專利名稱：水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計量儀器制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種利用自來水管道內(nèi)的水流動能自 發(fā)供電的射頻卡預(yù)付費智能水表。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)IC卡預(yù)付費水表，方興未艾。其實它是一種集自動供水、自動計量、 自動收費、自動控制、顯示報警等多種功能于一體的全新概念的智能水表，是傳統(tǒng)水表的換 代產(chǎn)品。它主要由發(fā)訊基表、電控線路板和電動閥三部分組成。其工作原理是以IC智能 卡為載體，在管理系統(tǒng)與智能水表間雙向傳遞數(shù)據(jù)，實現(xiàn)供用水管理功能。用戶向供水公司 繳費購卡，把預(yù)購的水量存于表中。用水時，該表實時采集流量信號，并能在預(yù)購的水量中 扣除。當(dāng)表內(nèi)存貯的剩余水量小于一定值時，會發(fā)出聲音報警，提示使用者及時購水，同時 將閥門關(guān)閉。但這時若用戶插卡或用射頻卡仍可以打開閥門，要求繼續(xù)供水。當(dāng)剩余水量 為零時，閥門即被完全關(guān)閉，用戶須重新去供水管理部門付費后插卡或射頻輸入才能打開 閥門用水。使用IC卡預(yù)付費水表給廣大用水戶帶來極大的便利，同時也方便了供水管理部 門，做到供用水雙方明明白白消費。IC卡智能水表具有液晶常顯功能，中文提示剩余水量 與使用水量，可避免使用普通水表須抄表員上門抄表打擾用戶的麻煩。還可防止社會上少 數(shù)不法分子冒充抄表員進行違法犯罪活動給社會帶來不安定事件的發(fā)生。在一些水產(chǎn)品市 場、學(xué)生宿舍、大型企業(yè)的員工集體宿舍、運動員培訓(xùn)基地等場所，預(yù)付費水表更是具有“誰 用水。誰買單”的優(yōu)越性。IC卡預(yù)付費水表獨特的預(yù)付費功能，決定了用戶“先付費，后用 水”的形式。因此有效解決了供水部門收費難的問題，保證了供水單位的業(yè)務(wù)正常經(jīng)營。同 時還增加了超額用水計費、超計劃用水加費、累進加價等功能，它對節(jié)約用水起很大的促進 作用。但是，從目前市場的推廣情況來看，IC卡預(yù)付費智能水表的推廣應(yīng)用確實不容樂 觀，其主要原因是來自供水公司和消費者用戶兩方面的擔(dān)憂“水表內(nèi)的電池使用年限有多 長？ ”萬一電池耗盡，水表就會報廢，導(dǎo)致供、用水雙方產(chǎn)生矛盾。因此如何延長電池使用 年限或不用更換電池是實現(xiàn)大面積推廣IC卡預(yù)付費水表的關(guān)鍵，而依靠水流動能自發(fā)供 電恰恰能較好地解決這一技術(shù)難題。通過檢索，發(fā)現(xiàn)一個專利號為200320129205. 7的《自 發(fā)電智能水表》實用新型專利技術(shù)，經(jīng)過考察發(fā)現(xiàn)，雖然該專利提出了水流發(fā)電作自身電源 的技術(shù)方案，但經(jīng)過仔細分析，發(fā)現(xiàn)該專利的水輪機與發(fā)電機之間的聯(lián)軸技術(shù)還存在問題
“......在腔體內(nèi)置有葉輪，將葉輪軸加長，使葉輪軸向上穿過隔板并在葉輪軸與隔板的接
觸面上設(shè)置密封圈”。從以上敘述不難看出萬一密封圈稍有泄漏，將會使整臺水表報廢，所 以必須對自發(fā)電水表進行重大改正。本申請人曾于2005年申請并已授權(quán)的實用新型專利《射頻卡智能型預(yù)收費水表》 (專利號ZL 200520046609. 9)中，已解決了電動機關(guān)斷球閥停止供水的問題，但它的電源 雖是一種高性能的電池，總有電能耗盡的一天。所以解決其永久供電是技術(shù)關(guān)鍵。同時發(fā) 現(xiàn)該水表的腔體內(nèi)還有設(shè)置微型發(fā)電機和水輪機的空間，并且通過試驗較好地解決了微型
