CN105953303B - 一种组合式的智能表阀一体机 - Google Patents

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Abstract

一种组合式的智能表阀一体机，属于供暖系统计量仪表技术领域。包括外壳体、超声波热量表以及智能流量调节阀，超声波热量表包括流量传感器、进水温度传感器、回水温度传感器、热量表主控板、直流电机球阀以及直流电机，流量传感器、进水温度传感器以及回水温度传感器分别与热量表主控板电连接，直流电机用于控制直流电机球阀的开闭，智能流量调节阀包括设有步进电机球阀的直管段阀体、步进电机以及电机阀主控板，步进电机用于控制步进电机球阀的开度大小或开闭，电机阀主控板与直流电机以及步进电机电连接。优点：除了热计量作用外，还具有流量控制的作用，通过流量控制可调节室内温度，也可在管路出现故障时及时关闭管路，还可实现远程控制。

Description

一种组合式的智能表阀一体机
技术领域
本发明属于供暖系统计量仪表技术领域，具体涉及一种组合式的智能表阀一体机。
背景技术
众所周知，我国北方由于冬季寒冷，现已普及集中供暖方式进行室内供热。然而，随着人们生活水平的提高，人们对环境尤其是居室环境的要求越来越高。我国南方地区的冬季采暖需求也日益旺盛，适合南方气候特点的采暖系统是分散式热水散热器采暖系统，该类采暖系统需要配套的关键设备是热水汀，热水汀是以对流形式工作的一种散热式电暖器，其采用水作为热量传输和储存的主要载体。传统的城市供暖采用按户计量热量的方式，这种粗放的供暖方式必然造成水、电、煤等能源的浪费以及加剧全球气候变暖趋势，为此，加快推进既有居住建筑供热计量及节能改造成为了当前国家节能减排工作上新的研究热点。超声波热量表因其精度高、压损小、寿命长等特点，在我国供热计量领域得到大规模应用。然而目前常规使用的热量表，只起热计量的作用，功能单一，存在不具备流量控制、远程控制等诸多问题，因此还无法满足目前市场环境的节能、节约、户用温度平衡、管道压力平衡的要求。
鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式的智能表阀一体机，能精确测量用户消耗的热能量，同时还具备水量调节及远程控制的功能。
本发明的目的是这样来达到的，一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于包括外壳体、超声波热量表以及智能流量调节阀，所述的外壳体在高度方向下方的侧壁上自左而右依次设置第一进水口和第二出水口，外壳体在高度方向上方的侧壁上对应第一进水口设置第一出水口，且对应第二出水口设置第二进水口,所述的超声波热量表包括热量表壳体、流量传感器、进水温度传感器、回水温度传感器、热量表主控板、直流电机球阀以及直流电机，所述的热量表壳体设置在外壳体的壳腔的左侧，所述的流量传感器、进水温度传感器、热量表主控板、直流电机球阀以及直流电机设置在热量表壳体的型腔内，流量传感器有一对，流量传感器的直管段表体呈纵向设置在第一进水口和第一出水口之间且两端分别探出第一进水口和第一出水口, 流量传感器、进水温度传感器以及回水温度传感器分别与热量表主控板电连接，直流电机用于控制直流电机球阀的开闭，所述的直流电机球阀设置在直管段表体上且位于一对流量传感器的高度方向的上方，所述的直流电机安装在直流电机球阀高度方向的上方，在直管段表体上且对应直流电机球阀的进水端一侧安装所述的进水温度传感器，所述的智能流量调节阀包括调节阀壳体、设有步进电机球阀的直管段阀体、步进电机以及电机阀主控板，所述的调节阀壳体设置在外壳体的壳腔的右侧，所述的直管段阀体、步进电机以及电机阀主控板安装在调节阀壳体内，所述的直管段阀体呈纵向设置在第二进水口和第二出水口之间且两端分别探出第二进水口和第二出水口, 在直管段阀体上且靠近第二出水口安装所述的回水温度传感器，步进电机用于控制步进电机球阀的开度大小或开闭，所述的电机阀主控板与直流电机以及步进电机电连接。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的热量表主控板和电机阀主控板与外部上位机通信连接，由上位机进行远程控制。
