一种组合式水表及其切换控制方法
【专利摘要】本发明的一种组合式水表，包括有表壳，该表壳上分别设置有进水口和出水口，其中，表壳内制有通道隔板而形成小表流经通道和大表流经通道，小表流经通道内设置有小表机芯，大表流经通道内设置有大表机芯，小表流经通道的出口处设置有止回阀，止回阀包括止回阀座、止回阀弹簧以及止回阀芯；小表机芯与大表机芯之间设置有切换阀，该切换阀上设置有泄压孔,该泄压孔的出口处设置有能够开启和关闭泄压孔的阀塞，表壳内设置一杠杆，该杠杆的一端与阀塞相配合，其另一端与止回阀相配合，表壳内还设置有一扭板，该扭板与阀塞配合连接。本发明的优点在于：设计巧妙、结构合理、量程比大，该组合式水表切换瞬间完成，切换过程不会产生计量盲点。
【专利说明】一种组合式水表及其切换控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水仪表【技术领域】，尤其指一种组合式水表及其切换控制方法。
【背景技术】
[0002]水表是用于记录流经自来水管道饮用冷水的总量的仪表，一般分为容积式水表和速度式水表两类；大口径水表一般米用速度式水表。
[0003]现在在大口径水管上安装的有复式水表,复式水表是由大口径水表、小口径水表和流量转换装置组成。流量转换装置根据流经水表流量的大小自动控制水流流过小口径水表或同时流过大口径水表。但复式水表流量转换装置随着流量由小到大的渐增，存在一个从开始打开到完全打开的渐开过程，有限的水流在大、小表间分流，流过大表和小表的流量都在低区以下，产生了计量盲点(所谓计量盲点:就是指在某一段量程上水表不能计量或计量误差极大)，不能正常计量，实际使用中很容易被人捕捉，这是复式水表的结构性致命缺陷，因此其结构有待进一步改进。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供设计巧妙、结构合理、量程比大，且小表与大表之间的切换不会产生计量盲点的一种组合式水表，其切换控制方法简单，切换迅速、准确。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
一种组合式水表，包括有表壳，该表壳上分别设置有进水口和出水口，其中，表壳内制有通道隔板而形成小表流经通道和大表流经通道，小表流经通道内设置有小表机芯，大表流经通道内设置有大表机芯，小表流经通道的出口处设置有止回阀，止回阀包括止回阀座、止回阀弹簧以及止回阀芯，止回阀座与通道隔板固定连接，止回阀芯与小表流经通道的出口相配合，止回阀弹簧设置于止回阀座和止回阀芯之间；小表机芯与大表机芯之间设置有切换阀，该切换阀上设置有泄压孔，该泄压孔的出口处设置有能够开启和关闭泄压孔的阀塞，表壳内设置一杠杆，该杠杆的一端与阀塞相配合，其另一端与止回阀相配合，表壳内还设置有一扭板，该扭板与阀塞配合连接。
[0006]优化的技术措施还包括:
上述的切换阀包括切换阀座、环形活塞以及用于使环形活塞复位的环形活塞弹簧，切换阀座由内切换阀座、外切换阀座构成，内切换阀座的底端与所述外切换阀座的底部内侧相连接，所述的环形活塞置于内切换阀座和外切换阀座之间，环形活塞弹簧置于环形活塞内开设的环形凹腔内，其下端与外切换阀座的上表面相接触；环形活塞与切换阀座过渡配
口 ο
[0007]上述的泄压孔设置于外切换阀座上，环形活塞上设置有平衡压力孔，该平衡压力孔的直径小于泄压孔的直径。
[0008]上述的环形活塞的外周与外切换阀座的内周之间设置有至少一个外环形活塞环，环形活塞的内周与内切换阀座的外周之间设置有至少一个内环形活塞环。
[0009]上述的外环形活塞环的数目为两个，同样地，内环形活塞环的数目也为两个。
[0010]上述的扭板由一阻力板和一转轴构成,该转轴的端部切削去除上半圆而形成半圆形缺口，阀塞的外周开设有与所述半圆形缺口相适配的环形凹槽，阀塞通过环形凹槽与半圆形缺口的配合开启和关闭泄压孔。
[0011]上述的阀塞的上表面与所述通道隔板之间设置有能够使阀塞复位的阀塞弹簧。
[0012]上述的表壳内设置有转轴座，扭板上的转轴置于该转轴座内。
