智能控制气表的制作方法

专利名称：智能控制气表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流量测量装置，更具体地说，涉及一种能够脱电工作，在供气 过程中电路瞬时工作，进行供气条件智能判别，在完成预定供气量或不满足供气条件时不 需供给电力能自动关断气表内阀门的智能控制气表。
背景技术：
目前阶段公知公用的气表，主要有三种，第一种是机械式气表，主要的机械式气表 是膜式气表，第二种是智能气表，第三种是远传气表。智能气表和远传气表是在机械式气表 上叠加非电量电测仪表和智能电子电路，从而构成的机械/电子设备。从工作原理上讲， 主流的机械式气表使用“容积法”等测量通过气表的气流体积，并由机械数字滚轮(字轮) 或齿轮上的数字来显示瞬时流量和累计流量读数。机械式燃气表计量可靠，但完全依赖人 工上门抄表，原始数据采集可靠性不高，对采集人员和用户的依赖度高，也会因为手工采集 原始数据错误、人工录入错误等各种人为因素，造成数据混乱，管理手段原始落后，效率不 高。从上述叙述可知，一般的机械式气表缺乏强有力的管理和执行手段。现阶段的智能气 表和远传气表，使用非电量的电测技术将机械气表测量的流量信号转换成电信号、或光信 号、或磁信号，最终仍转换成电信号，例如在转动的机械部件上安装永磁铁，相近部位安装 干簧管，将气表的非电量机械计量检测数据，转换成电子装置可操作、识别的脉冲个数电量 数据。将电量数据用导线传送至数据集中处理中心，这就是远传气表；远传气表通常没有 控制阀门，只抄表，不直接收费，不控制，同样也缺乏管理执行手段。如果在气表上迭加智能 控制电路，对上述气量电信号进行计算处理，并在表内安装阀门如电磁阀、先导阀或电动机 控制的球阀、截止阀、陶瓷阀、闸阀等各种电动阀门，通过开启或关闭阀门来控制通过气表 的气量，从而进行管理和收费，气表用户与供气公司使用IC卡、有线网络或其它信息介质 传递缴费或其它条件供气许可，这就是智能气表，智能气表有管理执行手段。智能气表和远 传气表给用户和供气管理者均带来了很大方便，但是也存在很多不足，电子设备具有必须 24小时不间断供电的特点，气表是否供气与否都必须始终不间断地给电器供电，即使只是 电路休眠状态下极微小的供电，但必须供电。若不供电无论电路多么稳定、多么先进、功能 多么完善，都将停止气量信号转换成电量信号的工作，就会造成不计数、少计数，智能气表 和远传气表的工作就失灵！但是，目前即使是世界上最优质的电池在正常使用寿命期内也 有一定的猝死率；在需要较大电流驱动电动机关闭气表内阀门时，若因各种原因已配置电 源不能供给电流，则必然导致智能气表的失控！这种管理执行手段反而成了管理的负面因 素。这就是重大的结构性隐患！还有一个重大的原理性缺陷，即智能气表和远传气表，一个 用气量同时有机械读数和电子读数两种数据。日常的供气、用气、缴费管理都是电子数据， 而电子数据是机械数据的变造品，与机械数据必然不可能完全相同，多年来的实践已经证 明，在同一只智能气表、远传气表存在机械计量显示读数和电子显示数字读数这两种或两 种以上用气数据的情况下，大批量的智能气表在用户家中长达数年不间断的供气和用气管 理中，要完全杜绝因电源、设备、人为、环境等原因造成的数据不一致，在理论上、原理上、实践中都是不可能的！ 一个用气数据两种显示两种不同计量读数缴纳费用依据的是电子数 据，控制供气用气也是电子数据；而电子数据在实际管理中若出现与机械数据不一致则仅 作为参考数据，这是违反国家计量法统一的计量标准的这一根本的立法宗旨的！也成为管 理混乱失控的设备根源之一。这是现有智能气表的原理性失误，或重大的结构性缺陷。因 此，研发一种打破传统非电量的电测技术依赖工作电源、可以脱电工作、用气数据单一、计 量统一显示、稳定可靠、防止非法非破坏性攻击、无电或不供电也必须能关断表内阀门，适 应现阶段经济发展水平和今后相当一段时期的新型智能气表，就成为必然。
发明内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有传统技术的智能气表和远传气表存 在的因电源原因、设备损坏、连接线损坏等产生的诸多物理量计量电测转换和显示问题，即 智能气表在没有电源或电源不正常时不能正常稳定工作、可靠供气的根本性结构缺陷，远 传气表在供电不正常、连接导线不正常导致数据不准确的缺陷，远传气表无控制功能的问 题，提供一种在符合供气条件时无需电源可连续不间断供气，仅在供气过程中需要检查供 气条件，核收气费或核实其它供气条件时才需瞬时用电，若不符合供气条件则无需供电也 能自动关断气表内阀门的智能气表、远传型智能气表技术方案。本实用新型同时要解决的第二个技术问题在于，现有技术的智能气表存在的一个 供气用气数据同时有电子读数和机械读数两种数据，不能单一计量显示、无统一计量显示 的双显示问题，提供一种机械电子用气供气数据的最佳解决方案。单一机械数字显示只是 完成电子数字指令的结果；从原理上、结构上彻底消除违反国家计量法的双显示存在的根 源。另外，本实用新型试图要解决的第三个问题是，针对现有技术的智能气表和远传 气表存在的智能气表主要作用是收费管理，远传气表主要作用是抄表、不收费不控制的各 自缺陷，提供一种具有收费管理，带阀门、带控制的新型远传型智能气表技术方案。本实用新型采用的技术方案是提供一种能够脱电工作的智能控制气表，包括机械式燃气计数表和在其表内的进 气阀门，以及控制阀门的电子和机械控制机构，在每一轮供气过程中电路只是瞬时工作，进 行供气条件智能判别，不满足供气条件时继续完成预定供气量后不需供给电力能自动关断 气表内阀门，符合供气条件时启动表内电机恢复控制机构至一轮供气的起始状态，单一机 械数字显示只是执行电子数字指令的结果，电子指令一开始执行并完成后就具有无条件由 机械部分强制继续执行不可撤消的性质；并将上述电子和机械装置安全隔离密封；在有需 要时对气表外壳及整体结构、控制电路从气表内部加以锁闭。其中技术方案主要的发明方法或思路是进气阀门(71)在未加控制的自由状态 时，进气阀门(71)由于控制机构的磁铁控制臂磁铁1(82)，与控制机构的下作用磁铁07) 异性相吸而自动地处于稳定关闭状态；而在分离异性相吸的磁铁控制臂磁铁1(82)与下作 用磁铁G7)时，将关闭进气阀门(71)所需的能量，寄存在开启进气阀门(71)时所产生的 磁铁控制臂磁铁1 (82)的位移上；在磁铁控制臂磁铁1 (82)与下作用磁铁07)相互距离较 远异性相吸磁力较弱时，将磁作用力用于定量控制；当弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(74)，弹 簧卡刀3(7 连续分别压在计数定量轮(9)上的定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14)上时，微弱的磁作用力通过弹簧卡刀作用于定量缺口面，从而产生推动计数定量 轮(9)转动的合成矢量微力，将弹簧卡刀对计数定量轮(9)计量转动的摩擦阻力转化为计 数定量轮(9)的微弱的计量轮转动力，适当地补偿磁铁控制臂(77)通过弹簧卡刀压在计数 定量轮(9)上的摩擦阻力造成的计量转动力的损失；在磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁 铁G7)相互距离远异性相吸磁力弱时将磁吸引力用于过程控制；在磁铁控制臂磁铁1(82) 与下作用磁铁G7)相互距离近异性相吸磁力强时将磁吸引力用于关闭进气阀门(71)；第 一位置开关Kl (81)在进气阀门(71)处于关闭位置时有条件开启控制电路；第三位置开关 K3(79)在控制电路开阀驱动结束时关闭控制、驱动电路；第二位置开关Κ2(80)在供气过程 中开启控制电路，电路瞬时工作，智能判别供气条件，不满足供气条件时继续完成预定供气 