在本发明的另一个具体的实施例中，还包括无线温控器，所述的无线温控器包括液晶显示屏、液晶驱动模块、热敏电阻、温度采集模块以及温控处理器，所述温控处理器分别与液晶驱动模块以及温度采集模块连接，液晶驱动模块与液晶显示屏连接，温度采集模块与热敏电阻连接，该无线温控器与所述的电机阀主控板进行无线通信连接。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的外壳体在壳腔的右侧且位于高度方向的中部设置压管板，用于固定直管段阀体。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的外壳体在壳腔的空隙中填充聚氨酯保温剂。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的外壳体包括底座及壳盖，所述的底座在朝向壳盖的一侧形成壳腔。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的壳盖的高度方向上的两侧壁之间的距离为166.5mm～190.3mm，壳盖的宽度方向上的两侧壁之间的距离为170.6mm～178.3mm，底座的高度方向上的两侧壁之间的距离为157.0mm～178.3mm，壳盖的表面与底座的底面之间的距离为106.5mm～114.8mm，所述的第一进水口的中心轴和第二出水口的中心轴之间的间隔距离为86.0mm～92.0mm。
本发明由于在超声波热量表的基础上配设直流电机球阀及步进电机球阀，其与现有技术相比，具有的有益效果是：除了热计量作用外，还具有流量控制的作用，通过流量控制可调节室内温度，也可在管路出现故障时及时关闭管路以避免发生严重的安全事故，并实现间接性节能及楼道管道压力平衡，此外通过与上位机的通信连接，可实现远程抄表、远程监控及远程控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为超声波热量表的直管段表体的结构示意图。
图3为本发明的电原理框图。
图4为本发明的正视图。
图5为图4的侧视图。
图6为本发明的应用例示意图。
图中：1.外壳体、11.底座、12.壳盖；2.超声波热量表、21.热量表壳体、22.流量传感器、221.直管段表体、23.进水温度传感器、24.回水温度传感器、25.热量表主控板、26.直流电机球阀、27.直流电机；3.智能流量调节阀、31.调节阀壳体、32.直管段阀体、33.步进电机、34.电机阀主控板；4.无线温控器、41.液晶显示屏、42.液晶驱动模块、43.热敏电阻、44.温度采集模块、45.温控处理器；5.压管板；6.聚氨酯保温剂；A.第一进水口、B.第一出水口、C.第二进水口、D.第二出水口。
具体实施方式
申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图1所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。
请参阅图1～图3，本发明涉及一种组合式的智能表阀一体机，包括外壳体1以及设置在外壳体1壳腔内的超声波热量表2、智能流量调节阀3。所述的外壳体1在高度方向下方的侧壁上自左而右依次设置第一进水口A和第二出水口D，外壳体1在高度方向上方的侧壁上对应第一进水口A设置第一出水口B，且对应第二出水口D设置第二进水口C。所述的第一进水口A和第二出水口D连接供暖换热站，所述的第一出水口B和第二进水口C与水暖散热器构成回路。所述的超声波热量表2包括热量表壳体21、流量传感器22、进水温度传感器23、回水温度传感器24、热量表主控板25、直流电机球阀26以及直流电机27。所述的热量表壳体21设置在外壳体1的壳腔的左侧，所述的流量传感器22、进水温度传感器23、热量表主控板25、直流电机球阀26以及直流电机27设置在热量表壳体21的型腔内。流量传感器22有一对，流量传感器22的直管段表体221呈纵向设置在第一进水口A和第一出水口B之间且两端分别探出第一进水口A和第一出水口B，用于测量流经直管段表体221的载热液体的流量信号。流量传感器22、进水温度传感器23以及回水温度传感器24分别与热量表主控板25电连接。所述的直流电机球阀26设置在直管段表体221上且位于一对流量传感器22的高度方向的上方，用于控制直管段表体221即进水管路的连通或断开。所述的直流电机27安装在直流电机球阀26高度方向的上方。在直管段表体221上且对应直流电机球阀26的进水端一侧安装所述的进水温度传感器23，进水温度传感器23用于测量流经直流电机球阀26的载热液体的进水温度。所述的智能流量调节阀3包括调节阀壳体31、设有步进电机球阀的直管段阀体32、步进电机33以及电机阀主控板34。所述的调节阀壳体31设置在外壳体1的壳腔的右侧，所述的直管段阀体32、步进电机33以及电机阀主控板34安装在调节阀壳体31型腔内。所述的直管段阀体32呈纵向设置在第二进水口C和第二出水口D之间且两端分别探出第二进水口C和第二出水口D，其中的步进电机球阀由步进电机33控制。外壳体1在壳腔的右侧且位于高度方向的中部设置压管板5，用于固定直管段阀体32。 在直管段阀体32上且靠近第二出水口D安装所述的回水温度传感器24，回水温度传感器24用于测量流经直管段阀体32的载热液体的回水温度。热量表主控板25根据流量传感器22传递的流量信号、进水温度传感器23传递的进水温度信号以及回水温度传感器24传递的回水温度信号，计算得到载热液体从第一进水口A到第二出水口D这个过程中所释放的热量值。所述的电机阀主控板34与直流电机27以及步进电机33电连接。电机阀主控板34经由直流电机27控制直流电机球阀26的打开或关闭，由此控制进水管路的连通或断开。电机阀主控板34经由步进电机33对直管段阀体32内的步进电机球阀进行开度大小调节，或者是对回水管路进行连通断开控制。所述的外壳体1在壳腔的空隙中填充聚氨酯保温剂6，起固定及保温作用。
