专利名称：无需工作电源的预收费水表、燃气表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无需工作电源的预收费水表、燃气表。
预收费控制产品是一种特殊领域的特殊产品，除解决抗攻击问题，产品的可靠性和价格直接影响到产品的推广应用。
本实用新型的技术解决方案是无需工作电源的预收费水表、燃气表，包括上壳体、下壳体、计量机芯、控制机芯、先导控制阀门、控制电路及为控制电路提供电源的外部电池盒，控制电路输出的控制信号接到控制机芯上，控制机芯通过充值和计量状态转换机构与计量机芯相接，计量机芯通过先导阀门升降系统与先导阀门连接，其特点在于在上壳体和下壳体之间有一个隔离板，且上壳体、下壳体通过螺丝紧固连接；在控制电路中，通过十进制拨盘开关的输出端将预付费数据输入到中央处理器中。
当在电池盒装上电池后，用户将预购的水量或气量密码通过电话拨号盘拨入完毕，或者插入存有数据的IC卡，控制电路即接通，它输出的控制信号使控制机芯工作，带动充值和计量状态转换机构工作，充值和计量状态转换机构工作又使计量机芯开始充值或计数，再通过先导阀门升降系统使先导阀门开启和关闭，从而控制水表的流量或气流量的输出。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是无需电源维持系统工作，因此不存在干扰和数据丢失问题以及电池和电压检测电路存在的不可靠问题；且成本低廉，适合大批量推广应用。
如图4、5、6、7所示，控制机芯4由可实现充值和开启阀门的带减速器的马达47、减速带动轴48、齿轮49、中间轮50，和带凹槽26的字轮组22、探测轮组27及探测传感轴31组成的全0探测系统，及由传感轴压簧32、连杆33、弹簧35、释放杆36、控阀轮37、回位弹簧38及中介轮39组成的连动机构组成，探测器轮组27穿在探测器传感轴31上，探测传感轴31通过传感轴压簧32与连杆33连接，连杆33上有一凸台34，并通过弹簧35与释放杆36连接，释放杆36与控阀轮37连接，控阀轮37下侧有卡口24，并与回位弹簧38相接，控阀轮37还与中介轮39连接。
控阀轮37内设有实现在充值时打滑，在开阀时反转及带动阀门齿条43提升的棘爪57和棘轮58，及活动臂62，棘轮58上还一凸台59，活动臂62在开阀到位时脱开，使棘轮58空转。
减速带动轴48一端接马达47，另一端接齿轮49，齿轮49与中间轮50相接，在减速带动轴48上还安装有在实现充值时先关闭阀门5及开阀时实现打滑功能的棘爪53及棘轮54，棘轮54上设有凸台55，凸台55与控制机芯4中的释放杆36相接。
充值和计量状态转换机构由离合器56、上离合齿轮组52、下离合齿轮组18、计量齿轮17、计量轴16、充值齿轮51、检测轮19组成，计量轴16、计量齿轮17及离合齿轮组18分别与检测轮19连接，同时充值齿轮51通过离合齿轮组52与检测轮19连接。
先导阀门升降系统由阀外齿轮40、齿轮轴41、阀内齿轮42、齿条43组成，阀外齿轮40一端与中介轮39连接，另一端与阀内齿轮42的一端相连，阀内齿轮42的另一端接阀门齿条43，阀与齿条43通过先导阀体44与先导阀门5连接。
此外，控阀轮37上的齿、中介轮39、阀外齿轮40、离合器56上的齿连动，以实现离合器56上下运动。
如图8所示，控制电路6由中央处理器IC1及其外围电路组成，其中十进制拨盘45的开关K2输出端接到中央处理器IC1的输入端，以便将预置数据输入到中央处理器IC1中。
本实用新型的工作过程如下水或气从进口7进入水表或气表，由于隔板8的隔离，水流或气流通过流量机芯3流出后，通过阀门口9进入出口10供给用户使用。在用户用水或用气的时候，控制机芯3中计数器字轮组22开始工作，计数器的记录速度与用户使用水量成正比，并在仪表盘13上显示，最终的计量数据通过蜗轮14和蜗杆15传动机构传入控制机芯4，流量数据通过计量轴16、计量齿轮17、离合齿轮组18与检测轮19连接，检测轮19与小数字轮20连接，并且与计量机芯计量数据保持一致同步，通过进位轮板对向个位轮22进位，与普通水表或气表计数器不同的是，当用水量或用气量递增时，本实用新型计数器是递减的。