3發(fā)電機和水輪機的聯(lián)軸問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前IC卡預(yù)付費水表存在的表內(nèi)電池使用時效有限而影 響推廣應(yīng)用的弱點，開發(fā)一種依靠水流自發(fā)供電的智能型射頻卡預(yù)付費水表，使表內(nèi)電池 使用年限較長或不用更換，消除供用水雙方對使用IC卡預(yù)付費智能水表的后顧之憂，從而 能實現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表是在本 申請人:已經(jīng)授權(quán)的實用新型《射頻卡智能型預(yù)收費水表》(專利號=200520046609. 9)基礎(chǔ) 上，增加水流發(fā)電裝置進行供電。水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，包括由左右基座、 罩殼、玻璃窗、表蓋玻璃、外罩構(gòu)成的殼體，若沿著進出水道的軸線進行縱向垂直剖切，該水 表殼體內(nèi)腔可分上、下、左、右四個小倉，其基本形狀成“田，，字形布局。“田，，字的左上倉為 射頻顯示和執(zhí)行倉，內(nèi)置射頻控制和執(zhí)行裝置包括充電電池、液晶顯示屏、非接觸射頻感 應(yīng)器、數(shù)據(jù)處理裝置、執(zhí)行電動機、減速機構(gòu)及扭轉(zhuǎn)輸出軸；右上倉為字輪計數(shù)倉，由設(shè)置在 右下倉的水表機芯帶動字輪旋轉(zhuǎn)計數(shù)，其計數(shù)值與液晶顯示屏的顯示值同步；左下倉為出 水道，其空間內(nèi)設(shè)球閥與水輪機，在左上倉靠近左下倉水輪機上面的空腔內(nèi)設(shè)置發(fā)電機；右 下倉為進水道，設(shè)有帶動字輪運行的水表機芯。整臺水表的上下倉之間設(shè)密封隔水層板，水 表其實只有下面兩個小倉通水，上面兩個小倉保持絕對干燥，所以該水表亦稱為“干式”水 表。所述發(fā)電裝置包括微型水輪機和發(fā)電機，所述水輪機軸的下端垂直容置在左基座 下側(cè)的軸座內(nèi)，水輪機軸的上端部連接一個磁性圓盤狀聯(lián)盤器，容置于水輪機與發(fā)電機之 間所設(shè)的隔水板下平面的軸座內(nèi)。所述發(fā)電機定子嵌設(shè)在左基座上部右側(cè)的空腔內(nèi)，在定 子中間設(shè)轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸的下端亦連接一個磁性圓盤狀聯(lián)盤器，容置于隔水板上 平面的軸座內(nèi)，從而使水輪機軸與發(fā)電機軸通過磁性聯(lián)軸器連接成同軸。為了提高水表基座的加工精度和節(jié)約材料，將表基座分成左基座與右基座分開制 作，然后通過兩者之間設(shè)置的相互嵌接的環(huán)狀凸臺進行對接，并在對接處設(shè)有密封圈進行 密封。所述控制水道通斷的球閥由設(shè)在左上倉的電動機通過減速機構(gòu)推動扭轉(zhuǎn)輸出軸 帶動閥桿實施啟閉，而減速機構(gòu)由數(shù)據(jù)處理裝置的輸出信號，控制電動機運轉(zhuǎn)帶動；在閥桿 與隔水層板的軸孔之間設(shè)有精密的密封套、在球閥球頭與左基座之間設(shè)有耐磨密封環(huán)。所述發(fā)電機定子繞組的引出線即電源線與整流線路板電連接、所述整流線路板上 還設(shè)有具貯電功能的電容器，并與充電電池的兩極電連接，所述充電電池的輸出線與非接 觸射頻感應(yīng)器、數(shù)據(jù)處理裝置、電動機電連接。