请继续参阅图3，所述的组合式的智能表阀一体机还可配设外部上位机和无线温控器4。所述的热量表主控板25和电机阀主控板34与外部上位机通信连接，由上位机进行远程控制，由此可实现远程抄表、远程监控、远程管理的功能，节省人力物力。所述的无线温控器4包括液晶显示屏41、液晶驱动模块42、热敏电阻43、温度采集模块44以及温控处理器45。所述温控处理器45分别与液晶驱动模块42以及温度采集模块44连接，液晶驱动模块42与液晶显示屏41连接，温度采集模块44与热敏电阻43连接，该无线温控器4与所述的电机阀主控板34进行无线通信连接。温控处理器45具有室温预设功能，能预设一室温上限温度和一室温下限温度。热敏电阻43和温度采集模块44配合来采集室内温度，所述预设温度和实际温度均可通过液晶显示屏41显示。当室内实际温度超过预设温度的范围时，无线温控器4通过与电机阀主控板34的无线通信，对直流电机27及步进电机33的工作状态进行调节，从而实现对室内温度的调节。
请参阅图4和图5，并结合图1，所述的外壳体1包括底座11及壳盖12，所述的底座11在朝向壳盖12的一侧形成壳腔。所述的壳盖12的高度方向上的两侧壁之间的距离为166.5mm～190.3mm，壳盖12的宽度方向上的两侧壁之间的距离为170.6mm～178.3mm，底座11的高度方向上的两侧壁之间的距离为157.0mm～178.3mm，壳盖12的表面与底座11的底面之间的距离为106.5mm～114.8mm，所述的第一进水口A的中心轴和第二出水口D的中心轴之间的间隔距离为86.0mm～92.0mm。在本实施例中，外壳体1的尺寸优选为：所述的壳盖12的高度方向上的两侧壁之间的距离为169.5±3mm，壳盖12的宽度方向上的两侧壁之间的距离为173.6±3mm，底座11的高度方向上的两侧壁之间的距离为160.0±3mm，壳盖12的表面与底座11的底面之间的距离为109.5±3mm，所述的第一进水口A的中心轴和第二出水口D的中心轴之间的间隔距离为89.0±3mm。外壳体1的尺寸还可以优选为：壳盖12的高度方向上的两侧壁之间的距离为187.3±3mm，壳盖12的宽度方向上的两侧壁之间的距离为175.3±3mm，底座11的高度方向上的两侧壁之间的距离为175.3±3mm，壳盖12的表面与底座11的底面之间的距离为111.8±3mm，所述的第一进水口A的中心轴和第二出水口D的中心轴之间的间隔距离为89.0±3mm。外壳体1体积小巧，能节省安装空间。
请参阅图6，并结合图1～图3，以本发明与热水汀的结合为例，对本发明的工作原理作进一步的说明。根据水流方向，将所述的第一进水口A和第一出水口B连接到热水汀的进水管路中，将所述的第二进水口C和第二出水口D连接到热水汀的回水管路中。所述的超声波热量表1通过流量传感器22测量进水流量，通过进水温度传感器23测量进水温度，通过回水温度传感器24测量回水温度，再通过热量表主控板25对接收到的流量及温度信号进行计算、累积，由此得到并存储交换回路中所释放的热量。所述的超声波热量表2可配设显示模块，用于显示实时测得的热量。超声波热量表2除了常规的计量热量的作用外，在本实施例中与直流电机球阀26以及步进电机球阀配合，还具有流量控制的作用，通过流量控制可调节室内温度。超声波热量表2的直流电机27以及智能流量调节阀3的步进电机33连接电机阀主控板34。电机阀主控板34经由直流电机27控制直流电机球阀26的打开或关闭，由此控制进水管路的连通或断开；电机阀主控板34经由步进电机33对直管段阀体32内的步进电机球阀进行开度大小调节，或者是对回水管路进行连通断开控制。在上位机控制下，电机阀主控板34根据超声波热量表2计量的瞬时流量大小来控制直流电机27以及步进电机33运转。当因故障出现进水管路中流量过大时，电机阀主控板34可快速控制直流电机球阀26关闭和步进电机球阀关闭，截断进水管路和回水管路，避免发生爆管或漏水等情况，以此能增强热水汀的使用安全性。除了上位机的远程控制外，电机阀主控板34还可以配合无线温控器4实现用户自主调节，使室内环境温度舒适恒定，并达到节能目的。例如，所述的温控处理器45设置用户房间内的最高温度为25℃，最低温度为20℃，当热敏电阻43采集到室内温度高于25℃时，温控处理器45向电机阀主控板34发送一球阀关闭信号，电机阀主控板34通过步进电机33使步进电机球阀快速关闭，以此截断热水汀的回水管路。当室内温度低于20℃时，温控处理器45向电机阀主控板34发送一球阀再开信号，步进电机球阀快速开启以连通回水管路，从而使室内温度回升至20℃～25℃。所述的温度差用户可根据自身实际需要设定。无线温控器4涉及的各模块，在现有技术中已有不少成熟的应用，此处省略具体的电路赘述。