[0013]一种组合式水表的切换控制方法，包括以下步骤:
步骤一:当表壳内的液体流量小于小表切换至大表的流量范围时，液体从小表流经通道通过，止回阀打开，小表开始计量；同时，大表流经通道因切换阀处于常闭状态被关闭；步骤二:当流量增大到小表切换至大表的流量范围内，且达到止回阀触发杠杆的流量范围内时，止回阀触发杠杆使杠杆翘起阀塞从而打开泄压孔释放切换阀内压力，切换阀内泄压后，环形活塞下降而使大表流经通道打开，液体从大表流经通道通过，大表开始计量；同时，止回阀在止回阀弹簧作用下复位而关闭小表流经通道，小表停止计量；
步骤三:液体从大表流经通道通过的过程中，液体冲击扭板而使扭板转动，扭板的转动使阀塞始终处于升起状态而保持泄压孔的打开；液体依然从大表流经通道通过，大表计量步骤四:当流量减小到大表切换至小表的流量范围内，且小于扭板转动流量范围时，扭板回位使阀塞下降而关闭泄压孔，泄压孔的关闭使切换阀上的环形活塞复位呈常闭状态，而关闭大表流经通道，大表停止计量，液体再次从小表流经通道通过，小表开始计量。
[0014]上述的小表的量程为0.025m3 /h至2.5m3 /h，大表的量程为Im3 /h至125m3 /h ；小表切换大表的流量范围为2.3m3/h至2.5m3/h,大表切换小表的流量范围为2m3/h至
2.2m3/h ;扭板转动流量范围为2m3/h至2.2m3/h，止回阀触发杠杆的流量范围为2.3m3/h至 2.5m3 /h。
[0015]本发明的一种组合式水表，表壳内制有通道隔板而形成小表流经通道和大表流经通道，小表流经通道内设置有小表机芯，大表流经通道内设置有大表机芯，本组合式水表结合小表和大表于一体，量程范围大，量程比大，小表和大表之间通过切换阀实现切换，当表内流量落于小表量程范围内时由小表计量，当表内流量落于大表量程范围内时由大表计量；切换阀上设置有泄压孔，泄压孔出口处设置有阀塞，当流量增大落于小表切换至大表流量范围时，止回阀触发杠杆使杠杆翘起阀塞从而打开泄压孔释放切换阀内压力，从而使大表流经通道打开，由小表切换至大表；当流量减少落于大表切换至小表流量范围时，液体的冲击力小于扭板自重回位力，使阀塞下降而堵塞泄压孔，泄压孔的堵塞使切换阀上的环形活塞复位呈常闭状态，而关闭大表流经通道，由大表切换至小表；其通过控制阀塞而控制泄压孔的开闭，从而完成大表与小表之间的切换，切换控制方法简单，切换效果具有单一性和排它性，切换过程不会产生计量盲点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例的剖视结构示意图；
图2是图1中I部小表计量时的放大图；
图3是图1中I部小表切换至大表时的放大图； 图4是图1中I部大表计量时的放大图；
图5是图1中I部大表切换至小表时的放大图；
图6是本发明实施例的的切换阀和阀塞的立体结构图；
图7是本发明实施例的的切换阀和阀塞的剖视结构图；
图8是图7中II部放大图；
图9是本发明实施例的的扭板的立体结构图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0018]如图1至图9所示为本发明的结构示意图，
其中的附图标记为:表壳1、小表流经通道la、大表流经通道lb、进水口 11、出水口 12、通道隔板13、小表机芯2、大表机芯3、止回阀4、止回阀座41、止回阀弹簧42、止回阀芯43、切换阀5、泄压孔5a、内切换阀座51、外切换阀座52、环形活塞53、环形凹腔53a、平衡压力孔53b、环形活塞弹簧54、外环形活塞环55、内环形活塞环56、阀塞6、环形凹槽6a、阀塞弹簧61、杠杆7、扭板8、阻力板81、转轴82、半圆形缺口 82a、转轴座83，虚线箭头表示液体从小表流经通道通过的流动路线，实线箭头表示液体从大表流经通道通过的流动路线。
[0019]如图1至图9所示:
一种组合式水表，包括有表壳1，该表壳I上分别设置有进水口 11和出水口 12，其中，表壳I内制有通道隔板13而形成小表流经通道Ia和大表流经通道lb，小表流经通道Ia内设置有小表机芯2，大表流经通道Ib内设置有大表机芯3，小表流经通道Ia的出口处设置有止回阀4，小表流经通道Ia的出口呈倒锥形结构，止回阀4包括止回阀座41、止回阀弹簧42以及止回阀芯43，所述的止回阀座41与通道隔板13固定连接，止回阀芯43与小表流经通道Ia的出口相配合，止回阀弹簧42设置于止回阀座41和止回阀芯43之间；小表机芯2与大表机芯3之间设置有切换阀5，该切换阀5上设置有泄压孔5a，该泄压孔5a的出口处设置有能够开启和关闭泄压孔5a的阀塞6,表壳I内设置一杠杆7,该杠杆7的一端与阀塞6相配合，其另一端与止回阀4相配合，表壳I内还设置有一扭板8，该扭板8与阀塞6配合连接。
[0020]切换阀5包括切换阀座、环形活塞53以及用于使环形活塞53复位的环形活塞弹簧54，切换阀座由内切换阀座51、外切换阀座52构成，内切换阀座51的底端与所述外切换阀座52的底部内侧相连接，所述的环形活塞53置于内切换阀座51和外切换阀座52之间，环形活塞弹簧54置于环形活塞53内开设的环形凹腔53a内，其下端与外切换阀座52的上表面相接触；环形活塞53与切换阀座过渡配合。泄压孔5a设置于外切换阀座52上，环形活塞53上设置有平衡压力孔53b，该平衡压力孔53b的直径小于泄压孔5a的直径。
[0021]环形活塞53的外周与外切换阀座52的内周之间设置有两个外环形活塞环55，两个外环形活塞环55的设置保证了环形活塞53与外切换阀座52之间密封性以及密封的可靠性。
[0022]同样地，环形活塞53的内周与内切换阀座51的外周之间设置有两个内环形活塞环56，两个内环形活塞环56的设置保证了环形活塞53与内切换阀座51之间的密封性。
[0023]扭板8由一阻力板81和一转轴82构成，该转轴82的端部切削去除上半圆而形成半圆形缺口 82a,阀塞6的外周开设有与所述半圆形缺口 82a相适配的环形凹槽6a,转轴82上的半圆形缺口 82a嵌入阀塞6的环形凹槽6a中，阀塞6通过环形凹槽6a与半圆形缺口82a的配合开启和关闭泄压孔5a。
[0024]实施例中，阀塞6的上表面与所述通道隔板13之间设置有能够使阀塞6复位的阀塞弹簧61。
[0025]实施例中，表壳I内设置有转轴座83，扭板8上的转轴82置于该转轴座83内。
[0026]不同口径水表有不同的量程范围，切换区域设置要根据不同口径来设置，设置原则:①切换区域必须设置在大表与小表的量程重叠区域；②小表切换至大表的流量范围必须高于大表切换至小表的流量范围；③止回阀4触发杠杆8的流量范围以满足小表切换至大表流量范围而定；④扭板8转动流量范围以满足大表切换至小表流量范围而定。
[0027]本实施例中，均采用DN100水表，小表的量程为0.025m3/h至2.5m3/h，小表的量程比为80，大表的量程为Im3 /h至125m3 /h,大表的量程比为100，小表和大表的量程的重叠范围为lm3/h至2.5m3/h。小表和大表的之间的切换点必须落于重叠范围内，这里设计小表切换大表的流量范围为2.3m3 /h至2.5m3 /h,大表切换小表的流量范围为2m3 /h至2.2m3 /h ；扭板8转动流量范围为2m3 /h至2.2m3 /h，止回阀4触发杠杆8的流量范围为2.3m3 /h至
2.5m3 /h0
[0028]其中，小表切换至大表的流量范围，决定于止回阀4的出水面积,而大表切换至小表的流量范围，决定于扭板的受力面积。由于收流体冲击等不稳定因素的影响，切换点无法设定于某一固定点，只能设定在某一定范围区间。
[0029]一种组合式水表的切换控制方法，包括以下步骤:
步骤一:如图2所示，当表壳I内的液体流量小于小表切换至大表的流量范围时，即流量达到0.025m3 /h至2.3m3 /h范围内，液体从小表流经通道通过la，止回阀4打开，小表开始计量；同时，少量液体从环形活塞53上的平衡压力孔53b进入到切换阀5内，此时，切换阀5内的压力与切换阀5外的压力相等，活塞53处于上升位呈常闭状态而将大表流经通道Ib关闭；此时,小表计量而大表不计量。
