专利名称：防冻保温水表箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及寒冷地区水表的防冻技术，特别与一种防冻保温水表箱有关。
背景技术：
在北方的日常生活中，为了抄表方便，水表出户集中安装已经是一种普遍现象。在 寒冷的冬季，从自来水厂接到用户水表的自来水管是具有全面的保温措施的，水管中的水 温基本能维持在5 7°C左右，而对于水表的防冻保温措施，相对来说还是一个比较薄弱的 环节。一旦户外水表箱保温措施不到位，用户就无法正常使用自来水。目前，防冻水表箱的主流设计是将箱体采用保温材料制成，这样可以将水表箱体 内部与外部隔离，保持箱体内部热量不向外散发，从而达到防冻效果。但是这类的防冻水表箱的防冻效果比较局限，无法主动得到热量维持箱内温度。 一般自来水管内在_4°C结冰，如果水表箱长期处于温度很低的环境下，箱内水温度会下降 到_4°C以下，甚至更低，出现水管结冰现象。本实用新型中就是针对这一现状，对现有的集成水表的保温水表箱做了突破性的 设计，提出一种防冻保温水表箱，本案由此产生。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种防冻保温水表箱，用水散发的热能来抵消水表箱 本体所释放的热能，使得水表箱本体处于保温状态中，保证所有水表正常工作，适合北方寒 冷地区的水表防冻，本实用新型结构简单，成本低，对集成的所有水表进行有效防冻保温。为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下防冻保温水表箱，包括水表箱本体和位于其内的用于盛装水的储存容器，进水管 接在储存容器上，出水管从储存容器上接出后分接到各个水表上。所述的储存容器，其容积为2 100L，优选为5 50L。所述的水表箱本体包括玻璃钢外壳和保温内层复合而成，保温内层发泡保温材料 复合而成，如PU(聚氨酯)和PS(聚苯乙烯)复合而成。所述进水管的总进水阀门位于水表箱本体内，出水管分接到各个用户的进水阀 后，再接至各个用户水表；所述的水表箱本体内部的水管和水表都套有用发泡保温材料制 成的保温套。所述的储存容器由金属、非金属或者两者组合拼接而成。所述的进水管在储存容器的下方，出水管在储存容器的上方。所述的储存容器部分嵌在墙体中。所述的水表箱本体嵌在地下。所述的储存容器底部具有放水孔，在水表箱本体上安装有防盗螺杆；防盗螺杆包 括一体成型的杆身和套在杆身上的活动螺帽；杆身的上具有突起的垫圈，将杆身分成上下 两个部分，上部杆身表面切有螺纹，下部杆身具有至少一个凸块，杆身的头部套有一个活动
3螺帽，活动螺帽的内径大于杆身，外径小于凸块的高度，杆身端头轴向冲压，形成外扩，套住 活动螺帽；所述的防盗螺杆，其拆装的螺杆工具包括套头和手柄，套头具有一个容纳杆身下 部的腔体，在腔体上开有对应凸块的凹槽。所述的活动螺帽，其向外的端头为一个斜面。本实用新型采用的原理和有益效果如下本实用新型中主要防冻保温的热能来自于从进水管灌入储存容器中的水(在北 方，自来水管具有相应保温措施，从进水管引进的水基本上维持在5 7°C )，储存容器中的 水具有足够热能来补充水表箱本体在相同时间内所失去的热能，同时且储存容器的水每个 小时所释放的热能大于或者等于水表箱所有水表不工作状态下每个小时所释放的热能，这 就实现给整个水表箱起到防冻保温的功能。其中储存容器的容量，就是根据实际情况设计，只要满足储存容器中的水在不更 换的前提下所能释放的全部热能，大于或者等于所有水表不工作状态下水表箱所失去的热 能。常用的储存容器容积为2 100L，优选为5 50L。而在行业中，这个水表不工作状态 的参考时间一般设为8个小时。也就是说储存容器中的水，其热能至少要坚持8个小时的保温。由于，本实用新型中所有水表都是通过储存容器引水，只要有其中一个用户用水， 储存容器中水就会流动，储存容器中就会再次更换成5 7°C的水，热能得到补充，防冻保 温持续不断进行。