量后不需供给电力自动关断气表内阀门，符合供气条件时启动表内电机恢复控制机构至新 一轮供气状态；安装在气表内密封隔离盒G6)的机械电子装置通过磁传方式与未隔离的 磁铁控制副臂(16)及弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)，弹簧卡刀3(75)构成整体控制装 置；弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3(75)安装在与磁铁控制副臂(16)为一体 的刀架(76)上；磁铁控制副臂(16)上的控制副臂磁铁1(69)，与磁铁控制臂(77)上的磁 铁控制臂磁铁1(82)隔着密封隔离盒G6)异性相吸，形成联动； 上述技术方案中所述机械式气表及其电子和机械控制机构，包括计量传递的计 量传递轮组(7)及计数显示装置G)，为了过程控制在未加控制的自由状态时稳定关闭 的进气阀门(71)，在计量传递轮组(7)的设定计量级上设置有计数定量轮(9)，计数定量 轮(9)轴上不同位置适当的不同部位上设置了定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14)，每个定量缺口面与另一个定量缺口面之间相差一定角度；与定量缺口 1(12)、定量 缺口 2(13)、定量缺口 3(14) —一相对应的是开启或恢复进气阀门(71)的控制状态的过程 中，刀前部受驱动通过计数定量轮(9)轴时可以相应回缩、通过后又自动复原的弹簧卡刀 1 (15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)；弹簧卡刀1 (15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75) 安装在与磁铁控制副臂(16)为一体的刀架(76)上；这是为了彻底解决结构不同的气表中 燃气的隔离问题，使电子装置在气表中使用更安全，使用了磁铁控制副臂(16)和副臂外壳 (41)；磁铁控制副臂(16)上的控制副臂磁铁1(69)，与磁铁控制臂(77)上的磁铁控制臂磁 铁1(82)隔着密封隔离盒G6)异性相吸，形成同步联动。如果在一些型号的气表中无需隔 离气体，因而不使用磁铁控制副臂(16)和密封隔离盒G6)和副臂外壳Gl)时，弹簧卡刀 1(15)、弹簧卡刀2(74)、弹簧卡刀3(75)就安装在与磁铁控制臂(77)为一体的刀架(76) 上；安装在密封隔离盒G6)上部能够左右转动的磁铁控制臂(77)上的另一侧固定有离合 电磁铁(65)，离合电磁铁(65)与磁铁控制臂(77)共同转动；离合电磁铁(65)外部有磁屏 蔽套(98)。与磁铁控制臂(77)分别转动或共同转动的离合齿轮(62)，与磁铁控制臂(77) 同轴心、离合齿轮(62)轴上有离合作用孔(72)，离合电磁铁(65)的可伸缩作用杆(63)在 无电静态时置于磁铁控制臂(77)轴上的离合孔(73)中，在通电动态时从离合孔(73)伸 入离合齿轮(62)轴上的离合作用孔(72)中；电动机09)通过减速齿轮组(XT)驱动离合 齿轮(62)，在可伸缩作用杆(63)伸入离合齿轮(62)轴上的离合作用孔(72)中情况下，驱 动磁铁控制臂(77)转动；电动机09)及离合电磁铁(65)与智能电路板(17)电联接；处 于阀门支架盒(78)上的磁铁控制臂(77)，其转动轨迹的左、中、右部位的密封隔离盒06) 上的相应位置，分别设置有第一位置开关Kl (81)、第二位置开关K2 (80)和第三位置开关K3(79)；其中第二位置开关Κ2 (80)与第一位置开关Kl (81)的“非逻辑”构成“与逻辑”关 系(即F L2 ·Κ )；第一位置开关Kl (81)、第二位置开关Κ2 (80)和第三位置开关Κ3 (79) 分别与智能电路板(17)电联连；第一位置开关Kl (81)在进气阀门(71)处于关闭位置时开 启控制电路、第三位置开关Κ3 (79)在控制电路开阀驱动结束时关闭控制电路、第二位置开 关Κ2(80)在供气过程中开阀状态下开启控制电路；驱动电路的是否启动取决于控制电路 对供气条件的智能判别；第二种情况是在维修时开启气表外壳。在上述技术方案中，当气表内阀门具体采用球阀、陶瓷阀等转轴式进气阀门(71) 时，将转动中相互磁作用力最大的扇形的下作用磁铁G7)固定在密封隔离盒G6)上，与下 作用磁铁G7)相互作用的磁铁控制臂磁铁1(82)也是扇形强磁铁；为了在需要关闭进气 阀门(71)时获得足够强大的关阀磁力，转动的磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁07) 在已将进气阀门(71)关闭时，仍然不完全重合。磁铁控制臂磁铁1(8 以有一根磁铁轴 (101)，磁铁轴(101)插在磁铁控制臂(77)上的磁铁轴孔(138)，磁铁控制臂磁铁1(82)在 离开固定的下作用磁铁G7)时，随下作用磁铁G7)变化的磁力线转动。如果将磁铁控制 臂磁铁1(82)与磁铁控制臂(77)固为一体也是可以的，减少了可动部件，只是增加了受下 作用磁铁G7)的磁力线作用的磁铁控制臂磁铁1(82)扭转阻力，可能对弱磁力情况下的控 制灵敏度有一定程度的影响。为了在进行定量控制时只需要有仅仅能够移动磁体本身的相 对微弱的磁力，在转轴(9 上固定有转动手柄(99)，转动手柄(99)转动90度即开启或关 闭阀门；磁铁控制臂磁铁1 (82)通过小于90度的空转位移后(一般空转位移约70-85度) 再推动转动手柄(99)控制进气阀门(71)；可在转轴(9 上转动的磁铁控制臂(77)与转动 手柄(99)同轴；在转动手柄(99)上设限位作用部1(88)、限位作用部2 (89)，也可将限位作 用部1(88)、限位作用部2 (89)改为在磁铁控制臂(77)上设限位作用部3 (90)、限位作用部 4(91)，其作用原理完全相同即为开阀启动中开启进气阀门(71)前，磁铁控制臂(77)相对 转动手柄(99)向开阀方向空转位移约70-85度，再推动转动手柄(99)转动90度开启进气 阀门(71)；同样在关阀过程中，磁铁控制臂(77)相对转动手柄(99)向关阀方向主动空转 位移约70-85度(空转角度小于90度，包含定量控制中转动的角度)，并在空转位移之后由 磁铁控制臂(77)推动转动手柄(99)转动90度关断进气阀门(71)。这样，在未加控制的自 由状态时，由于控制机构的磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁07)异性相吸，进气阀门 (71)将自动地处于稳定关闭状态；在上述技术方案中，当气表内阀门具体采用先导阀门时，下作用磁铁G7)在阀门 支架盒(78)内上下移动，下作用磁铁G7)通过杠杆支点08)位于其中部的杠杆(50)联 接另一端的胶滑阀(53)，胶滑阀(53)套入阀门橡胶碗(54)上的内骨架(51)中，用于松开 或压紧阀门橡胶碗(54)底部的泄流孔(84)，开启或关闭进气阀门(71)；内骨架(51)与橡 胶碗大骨架(52)、橡胶碗小骨架(56)固定为一体，橡胶碗大骨架(52)、橡胶碗小骨架(56) 之间有阀门橡胶碗(54)，阀门橡胶碗(54)上有先导孔09)、阀门橡胶碗(54)底部有泄流 孔(84)；阀门橡胶碗(54)内形成一个压力室(85)，压力室(8 经先导孔09)和泄流孔 (84)将阀门进气口与出气口沟通；进气阀门(71)在未加控制的自由状态时，由于控制机构 的磁铁控制臂磁铁1 (82)与下作用磁铁07)异性相吸而自动地处于稳定关闭状态；而在分 离异性相吸的磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁(47)、为适应打开阀门的需要，增加了 一只磁铁控制臂磁铁2(83)，并在开阀时把同性相斥的磁铁控制臂磁铁2(83)与下作用磁铁G7)置于主要相互作用位置、从而开启进气阀门(71)，并将关闭进气阀门(71)所需的能 量，寄存在开启进气阀门(71)时所产生的磁铁控制臂磁铁1(82)的位移上；本实用新型方案为了在有需要时从内部将气表外壳，特别是用气表上外壳(1)和 气表下外壳(107)将整个气表密闭起来，从内部加以锁闭在阀门支架盒(78)下安装了带 锁舌弹簧(109)的锁舌(110)，将气表上外壳(1)用螺丝固定在阀门支架盒(78)上，再将气 表下外壳(107)与气表上外壳(1)错位相扣后再顶紧密闭为一体，同时锁舌(110)在锁舌 弹簧(109)作用下将已密闭的气表下外壳(107)顶住，即把气表从内部自动锁闭。