所述右下倉為進水道，內(nèi)設(shè)水表機芯，水表機芯的轉(zhuǎn)動軸上端設(shè)有磁性聯(lián)軸器，與 設(shè)在右上倉的計數(shù)器轉(zhuǎn)軸下端所設(shè)的磁性聯(lián)軸器聯(lián)接。本發(fā)明在水表出水道的空腔內(nèi)設(shè)置微型水輪機，利用自來水通水時產(chǎn)生的動能推 動微型水輪機轉(zhuǎn)動，水輪機軸通過磁性聯(lián)軸器帶動微型發(fā)電機發(fā)電，并隨時向充電電池進 行充電及電容器貯電，供應(yīng)射頻感應(yīng)器、數(shù)據(jù)處理裝置、液晶顯示屏及電動機用電，因此可 以達到電池長期不用調(diào)換的目的。并且由于采用磁性聯(lián)軸器，水表上下層完全隔離，可保持發(fā)電機絕對干燥，


圖1是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖中各部名稱及標(biāo)記1.非接觸射頻感應(yīng)器、2.數(shù)據(jù)處理裝置、3.液晶顯示屏、 4.玻璃窗、5.減速機構(gòu)、6.充電電池、7.整流線路板、8.電源線、9.表蓋玻璃、10.字輪計數(shù) 器、11.外罩、12.右基座、13.水表機芯、14.環(huán)狀凸臺、15.密封圈、16.發(fā)電機轉(zhuǎn)子、17.磁 性聯(lián)軸器、18.水輪機、19.發(fā)電機定子、20.球閥、21.耐磨密封環(huán)、22.左基座、23.隔水層 板、24.閥桿、25.輸出齒輪、26.電動機、27.扭轉(zhuǎn)輸出軸、28.罩殼。
具體實施例方式實施例如圖1所示，本發(fā)明水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，包括由左右基 座22/12、罩殼28、玻璃窗4、表蓋玻璃9、外罩11組成的殼體，殼體內(nèi)腔可分上、下、左、右四 個小倉，形成“田”字形布局。在“田”字的左上倉，設(shè)置射頻控制裝置包括充電電池6、液 晶顯示屏3、非接觸射頻感應(yīng)器1和數(shù)據(jù)處理裝置2 ；右上倉內(nèi)設(shè)置計數(shù)字輪10，其計數(shù)值 與液晶顯示屏3的顯示值同步；在左下倉出水道空間內(nèi)設(shè)球閥20與水輪機18，在左上倉靠 近下面水輪機18的空間設(shè)有發(fā)電機，發(fā)電機由嵌設(shè)在左基座上部的發(fā)電機定子19與發(fā)電 機轉(zhuǎn)子16構(gòu)成。右下倉進水道設(shè)水表機芯13。整臺水表的上下倉之間設(shè)隔水層板23隔離 密封，因此自來水只在下面兩個小倉流通，上面兩個小倉絕對保持干燥，所以該水表亦稱為 “干式”水表。發(fā)電裝置包括水輪機18和發(fā)電機定子19、發(fā)電機轉(zhuǎn)子16構(gòu)成。所述水輪機 18軸的下端垂直容置在左基座下側(cè)的軸座內(nèi)，軸的上端部連接一個圓盤狀磁性聯(lián)軸器17， 容置于水輪機18與發(fā)電機之間所設(shè)的隔水板下平面的軸座內(nèi)。發(fā)電機定子19嵌設(shè)在左基 座22上部右側(cè)的空腔內(nèi)，在發(fā)電機定子19中間設(shè)發(fā)電機轉(zhuǎn)子16，轉(zhuǎn)子軸的下端連接一個圓 盤狀磁性聯(lián)軸器17，容置于隔水板上平面的軸座內(nèi)，從而使水輪機18軸與發(fā)電機軸通過磁 性聯(lián)軸器17連接成同軸。另外，為了提高水表基座的加工精度和節(jié)約原材料，加工時有意 將左基座22與右基座12分開制作，然后通過兩者之間預(yù)先設(shè)置的相互嵌接的環(huán)狀凸臺14 進行對接，并在對接處設(shè)有密封圈15進行密封?？刂扑劳〝嗟那蜷y20由設(shè)在左上倉的 電動機26通過減速機構(gòu)5帶動扭轉(zhuǎn)輸出軸27推動閥桿24實施啟閉，而減速機構(gòu)5由數(shù)據(jù) 處理裝置2的輸出信號，控制電動機26運轉(zhuǎn)帶動。