由此也可以看出，所有水表不工作状态维持8个小时也是一个保守参考 值，因为所有用户在8个小时内都不用水的情况基本不会发生，或者时间要短的多，多为6 个小时以下。本实用新型中水表箱采用多种材料复合而成，而且水表箱本体内的水管和水表都 用保温套进一步保温防护，这样使得水表内部的水温度高于储存容器中的水温，高于水表 箱本体内空气的温度，这样提高保温效果，使得热能持续的时间更长。同时，本实用新型中 还可以将进水阀门也位于水表箱本体内，进行全面防冻保护。储存容器的材质可以是金属 或者非金属，非金属材质储存容器的散热速度小于金属材质储存容器，在满足放热速度的 前提下，则采用非金属材质可以节省成本，而且储存容器不易腐蚀，使用寿命长。但是如果 非金属材质储存容器的无法满足这个释放热能的速度，就需要部分或者是全部采用金属材 质。另外，本实用新型中进水管在储存容器的下方，出水管在储存容器的上方。这样可 以排除储存容器内空气的存在，使储存容器的空间实现充分利用，同时实现储存容器内的 水正真替换。针对北方室内供暖现象，储存容器还可以部分嵌在墙体中。在供暖情况下，墙 体的温度基本维持在10 12°c，这样热能除了储存容器中的水，还可以从墙体上吸取额外 的热能来维持水表箱本体所需要的散热，防冻更加持久，温度可以维持更高。还有，储存容器长时间密封储水，底部容易积水垢或者其他沉淀物。为了可以定时 清洗，在储存容器底部开有一个放水孔。同时为了防止偷水漏水现象，在水表箱本体上配有 防盗螺杆密封。本实用新型就是基于能量守恒定律，实现对水表的全面保护，而整体装置结构简 单，只要添加一个储水容器，接上进水管和出水管就能实现防冻保温，效果显著，成本低。说明书附图
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图1是本实用新型较佳实施例一的结构示意图；图2是图IA部的放大图；图3是本实用新型较佳实施例一中防盗螺杆的结构示意图；图4是本实用新型较佳实施例一中防盗螺杆使用状态示意图；图5是本实用新型较佳实施例一中螺杆工具的结构示意图；图6是本实用新型较佳实施例二的结构示意图；图7是本实用新型较佳实施例三的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，为本实用新型较佳实施例一，包括水表箱本体1和在水表箱本 体1中的储存容器2。水表箱本体1是由玻璃钢外层11和保温内层12复合而成，保温内层12为PU和 PS两种发泡保温材料复合而成。箱体的外径尺寸为750mmX600mmX250mm，内径尺寸为 650mmX500mmX 150mm。在本实施例中，储水容器2可容纳13kg水，即容积为13L。进水管3接在储水容器 2的底部，进水管3上配有一个总进水阀31。出水管4接在储水容器2的上方，然后分接到 各个用户的进水阀41上，再接到各个用户的水表5上，本实施例中水表具有六个。水引入 后充满储水容器2才分流到入户，这样可以确保储水容器2中始终具有13kg的水，而且正 真更换。水表箱本体1内部的水管和水表的外面还裹着一个保温套，保温套可用发泡材料， 如PU或者珍珠棉等制成。—方面考虑到储存容器2长时间储水，其底部容易积累水垢和其他沉淀物，所以 在储存容器2的底部开有一个放水孔。但是另一方面有考虑到防止储存容器2偷水漏水现 象，因此，在本实用新型的水表箱1配有防盗螺杆6，该防盗螺杆6需配上专用的螺杆工具7 方可进行拆装，以此达到两全目的。下面结合图3 图5对防盗螺杆6和螺杆工具7进行详细描述。防盗螺杆6包括一体成型的杆身61和套在杆身61端头上的活动螺帽62。杆身61的上具有突起的垫圈63，将杆身61分成上下两个部分。上部杆身表面切 有螺纹64，下部杆身具有一个凸块65，凸块65与垫圈63相连。在下部杆身61的端部套有一个活动螺帽62。所谓活动螺帽62，就是活动螺帽62 的内径大于杆身61，然后在杆身61端头用冲床轴向冲开，四周形成外扩，套住活动螺帽62。 