Claims (7)

1.一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于：包括外壳体(1)、超声波热量表(2)以及智能流量调节阀(3)，所述的外壳体(1)在高度方向下方的侧壁上自左而右依次设置第一进水口(A)和第二出水口(D)，外壳体(1)在高度方向上方的侧壁上对应第一进水口(A)设置第一出水口(B)，且对应第二出水口(D)设置第二进水口(C),所述的超声波热量表(2)包括热量表壳体(21)、流量传感器(22)、进水温度传感器(23)、回水温度传感器(24)、热量表主控板(25)、直流电机球阀(26)以及直流电机(27)，所述的热量表壳体(21)设置在外壳体(1)的壳腔的左侧，所述的流量传感器(22)、进水温度传感器(23)、热量表主控板(25)、直流电机球阀(26)以及直流电机(27)设置在热量表壳体(21)的型腔内，流量传感器(22)有一对，流量传感器(22)的直管段表体(221)呈纵向设置在第一进水口(A)和第一出水口(B)之间且两端分别探出第一进水口(A)和第一出水口(B), 流量传感器(22)、进水温度传感器(23)以及回水温度传感器(24)分别与热量表主控板(25)电连接，直流电机(27)用于控制直流电机球阀(26)的开闭，所述的直流电机球阀(26)设置在直管段表体(221)上且位于一对流量传感器(22)的高度方向的上方，所述的直流电机(27)安装在直流电机球阀(26)高度方向的上方，在直管段表体(221)上且对应直流电机球阀(26)的进水端一侧安装所述的进水温度传感器(23)，所述的智能流量调节阀(3)包括调节阀壳体(31)、设有步进电机球阀的直管段阀体(32)、步进电机(33)以及电机阀主控板(34)，所述的调节阀壳体(31)设置在外壳体(1)的壳腔的右侧，所述的直管段阀体(32)、步进电机(33)以及电机阀主控板(34)安装在调节阀壳体(31)型腔内，所述的直管段阀体(32)呈纵向设置在第二进水口(C)和第二出水口(D)之间且两端分别探出第二进水口(C)和第二出水口(D), 在直管段阀体(32)上且靠近第二出水口(D)安装所述的回水温度传感器(24)，步进电机(33)用于控制步进电机球阀的开度大小或开闭，所述的电机阀主控板(34)与直流电机(27)以及步进电机(33)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于所述的热量表主控板(25)和电机阀主控板(34)与外部上位机通信连接，由上位机进行远程控制。
3.根据权利要求1所述的一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于还包括无线温控器(4)，所述的无线温控器(4)包括液晶显示屏(41)、液晶驱动模块(42)、热敏电阻(43)、温度采集模块(44)以及温控处理器(45)，所述温控处理器(45)分别与液晶驱动模块(42)以及温度采集模块(44)连接，液晶驱动模块(42)与液晶显示屏(41)连接，温度采集模块(44)与热敏电阻(43)连接，该无线温控器(4)与所述的电机阀主控板(34)进行无线通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于所述的外壳体(1)在壳腔的右侧且位于高度方向的中部设置压管板(5)，用于固定直管段阀体(32)。
5.根据权利要求1所述的一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于所述的外壳体(1)在壳腔的空隙中填充聚氨酯保温剂(6)。
6.根据权利要求1所述的一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于所述的外壳体(1)包括底座(11)及壳盖(12)，所述的底座(11)在朝向壳盖(12)的一侧形成壳腔。
7.根据权利要求6所述的一种组合式的智能表阀一体机，其特征在于所述的壳盖(12)的高度方向上的两侧壁之间的距离为166.5mm～190.3mm，壳盖(12)的宽度方向上的两侧壁之间的距离为170.6mm～178.3mm，底座(11)的高度方向上的两侧壁之间的距离为157.0mm～178.3mm，壳盖(12)的表面与底座(11)的底面之间的距离为106.5mm～114.8mm，所述的第一进水口(A)的中心轴和第二出水口(D)的中心轴之间的间隔距离为86.0mm～92.0mm。
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