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)閥門的開啟或關(guān)閉。
主動(dòng)擺桿也可是采用推、拉桿件，做直線移動(dòng)，可稱之移——擺桿機(jī)構(gòu)。
該從動(dòng)擺桿具有這樣的性質(zhì)主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)了一定的角度或移動(dòng)一定距離后，從動(dòng)桿將發(fā)生突然的轉(zhuǎn)動(dòng)，對應(yīng)于活塞的移動(dòng)來說，就是活塞在某一段行程的兩個(gè)終端從動(dòng)桿將發(fā)生擺動(dòng)——驅(qū)動(dòng)閥門的開啟或關(guān)閉?；钊谐痰膬蓚€(gè)終端對應(yīng)于“量值器”的“充滿”或“放空”狀態(tài)。
采用了“啟、閉控制系統(tǒng)”與計(jì)量表組成的計(jì)量系統(tǒng)，其有益的效果是首先使計(jì)量更為準(zhǔn)確，并且有調(diào)節(jié)出口壓力波動(dòng)的作用。其次，當(dāng)微泄漏時(shí)，“啟、閉控制系統(tǒng)”將出現(xiàn)有規(guī)律的周期性工作狀態(tài)。利用這一特點(diǎn)，連接一個(gè)具有計(jì)時(shí)、定時(shí)、記憶功能的電路，可制成管道微泄漏報(bào)警或報(bào)知裝置。
對于輸送易燃?xì)怏w的管道尤為有用。當(dāng)不需計(jì)量，只需報(bào)知有否微泄漏時(shí)，用一管道取代計(jì)量表的通路即可。


圖1是本發(fā)明工作原理圖。
圖2是本發(fā)明采用的電力驅(qū)動(dòng)“啟、閉控制系統(tǒng)”。
圖3是本發(fā)明采用的無源驅(qū)動(dòng)“啟、閉控制系統(tǒng)”。
圖4是本發(fā)明中采用的快關(guān)閥門類型。
圖5是本發(fā)明中另一種快關(guān)類型的閥門。
圖6是圖5所示閥門的改進(jìn)型。
圖7是本發(fā)明中雙擺桿機(jī)構(gòu)工作原理圖。
圖8是移—擺桿機(jī)構(gòu)工作原理圖。
圖9是本發(fā)明中閥門與雙擺桿機(jī)構(gòu)的聯(lián)接圖。
圖10是圖9中件3的結(jié)構(gòu)形狀圖。
圖11是本發(fā)明中閥門與雙擺桿機(jī)構(gòu)另一種結(jié)構(gòu)的聯(lián)接圖。
圖12與圖13是本發(fā)明閥門與移-擺桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接的主、側(cè)向視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中1為液、氣管道，2為計(jì)量表，3為啟、閉控制系統(tǒng)，4為使用器具。
圖1中，終端的使用器具在煤氣管道中指煤氣灶，熱水器等，在自來水管路中指水龍頭、洗衣機(jī)等。其共同特點(diǎn)是均由開關(guān)控制其流量的大小。
圖2所示為電力驅(qū)動(dòng)時(shí)的“啟、閉控制系統(tǒng)”的結(jié)構(gòu)圖。1為活塞，2為壓縮彈簧，3為彈簧支撐，4為閥門，5為閥門操作桿。此桿可聯(lián)接電力驅(qū)動(dòng)元件——電機(jī)或電磁鐵。
根據(jù)上述原理，實(shí)施時(shí)的具體方案可分為兩類電力驅(qū)動(dòng)及無源驅(qū)動(dòng)。
電力驅(qū)動(dòng)方法當(dāng)量值器給出一個(gè)信號時(shí)，由電機(jī)或電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥門，使之啟、閉狀態(tài)與量值器的滿、空狀態(tài)相對應(yīng)。閥門可采用現(xiàn)有的任一類型的閥。
該方案的實(shí)施對本專業(yè)技術(shù)人員是顯而易見的，不再累敘。
無源驅(qū)動(dòng)實(shí)施方案見圖3至圖13。
圖3所示為“無源驅(qū)動(dòng)”時(shí)“啟、閉控制系統(tǒng)”的結(jié)構(gòu)圖1為活塞桿，2為閥門，3為“雙擺桿機(jī)構(gòu)”或“移—擺桿機(jī)構(gòu)”。
圖4所示為球型閥或旋塞閥。
圖5所示為目前家庭中常用的快關(guān)陶瓷芯轉(zhuǎn)閥。圖5中，1為橡膠密封墊，2為外殼，3為陶瓷定片，4為陶瓷動(dòng)片，5為轉(zhuǎn)軸，2a是外殼2上通孔，3a是定片上的通孔，5a是轉(zhuǎn)軸扁狀支撐片，5b是該支撐片上的凸起端，插入動(dòng)片4的凹部，以帶動(dòng)片4與轉(zhuǎn)軸5一同轉(zhuǎn)動(dòng)。其它如限位(90°轉(zhuǎn)動(dòng))及密封等不再累敘。
