专利名称：一种液、气介质管道输送时的精确计量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液、气介质(水，煤气等)流经管道时计量流经管道介质总量的精确计量系统，特别是不论流量大小均能精确计量液、气介质总量的一种计量系统。
背景技术：
现在液、气介质流经管道时的计量采用水表、煤气表等进行计量。由于上述计量表的结构原因，当液、气介质微量流经计量表(例如水管滴漏、输气管泄漏)，计量表不能计量此状态下流经管道的液、气介质总量。
近期，国内有此类技术出现“防滴漏水表”(申请号02294194.0)。该技术中有“起始流量”的技术指标，意味着该技术不能在小于“起始流量”的微流量状态下进行精确的总量计量。
发明内容
本发明旨在解决不论何种流量的状态下，均能对流经计量表的液、气介质进行精确的总量计量，不再有“起始流量”的技术指标。
为实现上述目的，本发明在液、气介质输送管道的计量表的进出口两端并联一个“启，闭控制系统”。该系统由“阀门”和“量值器”组成。量值器的结构基本与液压或气动技术中的“单作用弹簧复位缸”相同，但其可以依“缸”中介质贮量“满”或“空”发出电信号或机械信号(可运动零件-活塞与活塞杆的位移量)。
“启、闭控制系统”是这样工作的当“量值器”发出“满”信号时。阀门处于开启状态。当“量值器”发出“空”信号时，阀门处于关闭状态。当“量值器”处于“非满”“非空”的中间状态时，不发信号，阀门保持当前开启或关闭的状态。所谓的“量值器”的“满”是指缸内活塞由液、气介质推动，将活塞压缩至止点。所谓“空”是指缸内活塞在弹簧的“回复力”之下，将活塞推至止点。
下面叙述一下“启，闭控制系统”与计量表组成的“计量系统”的工作原理使用器具关闭时，该段管道类似一封闭系统，活塞在弹簧作用下回至止点。“量值器”处于放空状态，阀门对应地处于关闭状态。当此段管道的介质减少(使用器具开启或此段管道泄漏)时，“量值器”中的介质也将增加直至充满介质。此时“量值器”给出“充满”信号，阀门开启。若使用器具正常的使用，“量值器”将不会处于放空状态，故该阀门将处于开启状态，计量表也在常态下正常地计量。如是微泄漏，则不然。当介质放空后，阀门开启，“量值器”瞬间放空，发出信号，该阀门关闭，又将重复上述过程。微泄漏时，在“启、闭控制系统”关闭-开启-关闭的过程中，计量表亦也计量流经液、气介质的总量，可理解为“脉冲量累计式计量”。
如阀门用电动机或电磁铁驱动时，阀门可采用任意类型的。“量值器”电信号的提取有若干种方式如在“缸”的活塞弹簧作用的一侧的管道接两只压力继电器。一只将“发出电信号的压力”调至为略大于大气压力；另一只将“发出电信号的压力”调至为略小于液、气介质输送时的最小压力。前一只压力继电器发出的是“充满”电信号后面所述的一只压力继电器发出的是“放空”电信号。
亦可在弹簧与支撑面之间安置一压敏电阻，对应活塞行程的两终端，该压敏电阻的阻值不同，这两个阻值即可作为控制电路的电信号使用。
也可在活塞或活塞杆上安置一个“接近开关”的“触发头”(金属或磁铁)，在活塞行程的两个终端，缸体外面安置两个“接近开关”。当活塞行至两个终端时，对应处的“接近开关”将发出电信号。根据“接近开关”的类型，活塞与缸体的材质可采用绝缘体材质或顺磁性材质。
如果阀门的开启或关闭是利用量值器中弹簧的“回复力”与输送介质的压力(即“无源驱动”)，信号的提取则是利用活塞的位移，叙述如下利用一个双摆杆机构该机构由两根摆杆，可同轴或不同轴地固定在架体上，摆杆可绕固定轴摆动。将两根摆杆顶端分别串上一根垂直摆杆的轴，并将摆杆按顶端的摆动圆弧相对的位置摆放后，两摆杆顶端用拉伸弹性元件连接。该摆架的任一根摆杆作为主动杆与活塞连接，另一根摆杆则为从动杆，驱动阀门的开启或关闭。
主动摆杆也可是采用推、拉杆件，做直线移动，可称之移——摆杆机构。
