CN109073437B - 水表平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水表平台(1)和用于水表平台的壳体部件(2)。壳体部件(2)提供流量管(3)、可密封的主隔室(4)和流量通道接口(6)，所述主隔室(4)适于容纳用于测量流动通过流量管(3)的流体的流量的仪表单元(5)，所述流量通道接口(6)与所述流量管流体连通并适于安装附加的功能单元，特别是用于中断所述流动的可遥控阀单元(7)。仪表单元(5)是包括一个或多个超声波换能器(51)的超声波仪表。仪表单元(5)、与流量通道接口(6)相关联地安装的阀单元(7)和自含电源被布置在主隔室(4)内。壳体部件(2)是单体式聚合物结构(11)，其优选地适于在一个机器循环中铸造为单个部件。

Description

水表平台

技术领域

本发明涉及一种水表平台，其包括壳体部件，所述壳体部件提供流量管、可密封主隔室和流量通道接口，所述可密封主隔室适于容纳用于测量流动通过所述流量管的流体的流量的仪表单元，所述流量通道接口与所述流量管流体连通且适于安装附加功能单元。

背景技术

当下，水表主要用于测量或计量消耗场所处的水消耗以用于计费目的。公用事业公司可以使用先进的仪表基础设施(AMI)、驱动解决方案(AMR)或其他数据收集解决方案来收集测量结果。除了计量之外，已知的水表(也称为智能水表)可以包括其他功能，例如泄漏监视或温度控制。遥控的截止阀也可以安装在消耗场所从而控制水的供应。截止阀可以由公用事业公司或消费者远程操作，例如，如果检测到泄漏或由于未支付账单。智能仪表和截止阀都可以是可遥控的并且被配置成通过射频通信或其他无线通信标准进行通信。

在设备和装置的支出方面，在多个消耗场所安装智能水表和截止阀对公用事业公司构成了大量投入。因此，需要一种提供计量和截止阀的功能的成本有效的解决方案。在将来，还可能需要将其他功能(例如传感器)与消耗场所相关联或结合至水表中。但是，与这些附加设备相关联的安装成本可能对新技术的采用构成相当大的障碍。

发明目的

本发明的一个目的是提供现有技术的替代方案。特别地，可以视作另一目的的是提供一种集成水表平台，其被配置用于安装各种功能模块。更特别地，本发明的目的是提供一种具有集成截止阀的水表。

发明内容

因此，在本发明的第一方面中，旨在通过提供如下的水表平台来实现上述目的和若干其他目的，所述水表平台包括：壳体部件，所述壳体部件包括流量管(流量测定管)和可密封的主隔室，所述流量管提供在入口和出口之间延伸的流量通道，所述主隔室与所述流量管共用一公共壁，所述主隔室被配置成向仪表单元提供壳体，所述仪表单元包括具有一个或多个超声波换能器的测量电路，所述测量电路用于测量在所述流量通道中流动的流体的流量；其中，所述壳体部件还提供流量通道接口，所述流量通道接口与所述流量管流体连通并适于安装辅助功能单元；并且所述壳体部件是适于在一个机器循环中铸造为单个部件的单体式(整体式)聚合物结构。

在一个机器循环中铸造的单个部件是指可以在单个铸造过程中铸造而不需要后续加工操作或不需要随后对子部件进行组装的部件。尽管如此，一个机器循环或单个铸造过程可以包括设有多个移动芯和多个注射喷嘴的模具。

通过提供适于铸造成单个部件的单体式(整体式)聚合物壳体，生产所述壳体部件的成本被显著降低。此外，将多个功能集成在单个单体式结构中消除了与不同功能单元的组装相关联的包括连接的不可渗透性在内的问题。此外，通过包括流量通道接口的壳体部件，可以可选地在包括这种壳体的水表的安装之前或之后安装附加功能模块。因此，所述壳体部件提供了允许安装各种功能模块的灵活的水表平台。