若开启 气表的锁闭外壳，需要电动机09)在离合电磁铁(65)不上电时逆向驱动减速齿轮组(27)、 驱动减速齿轮(108)，减速齿轮(108)上的单向开锁杆(11 带动锁舌(110)上的锁舌钩 (111)、带动锁舌(110)从而打开密闭在一起的的气表上外壳(1)和气表下外壳(107)的锁 闭，就把气表外壳打开了。也可以在减速齿轮(108)上设开锁杆(131)，锁舌(110)上设单 向锁舌钩(132)，锁闭和开锁的效果是相同的。为了避免外界的磁干扰或攻击，在所述的智能控制气表使用非磁性材料的外壳 时，在上外壳(1)和气表下外壳(107)内，安装有磁屏蔽罩(86)。如果外壳使用磁性的钢、 铁材料，整体的大磁屏蔽罩(86)也就不需要了。本实用新型方案中，智能气表在每一轮正常供气过程中，弹簧卡刀2(74)通过定 量缺口 2(13)时，智能电路上电被启动，有一次瞬时供电工作，使用IC卡、电话通讯线、无线 通讯网、宽频带信息网络或专用气表网络等信息载体向气表控制电路输入特定数字电子信 号，或将已存供气信息，经气表智能控制电路判别，即可有条件地启动执行机构，开启气表 控制执行装置恢复智能气表至控制起始态；若不苻合供气条件，则可有欠费报警，仍继续供 气至一轮供气完成后无需供电即自动关断进气阀门，同时又短时启动智能电路，进行供气 条件智能判别。实施本实用新型具有以下有益效果本实用新型使用机械控制过程询问收费、供完气不用电自动稳定关阀的方式，电 子指令一开始执行并完成后就具有无条件由机械部分强制继续执行不可撤消的性质，完全 改变了传统的非电量电测技术必须依赖不间断供电才能正常工作的经典模式，彻底消除了 目前阶段已有的智能气表的应用给计量、控制、收费、管理、以及机械和电子双显示不符合 国家计量法带来的困扰！本实用新型智能控制气表、远传型智能控制气表在不供电条件下正常稳定供气， 在每一轮正常供气过程中，智能电路只需要有一次瞬时供电检验供气条件、进行智能判别， 有条件地启动控制执行机构，开启气表控制装置恢复智能气表至下一次供气控制起始态； 若用户破坏、不供电、不缴费及不苻合供气条件，则继续完成预定供气量后不需供给电力自 动关断气表内阀门停止供气；或在已缴费及符合供气条件时启动表内微型电动机，恢复控 制机构至供气状态，在继续完成预定供气量后又开始新一轮供气。高抗攻击、高抗干扰、高 度可靠，由此排除了电源对气量转换成电量的影响或制约、及进而对数据和控制造成的制 约，防止了环境、人员、设备、电源对智能控制气表工作的干扰及变量因素，本气表因而长期 使用稳定可靠。同时，本实用新型在需要时可以从气表内部对气表盖、表内阀门、阀门开启关闭系 统、控制电路等整体加密锁闭紧固为一体，能够防止非供气管理维修人员非法非破坏性自行开启或拆卸气表铅封和气表内部零部件。若进行攻击，搞坏电源、拆卸电路、破坏结构等， 气表在供完一次定量后不需任何电能或外力就自动关闭阀门停止供气，攻击行为将损害攻 击者自己；对自己的财产或生活设施进行破坏性攻击，只有损失而没有收益，在正常情况下 也不会发生；因此具有极高的抗攻击性，从而防止非供气管理人员非法非破坏性自行开启 或拆卸气表。实施本实用新型，采用单一机械指针/数字字轮显示通过气表的瞬时流量大小和 累积流量读数，统一用气量读数；电子数据传送供气指令，不参与过程控制，机械数字显示 用气结果，彻底解决了现有智能气表及远传气表同时具有电子数字显示和机械数字显示用 气读数的双显示或多显示用气数据的重大结构缺陷。本实用新型方案能在区域供气管理或小区域供气集中管理时作为有条件控制的 远传型智能控制气表。实现智能气表和远传型智能气表的功能统一。为管好供气用气从设 备上、技术上彻底解决气费拖欠、扯皮，为搞好现代化的物业管理及实现供气收费管理信息 化、数字化、计算机化，提供强力有效的管理、控制的执行手段。也为智能气表未来的推广应 用带来全新的可能。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1智能控制气表(先导阀型)结构示意图图2智能控制气表(转轴式球阀型)结构示意图图3智能控制气表(转轴式球阀型)结构右视图图4智能控制气表(转轴式陶瓷阀型)结构示意图图5转轴型阀门开启控制作用示意图图6转轴型阀门关闭控制作用示意图图7智能控制气表电气控制部分电路图图8智能控制气表电原理框图图9智能控制气表机械程序控制图图10智能控制气表电动磁控先导阀门关断作用原理示意图图11智能控制气表电动磁控先导阀门开启作用原理示意图图12弹簧卡刀与定量缺口控制原理示意图图13气表内部不需要隔离密封的智能控制气表结构示意图图14气表中工作的外转子无刷隔离式微型减速电机图15气表中工作的转子在内的隔离式步进微型减速电机图16远传型智能控制气表结构原理示意图图中，1、气表上外壳2、表盖3、表玻璃密封胶圈4、计数显示装置5、表盘6、叶 轮端齿轮7、计量传递轮组8、端齿轮9、计数定量轮10、表玻璃12、定量缺口 1 13、定量 缺口 2 14、定量缺口 3 15、弹簧卡刀116、磁铁控制副臂17、智能电路板18、阀门支架19、 显示口 20、上陶瓷片21、离合齿轮垫圈22、离合齿轮开口挡圈23、离合齿轮轴24、控制 副臂轴25、控制副臂防水胶圈26、下陶瓷片27、减速齿轮组28、IC卡29、电动机30、卡 拔出口挡片31、IC卡口 34、气表进气口 35、卡刀前部37、密封隔离盒38、内置电池40、气表下外壳41、副臂外壳42、阀门进气口 43、锁盖槽44、锁舌45、外置补充电池46、密 封隔离盒47、下作用磁铁48、杠杆支点49、先导孔50、杠杆51、内骨架52、橡胶碗大骨 架53、胶滑阀54、阀门橡胶碗55、胶阀门导杆56、橡胶碗小骨架57、止回阀片58、止回 阀阀板胶垫59、止回阀弹簧60、止回阀阀体61、止回阀大胶垫62、离合齿轮63、可伸缩 作用杆64、电磁铁紧固螺丝65、离合电磁铁66、气表出气口 67、过渡齿轮69、控制副臂 磁铁1 70、控制副臂磁铁2 71、进气阀门72、离合作用孔73、离合孔74、弹簧卡刀2 75、 弹簧卡刀3 76、刀架77、磁铁控制臂78、电磁铁磁屏蔽罩79、第三位置开关K3 80、第二 位置开关K2 81、第一位置开关Kl 82、磁铁控制臂磁铁1 83、磁铁控制臂磁铁2 84、泄流 孔85、压力室86、磁屏蔽罩88、限位作用部1 89、限位作用部2 90、限位作用部3 91、限 位作用部4 92、锁舌弹簧93、转轴94、转轴挡圈95、转轴密封圈96、阀体97、球阀密封件 98、磁屏蔽套99、转动手柄100、非接触IC卡卡座开关101、磁铁轴102、单向橡胶开关卡 子103、外接电池接头104、外接电池接头105、阀体106、止回阀107、气表下外壳108、 减速齿轮109、锁舌弹簧110、锁舌111、锁舌钩112、单向开锁杆113、内定子114、外转 子115、外定子116、线圈绕组117、密封材料118、内转子131、开锁杆132、单向锁舌钩 134、非接触IC卡座135、IC卡座开关触点136、阀门出气口 137、阀门进气口 138、磁铁轴 孔139、IC卡座紧固部140、密封隔离盒盖141、磁铁控制副臂盖142、转轴球阀球体143、 上陶瓷阀片144、下陶瓷阀片145、驱动电路块146、远传线