在閥桿24與隔水層板23的軸孔之間設(shè) 有精密的密封套、在球閥20球頭與左基座22之間設(shè)有耐磨密封環(huán)21。發(fā)電機定子19繞組 的引出線即電源線8與整流線路板7電連接、整流線路板7與充電電池6的兩極電連接，充 電電池6的輸出線與非接觸射頻感應(yīng)器1、數(shù)據(jù)處理裝置2、電動機26電連接。右下倉為進 水道，內(nèi)設(shè)水表機芯13，水表機芯13的轉(zhuǎn)動軸上端設(shè)有磁性聯(lián)軸器，與設(shè)在右上倉的計數(shù) 器轉(zhuǎn)軸下端所設(shè)的磁性聯(lián)軸器聯(lián)接。本水表在使用時，將進出水道的兩端口與供水管道的上下游接口進行連接。把貯 有水費的射頻卡對非接觸射頻感應(yīng)器外的玻璃窗，非接觸射頻感應(yīng)器自動接收IC射頻卡 上的已購買的水量存貯信息。當(dāng)用戶打開水龍頭用水時，水表機芯驅(qū)動計數(shù)字輪進行機械 計數(shù)。同時，數(shù)據(jù)處理裝置2也實時采集流量信號，并在預(yù)購的水量中扣除已用的水量。當(dāng) 水費扣除至一定值時，數(shù)據(jù)處理裝置2發(fā)出關(guān)閉閥門及警告提示信息，啟動電動機26并通過減速機構(gòu)5減速后帶動扭轉(zhuǎn)輸出軸慢慢推動閥桿24，球閥20即慢慢關(guān)閉。與此同時，水 表的液晶顯示屏3上會顯示需要購水的信號。但此時須將射頻卡靠定射頻玻璃窗4，水表的 球閥20又會慢慢打開，用戶可繼續(xù)用水，直至預(yù)付的水費全部用完，水表的通水通道即被 球閥20完全關(guān)閉。 當(dāng)用戶打開下游水龍頭用水時，水輪機18便會在水流的推動下不停地旋轉(zhuǎn)，通過 磁性聯(lián)軸器17帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子16進行發(fā)電，并向充電電池6充電，一部分電能還被貯存在 電容器內(nèi)，使水表的電動機26和信息系統(tǒng)有用不完的電能，這樣水表就不用更換電池而可 長期使用，所以本發(fā)明必將徹底打消供水部門與消費者用戶的共同擔(dān)憂。
權(quán)利要求
水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，由左右基座(22/12)、罩殼(28)、玻璃窗(4)、表蓋玻璃(9)、外罩(11)構(gòu)成的殼體與內(nèi)置機構(gòu)組成，內(nèi)可分左上、左下、右上、右下四個小倉，形成“田”字形布局，其特征是所述左上倉為射頻顯示和執(zhí)行倉，內(nèi)置射頻控制裝置包括充電電池(6)、液晶顯示屏(3)、非接觸射頻感應(yīng)器(1)、數(shù)據(jù)處理裝置(2)、執(zhí)行電動機(26)及減速機構(gòu)(5)；所述右上倉為字輪計數(shù)倉，由設(shè)置在右下倉的水表機芯(13)帶動字輪計數(shù)器(10)計數(shù)，其計數(shù)值與液晶顯示屏(3)的顯示值同步；所述左下倉為出水道，空間內(nèi)設(shè)控制閥球閥(20)與微型水輪機(18)，在左上倉靠近左下倉水輪機(18)上面的空間設(shè)有微型發(fā)電機，所述右下倉為進水道，設(shè)水表機芯(13)，水表的上下倉之間設(shè)密封隔水層板(23)。
2.如權(quán)利要求1所述的水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，其特征是所述基座分 成左基座(22)與右基座(12)，且通過兩者之間設(shè)置的相互嵌接的環(huán)狀凸臺(14)進行對接， 在對接處設(shè)有密封圈(15)進行密封。