当本实用新型出厂时计数器组件数据全预置为0时，在字轮22的相同位置的一侧均有一个凹槽26，此时探测轮组27穿在探测传感轴31上，受探测传感轴压簧32的作用下，探测轮27分别进入字轮22的凹槽26内，探测传感轴31向下运动，连杆33拉动向前，连杆33上的凸台34克服弹簧35的弹力将释放杆36压下，使控阀轮37下侧卡口24失去控制，受回位弹簧38作用，控阀轮37返回到初始的位置，带动中介轮39旋转，中介轮39带动阀外齿轮40转动，通过轴41带动阀内齿轮42转动，阀内齿轮42带动阀门齿条43向下运动，阀门齿条43压着先导阀体44向下运动，将先导控制阀门5关闭，阀门口9堵塞，处于关闭状态。以上的动作是计数器为0时，也就是预购量用完，系统关闭阀门的过程。
当用户再购买完预置水量或气量卡，将预购的水量或气量密码通过电话拨号盘45拨入完毕，或者插入存有数据的IC卡后，控制电路6接通工作，驱动控制机芯4中马达47旋转，马达47经减速带动轴48旋转，齿轮49同步旋转，通过中间轮50传递给齿轮组52，通过上离合齿轮组52带动检测轮19正转，从而实现计数器字轮22数据预置，字轮22正转，因字轮22上的凹槽26两侧平滑设计，字轮22旋转时克服弹簧32的弹力将探测轮组27顶出凹槽26，使连杆33复位。以上是预购量为0时关闭阀门后进行充值的动作。
当剩余量不为0充值时，必须先关闭阀门，其动作过程是控制电路6驱动马达47旋转，在减速带动轴48上安装的棘爪53带动棘轮54转动，棘轮54上设有凸台55，凸台55在旋转的时候，将压下释放杆36，从而关闭了先导控制阀门5。在关闭先导控制阀门5的同时，阀外齿轮40带动离合器56向下转动，使上离合齿轮组52压下，马达旋转数据通过齿轮组52送到检测轮19，实现充值。离合器56压下后，下离合齿轮组18将计量数据齿轮17与检测轮19脱开。在马达47转动后，通过一系列传导，检测轮19旋转，在检测轮19的两侧分别设有光电发射管63和光电接收管64，将马达47所送出的数据反馈给控制电路6，以便决定是否结束送数据。
完成充值操作后，系统自动进行开启阀门的动作，工作过程是马达47反转(相对于充值动作)，棘爪53在棘轮54内部打滑，而控阀轮37内的棘爪57则带动棘轮58转动，棘轮58转动其外部凸台59带动控阀轮37反转，当反转到位后，遮光板23进入光电发射管60和接收管61的中间，系统检测到后继续旋转，活动臂62与光电发射管60外壳作用向外转动，控阀轮37内的棘轮58的凸台59失去控制，受回位弹簧38作用，控阀轮37返回，受弹簧35作用，释放杆36卡在控阀轮37的下部卡口24处，使控阀轮37稳定；当遮光板23再次经过光电发射管60和光电接收管61中间时，控制电路6得到信号，使马达47停止转动。
在控阀轮37反转时，将带动离合器56向上运动，离合齿轮组52脱离齿轮和检测轮19，而离合齿轮组18将计量齿轮17与检测轮19连接，进入正常的计量和数据核减状态。
权利要求1.无需工作电源的预收费水表、燃气表，包括上壳体(1)、下壳体(2)、计量机芯(3)、控制机芯(4)、先导控制阀门(5)、控制电路(6)及为控制电路提供电源的外部电池盒(12)，控制电路(6)输出的控制信号接到控制机芯(4)上，控制机芯(4)通过充值和计量状态转换机构与计量机芯(3)相接，计量机芯(3)通过先导阀门升降系统与先导阀门(5)连接，其特征在于a.在上壳体(1)和下壳体(2)之间有一个隔离板(8)，且上壳体(1)、下壳体(2)通过螺丝(11)紧固连接；b.在控制电路(6)中，通过十进制拨盘(45)开关(K2)的输出端将预付费数据输入到中央处理器(IC1)中。
