CN102721486B - 一种分流式热量表 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分流式热量表，包括壳体、隔离板、入户热水进口以及入户热水出口、回水进口和回水出口、温差感应元件、叶轮以及由叶轮驱动的显示单元，温差感应元件包括设置于隔离板两侧的双金属直线螺旋，叶轮的外侧设置有静止套筒和旋转套筒，圆周上均设置有若干异形豁口，这些异形豁口共同形成若干个向心流道和偏心流道，温差感应元件与壳体间设置有套管，套管上设置有与温差感应元件配合的用于驱动旋转套筒的转矩传递机构。本发明所述分流式热量表将入户热水流量与进出口温差都转化为了叶轮的转速，本发明所述分流式热量表没有电子单元，不使用电池，不存在更换电池或电量不足带来的麻烦和问题，而且结构简单，成本低廉，经久耐用。

Description

一种分流式热量表

技术领域

本发明涉及热水供热系统分户计量用的热量计量仪表，特别涉及一种用于热水采暖系统的分流式热量表。

背景技术

目前热水采暖系统分户计量的仪表主要有以下几类。

其中一类是只检测流量的热水表，其结构简单且价格低廉，但只能检测热水的流量，只按热水的流量计费，没有考虑供水及回水的温度，不能反映用户的实际用热量。

另一类属于电子热量计，通过对流量测量，并感应来水与回水温度，从而计算出实际用热量，其缺点是价格高昂，并且需要定期更换电池。

还有一类如旋翼式采暖热量计量表（申请号96248117.3），采用摩擦轮传动原理，用温差转换的位移改变被动摩擦轮的转速，实现热量的计算和显示。但是由于摩擦轮在长期运转中的不断摩擦，会产生磨损，而且摩擦系数也会发生变化，随着时间的推移就会引起计量误差的不断增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、经久耐用、可检测用户实际用热量的分流式热量表。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

包括壳体以及设置于壳体内的隔离板，隔离板上端的壳体上设置有入户热水进口以及入户热水出口，隔离板下端的壳体上设置有回水进口和回水出口，壳体内设置有温差感应元件、叶片呈放射状排列的叶轮以及由叶轮驱动的显示单元，温差感应元件包括两段设置于隔离板两侧的旋向相反的双金属直线螺旋，两段双金属直线螺旋通过连杆相互连接，叶轮的外侧设置有静止套筒和旋转套筒，静止套筒和旋转套筒为底部具有端盖的圆形同心套筒，静止套筒固定于壳体的内壁上，静止套筒以及旋转套筒的圆周上均设置有若干异形豁口，异形豁口一个面的延伸面通过套筒的轴心线，异形豁口另一个面的延伸面不通过套筒的轴心线，静止套筒的异形豁口与旋转套筒的异形豁口交错排列共同形成若干个与叶轮相对的向心流道和偏心流道，温差感应元件与壳体间设置有用于向双金属直线螺旋传递热量的套管，套管上设置有与温差感应元件配合的用于驱动旋转套筒的转矩传递机构。

所述入户热水进口与套筒之间设置有过滤网。

所述静止套筒上开设有与入户热水出口相对的开口。

所述静止套筒上设置有卡环，卡环内设置有销轴，旋转套筒通过销轴与静止套筒相连，叶轮设置于销轴上。

所述温差感应元件的一端固定于套管内，另一端设置有齿轮，转矩传递机构包括设置于套管上的扇形齿支座以及设置于扇形齿支座上的扇形齿，扇形齿的一端与齿轮相配合，另一端与旋转套筒相连。

所述套管固定于壳体底部的底板上，壳体的顶部设置有压盖，压盖内设置有玻璃窗，玻璃窗与压盖以及显示单元间分别设置有密封圈。

本发明的有益效果是：

本发明所述分流式热量表采用静止套筒以及旋转套筒的异形豁口共同形成若干个向心流道和偏心流道，使入户热水分为向心流和偏心流，由于叶轮的叶片为放射状排列，偏心流驱动叶轮旋转，而向心流不会驱动叶轮旋转；由于温差感应元件的两段双金属直线螺旋的旋向相反，因而其热胀冷缩时的旋转方向也相反；如果两段金属直线螺旋温度相同时，其旋转变形完全相互抵消，整个温差感应元件的两端之间就不会产生相对旋转；如果两段金属直线螺旋存在温差时，温差感应元件两端旋转变形就不会完全抵消，温差感应元件的两端之间就会产生与温差相应的一个旋转角度；静止套筒始终保持静止不动，旋转套筒可由温差感应元件带动而旋转一定角度，温差感应元件通过感应入户热水与回水之间的温差而旋转一个角度，通过转矩传递机构带动旋转套筒也转动一个相应的角度，以改变驱动叶轮旋转的偏心流量，进而改变叶轮的转速，通过显示单元就可以显示出实际用热量。

本发明所述分流式热量表将入户热水流量与进出口温差都转化为了叶轮的转速，用户的实际用热量由热水流量与进出口热水温差的乘积所决定，如果入户水量发生变化，向心流量也会相应变化，也会改变叶轮的转速。