具体实施方式本实用新型是这样实现的在机械气表表壳中，通过气表的气流量经气表检测计 量、计量值传递累积，用机械数字滚轮(字轮)或齿轮上的数字来显示累计流量和瞬时流 量读数，在气量的计量值传递轮中，设定一个适当的计量定量等级，例如设定在0. 1立方米 (百公斤)计量轮上，设置计数定量轮(9)，这个计数定量轮(9)可以是齿轮，也可以是滚 轮(字轮)，这个计数定量轮(9)转动一圈就是1立方米气流量。在计数定量轮(9)轴上 的轮轴中心、且不同长度位置、不同角度的部位上，设置有为便于转动中依次循环控制的三 个定量控制缺口定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14)，一个定量缺口转过去后 再接着下一个定量缺口 ；与每个定量缺口一一相对应的是刀身带有弹簧、长度可以伸缩的 弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (7 ；三个弹簧卡刀中每两个弹簧卡刀之同相 隔距离略大于或等于计数定量轮(9)轴的直径，在任意时刻保证只有一只弹簧卡刀接触计 数定量轮(9)的轴或一个定量缺口面。把三个弹簧卡刀安装在与磁铁控制副臂(16)固定 为一体的刀架(76)上，用磁铁控制副臂盖(141)将磁铁控制副臂(16)及固定为一体的刀 架(76)、弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)、计数定量轮(9) 一起集成在密 封隔离盒G6)上；磁铁控制副臂(16)的控制副臂磁铁1(69)，与磁铁控制臂(77)上的磁 铁控制臂磁铁1(82)隔着密封隔离盒G6)异性相吸。副臂磁铁可以是一个磁铁，与磁铁控 制臂磁铁1(82)或磁铁控制臂磁铁2(83)异性相吸；在采用图1的先导阀时，也可以是两个 极性相互倒置的磁铁控制副臂磁铁1 (69)、控制副臂磁铁2 (70)，与磁铁控制臂磁铁1 (82) 和磁铁控制臂磁铁2 (83)异性相吸，同步移动；在隔着密封隔离盒G6)的适当距离上需要 能满足磁铁控制副臂(16)和磁铁控制臂(77)之间适度的磁吸引力。在不需要将气体隔离 时，副臂外壳(41)、磁铁控制副臂(16)、外壳内架(133)、控制副臂磁铁1(69)等就不用了 ；从安全性讲，装在气表内，将所有机械电子装置全部装在密封隔离盒G6)内最好。在磁铁 控制臂(77)上的磁铁控制臂磁铁1(82)与阀门支架盒(78)内的下作用磁铁G7)相互距 离较远异性相吸磁力较弱时，磁铁控制副臂(16)上的弹簧卡刀被计数定量轮(9)阻挡，磁 铁控制臂(77)也就同时被阻挡；但同时这个微力作用于转动的定量缺口面，对计数定量轮 (9)的计量转动力造成了摩擦力损耗，但也转化为计量转动力，作了适当补偿。当继续供气， 计数定量轮(9)转动，定量缺口 1 (1 、定量缺口 2 (13)、依次放过弹簧卡刀1 (1 、弹簧卡刀 2 (74)，定量缺口 3 (14)的位置挡住弹簧卡刀3 (75)，第二位置开关K2 (80)闭合，智能电路板 (17)上电，电子电路经接收信息或处理已存信息并智能判别，若符合下一轮供气条件，智能 电路板(17)启动驱动电路，电动机09)上电、驱动减速齿轮组、2Τ)；离合电磁铁(65)上 电、可伸缩作用杆(63)从磁铁控制臂(77)轴上的离合孔(73)伸入离合齿轮(62)轴上的 离合作用孔(72)中；电动机09)通过减速齿轮组07)驱动离合齿轮(62)，在可伸缩作用 杆(63)伸入离合齿轮(62)轴上的离合作用孔(72)中情况下，驱动磁铁控制臂(77)，将磁 铁控制臂(77)转动回新一轮供气的开始状态，磁铁控制副臂(16)也转动回新一轮供气的 开始状态之前的预备状态，磁铁控制副臂(16)上的弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀1(1 刀身前 端回缩、依次压缩自身长度通过计数定量轮(9)，弹簧卡刀1(1 代替压在定量缺口 3(14) 上的弹簧卡刀3(75)、压在计数定量轮(9)轴上尚未转动到位的定量缺口 1(1 上，这样 又继续完成本轮供气的余量，和新的一轮供气定量。若智能电路板(17)上电，经接收信息 或处理已存信息并智能判别，若不符合下一轮供气条件，电路报警要求用户缴费充值，此时 继续供气；如果智能电路板(17)未能上电，未能进行判别，或进行判别但功率驱动电路未 能起动(无电或电力不足)，此时也继续供气，计数定量轮(9)继续转动，直至计数定量轮 (9)转动至定量缺口 3(14)放过弹簧卡刀3 (75)，本次定量供气完成。此时磁铁控制臂磁铁 1(82)与下作用磁铁G7)相互距离近异性相吸磁力强，因此相吸在一起，进气阀门(71)稳 定关闭。这时磁铁控制臂(77)就转到关阀位置。具体采用转轴式阀门(例如球阀、陶瓷阀 等)还是先导式阀门，或者其它种类阀门的工作过程，后面再分别加以说明。若是在第二位 置开关K2(80)闭合、智能电路板(17)上电未能符合供气条件后，又继续供气至阀门关断期 间，用户又去缴纳了费用，此时关阀停气后第一位置开关Kl (81)闭合，智能电路板(17)上 电，经接收信息或处理已存信息并智能判别，若符合新一轮供气条件，智能电路板(17)启 动驱动电路，电动机09)上电、驱动减速齿轮组、2Τ)；离合电磁铁(65)上电、可伸缩作用 杆(63)从磁铁控制臂(77)轴上的离合孔(73)伸入离合齿轮(62)轴上的离合作用孔(72) 中；电动机09)通过减速齿轮组(XT)驱动离合齿轮(62)，在可伸缩作用杆(63)伸入离合 作用孔(72)中情况下，驱动磁铁控制臂(77)，将磁铁控制臂(77)转动回新一轮供气的开始 状态，、弹簧卡刀3 (75)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀1(1 依次压缩自身长度通过计数定量 轮(9)，弹簧卡刀1(1 压在计数定量轮(9)轴上，进气阀门(71)开启，开始新一轮定量供 气。 下面分别叙述采用不同阀门时的情况1、气表内采用先导式进气阀门(71)时，所 述控制机构中的下作用磁铁G7)在密封隔离盒06)内可以上下滑动，与下作用磁铁G7) 相互作用的磁铁控制臂(77)，其转轴(93)在密封隔离盒06)上，磁铁控制臂(77)能够在 密封隔离盒G6)上左右转动，磁铁控制臂(77)上固定有二个极性互为倒置的磁铁控制臂 磁铁1(82)和磁铁控制臂磁铁2 (83)；下作用磁铁07)通过杠杆支点08)位于其中部的杠杆(50)联接另一端的胶滑阀(53)，胶滑阀(53)套入阀门橡胶碗(54)上的内骨架(51) 中，用于向上松开拉动或向下压紧阀门橡胶碗(54)；内骨架(51)与橡胶碗大骨架(52)、橡 胶碗小骨架(56)固定为一体，橡胶碗大骨架(52)、橡胶碗小骨架(56)之间有阀门橡胶碗 (54)，阀门橡胶碗(54)上有先导孔(49)、阀门橡胶碗(54)底部有泄流孔(84)；阀门橡胶碗 (54)内形成一个压力室(85)，压力室(85)经先导孔09)和泄流孔(84)将阀门进气口与 出气口沟通；当磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁G7)异性相吸，下作用磁铁G7)向上 滑动，带动胶滑阀(5 向下滑动，压紧阀门橡胶碗64)、并压紧底部的泄流孔(84)，关闭进 气阀门(71)；当磁铁控制臂磁铁2 (83)与下作用磁铁07)同性相斥，下作用磁铁G7)向 下滑动，带动胶滑阀(5 向上滑动、松开底部的泄流孔(84)，并向上拉动阀门橡胶碗64)， 这样就打开了进气阀门(71)。