[0030]步骤二:如图3所示，当流量增大到小表切换至大表的流量范围内，且达到止回阀4触发杠杆7的流量范围内时，即流量达到2.3m3 /h至2.5m3 /h范围内，止回阀4下降触发杠杆7使杠杆7翘起阀塞6，阀塞6打开后，切换阀5内液体从泄压孔5a中流出，而切换阀5外的液体同时继续从平衡压力孔53b注入切换阀5内，由于平衡压力孔53b的直径小于泄压孔5a的直径，因此液体流出的速度大于注入的速度，从而打开泄压孔5a释放切换阀5内压力。切换阀5内泄压后，环形活塞53下降而使大表流经通道Ib打开，此时液体从大表流经通道Ib通过，大表开始计量；因为液体从大表流经通道Ib通过，止回阀4下部受大表流经通道Ib的抬升力大于止回阀4上部小表流经通道Ia的冲击力，大小表流经通道Ib内的液体无法推动止回阀4，止回阀4在止回阀弹簧42作用下复位而关闭小表流经通道la，小表停止计量。
[0031]步骤三:液体从大表流经通道Ib通过的过程中，液体冲击扭板8，扭板8受到液体的冲击力而发生转动，直到向上转动90°，由于扭板8的转轴82的端部切削去除上半圆而形成半圆形缺口 82a，当扭板8处于垂直状态时，转轴82的实体的部分只有半径高度，而当扭板8转动时，转轴82实体部分的高度不断增大，当转过90 °时，实体部分的高度为直径高度；正因为扭板8转动时，转轴82实体部分的高度从半径增大至直径，扭板8的转动将推动阀塞6向上运动，在大表计量过程中，扭板8保持转动状态，从而使阀塞6始终处于升起状态而保持泄压孔5a的打开。
[0032]步骤四:当流量减小至大表切换小表的流量范围，且小于扭板8转动流量范围时，即流量小于2m3/h至2.2m3/h范围，液体的冲击力小于扭板8自重回位力，，扭板8由于冲击力不够而回位，扭板8的回位使阀塞6下降而关闭泄压孔5a ;泄压孔5a关闭后，切换阀5内压力升高，最终切换阀5内的压力与切换阀5外的压力再次相等，环形活塞53处于上升位呈常闭状态而关闭大表流经通道lb，大表停止计量，液体再次从小表流经通道Ia通过，小表开始计量，即回到步骤一状态。
[0033]在整个计量过程中，只有小表或者大表计量，不会发生两者同时计量的情况，从而保证计量的准确性，而切换阀5的切换在瞬间完成，切换过程不会产生计量盲点；由小表与大表组合一体的组合式水表，通过大、小表间的切换，量程叠加，从而获得呈几何级数倍增的量程比。本实施例中以DN100水表为例，小表的量程范围为0.025m3 /h至2.5m3/h,量程比R为80 ;大表的量程范围为Im3/h至125m3/h，量程比R为100 ;大表与小表的量程叠加后，组合式水表的量程范围为0.025m3 /h至125m3 /h,量程比R为4000 ;几乎将所有流经DNlOOmm 口径管道的液体都予以计量，计量率几乎是100%。
[0034]本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
【权利要求】
1.一种组合式水表，包括有表壳(1)，该表壳(I)上分别设置有进水口(11)和出水口(12)，其特征是:所述的表壳(I)内制有通道隔板(13)而形成小表流经通道(Ia)和大表流经通道(Ib)，小表流经通道(Ia)内设置有小表机芯(2)，大表流经通道(Ib)内设置有大表机芯(3)，所述的小表流经通道(Ia)的出口处设置有止回阀(4)，所述的止回阀(4)包括止回阀座(41)、止回阀弹簧(42)以及止回阀芯(43)，所述的止回阀座(41)与通道隔板(13)固定连接，止回阀芯(43)与小表流经通道(Ia)的出口相配合，止回阀弹簧(42)设置于止回阀座(41)和止回阀芯(43)之间；所述的小表机芯(2)与大表机芯(3)之间设置有切换阀(5)，该切换阀(5)上设置有泄压孔(5a)，该泄压孔(5a)的出口处设置有能够开启和关闭泄压孔(5a)的阀塞(6),所述的表壳⑴内设置一杠杆(7),该杠杆(7)的一端与阀塞(6)相配合，其另一端与止回阀⑷相配合，所述的表壳⑴内还设置有一扭板(8)，该扭板(8)与阀塞(6)配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种组合式水表，其特征是:所述的切换阀(5)包括切换阀座、环形活塞(53)以及用于使环形活塞(53)复位的环形活塞弹簧(54)，所述的切换阀座由内切换阀座(51)、外切换阀座(52)构成，所述的内切换阀座(51)的底端与所述外切换阀座(52)的底部内侧相连接，所述的环形活塞(53)置于内切换阀座(51)和外切换阀座(52)之间，所述的环形活塞弹簧(54)置于环形活塞(53)内开设的环形凹腔(53a)内，其下端与外切换阀座(52)的上表面相接触；所述的环形活塞(53)与切换阀座过渡配合。