该从动摆杆具有这样的性质主动杆转动了一定的角度或移动一定距离后，从动杆将发生突然的转动，对应于活塞的移动来说，就是活塞在某一段行程的两个终端从动杆将发生摆动——驱动阀门的开启或关闭。活塞行程的两个终端对应于“量值器”的“充满”或“放空”状态。
采用了“启、闭控制系统”与计量表组成的计量系统，其有益的效果是首先使计量更为准确，并且有调节出口压力波动的作用。其次，当微泄漏时，“启、闭控制系统”将出现有规律的周期性工作状态。利用这一特点，连接一个具有计时、定时、记忆功能的电路，可制成管道微泄漏报警或报知装置。
对于输送易燃气体的管道尤为有用。当不需计量，只需报知有否微泄漏时，用一管道取代计量表的通路即可。
图1是本发明工作原理图。
图2是本发明采用的电力驱动“启、闭控制系统”。
图3是本发明采用的无源驱动“启、闭控制系统”。
图4是本发明中采用的快关阀门类型。
图5是本发明中另一种快关类型的阀门。
图6是图5所示阀门的改进型。
图7是本发明中双摆杆机构工作原理图。
图8是移—摆杆机构工作原理图。
图9是本发明中阀门与双摆杆机构的联接图。
图10是图9中件3的结构形状图。
图11是本发明中阀门与双摆杆机构另一种结构的联接图。
图12与图13是本发明阀门与移-摆杆机构联接的主、侧向视图。
具体实施例方式
图1中1为液、气管道，2为计量表，3为启、闭控制系统，4为使用器具。
图1中，终端的使用器具在煤气管道中指煤气灶，热水器等，在自来水管路中指水龙头、洗衣机等。其共同特点是均由开关控制其流量的大小。
图2所示为电力驱动时的“启、闭控制系统”的结构图。1为活塞，2为压缩弹簧，3为弹簧支撑，4为阀门，5为阀门操作杆。此杆可联接电力驱动元件——电机或电磁铁。
根据上述原理，实施时的具体方案可分为两类电力驱动及无源驱动。
电力驱动方法当量值器给出一个信号时，由电机或电磁铁驱动阀门，使之启、闭状态与量值器的满、空状态相对应。阀门可采用现有的任一类型的阀。
该方案的实施对本专业技术人员是显而易见的，不再累叙。
无源驱动实施方案见图3至图13。
图3所示为“无源驱动”时“启、闭控制系统”的结构图1为活塞杆，2为阀门，3为“双摆杆机构”或“移—摆杆机构”。
图4所示为球型阀或旋塞阀。
图5所示为目前家庭中常用的快关陶瓷芯转阀。图5中，1为橡胶密封垫，2为外壳，3为陶瓷定片，4为陶瓷动片，5为转轴，2a是外壳2上通孔，3a是定片上的通孔，5a是转轴扁状支撑片，5b是该支撑片上的凸起端，插入动片4的凹部，以带动片4与转轴5一同转动。其它如限位(90°转动)及密封等不再累叙。
该类阀的共同点是旋转90°即可使阀处于完全的开启或关闭状态。
图6所示是图5所示转阀的改进型，其目的是为了减小转动力矩。具体方案叙述如下将定片放置于外壳的台阶孔的小孔端面上，动片与定片密封面接触之力用压缩弹性元件1实现。弹性元件的作用力应大于该管路中输送介质时最大压力与定片上通孔面积的乘积。在转轴与外壳之间布置一对向心推力轴承件2，并用止片件3锁定。台阶孔的小孔深度应大于除原件1以外该孔内所有零件在该孔中的尺寸之和。
图7为双摆杆机构。图7中1为拉伸弹簧，2为架体。3为主动杆，4为从动杆，P为架体中心线与 连线交点。从动杆4的稳定位置是A′点和B′点，其工作原理如下当主动杆3以轴O′为圆心转动时，杆3的上端A沿 弧移动，在 弧之间，杆4不会移动，当A点过了M点后，杆4上A′点将以O点为轴沿 弧移至B′点处。此时杆3的端点也到了B点。当主动杆3从B点沿 弧转动时，在 弧之间时，从动杆4也不会转动。弧 之间的距离 对应于量值器空、满时的机械位置信号。从动杆4的状态不是A′就是B′，类似于数字电路中的0、1状态，亦可称之为“数字式摆架”。
图8中，1是拉伸弹簧，2是架体，3是推、拉杆件，4是从动摆杆。该结构是将主动杆的半径增至无限大的变形，与图7的工作原理相同。
图9是图6所示转阀与双摆杆机构组合的结构示意图。
图9中，1为阀门壳体，2为定轴，3为主动摆杆，4为从动摆杆，与阀门转轴联接，5为拉簧立柱，6为拉簧，7为主动摆杆的拉簧立柱。