本发明所述分流式热量表没有电子单元，不使用电池，不存在更换电池或电量不足带来的麻烦和问题，而且结构简单，成本低廉，经久耐用。

附图说明

图1为本发明所述分流式热量表的结构示意图；

图2为本发明所述叶轮、静止套筒以及旋转套筒的相互关系图；

图3为本发明所述温差感应元件的结构原理图；

图4为本发明所述静止套筒的结构示意图之一；

图5为本发明所述静止套筒的结构示意图之二；

图6为本发明所述旋转套筒的结构示意图之一；

图7为本发明所述旋转套筒的结构示意图之二。

图中：玻璃窗1、压盖2、密封圈3、异形豁口4、显示单元5、开口6、壳体7、入户热水出口8、叶轮9、静止套筒10、不通过套筒轴心线的面10a、通过套筒轴心线的面10b、旋转套筒11、扇形齿12、扇形齿支座13、卡环14、销轴15、齿轮16、过滤网17、套管18、温差感应元件19、温差感应元件上段19a、连杆19b、温差感应元件下段19c、入户热水进口20、隔离板21、回水出口22、底板23、回水进口24、偏心流道a、向心流道b。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1-图7，本发明包括壳体7以及设置于壳体7内的隔离板21，隔离板21上端的壳体7上设置有入户热水进口20以及入户热水出口8，隔离板21下端的壳体7上设置有回水进口24和回水出口22，壳体7内设置有温差感应元件19、叶片呈放射状排列的叶轮9以及由叶轮9驱动的显示单元5（常见水表采用的齿轮系及指针等），温差感应元件19包括两段设置于隔离板21两侧的旋向相反的双金属直线螺旋，两段双金属直线螺旋通过连杆19b相互连接，连杆19b用导热系数较小而刚性较好的材料制成，叶轮9的外侧设置有静止套筒10和旋转套筒11，静止套筒10和旋转套筒11为底部具有端盖的圆形同心套筒，所述入户热水进口20与套筒之间设置有过滤网17，所述静止套筒10上开设有与入户热水出口8相对的开口6，静止套筒10固定于壳体7的内壁上，所述静止套筒10上设置有卡环14，卡环14内设置有销轴15，旋转套筒11通过销轴15与静止套筒10相连，叶轮9设置于销轴15上，静止套筒10以及旋转套筒11的圆周上均设置有若干异形豁口4，异形豁口4一个面的延伸面通过套筒的轴心线，异形豁口4另一个面的延伸面不通过套筒的轴心线，静止套筒10的异形豁口4与旋转套筒11的异形豁口4交错排列共同形成若干个与叶轮9相对的向心流道b和偏心流道a，温差感应元件19与壳体7间设置有封闭结构的用于向双金属直线螺旋传递热量的套管18，套管18分为上中下三段，上段和下段为导热性较好的材料制成，而中间段为导热系数较小的材料制成，套管18上端设置有与温差感应元件19配合的用于驱动旋转套筒11的转矩传递机构，所述温差感应元件19的一端固定于套管18内，另一端设置有齿轮16，转矩传递机构包括设置于套管18上的扇形齿支座13以及设置于扇形齿支座13上的扇形齿12，扇形齿12的一端与齿轮16相配合，另一端与旋转套筒11相连，所述套管18固定于壳体7底部的底板23上，壳体7的顶部设置有压盖2，压盖2内设置有玻璃窗1，玻璃窗1与压盖2以及显示单元5间分别设置有密封圈3。

工作原理：

如图1所示，分流式热量表由玻璃窗1、压盖2、密封圈3、齿轮系及显示单元5、壳体7、叶轮9、静止套筒10、旋转套筒11、扇形齿12、扇形齿支座13、卡环14、销轴15、齿轮16、过滤网17、套管18、温差感应元件19、隔离板21和底板23组成。

热水由入户热水进口20进入分量式热量表的壳体7内，通过套管18上段把热量传入温差感应元件上段19a，并上升至静止套筒10和旋转套筒11的外围，然后分别从向心流道b和偏心流道a进入叶轮，经过叶轮上端从开口6、以及入户热水出口8流出进入用户。

从用户出来的回水从回水进口24进入分流式热量表的壳体7内，通过套管18下段把热量传入温差感应元件下段19c的双金属直线螺旋，并从回水出口22流出回到供热系统。

图2显示了由静止套筒10和旋转套筒11形成的偏心流道和向心流道。静止套筒10和旋转套筒11的直径相同，壁厚相同，圆周上均有异形豁口4，异形豁口4两个面不平行，其中一个面的延伸面通过两个套筒的公共轴心线，另一个面的延伸面不通过两个套筒的公共轴心线，两个套筒的异形豁口共同形成若干向心流道b和偏心流道a，通过套筒轴心线的面10b之间形成向心流道b，不通过套筒轴心线的面10a之间形成偏心流道a，由于叶轮的叶片为辐射状排列，如果热水沿偏心流道a进入时具有驱动叶轮旋转的作用，如果热水沿向心流道b进入时就不具备驱动叶轮旋转的作用。