2、气表内采用转轴式阀门(球阀、陶瓷阀等)时，扇形强磁 铁的下作用磁铁G7)固定在密封隔离盒G6)上，与下作用磁铁G7)相互作用的磁铁控制 臂磁铁1(82)同样也是扇形强磁铁；转轴式阀门的转轴(93)上固定有开关阀门的转动手柄 (99)，磁铁控制臂(77)的转动轴是套在离合齿轮(62)的轴上的，离合齿轮(62)的轴又套 在转轴(93)上，即磁铁控制臂(77)和离合齿轮(62)是以转轴(93)为转动轴心的。磁铁控 制臂(77)与转动手柄(99)在控制中及启动中相互之间作小于90度、约70-85度的空转位 移，并在空转位移之后由磁铁控制臂(77)推动转动手柄(99)转动90度打开或关断进气阀 门(71)。因此在转动手柄(99)上设有限位作用部1(88)和限位作用部2 (89)；或把限位作 用部设在磁铁控制臂(77)上，即限位作用部3(90)、限位作用部4(91)，其作用为磁铁控制 臂(77)相对于转动手柄(99)作小于90度约70-85度的空转位移后，再推动转动手柄(99) 转动位移90度，开启或关闭进气阀门(71)。由于开阀与关阀是一个逆过程，在开启进气阀 门(71)时需要输入动力，在关闭进气阀门(71)时，只需释放拉开的异性相吸的磁力、并创 造条件在这个磁力微小时加以控制，在这个磁力强大时用于关阀即可。电动机09)通过减 速齿轮组07)驱动离合齿轮(62)，驱动分两种情况一是开启阀门，给离合电磁铁(65)供 电、可伸缩作用杆(63)伸入离合作用孔(72)中情况下，电动机09)通过减速齿轮组(XT) 驱动离合齿轮(62)和磁铁控制臂(77)，分离异性相吸的磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用 磁铁G7) ；二是打开锁闭的外壳，在离合电磁铁(6 不通电情况下，电机启动通过减速齿 轮组(XT)减速齿轮组(27)、逆向驱动减速齿轮(108)，带动锁舌(110)打开密闭在一起的 的气表上外壳(1)和气表下外壳(107)的锁闭。离合电磁铁(6 的情况也可分为三种一 是在通电时将磁铁控制臂(77)和离合齿轮(6 连接为一体，在电动机09)通过减速齿轮 组(XT)驱动下共同转动(开启阀门)；二是在不通电时任由磁铁控制臂磁铁1(82)与下作 用磁铁G7)异性相吸关阀(定量供气完成后关闭阀门)；三是在不通电时任由电动机09) 通电逆向驱动减速齿轮组(XT)打开外壳的锁闭。有一部份气表用铅封封闭外壳，为了解决 管理的另一难题信用铅封问题，本实用新型特别将整个气表密闭起来在阀门支架盒(78) 下设置了带锁舌弹簧(109)的锁舌(110)，锁舌(110)安在阀门支架盒(78)下方；将气表 上外壳(1)用螺丝固定在阀门支架盒(78)上，再把阀门支架盒(78)下的锁舌(110)的锁 舌弹簧(109)压紧，把气表下外壳(107)错位装入气表上外壳(1)的卡口内，再将气表下外 壳(107)与气表上外壳(1)推正，外壳密闭，同时锁舌弹簧(109)将锁舌(110)自动复原， 锁舌(110)将已密闭的气表下外壳(107)顶住自动锁闭。若需要开启气表的锁闭外盖，则 电动机09)在离合电磁铁(6 不上电时逆向驱动减速齿轮组(27)、驱动减速齿轮(108)，减速齿轮(108)上的单向开锁杆(112)带动锁舌(110)上的锁舌钩(111)、带动锁舌(110) 从而打开密闭在一起的的气表上外壳(1)和气表下外壳(107)的锁闭，再推动气表下外壳 (107)与气表上外壳(1)错开，就把气表外壳打开了。也可以在减速齿轮(108)上设开锁杆 (131)，锁舌(110)上设单向锁舌钩(132)，锁闭和开锁的效果是相同的。如果是不需要隔离气体的气表机芯，就不使用磁铁控制副臂(16)，也不使用作用 为将磁铁控制副臂(16)隔离在气表压力气中的副臂外壳01)。把三个长度可以伸缩或卡 刀前部(35)可以回缩的弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)安装在与磁铁控 制臂(77)为一体的刀架(76)上，与计数定量轮(9)轴上的定量控制缺口定量缺口 1(12)、 定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14) —一相对应就可以了。由于使用了多个磁铁，为防止外部磁干扰，除了有铁质的气表上外壳(1)和气表 下外壳(107)，在可能出现磁攻击部位安装了磁屏蔽罩(86)。下面结合例图进行说明。在例图中，为了将主要部分的结构表现得较为清楚，图中 将一些次要的或气表原结构中不需作表述的部分作了适当的省略；同时，对于前面已作了 诸多详细说明的，下面的说明就作了适当的省略。图1是智能控制气表(先导阀型)结构示意图，在静态的进气阀门(71)关闭状态 时，磁铁控制臂磁铁1(82)与阀门支架盒(78)内的下作用磁铁G7)隔着阀门支架盒(78) 异性相吸，下作用磁铁G7)通过杠杆支点08)位于其中部的杠杆(50)另一端的胶滑阀 (53)，将阀门橡胶碗(54)底部的泄流孔(84)压紧，橡胶碗大骨架(52)、橡胶碗小骨架(56) 及阀门橡胶碗(54)将进气阀门(71)关闭；第一位置开关Kl (81)处于合上状态为K1，智能 电路板(17)中的控制电路上电，智能电路板(17)接收条件开阀指令或对已存供气信息智 能判别，智能电路板(17)中的驱动电路上电，电动机09)上电，离合电磁铁(65)上电 ’离 合电磁铁(65)的可伸缩作用杆(63)从离合孔(73)中伸入离合齿轮(62)轴上的离合作用 孔中，磁铁控制臂(77)和离合齿轮(6 连接为一体共同转动；电动机09)通电驱 动减速齿轮组(27)、离合齿轮(62)、磁铁控制臂(77)开始转动；与磁铁控制臂磁铁1(82) 同步转动的控制副臂磁铁1(69)上的弹簧卡刀3 (75)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀1(15)依 次缩短刀身退过计数定量轮(9)；弹簧卡刀2(74)}经过第二位置开关K2 (80)，第二位置 开关K2(80)处于合上状态，电路正在工作，触发无效；也由于电路设计中的逻辑关系(即 F-K2 ·石)，第二位置开关Κ2(80)也不触发正在工作的智能电路板(17)中的电路，故不 存在竞争冒险；磁铁控制臂(77)继续转动，弹簧卡刀3(7 通过计数定量轮(9)轴上的定 量缺口 3 (14)，弹簧卡刀2(74)刀身弹簧回缩通过定量缺口 2 (13)，弹簧卡刀1(15)刀身弹 簧回缩通过定量缺口 1(12)，磁铁控制臂(77)到达第三位置开关K3 (79)处，第三位置开关 K3(79)发出停止指令，智能电路板(17)中的控制电路掉电、驱动电路掉电，电动机掉电、离 合电磁铁(65)掉电；可伸缩作用杆(63)从离合作用孔(72)中退出，磁铁控制臂(77)与离 合齿轮(62)分离；弹簧卡刀1(15)在磁铁控制臂磁铁1 (82)与下作用磁铁07)异性相吸 的微力作用下回至计数定量轮(9)轴处，被尚未转动到位的定量缺口 1(1 阻挡；转动的磁 铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁07)分离，磁铁控制臂磁铁2(83)与下作用磁铁07) 同性相斥，下作用磁铁G7)向下滑动，带动胶滑阀(5 向上拉动阀门橡胶碗64)、松开泄 流孔(84)，进气阀门(71)开启，开始供气。