为了整体形状的美观，活动螺帽62的套固定的杆身部分直径小于杆身61的上部，使得活动 螺帽62套上后，整体直径大致相同。这里需要注意的是，活动螺帽62的外径要小于凸块65 的高度，保证凸块65能与螺杆工具7配合。螺杆工具7包括套头71和手柄72，套头71具有一个容纳杆身下部的腔体73，在 腔体73内壁上开有一个对应凸块的凹槽74。另外，活动螺杆6的向外端头为一个斜面66，这样能有效防止其他工具对其进行 强行钳制。在实际使用时，螺杆工具7套住杆身61下部，凸块61卡入凹槽74中，然后握住手 柄72，进行旋转安装。安装后活动螺帽露置在外面，由于一般的拆装工具作用在活动螺帽62无法施力，所以起到防盗功能。本实用新型的工作原理是，储存容器2所盛装的水的总体热能，来弥补水表箱本 体所散失的热能。在北方，自来水管具有相应保温措施，从进水管3引进的水基本上维持在 5 7V，假设为5°C，而一般储水容器2的水到达在-4°C时，整个水表箱就无法正常使用， 因此，需要计算13kg的水从5°C下降到_3°C所能释放的全部热能。Q水=m水c水13X4. 2X103X8 ^ 4. 37X IO5J实际使用中，由于6个水表同时共用一个储存容器2，所以只要其中一家用户用 水，储存容器2中水就会更换。更换入内的水又是5 7°C，这样热能源源不断得到补充。 经过实验测试，一般所有水表都不工作的状态最多不会超过6个小时。出于各种因素考虑， 假设所有水表不工作最多维持8小时作为计算数据。为了得到水表箱本体1每个小时所释放的热量数据，采用如下实验在空的水表 箱本体1内放置用塑料容器盛装的一壶5kg水，将水表箱本体1置于_23°C环境下，在0小 时、1小时、2小时三个时间点各自测量水和箱内空气的温度，水温分别为7. 12°C、5. 45°C、 3. 13°C ；箱内空气温度为-3. 0°C,-4. 3°C、-5. 61°C。水温和空气温度每个小时下降值取其 平均值，贝Ij八卞水=1.68, Ats= 1.3。水表箱本体1所释放的热能是两部分组成，Q7fes和Qsa，其中水表箱内腔的体积、 空气体积的所占的体积计算方式如下Ve= 0. 65X0. 5X0. 15 = 4. 875Xl(T2m3Vs= V箱—V水=4. 875Χ1(Γ2-5/1Χ 103 = 4. 375Xl(T2m3ms= Vs/P s= 4. 375X 1(Γ2/1· 205 = 3. 63X l(T2kgQ箱/时=Q水放+Q空放=m水c水At空= 5 X 4. 2 X IO3 X 1. 68+3. 63 X 1(Γ2 X 1. 006 X IO3 X 1. 3= 3. 528 X 104+47. 4 ^ 3. 528 X IO4J从上面的计算中可以看出，水表箱本体1内的空气所释放的热能基本可以忽略， 水表箱本体1失去的热能基本等于5kg水所失去的热能。如果使用该水表箱本体1，在_23°C环境下，参考值8个小时内失去的热能是Qe = 3. 528X 104X8 ^ 2. 82X10”。Q水=4. 37 XlO5 > Qe= 2. 82 X 105，且Q水/Q箱/时=4. 37Χ105/3· 528X IO4 ^ 12. 4 小时从上面的计算得出，在_23°C环境下，本实施例完全能弥补水表箱本体1所失去的 热能，且在所有用户不用水的状态下(即储存容器2中的水未更换)坚持大约12.4个小时， 远远超过行业中的保守参考值8个小时。所以从中也可以得到，只要满足储存容器2中的 水下降到结冰状态的温度时所释放热能能补偿水表箱本体1所失去的热能即可。对于储存 容器2的大小，就根据实际情况而定，不局限于本实施例的大小，范围值在2 100L的规格 都可以实现，较佳的一个范围值是5 50L。另外，图6提供了本实用新型较佳实施例二的结构图。在本实施例中储存容器2有部分是嵌入在墙体中8，而北方寒冷季节室内供热时， 墙体8基本温度维持在12 15°C，水引入储存容器2时，基本可以保持在7。C以上。所以 储存容器2的水热能比实施例一或二都要高，所以能保温更长时间。而且，由于墙体8受室内供热，不断给储存容器2提供热能，因此，当储存容器2中的水不更换，即所有水表不工作 的时间更长，也具有足够的热能来维持水表箱本体1所失去的热能。所以，本实施例在_23°C环境下，也完全能弥补水表箱本体1所失去的热能，且在 所有用户不用水的状态下能一直处于保温状态，远远超过行业中的保守参考值8个小时。图7是本实用新型实施三的结构图，其中热能计算和水表箱本体1内部的结构都 和实施例一相同，只是水表箱本体1嵌置在地下，属于地埋式结构，针对进水管3位于地下 的特殊情况。