3.如權(quán)利要求1所述的水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，其特征是所述控制水 道通斷的球閥(20)由設(shè)在左上倉的微型電動機(26)通過減速機構(gòu)(5)帶動輸出齒輪(25) 推動閥桿(24)實施啟閉，所述減速機構(gòu)(5)由數(shù)據(jù)處理裝置(2)的輸出信號控制微型電動 機(26)運轉(zhuǎn)帶動，在閥桿(24)與隔水層板(23)的軸孔之間設(shè)有精密密封套、在球閥(20) 球頭與左基座(22)之間設(shè)有耐磨密封環(huán)(21)。
4.如權(quán)利要求1所述的水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，其特征是所述發(fā)電裝 置包括微型水輪機(18)和發(fā)電機，所述水輪機(18)軸的下端垂直容置在左基座(22)下側(cè) 的軸座內(nèi)，水輪機(18)軸的上端部連接一個圓盤狀磁性聯(lián)盤器(17)，容置于水輪機(18)與 發(fā)電機之間所設(shè)的隔水板下平面的軸座內(nèi)，所述發(fā)電機定子(19)嵌設(shè)在左基座(22)上部 右側(cè)的空腔內(nèi)，在發(fā)電機定子(19)中間設(shè)發(fā)電機轉(zhuǎn)子(16)，轉(zhuǎn)子軸的下端亦連接一個圓盤 狀磁性聯(lián)盤器(17)，容置于隔水板上平面的軸座內(nèi)，使水輪機(18)軸與發(fā)電機軸通過磁性 聯(lián)軸器(17)連接成同軸。
5.如權(quán)利要求1所述的水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，其特征是所述發(fā)電機 定子(19)繞組的引出線即電源線(8)與整流線路板(7)電連接，整流線路板(7)與充電電 池(6)的兩極及貯能電容電連接，所述充電電池(6)的輸出線與非接觸射頻感應(yīng)器(1)、數(shù) 據(jù)處理裝置(2)、電動機(26)電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，其特征是所述右下倉 為進水道，內(nèi)設(shè)水表機芯(13)，水表機芯(13)的轉(zhuǎn)軸上端設(shè)有磁性聯(lián)軸器，與設(shè)在右上倉 的字輪計數(shù)器(10)轉(zhuǎn)軸下端的磁性聯(lián)軸器同軸聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明是一種水流自發(fā)供電射頻卡預(yù)付費智能水表，殼體內(nèi)分四個小倉，左上倉為射頻智能顯示倉，內(nèi)置射頻控制裝置、充電電池、液晶顯示屏、非接觸射頻感應(yīng)器和數(shù)據(jù)處理裝置；右上倉為字輪計數(shù)倉，左下倉為水輪機與控制閥倉，在左上倉靠近左下倉水輪機的空間設(shè)發(fā)電機，在水輪機與發(fā)電機之間設(shè)有隔水層板，水輪機軸與發(fā)電機軸由磁性聯(lián)軸器連接，右下倉為水表機芯倉。整臺水表的上下倉之間設(shè)密封隔離層，下面兩倉通水，上面兩倉絕對保持干燥，該水表稱為“干式”水表。水輪機軸與發(fā)電機軸通過磁性聯(lián)軸器連接成同軸。利用自來水通水時產(chǎn)生的動能推動水輪機并帶動發(fā)電機發(fā)電向充電電池充電，供應(yīng)射頻感應(yīng)器、數(shù)據(jù)處理裝置、液晶顯示屏及電動機用電。
文檔編號G07F15/06GK101958022SQ20101050885
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月10日
發(fā)明者張介紹, 張錫娜 申請人:張介紹