該類閥的共同點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)90°即可使閥處于完全的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。
圖6所示是圖5所示轉(zhuǎn)閥的改進(jìn)型，其目的是為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。具體方案敘述如下將定片放置于外殼的臺階孔的小孔端面上，動(dòng)片與定片密封面接觸之力用壓縮彈性元件1實(shí)現(xiàn)。彈性元件的作用力應(yīng)大于該管路中輸送介質(zhì)時(shí)最大壓力與定片上通孔面積的乘積。在轉(zhuǎn)軸與外殼之間布置一對向心推力軸承件2，并用止片件3鎖定。臺階孔的小孔深度應(yīng)大于除原件1以外該孔內(nèi)所有零件在該孔中的尺寸之和。
圖7為雙擺桿機(jī)構(gòu)。圖7中1為拉伸彈簧，2為架體。3為主動(dòng)桿，4為從動(dòng)桿，P為架體中心線與 連線交點(diǎn)。從動(dòng)桿4的穩(wěn)定位置是A′點(diǎn)和B′點(diǎn)，其工作原理如下當(dāng)主動(dòng)桿3以軸O′為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，桿3的上端A沿 弧移動(dòng)，在 弧之間，桿4不會移動(dòng)，當(dāng)A點(diǎn)過了M點(diǎn)后，桿4上A′點(diǎn)將以O(shè)點(diǎn)為軸沿 弧移至B′點(diǎn)處。此時(shí)桿3的端點(diǎn)也到了B點(diǎn)。當(dāng)主動(dòng)桿3從B點(diǎn)沿 弧轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在 弧之間時(shí)，從動(dòng)桿4也不會轉(zhuǎn)動(dòng)?；?之間的距離 對應(yīng)于量值器空、滿時(shí)的機(jī)械位置信號。從動(dòng)桿4的狀態(tài)不是A′就是B′，類似于數(shù)字電路中的0、1狀態(tài)，亦可稱之為“數(shù)字式擺架”。
圖8中，1是拉伸彈簧，2是架體，3是推、拉桿件，4是從動(dòng)擺桿。該結(jié)構(gòu)是將主動(dòng)桿的半徑增至無限大的變形，與圖7的工作原理相同。
圖9是圖6所示轉(zhuǎn)閥與雙擺桿機(jī)構(gòu)組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9中，1為閥門殼體，2為定軸，3為主動(dòng)擺桿，4為從動(dòng)擺桿，與閥門轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，5為拉簧立柱，6為拉簧，7為主動(dòng)擺桿的拉簧立柱。
圖10為圖9中零件3(主動(dòng)擺桿)的結(jié)構(gòu)示意圖。1為軸孔，2為空檔孔。其尺寸的大小應(yīng)與轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)軸直徑及所需轉(zhuǎn)動(dòng)角度而定。3為立柱固定孔。
圖11是圖9所示結(jié)構(gòu)的另一形式。序號相同即為同一零件，主動(dòng)擺桿外置，可達(dá)到方便驅(qū)動(dòng)該零件的目的。
圖12、圖13是轉(zhuǎn)閥與移-擺桿機(jī)構(gòu)組合的結(jié)構(gòu)示意圖，分別為主、側(cè)視圖。
其中，1為轉(zhuǎn)閥殼體，2為與轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)軸聯(lián)接的從動(dòng)擺桿，3為拉伸彈簧，4為推、拉桿，5為推、拉桿導(dǎo)向架。
對圖9～圖13的兩種閥門與數(shù)字式擺桿的組合，利用活塞桿驅(qū)動(dòng)。活塞的行程應(yīng)與主動(dòng)擺桿或推、拉桿所需行程相匹配?；钊麎夯傻幕貜?fù)力應(yīng)大于主動(dòng)擺桿或推、拉桿帶動(dòng)從動(dòng)擺桿所需的力與活塞與缸內(nèi)孔的摩擦力之和。活塞面積的大小確定。應(yīng)根據(jù)輸送介質(zhì)管道中的介質(zhì)最小壓力時(shí)，面積與壓力的乘積大于壓簧與主動(dòng)擺桿或推、拉桿帶動(dòng)從動(dòng)擺桿所需力等之和。
權(quán)利要求