根据本发明的另一方面，所述水表平台可包括可遥控阀单元，所述可遥控阀单元与所述流量通道接口相关联地布置并且被配置用以中断所述流量通道中的流动。另外，所述可遥控阀单元可包括机动截止阀，所述机动截止阀包括阀控制电路(回路)和被布置用以中断通过所述流量通道的流动的可移位的阀活塞。

此外，所述阀单元可以包括用于与布置在所述主隔室中的无线电通信设备进行近场通信的无线电通信设备和/或用于与外部接收器和发送器进行较远距离通信的无线电通信设备。所述无线电通信设备可以被配置用于单向通信以接收用于控制阀位置的命令。备选地，所述无线电通信设备可以被配置用于双向通信以接收命令和发送阀相关数据，例如阀位置、电池信息等。

此外，可以围绕所述阀活塞以相互具有一定距离从而限定一密封空间的方式布置第一和第二垫圈以提供针对来自所述流量通道的流体的密封，并且其中设置了与所述密封空间流体连通的排放通道以排出进入所述密封空间的流体。

根据另一方面，上述壳体部件的形状和尺寸可以设定成允许在注入模具中的聚合物被注入以产生所述壳体部件之后将注射模具的一个或多个芯从所述壳体部件的腔体收回。特别地，所述壳体部件的腔体的尺寸可以从所述壳体部件的外周边朝向所述壳体部件的中心逐渐减小，以允许注射模具的一个或多个芯从所述壳体部件的腔体收回。

根据本发明的另一方面，上述水表可包括传感器单元，所述传感器单元与所述流量通道接口相关联地布置并且被配置成感测在所述流量管中流动的流体的特性。

备选地，所述水表平台可包括两个或更多个流量通道接口，并且可遥控阀单元可与第一流量通道接口相关联地布置，传感器单元可与第二流量通道接口相关联地布置。

此外，在如上所述的水表中，所述流量通道接口可以由从所述流量管延伸的周壁限定，并且所述周壁可以设有螺纹或其他连接装置以用于安装辅助功能单元。此外，用于为所述仪表单元和与所述流量通道接口相关联地布置的辅助功能单元(例如阀单元)供电的自含(自足)电源可以布置在所述主隔室内。

另外，限定所述流量通道接口的周壁可以设有电触点，所述电触点被配置用以将与所述流量通道接口相关联地安装的辅助功能单元的电气部件与布置在所述主隔室中的电气部件电连接。此外，导电材料可以集成在所述壳体部件中，以提供所述流量通道接口处的电触点和与所述主隔室相关联地设置的相应电触点之间的布线。由此可以将所述主隔室中的电气部件(例如自含电源)以及与所述流量通道接口相关联地布置的电气部件(例如阀控制电路)相连接。

根据本发明的另一方面，所述流量通道接口可以由从所述主隔室和所述流量管之间的公共壁延伸的周壁限定在所述主隔室内，并且所述流量通道接口可以通过在所述流量通道接口内设置于所述公共壁中的开口与所述流量通道流体连通。另外，所述流量通道接口可以被配置成相对于所述主隔室密封。此外，所述仪表单元的测量电路、辅助单元的控制电路和用于为两个电路供电的自含电源可以布置在所述主隔室内。

在一个实施例中，所述水表平台可包括：壳体部件，所述壳体部件为单体式(整体式)聚合物结构，其提供：具有在入口和出口之间延伸的流量通道的流量管，与所述流量管共用一公共壁的可密封的主隔室以及与所述流量通道流体连通的流量通道接口(6)；仪表单元，其包括具有一个或多个超声波换能器的测量电路，所述测量电路用于测量流动通过所述流量管的流体的流量；以及可遥控阀单元，所述可遥控阀单元与所述流量通道接口相关联地布置并被配置用以中断通过所述流量管的流动；其中，所述流量通道接口被限定在所述主隔室内，并且所述仪表单元、所述阀单元以及用于为所述仪表单元和所述阀单元供电的自含(自足)电源被布置在所述主隔室内。