3.根据 权利要求2所述的一种组合式水表，其特征是:所述的泄压孔(5a)设置于外切换阀座(52)上，所述的环形活塞(53)上设置有平衡压力孔(53b)，该平衡压力孔(53b)的直径小于泄压孔(5a)的直径。
4.根据权利要求3所述的一种组合式水表，其特征是:所述的环形活塞(53)的外周与外切换阀座(52)的内周之间设置有至少一个外环形活塞环(55)，所述的环形活塞(53)的内周与内切换阀座(51)的外周之间设置有至少一个内环形活塞环(56)。
5.根据权利要求4所述的一种组合式水表，其特征是:所述的外环形活塞环(55)的数目为两个，同样地，所述的内环形活塞环(56)的数目也为两个。
6.根据权利要求5所述的一种组合式水表，其特征是:所述的扭板(8)由一阻力板(81)和一转轴(82)构成，该转轴(82)的端部切削去除上半圆而形成半圆形缺口(82a)，所述的阀塞(6)的外周开设有与所述半圆形缺口(82a)相适配的环形凹槽(6a)，所述的阀塞(6)通过环形凹槽(6a)与半圆形缺口(82a)的配合开启和关闭泄压孔(5a)。
7.根据权利要求6所述的一种组合式水表，其特征是:所述的阀塞(6)的上表面与所述通道隔板(13)之间设置有能够使阀塞(6)复位的阀塞弹簧(61)。
8.根据权利要求7所述的一种组合式水表，其特征是:所述的表壳(I)内设置有转轴座(83)，所述的扭板(8)上的转轴(82)置于该转轴座(83)内。
9.根据权利要求8所述的一种组合式水表的切换控制方法，其特征是:包括以下步骤: 步骤一:当表壳(I)内的液体流量小于小表切换至大表的流量范围时，液体从小表流经通道通过(la)，止回阀(4)打开，小表开始计量；同时，大表流经通道(Ib)因切换阀处于常闭状态被关闭； 步骤二:当流量增大到小表切换至大表的流量范围内，且达到止回阀(4)触发杠杆(7)的流量范围内时，止回阀(4)触发杠杆(7)使杠杆(7)翘起阀塞(6)从而打开泄压孔(5a)释放切换阀(5)内压力，切换阀(5)内泄压后，环形活塞(53)下降而使大表流经通道(Ib)打开，液体从大表流经通道(Ib)通过，大表开始计量；同时，止回阀(4)在止回阀弹簧(42)作用下复位而关闭小表流经通道(Ia)，小表停止计量； 步骤三:液体从大表流经通道(Ib)通过的过程中，液体冲击扭板(8)而使扭板(8)转动，扭板(8)的转动使阀塞(6)始终处于升起状态而保持泄压孔(5a)的打开；液体依然从大表流经通道(Ib)通过，大表计量； 步骤四:当流量减小到大表切换至小表的流量范围内，且小于扭板(8)转动流量范围时，扭板⑶回位使阀塞(6)下降而关闭泄压孔(5a)，泄压孔(5a)的关闭使切换阀(5)上的环形活塞(53)复位呈常闭状态，而关闭大表流经通道(Ib)，大表停止计量，液体再次从小表流经通道(Ia)通过，小表开始计量。
10.根据权利要求9所述的一种组合式水表的切换控制方法，其特征是: 所述的小表的量程为0.025m3 /h至2.5m3 /h,大表的量程为Im3 /h至125m3 /h ;所述的小表切换大表的流量范围为2.3m3 /h至2.5m3 /h,所述的大表切换小表的流量范围为2m3 /h至2.2m3/h ;所述的扭板(8)转动流量范围为2m3/h至2.2m3/h,所述的止回阀(4)触发杠杆(8)的流量范围为2.3m3 /h至2.5m3 /h。
【文档编号】F16K31/12GK103471659SQ201310443657
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】蒋建平 申请人:蒋建平