1.一種液、氣介質(zhì)管道輸送時(shí)的精確計(jì)量系統(tǒng)，由計(jì)量表、電動(dòng)閥門等組成，電動(dòng)閥門的動(dòng)力可以是電動(dòng)機(jī)或電磁鐵，其特征是使電動(dòng)機(jī)或電磁鐵產(chǎn)生動(dòng)作的信號，由量值器中貯存介質(zhì)的數(shù)量決定；量值器在充滿介質(zhì)時(shí)，可發(fā)出“貯滿”信號；放空介質(zhì)時(shí)，可發(fā)出“放空”信號；“貯滿”信號使電動(dòng)閥門開啟；“放空”信號使電動(dòng)閥門關(guān)閉；量值器貯存介質(zhì)部分的結(jié)構(gòu)采用液壓、氣動(dòng)技術(shù)中的“單作用彈簧復(fù)位缸”的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精確計(jì)量系統(tǒng)，其特征是量值器信號的產(chǎn)生，是在“單作用彈簧復(fù)位缸”活塞彈簧作用的一側(cè)的管道接通兩只液壓技術(shù)中的壓力繼電器；一只“發(fā)出電信號的壓力”調(diào)至為略大于大氣壓力；另一只“發(fā)出電信號的壓力”調(diào)至為略小于液、氣介質(zhì)輸送時(shí)的最小壓力；前面一只壓力繼電器發(fā)出的是“貯滿”電信號；后面的一只壓力繼電器發(fā)出的是“放空”電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精確計(jì)量系統(tǒng)，其特征是可在彈簧與彈簧支撐之間安置一壓敏電阻，對應(yīng)于活塞行程兩終端的不同電阻值，即可作為控制電路的電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精確計(jì)量系統(tǒng)，其特征是可在活塞或活塞桿上安置一個(gè)“接近開關(guān)”的觸發(fā)頭；在活塞行程的兩終端對應(yīng)處，缸體外部安置兩只“接近開關(guān)”；此種活塞和缸體的制造材質(zhì)應(yīng)是不影響“接近開關(guān)”工作性能的絕緣材質(zhì)或抗磁性材質(zhì)。
5.一種液、氣介質(zhì)管道輸送時(shí)的精確計(jì)量系統(tǒng)，由計(jì)量表、閥門和單作用彈簧復(fù)位缸組成，其特征是閥門是轉(zhuǎn)動(dòng)90°即可全開啟或全關(guān)閉的快關(guān)型閥門；移動(dòng)的活塞驅(qū)動(dòng)數(shù)字式擺架的主動(dòng)擺桿或推、拉桿件，該擺架的從動(dòng)擺桿驅(qū)動(dòng)閥門的開啟或關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的精確計(jì)量系統(tǒng)，其特征是數(shù)字式擺架的兩根擺桿可以同軸也可以不同軸，兩根擺桿的頂端由拉伸彈性原件連接，其中一根擺桿為主動(dòng)擺桿，另一根為從動(dòng)擺桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的精確計(jì)量系統(tǒng)，其特征是數(shù)字式擺架的兩根擺桿亦可將主動(dòng)擺桿制成直線移動(dòng)的推、拉桿件的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的精確計(jì)量系統(tǒng)，其特征是采用的快關(guān)陶瓷芯轉(zhuǎn)閥的定片安置在閥體的臺階孔的臺階上，動(dòng)片與轉(zhuǎn)軸之間裝有彈性原件，使動(dòng)片緊壓在定片上；轉(zhuǎn)軸與殼體之間放置有滾動(dòng)軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的計(jì)量系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)可作為檢驗(yàn)該系統(tǒng)直至使用器具微泄漏的儀器；并且可與報(bào)警(知)電路連接；若不需計(jì)量，只需報(bào)知微泄漏時(shí)可用一導(dǎo)管取代計(jì)量表的通路即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液、氣介質(zhì)以任何流量流經(jīng)管路時(shí)，精確的計(jì)量流經(jīng)介質(zhì)總量的計(jì)量系統(tǒng)。解決了液、氣介質(zhì)微流量(例管道微泄漏)時(shí)計(jì)量表無法計(jì)量的問題。利用“啟、閉控制系統(tǒng)”與計(jì)量表組成了精確的計(jì)量系統(tǒng)。主要用于水或煤氣、天然氣等的計(jì)量方面。并可檢測本系統(tǒng)至使用器具有無泄漏，與報(bào)警(知)電路連接，可對泄漏狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警(知)。對于輸送可燃?xì)怏w的管路尤為有益。
文檔編號G01F15/07GK1598496SQ0315927
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者胡嘉林 申請人:胡嘉林