一体式预付费型超声波热量表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种一体式的预付费型超声波热量表。该专利由天津万华股份有限公司申请，并于2016年9月14日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种热量表，特别涉及一种一体式的预付费型超声波热量表。

发明背景

目前，热量表是用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热能量的仪表。它通过两种传感器测得的物理量——热载体的流量和进出口的温度，再经过密度和热焓值的补偿及积分计算，才能得到热量值。它是一种以微处理器和高精度传感器为基础的机电一体化产品，其工作原理是：将配对温度传感器分别安装在热交换回路的入口和出口管道上，将流量传感器安装在入口或出口管上；流量传感器发出流量信号，配对温度传感器给出入口和出口的温度信号，计算器采集流量信号和温度信号；经过计算，显示出载热液体从入口至出口所释放的热量值。热量表按照付费方式可分为普通计量型和预付费型，前者对采暖周期内用户实际使用热能进行计量，根据计量值收取费用，为先使用后付费式；后者预付费型热量表具有IC卡预付费功能，先付费，根据付费金额控制热能的输入，更方便供热中心和用户管理和操作，是现代化管理的模式，也是未来发展方向。

预付费热量表是带有IC卡读卡装置及控制阀装置的智能型预付费热量表，主要包括：流量传感器、配对温度传感器、计算器、读卡装置及控制阀，在热量表与采暖管理系统之间双向传递用热数据及信息，实现热量计量与热预付费功能，通过先买热后用热，用户到管理部门缴费后，管理部门将所购热量值写入IC卡中，用户把卡中数据输入表中后，表自动开阀供热，当购买量用完后，表自动关阀停热，从而避免收费纠纷和上门抄表。

目前的预付费型超声波热量表，其超声波流量计与控制阀一般分开设计制造，需要通过螺纹等连接为一体，然后接入供热管道中。这种结构很容易在热量表的安装或维修过程中出现螺纹连接松动，进而导致渗漏，不便于维护及使用。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种防止渗漏且便于维护的一体式的预付费型超声波热量表。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种一体式的预付费型超声波热量表，包括超声波流量计、配对温度传感器、计算器、读卡装置以及控制阀，所述超声波流量计的表芯单元和所述控制阀的阀芯单元均安装在同一壳体内，所述壳体前部设有进水口，所述进水口设有连接管道的外管螺纹，所述壳体中部内腔安装所述超声波流量计的表芯单元，所述壳体后部内腔安装所述控制阀的阀芯单元，所述壳体尾端开孔并与所述控制阀的端盖前部通过螺纹连接，所述控制阀的端盖后部设有出水口，所述出水口设有连接管道的外管螺纹。

本发明还可以采用如下技术方案，所述壳体尾端与所述控制阀的端盖前部之间的螺纹连接为普通螺纹连接，壳体中部还设有装配所述配对温度传感器之一的安装孔，尾端开有内螺纹孔。所述出水口内孔横截面的形状为内六角形或内八角形。所述控制阀的端盖为管状体，其前部设有与所述壳体尾端内螺纹孔相配合的外螺纹，在其中部的内侧及外侧均设有一环状台阶，在其前部外螺纹和中部外侧环状台阶之间设有外侧环形密封圈凹槽。在控制阀的端盖的中部外侧环状台阶和后部外管螺纹之间，其外表面设有加强筋。

本发明的优点和积极效果在于，采用超声波流量计和控制阀的一体式的结构设计，将所述超声波流量计的表芯单元和所述控制阀的阀芯单元均安装在同一壳体内，避免了传统的预付费型超声波热量表的流量计与控制阀的壳体独立的弊端：两个独立壳体之间通过螺纹连接，易因螺纹松动造成流量计与控制阀之间的渗漏；通过结构简单易于更换的控制阀的端盖，将安装了超声波流量计的表芯单元和控制阀的阀芯单元等部件的壳体与管道连接，便于拆装及维护，在控制阀的端盖与该壳体之间通过螺纹连接，且结合处采用密封圈等密封装置处理，提高了预付费型超声波热量表的计量精度和使用可靠性；控制阀的端盖外侧环状台阶设计为六棱柱形或八棱柱形，或者出水口内孔横截面的形状为内六角形或内八角形，便于扳手操作安装控制阀的端盖；在控制阀的端盖的非连接部位设置加强筋，一方面可以提高控制阀的端盖的强度，另一方面可以根据加强筋制作专用工具用于安装控制阀的端盖；控制阀的端盖的长度方向可根据管道情况调整，适配不同的安装工况。