图10为图9中零件3(主动摆杆)的结构示意图。1为轴孔，2为空档孔。其尺寸的大小应与转阀的转轴直径及所需转动角度而定。3为立柱固定孔。
图11是图9所示结构的另一形式。序号相同即为同一零件，主动摆杆外置，可达到方便驱动该零件的目的。
图12、图13是转阀与移-摆杆机构组合的结构示意图，分别为主、侧视图。
其中，1为转阀壳体，2为与转阀转轴联接的从动摆杆，3为拉伸弹簧，4为推、拉杆，5为推、拉杆导向架。
对图9～图13的两种阀门与数字式摆杆的组合，利用活塞杆驱动。活塞的行程应与主动摆杆或推、拉杆所需行程相匹配。活塞压簧的回复力应大于主动摆杆或推、拉杆带动从动摆杆所需的力与活塞与缸内孔的摩擦力之和。活塞面积的大小确定。应根据输送介质管道中的介质最小压力时，面积与压力的乘积大于压簧与主动摆杆或推、拉杆带动从动摆杆所需力等之和。
权利要求
1.一种液、气介质管道输送时的精确计量系统，由计量表、电动阀门等组成，电动阀门的动力可以是电动机或电磁铁，其特征是使电动机或电磁铁产生动作的信号，由量值器中贮存介质的数量决定；量值器在充满介质时，可发出“贮满”信号；放空介质时，可发出“放空”信号；“贮满”信号使电动阀门开启；“放空”信号使电动阀门关闭；量值器贮存介质部分的结构采用液压、气动技术中的“单作用弹簧复位缸”的结构。
2.根据权利要求1所述的精确计量系统，其特征是量值器信号的产生，是在“单作用弹簧复位缸”活塞弹簧作用的一侧的管道接通两只液压技术中的压力继电器；一只“发出电信号的压力”调至为略大于大气压力；另一只“发出电信号的压力”调至为略小于液、气介质输送时的最小压力；前面一只压力继电器发出的是“贮满”电信号；后面的一只压力继电器发出的是“放空”电信号。
3.根据权利要求1所述的精确计量系统，其特征是可在弹簧与弹簧支撑之间安置一压敏电阻，对应于活塞行程两终端的不同电阻值，即可作为控制电路的电信号。
4.根据权利要求1所述的精确计量系统，其特征是可在活塞或活塞杆上安置一个“接近开关”的触发头；在活塞行程的两终端对应处，缸体外部安置两只“接近开关”；此种活塞和缸体的制造材质应是不影响“接近开关”工作性能的绝缘材质或抗磁性材质。
5.一种液、气介质管道输送时的精确计量系统，由计量表、阀门和单作用弹簧复位缸组成，其特征是阀门是转动90°即可全开启或全关闭的快关型阀门；移动的活塞驱动数字式摆架的主动摆杆或推、拉杆件，该摆架的从动摆杆驱动阀门的开启或关闭。
6.根据权利要求5所述的精确计量系统，其特征是数字式摆架的两根摆杆可以同轴也可以不同轴，两根摆杆的顶端由拉伸弹性原件连接，其中一根摆杆为主动摆杆，另一根为从动摆杆。
7.根据权利要求5所述的精确计量系统，其特征是数字式摆架的两根摆杆亦可将主动摆杆制成直线移动的推、拉杆件的形式。
8.根据权利要求5所述的精确计量系统，其特征是采用的快关陶瓷芯转阀的定片安置在阀体的台阶孔的台阶上，动片与转轴之间装有弹性原件，使动片紧压在定片上；转轴与壳体之间放置有滚动轴承。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的计量系统，其特征是该系统可作为检验该系统直至使用器具微泄漏的仪器；并且可与报警(知)电路连接；若不需计量，只需报知微泄漏时可用一导管取代计量表的通路即可。
全文摘要
本发明公开了一种液、气介质以任何流量流经管路时，精确的计量流经介质总量的计量系统。解决了液、气介质微流量(例管道微泄漏)时计量表无法计量的问题。利用“启、闭控制系统”与计量表组成了精确的计量系统。主要用于水或煤气、天然气等的计量方面。并可检测本系统至使用器具有无泄漏，与报警(知)电路连接，可对泄漏状态进行报警(知)。对于输送可燃气体的管路尤为有益。
文档编号G01F15/07GK1598496SQ0315927
公开日2005年3月23日 申请日期2003年9月17日 优先权日2003年9月17日
发明者胡嘉林 申请人:胡嘉林