供气过程中计量传递轮组(7)及计数定量轮 (9)转动，弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(74)、依次通过定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)，第二位置开关K2(80)闭合，智能电路板(17)上电，经接收信息或处理已存信息并智能判别， 若不符合下一轮供气条件，电路可有声光报警要求用户缴费充值，供气继续；或智能电路板 (17)未能上电，此时供气也继续；直至计数定量轮(9)转动至定量缺口 3(14)放过弹簧卡 刀3 (75)，磁铁控制臂磁铁2 (83)与下作用磁铁07)同性相斥、磁铁控制臂磁铁1 (82)与下 作用磁铁G7)异性相吸，下作用磁铁G7)通过杠杆(50)带动胶滑阀(53)将阀门橡胶碗 (54)底部的泄流孔(84)及阀门橡胶碗(54)压紧，进气阀门(71)关闭，一轮供气完成。若 在供气过程中第二位置开关Κ2 (80)闭合，智能电路板(17)上电时，经智能判别符合下一轮 供气条件，智能电路板(17)启动驱动电路，电动机09)上电、驱动减速齿轮组(XT) ’离合 电磁铁(65)上电、可伸缩作用杆(63)从离合孔(73)伸入离合作用孔(72)中；电动机(29) 通过减速齿轮组、2Τ)驱动离合齿轮(62)、驱动磁铁控制臂(77)，将磁铁控制臂(77)转动 回新一轮供气的开始状态，磁铁控制副臂(16)也同步转动回新一轮供气开始状态之前的 预备状态，磁铁控制副臂(16)上的弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀1(1 依次压缩自身长度通过 计数定量轮(9)，弹簧卡刀1(1 代替压在定量缺口 3(14)上的弹簧卡刀3 (75)，压在计数 定量轮(9)上尚未转动到位的定量缺口 1(1 上，这样又继续完成本轮供气的余量，和新的 一轮供气定量。 图2是气表内采用转轴式球阀的智能控制气表结构示意图，它的控制过程前面已 作了详细说明，下面的说明相应地就作了适当的省略。在静态的进气阀门(71)(球阀)处于 关闭状态时，固定在密封隔离盒G6)上的下作用磁铁(47)，与磁铁控制臂磁铁1(82)异性 相吸，且处于大部分转动部位重合相吸但不完全重合的强吸力状态；第一位置开关Kl (81) 处于合上状态为K1，智能电路板(17)中的控制电路上电，智能电路板(17)接收条件开阀 供气指令，智能电路板(17)中的驱动电路上电，电动机09)上电，离合电磁铁(65)上电； 离合电磁铁(65)的可伸缩作用杆(63)从离合孔(73)中伸入离合作用孔(72)中，磁铁控 制臂(77)和离合齿轮(6 连接为一体共同转动；电动机09)上电驱动减速齿轮组(27)、 离合齿轮(62)、磁铁控制臂(77)，磁铁控制臂(77)开始转动，磁铁控制臂(77)相对于转 动手柄(99)的空转位移约85度(小于90度)；磁铁控制臂(77)继续转动、推动转动手柄 (99)转动90度，开启球阀进气阀门(71)；与磁铁控制臂磁铁1(82)同步转动的控制副臂磁 铁1(69)上的弹簧卡刀3 (75)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀1(1 依次缩短刀身退过计数定 量轮(9)其中，开阀时的磁铁控制臂(77) {弹簧卡刀2 (74)}经过第二位置开关K2 (80)，由 于电路设计中的逻辑关系(即F i2 ·石)，第二位置开关K2(80)不触发正在工作的智能 电路板(17)中的电路；磁铁控制臂(77)继续转动，弹簧卡刀3 (75)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧 卡刀1(1 刀身弹簧回缩通过计数定量轮(9)轴上的定量缺口 3(14)，定量缺口 2(13)，定 量缺口 1(12)，磁铁控制臂(77)到达第三位置开关K3 (79)处，第三位置开关K3 (79)发出停 止指令，智能电路板(17)中的控制电路掉电、驱动电路掉电，离合电磁铁(65)掉电；可伸缩 作用杆(63)从离合作用孔(72)中退出，磁铁控制臂(77)与离合齿轮(62)分离；弹簧卡刀 1(15)在磁铁控制臂磁铁1 (82)与下作用磁铁07)异性相吸的微力作用下回至计数定量 轮(9)轴处，但被尚未转动到位的定量缺口 1(1 阻挡，一轮定量供气开始；供气过程中计 量传递轮组(7)及计数定量轮(9)转动，由于磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁07)的 异性相吸作用，磁铁控制臂磁铁1(82)及控制副臂磁铁1(69)向关阀方向总共要空转位移 约85度(角度小于90度)。弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(74)、依次通过定量缺口 1(12)、定量缺口 2 (13)，第二位置开关K2 (80)闭合，智能电路板(17)上电，经接收信息或处理已 存信息并智能判别，若不符合下一轮供气条件，电路可有声光报警要求用户缴费充值，供气 仍继续；或智能电路板(17)未能上电，此时供气也继续，直至计数定量轮(9)转动至定量缺 口 3(14)放过弹簧卡刀3 (75)，磁铁控制臂磁铁1(8 空转完毕，推动转动手柄(99)转动 90度，将进气阀门(71)关闭，一轮定量供气完成。若在第二位置开关K2 (80)闭合智能电路 板(17)上电时，经智能判别符合下一轮供气条件，智能电路板(17)启动驱动电路，电动机 (29)上电、驱动减速齿轮组(XT)；离合电磁铁阳5)上电、可伸缩作用杆(63)从离合孔(73) 伸入离合作用孔(72)中；电动机09)通过减速齿轮组(XT)驱动离合齿轮(62)、驱动磁铁 控制臂(77)，将磁铁控制臂(77)转动回新一轮供气的开始状态，磁铁控制副臂(16)也同步 转动回新一轮供气的开始状态之前的预备状态，磁铁控制副臂(16)上的弹簧卡刀2(74)、 弹簧卡刀1(1 依次压缩自身长度通过计数定量轮(9)，弹簧卡刀1(1 代替压在定量缺口 3(14)上的弹簧卡刀3 (75)，压在计数定量轮(9)上尚未转动到位的定量缺口 1(1 上，这 样又继续完成本轮供气的余量，和新的一轮供气过程。图3是转轴式球阀智能控制气表结构的右视图，图中展示了各零、部件的结构位 置，为了看得清楚一些，在无关控制原理的情况下，将一些零件作了适当移动。图4是气表内采用转轴式陶瓷阀的智能控制气表结构示意图，它的控制方法、控 制过程与图2完全相同，不同之处仅在于虽然都是转轴式阀门，但一个是球阀，一个是陶瓷 阀，此处就不赘述了。同样地，本实用新型适用于其它类似的转轴式等阀门就不一一例举 了。图5是转轴型阀门开启控制作用原理示意图，图6是转轴型阀门关闭控制作用原 理示意图，示意图标示了在关阀状态和开阀状态时扇状磁铁的位置。采用扇状磁铁是为了 在有限的位置获得较大的关闭阀门的磁力。为了解决球阀等转轴式阀门在关阀作业的尾段 的有效磁作用力不足的问题，磁铁控制臂磁铁1(82)和下作用磁铁07)在直至关阀的静止 状态，仍然处于不完全重合的相互强吸引位置，仍有很大的转动吸力。在开阀状态，两个扇 状磁铁相互转动角度170多度(小于180度)，由于磁力线从N到S的特殊性，相互吸力相 对微小，方便用之于过程控制。图7是智能控制气表的电气控制部分电路图，也对上述的电路动作过程作了相应 的图示说明。特别说明，磁铁控制臂(77)由开阀位置向关阀位置、及由关阀位置向开阀位 置经过第二位置开关K2 (80)时，电路的非逻辑是由启动继电器J的自闭保持触点保持的。 在这种情况下，第二位置开关K2 (80)的信号输出也对正在工作的电路也不起作用。