2.根据权利要求1所述的无需工作电源的预收费水表、燃气表，其特征在于控制机芯(4)由可实现充值和开启阀门功能的带减速器的马达(47)、减速带动轴(48)、齿轮(49)、中间轮(50)，和带凹槽(26)的计数器字轮组(22)、探测轮组(27)、探测传感轴(31)组成的全0探测系统，及由传感轴压簧(32)、连杆(33)、弹簧(35)、释放杆(36)、控阀轮(37)、回位弹簧(38)及中介轮(39)组成的连动机构组成，减速带动轴(48)一端接马达(47)，另一端接齿轮(49)，齿轮(49)与中间轮(50)相接，探测器轮组(27)穿在探测器传感轴(31)上，探测传感轴(31)通过传感轴压簧(32)与连杆(33)连接，连杆(33)上有一凸台(34)，并通过弹簧(35)与释放杆(36)连接，释放杆(36)与控阀轮(37)连接，控阀轮(37)下侧有卡口(24)，并与回位弹簧(38)相接，控阀轮(37)同时还与中介轮(39)连接。
3.根据权利要求2所述的无需工作电源的预收费水表、燃气表，其特征在于在减速带动轴(48)上安装有在实现充值时先关闭阀门(5)及开阀时实现打滑功能的棘爪(53)及棘轮(54)，棘轮(54)上设有凸台(55)，凸台(55)与控制机芯(4)中的释放杆(36)相接。
4.根据权利要求1所述的无需工作电源的预收费水表、燃气表，其特征在于充值和计量状态转换机构由离合器(56)、上离合齿轮组(52)、下离合齿轮组(18)、计量齿轮(17)、计量轴(16)、充值齿轮(51)、检测轮(19)组成，计量轴(16)、计量齿轮(17)及离合齿轮组(18)分别与检测轮(19)连接，同时充值齿轮(51)通过离合齿轮组(52)与检测轮(19)连接。
5.根据权利要求2所述的无需工作电源的预收费水表、燃气表，其特征在于控阀轮(37)内设有实现在充值时打滑，在开阀时反转及带动阀门齿条(43)提升的棘爪(57)和棘轮(58)，及活动臂(62)，棘轮(58)上还一凸台(59)。
6.根据权利要求1所述的无需工作电源的预收费水表、燃气表，其特征在于先导阀门升降系统由阀外齿轮(40)、齿轮轴(41)、阀内齿轮(42)、阀门齿条(43)、先导阀体(44)组成，阀外齿轮(40)一端与中介轮(39)连接，另一端与阀内齿轮(42)的一端相连，阀内齿轮(42)的另一端接阀门齿条(43)，阀内齿(42)条通过先导阀体(44)与先导控制阀门(5)连接。
7.根据权利要求1所述的无需工作电源的预收费水表、燃气表，其特征在于在上壳体(1)上安装有实现光电探测的光电发射管(60)、(63)和光电接收管(61)、(64)，控制电路(6)通过光电发射管将控制信号传送到控制机芯(4)中，同时控制电路(6)通过光电接收管(61)、(64)接收来自控制机芯(4)的反馈信号。
专利摘要无需工作电源的预收费水表、燃气表主要由壳体、先导控制阀门、计量机芯、控制机芯、控制电路及为控制电路提供电源的外部电池盒组成，当在电池盒装上电池后，用户将预购的水量或气量密码通过电话拨号盘拨入完毕，或者插入存有数据的IC卡，控制电路即接通，它输出的控制信号使控制机芯工作，带动充值和计量转换装置工作，充值和计量转换装置工作又使计量机芯开始充值或计数，再通过先导阀门升降系统使先导阀门开启和关闭，控制水表流量或气流量的输出。本实用新型无需电源维持系统工作，不存在干扰和数据丢失问题以及电池和电压检测电路存在不可靠问题；且成本低廉，适合大批量推广应用。
文档编号G01D4/14GK2569100SQ0225700
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月19日 优先权日2002年9月19日
发明者郭唎甹 申请人:郭唎甹