权利要求1.防冻保温水表箱，其特征在于包括水表箱本体和位于其内的用于盛装水的储存容 器，进水管接在储存容器上，出水管从储存容器上接出后分接到各个水表上。
2.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的储存容器，其容积为2 IOOL0
3.如权利要求1或2所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的储存容器，其容积为 5 50L。
4.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的水表箱本体包括玻璃钢 外壳和保温内层复合而成，保温内层发泡保温材料复合而成。
5.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述进水管的总进水阀门位于 水表箱本体内，出水管分接到各个用户的进水阀后，再接至各个用户水表；所述的水表箱本 体内部的水管和水表都套有用发泡保温材料制成的保温套。
6.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的储存容器是金属或非金 属^"^1 ο
7.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的储存容器由金属和非金 属材料组合拼接而成的容器。
8.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的进水管在储存容器的下 方，出水管在储存容器的上方。
9.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的储存容器部分嵌在墙体中。
10.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的水表箱本体嵌在地下。
11.如权利要求1所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的储存容器底部具有放水 孔，在水表箱本体上安装有防盗螺杆；防盗螺杆包括一体成型的杆身和套在杆身上的活动 螺帽；杆身的上具有突起的垫圈，将杆身分成上下两个部分，上部杆身表面切有螺纹，下部 杆身具有至少一个凸块，杆身的头部套有一个活动螺帽，活动螺帽的内径大于杆身，外径小 于凸块的高度，杆身端头轴向冲压，形成外扩，套住活动螺帽；所述的防盗螺杆，其拆装的螺 杆工具包括套头和手柄，套头具有一个容纳杆身下部的腔体，在腔体上开有对应凸块的凹 槽。
12.如权利要求11所述的防冻保温水表箱，其特征在于所述的活动螺帽，其向外的端 头为一个斜面。
专利摘要本实用新型主要公开了防冻保温水表箱，包括水表箱本体和位于其内的用于盛装水的储存容器，进水管接在储存容器上，出水管从储存容器上接出后分接到各个水表上。本实用新型用水散发的热能来抵消水表箱本体所释放的热能，使得水表箱本体处于保温状态中，保证所有水表正常工作，适合北方寒冷地区的水表防冻，本实用新型结构简单，成本低，对集成的所有水表进行有效防冻保温。
文档编号G01F15/10GK201819716SQ20102023031
公开日2011年5月4日 申请日期2010年6月14日 优先权日2010年6月14日
发明者陈绍根 申请人:陈绍根