如图3所示，温差感应元件19是由两段尺寸相同、旋向相反的双金属直线螺旋通过连杆19b连接而成，温差感应元件19的下端固定于套管18内，上端可自由旋转，并连接有齿轮16。由于上下两段双金属直线螺旋的旋向相反，因而其热胀冷缩时的旋转方向也相反；如果上下水温相同时，其旋转变形完全相互抵消，整个温差感应元件的两端之间就不会产生相对旋转；如果两端存在温差时，其两端旋转变形就不会完全抵消，整个温差感应元件的两端之间就会产生一个与温差相应的旋转角度。

静止套筒10和旋转套筒11的轴心线相重合，静止套筒10始终保持静止不动，旋转套筒11可由温差感应元件19带动而旋转一定角度，即通过齿轮16带动扇形齿12摆动，再带动旋转套筒11旋转一定角度，从而改变偏心流道a和向心流道b的截面积，以改变偏心流量和向心流量的比例关系，进而改变叶轮9的转速，最终将热水的温差转换成了叶轮的转速。

举例说明，假定正常供热过程中静止套筒10和旋转套筒11的相互位置使偏心流道a和向心流道b的截面尺寸维持一定比例，如图2所示。此时，如果入户热水温度升高，回水温度一般也会升高，但回水温度升高的量较少，两者之间的温差就会增大，温差感应元件19的上端就会沿逆时针方向旋转一个角度，通过齿轮16带动扇形齿12沿自身轴线顺时针方向旋转一个相应的角度，从而带动旋转套筒11也沿顺时针方向旋转一个相应的角度，从而使偏心流道a的截面增大，同时向心流道b的截面减小，在总流量不变的情况下，可使叶轮9的转速升高。

如果入户水量增大或减小，虽然向心流道b和偏心流道a的截面尺寸没有发生变化，但是由于压差增大或减小会使向心流量和偏心流量会按比例同时增大或减小，也会使叶轮9的转速提高或降低。

用户的实际用热量等于热水流量与进出口热水温差的乘积。本发明将入户热水流量与进出口温差都转化为了叶轮的转速，叶轮的转速就代表了热水流量与进出口热水温差的乘积，从而实现了对用户实际用热量的计量。

Claims (5)

1.一种分流式热量表，其特征在于：包括壳体（7）以及设置于壳体（7）内的隔离板（21），隔离板（21）上端的壳体（7）上设置有入户热水进口（20）以及入户热水出口（8），隔离板（21）下端的壳体（7）上设置有回水进口（24）和回水出口（22），壳体（7）内设置有温差感应元件（19）、叶片呈放射状排列的叶轮（9）以及由叶轮（9）驱动的显示单元（5），温差感应元件（19）包括两段设置于隔离板（21）两侧的旋向相反的双金属直线螺旋，两段双金属直线螺旋通过连杆（19b）相互连接，叶轮（9）的外侧设置有静止套筒（10）和旋转套筒（11），静止套筒（10）和旋转套筒（11）为底部具有端盖的圆形同心套筒，静止套筒（10）固定于壳体（7）的内壁上，静止套筒（10）以及旋转套筒（11）的圆周上均设置有若干异形豁口（4），异形豁口（4）一个面的延伸面通过套筒的轴心线，异形豁口（4）另一个面的延伸面不通过套筒的轴心线，静止套筒（10）的异形豁口（4）与旋转套筒（11）的异形豁口（4）交错排列共同形成若干个与叶轮（9）相对的向心流道（b）和偏心流道（a），温差感应元件（19）与壳体（7）间设置有用于向双金属直线螺旋传递热量的套管（18），套管（18）上设置有与温差感应元件（19）配合的用于驱动旋转套筒（11）的转矩传递机构。

2.根据权利要求1所述一种分流式热量表，其特征在于：所述静止套筒（10）上开设有与入户热水出口（8）相对的开口（6）。

3.根据权利要求1所述一种分流式热量表，其特征在于：所述静止套筒（10）上设置有卡环（14），卡环（14）内设置有销轴（15），旋转套筒（11）通过销轴（15）与静止套筒（10）相连，叶轮（9）设置于销轴（15）上。

4.根据权利要求1所述一种分流式热量表，其特征在于：所述温差感应元件（19）的一端固定于套管（18）内，另一端设置有齿轮（16），转矩传递机构包括设置于套管（18）上的扇形齿支座（13）以及设置于扇形齿支座（13）上的扇形齿（12），扇形齿（12）的一端与齿轮（16）相配合，另一端与旋转套筒（11）相连。

5.根据权利要求1所述一种分流式热量表，其特征在于：所述套管（18）固定于壳体（7）底部的底板（23）上，壳体（7）的顶部设置有压盖（2），压盖（2）内设置有玻璃窗（1），玻璃窗（1）与压盖（2）以及显示单元（5）间分别设置有密封圈（3）。

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