图8是智能控制气表电原理框图，其工作过程简述如下第一位置开关Kl (81)闭 合，电路工作；或第二位置开关K2 (80)闭合，且符合逻辑关系(即F_K2 · )，电压检测 正常，电路状态正常，电路工作电源指示短时上电指示，IC卡座(134)内有IC卡08)，IC 卡(28)引脚与卡座各触点稳定接触，或使用非接触式IC卡，IC卡(28)置于IC卡座(134) 内，IC卡座开关触点(13 接通……，IC卡08)与脱机终端微处理器进行串行数据通讯， 进行IC卡08)识别、密码校验，访问IC卡08)数据区、检查是否不为“零”，若正确，微处 理器输出一个扣费及启动信号，IC卡存储数值减运算，寄存器写入数据，经确认后，驱动电 路启动电动机09)和离合电磁铁(65)，驱动减速齿轮组、2Τ)开启进气阀门(71)，后面的 过程就不再重复了。上述使用接触型IC卡的说明，在使用非接触型IC卡和其它信息传递方式时，就稍有差别了。无论是接触型还是非接触型IC卡，如果要再次启动电路，应拔出IC 卡(28)再插入IC卡座(134)。图9是智能控制气表机械程序控制图，机械程序控制过程前面已作了详细说明， 在此就不重复了。图10是智能控制气表采用电动磁控先导阀门的关断作用原理示意图，图11是智 能控制气表电动磁控先导阀门的开启作用原理示意图，由于前面已作了详细说明，在此就 不再赘述了。图12是智能控制气表中控制部分的弹簧卡刀与定量缺口控制原理示意图；图中 可见，计数定量轮(9)轴上不同部位的不同位置上有定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量 缺口 3 (14)，每个定量缺口的深度几乎都是计数定量轮(9)的轴半径，较薄的刀口与计数定 量轮(9)的轴接触、刀身弯有弹簧或刀身的卡刀前部(35)为弹簧刀口的弹簧卡刀1(15)、 弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3(75)与定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14) 一一 相对应。弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)安装在与磁铁控制副臂(16)或 磁铁控制臂磁铁1(82)为一体的刀架(76)上；弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀 3(75)在供气过程中依次作用于相向转动的计数定量轮(9)上的定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14)。图13是气表内部不需要隔离密封的智能控制气表结构示意图，与图1图2图4的 差别，在于基表使用的气表机芯的可燃气体完全不泄露，气表在原理上不需要将本实用新 型的电子和机械在表内用密封隔离盒G6)与气体隔离。减少了密封隔离盒G6)和磁铁控 制副臂(16)，将弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)、刀架(76)、计数定量轮 (9) 一起集成在磁铁控制臂(77)上，磁铁控制臂(77)安装在阀门支架(18)上。它的这部 分工作过程与图1、图2、图4相同，前面已作了详细说明。图13中，有气表外壳锁闭/开启 作用原理示意图；安装时，将带锁舌弹簧(109)的锁舌(110)压住，把气表上外壳(1)和气 表下外壳(107)错位对正安装槽，松手后把气表上外壳(1)和气表下外壳(107)推正位，锁 舌(110)在锁舌弹簧(109)作用下自动将将气表上外壳(1)和气表下外壳(107)锁闭；要 打开气表上外壳(1)和气表下外壳(107)的锁闭时，在电磁铁(6 不上电时逆向驱动减速 齿轮(108)，减速齿轮(108)上的单向开锁杆(112)带动锁舌(110)上的锁舌钩(111)、带 动锁舌(110)就可以很方便地打开密闭在一起的的气表上外壳(1)和气表下外壳(107)。图14是在气表中工作的外转子无刷隔离式微型减速电机，图15是气表中工作的 转子在内的隔离式步进微型减速电机。由于气表的工作环境和工作条件，以及对气表长期 稳定可靠工作的要求，与普通同类电动机不同之处，仅在于对电机线圈、硅钢片用塑料或树 脂进行了密封防湿处理。这两种电机由于工作中无电刷、无火花、防湿，特别适合在此的应 用。图16给出了远传型智能定量气表结构原理示意图。现有远传气表主要作用是抄 表，不收费不控制，本实用新型的远传型智能定量气表兼具现阶段智能气表和远传气表的 功能它可以作为抄表管理的器具又可以作为收费管理的手段。电路部分仅相似具有密码 校验功能和电动机驱动功能的门锁电路；数据的处理和寄存、收费管理和开阀命令都是用 导线连接至管理处进行集中管理和处理的。并且，机械部份与本实用新型智能控制气表就 完全一样了。是具有收费管理，带阀门、带控制的新型远传智能气表技术方案。除了收费及开阀条件由总机控制，智能电路板(17)可以仅具有密码校验、驱动开阀功能，并由用导线 连接的总机收费、控制和管理，在驱动中更特别适合使用图15具有特殊驱动波形的转子在 内的隔离式步进微型减速电机，其电路简易、高抗干扰、高抗攻击能力更突出。本方案中，接 触型IC卡的卡电路、非接触型IC卡的卡电路和无线基站等都可以不用了。 图2可为说明书摘要附图。
权利要求1. 一种智能控制气表，包括机械式燃气计数表和与其固定为一体的进气阀门；其中所述机械式燃气计数表包括计量传递的计量传递轮组(7)及计数显示装置(4)； 进气阀门(71)包括阀体(105)、控制进气阀门(71)开启或自动关闭的电子和机械控制机 构；其特征在于，进气阀门(71)在未加控制的自由状态时，进气阀门(71)由于控制机构 的磁铁控制臂磁铁1(82)，与控制机构的下作用磁铁07)异性相吸而自动地处于稳定关闭 状态；而在分离异性相吸的磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁07)时，将关闭进气阀门 (71)所需的能量，寄存在开启进气阀门(71)时所产生的磁铁控制臂磁铁1(82)的位移上； 当弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)，弹簧卡刀3(7 连续分别压在计数定量轮(9)上的定 量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14)上时，微弱的磁作用力通过弹簧卡刀作用于 定量缺口面，从而产生推动计数定量轮(9)转动的微力，将弹簧卡刀对计数定量轮(9)计 量转动的摩擦阻力转化为对计数定量轮(9)的微弱的计量轮转动力，适当地补偿磁铁控制 臂(77)通过弹簧卡刀压在计数定量轮(9)轴上的摩擦阻力造成的计量转动力的损失；在 磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁G7)相互距离运异性相吸磁力弱时将磁吸引力用于 过程控制；在磁铁控制臂磁铁1(82)与下作用磁铁G7)相互距离近异性相吸磁力强时将 磁吸引力用于关闭进气阀门(71)；第一位置开关Kl (81)在进气阀门(71)处于关闭位置时 有条件开启控制、驱动电路；第三位置开关K3 (79)在开阀驱动结束时关闭控制、驱动电路； 第二位置开关K2(80)在供气过程中开启控制电路，电路瞬时工作，智能判别供气条件，不 满足供气条件时继续完成预定供气量后不需供给电力自动关断气表内阀门，符合供气条件 时启动表内电机恢复控制机构至新一轮供气状态；单一机械数字显示只是执行电子数字指 令的结果，电子指令一开始执行并完成后就具有无条件由机械部分强制继续执行不可撤消 的性质；安装在气表内密封隔离盒G6)的机械、电子装置通过磁传方式与隔离的磁铁控制 副臂(16)及弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)，弹簧卡刀3(75)构成整体控制装置；弹簧卡 刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)安装在与磁铁控制副臂(16)为一体的刀架(76) 上；磁铁控制副臂(16)上的控制副臂磁铁1(69)，与磁铁控制臂(77)上的磁铁控制臂磁铁 1(82)隔着密封隔离盒G6)异性相吸并联动；所述机械控制机构包括在气表机芯的计量传递轮组(7)设定计量级上有计数定量轮 (9)，计数定量轮(9)轴上不同位置的不同部位上有定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量 缺口 3(14)，每个定量缺口面与另一个定量缺口面之间相差一定角度；与定量缺口 1(12)、 定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14) —一相对应的是开启或恢复进气阀门(71)的控制状态的 过程中，卡刀前部(3 受驱动通过计数定量轮(9)轴时可以相应回缩、通过后又自动复原 的弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3(75)；安装在密封隔离盒06)上部能够左 右转动的磁铁控制臂(77)上的另一侧固定有离合电磁铁(65)，离合电磁铁(65)与磁铁控 制臂(77)共同转动；与磁铁控制臂(77)同轴心、可以与磁铁控制臂(77)分别转动或共同 转动的离合齿轮(62)，离合齿轮(62)轴上有离合作用孔(72)，离合电磁铁(65)的可伸缩 作用杆(63)在无电静态时置于磁铁控制臂(77)轴上的离合孔(73)中，在通电动态时从 离合孔(73)伸入离合齿轮(62)轴上的离合作用孔(72)中；电动机09)通过减速齿轮组 (27)驱动离合齿轮(62)，在可伸缩作用杆(63)伸入离合齿轮阳2)轴上的离合作用孔(72) 中情况下，驱动磁铁控制臂(77)转动；电动机09)及离合电磁铁(65)与智能电路板(17)电联接；所述控制机构中的下作用磁铁G7)固定在密封隔离盒G6)上，转轴式进气阀门(71) 的转轴(93)上固定有转动手柄(99)，与下作用磁铁07)相互作用的磁铁控制臂(77)，其 转动轴心是转轴式进气阀门(71)的转轴(93)，磁铁控制臂(77)上固定有磁铁控制臂磁铁 1(82)；磁铁控制臂(77)在转轴式进气阀门(71)的转动手柄(99)内转动，受转动手柄(99) 上的限位作用部1(88)、限位作用部2 (89)的限位作用，磁铁控制臂(77)与转动手柄(99) 作小于90度的空转相对位移，并在空转位移之后由磁铁控制臂(77)推动转动手柄(99)转 动90度，开启或关闭进气阀门(71)。所述控制机构处于密封隔离盒G6)上的磁铁控制臂(77)，其转动轨迹的左、中、右 部位的密封隔离盒G6)上的相应位置，分别设置有第一位置开关Kl (81)、第二位置开关 K2(80)和第三位置开关Κ3 (79)；所述第一位置开关Kl (81)、第二位置开关Κ2 (80)和第三 位置开关Κ3 (79)分别与智能电路板(17)电联接；所述的智能控制气表，在气表上外壳(1)和气表下外壳(107)内设置有带锁舌弹簧 (109)的锁舌(110)，减速齿轮组、2 )在电磁铁(6 不上电时逆向驱动减速齿轮(108)， 减速齿轮(108)上的单向开锁杆(112)带动锁舌(110)上的锁舌钩(111)、带动锁舌(110) 从而打开密闭在一起的的气表上外壳(1)和气表下外壳(107)的锁闭；所述的智能控制气表，在非磁性材料的气表上外壳(1)和气表下外壳(107)内，安装有 磁屏蔽罩(86)。
2.根据权利要求1所述的智能控制气表，其特征在于，在不使用密封隔离盒G6)及磁 铁控制副臂(16)时，与计数定量轮(9)上定量缺口 1(12)、定量缺口 2(13)、定量缺口 3(14) 一一相对应的、卡刀前部(3 受驱动通过计数定量轮(9)轴时可以相应回缩、通过后又自 动复原的弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2 (74)、弹簧卡刀3 (75)安装在与磁铁控制臂(77)为一 体的刀架(76)上。
3.根据权利要求1所述的智能控制气表，其特征在于，在气表上外壳(1)和气表下外壳 (107)内设置有带锁舌弹簧(109)的锁舌(110)，减速齿轮组(XT)在离合电磁铁(6 不上 电时逆向驱动减速齿轮(108)，减速齿轮(108)上的开锁杆(131)带动锁舌(110)上的单 向锁舌钩(132)，带动锁舌(110)从而打开密闭在一起的的气表上外壳(1)和气表下外壳 (107)的锁闭。
4.根据权利要求1所述的智能控制气表，其特征在于，气表内采用先导式进气阀门 (71)时，所述控制机构中的下作用磁铁G7)在密封隔离盒06)内可以上下滑动，与下作 用磁铁G7)相互作用的磁铁控制臂(77)，其转轴(93)在密封隔离盒06)上，磁铁控制臂 (77)能够在密封隔离盒G6)上左右转动，磁铁控制臂(77)上固定有二个极性互为倒置的 磁铁控制臂磁铁1(82)和磁铁控制臂磁铁2 (83)；下作用磁铁07)通过杠杆支点08)位 于其中部的杠杆(50)联接另一端的胶滑阀(53)，胶滑阀(53)套入阀门橡胶碗(54)上的 内骨架(51)中；内骨架(51)与橡胶碗大骨架(52)、橡胶碗小骨架(56)固定为一体，橡胶 碗大骨架(52)、橡胶碗小骨架(56)之间有阀门橡胶碗(54)，阀门橡胶碗(54)上有先导孔 (49)、阀门橡胶碗(54)底部有泄流孔(84)；阀门橡胶碗(54)内形成一个压力室(85)，压力 室(85)经先导孔09)和泄流孔(84)将阀门进气口与出气口沟通；磁铁控制臂磁铁1 (82) 与下作用磁铁G7)异性相吸，下作用磁铁G7)向上滑动，带动胶滑阀(53)向下滑动，压紧阀门橡胶碗64)、并松开底部的泄流孔(84)，关闭进气阀门(71)；磁铁控制臂磁铁2(83) 与下作用磁铁G7)同性相斥，下作用磁铁G7)向下滑动，带动胶滑阀(53)向上滑动、松开 底部的泄流孔(84)，并向上拉动阀门橡胶碗64)，打开进气阀门(71)。
5.根据权利要求1所述的智能控制气表，其特征在于，气表内采用转轴式进气阀门 (71)时，所述控制机构中的下作用磁铁G7)固定在密封隔离盒G6)上，转轴式进气阀 门(71)的转轴(93)上固定有转动手柄(99)，与下作用磁铁07)相互作用的磁铁控制臂 (77)，其转动轴心是转轴式进气阀门(71)的转轴(93)，磁铁控制臂(77)上安装有磁铁控制 臂磁铁1(8 ；转轴式进气阀门(71)的转动手柄(99)在磁铁控制臂(77)内被带动，受磁 铁控制臂(77)上的限位作用部3(90)、限位作用部4(91)的限位作用，磁铁控制臂(77)与 转动手柄(99)作小于90度的空转相对位移，并在空转位移之后由磁铁控制臂(77)推动转 动手柄(99)转动90度，开启或关闭进气阀门(71)。
专利摘要一种智能控制气表，在开启气表内阀门时，将关闭阀门所需能量，寄存在开启阀门时所产生的磁铁的位移上；在磁体相互距离较远相吸磁力弱时将磁力用于过程控制，在磁体相互距离近磁力强时将磁吸力用作关阀动力；具有符合计量法立法宗旨的统一计量读数；电子指令一开始执行并完成后就无条件由机械部分强制继续执行不可撤消；在每一轮供气过程中电路只是瞬时工作智能判断供气条件，不满足供气条件时继续完成预定供气量后不需供给电力自动关断气表内阀门，符合供气条件时启动表内电机恢复控制机构至新供气状态；本实用新型用机械控制、电子设备脱电工作的方式，彻底消除了传统非电量电测技术给智能气表及远传气表在收费、管理、不符合计量法带来的困扰。
文档编号G01F15/00GK201844854SQ201020596588
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者杨启梁, 杨岭 申请人:杨启梁