另外，布置在所述主隔室内的可遥控阀单元可包括机动截止阀，所述机动截止阀包括阀控制电路和与传动装置配合的电动机，以控制阻塞构件，所述阻塞构件被布置用以中断通过所述流量管的流动。所述电动机可以与可移位地布置以中断通过所述流量管的流动的阀活塞配合。备选地，所述电动机可以与阀杆配合，所述阀杆与被布置用以中断通过所述流量管的流动的可旋转的阀球配合。

此外，所述水表平台可以包括通信设备，所述通信设备被布置在所述主隔室内，并被配置成从所述仪表单元接收测量数据且从所述阀单元接收阀数据并且经由一个或多个射频带发送所述数据。

此外，当所述阀单元被布置在所述主隔室内时，可以围绕所述阀活塞或所述阀杆以相互具有一定距离从而限定一密封空间的方式布置第一和第二垫圈，以提供针对来自所述流量通道的流体的密封，并且可以设置与所述密封空间流体连通的排放通道，以排出进入所述密封空间的流体。所述排放通道可以设置在限定所述流量通道接口的周壁中。

此外，所述壳体部件可设有阀孔，所述阀孔用于将包括所述阀球的阀球单元插入所述流量通道中。所述阀孔可以具有至少一个锥形侧面，该锥形侧面提供朝向所述流量通道变窄的阀孔。

另外，所述阀球单元可包括至少一个用于支撑所述阀球的阀座元件，所述阀座元件具有锥形侧面，所述锥形侧面被配置用于抵接所述阀孔的锥形侧面。而且，弹簧元件可以布置在所述壳体部件内，以将所述阀球单元朝向密封元件推压，从而在所述阀球单元和所述流量通道的面之间提供密封。

更进一步地，所述阀球可包括凹部，当所述阀球通过所述阀孔插入所述流量通道中时，所述凹部适于与所述阀杆的远端接合。而且，所述阀孔可设有封闭塞，所述封闭塞用于密封所述阀孔并将所述阀孔单元固定在所述壳体部件内。

本发明还涉及一种水表壳体部件，其包括：流量管，所述流量管提供在入口和出口之间延伸的流量通道；可密封的主隔室，所述主隔室与所述流量管共用一公共壁，所述主隔室被配置成向仪表单元提供壳体；以及用于安装辅助功能单元的流量通道接口，其中所述流量通道被设置在所述主隔室内，并且所述壳体部件是适于在一个机器循环中铸造为单个部件的单体式(整体式)聚合物结构。

本发明的以上公开的各个方面可以各自与任何其他方面组合。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显并得以阐明。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述根据本发明的水表平台和壳体部件。附图显示了实现本发明的一种方式，并且不应被解释为对落入所附权利要求的范围内的其他可能实施例构成限制。

图1显示了水表平台的壳体部件，

图2显示了图1的壳体的俯视图，

图3A和图3B显示了图1的壳体的不同实施例的横截面，

图4显示了带有集成截止阀的水表的俯视图，

图5A显示了图4的水表沿着线LL的横截面，

图5B显示了图4的水表沿着线MM的横截面，

图6A和图6B显示了与水表集成的截止阀的另一实施例，

图7显示了带有集成传感器单元的水表的横截面，

图8显示了安装有两个功能单元的水表的横截面，

图9显示了用于水表平台的壳体部件的另一实施例，

图10显示了图9的壳体的俯视图，

图11显示了图9的壳体的横截面，

图12A和图12B显示了水表平台的又一实施例，

图12C显示了图12A和图12B中所示的水表平台的沿着线KK的横截面，

图12D显示了图12A和图12B中所示的水表平台的电动机和传动装置，并且

图13A-13C显示了底入球阀的不同设计。

具体实施方式

图1和图2显示了用于水表平台的壳体部件2，所述壳体部件2提供主隔室4和流量通道接口6。所述壳体部件还包括流量管(流量测定管)3，所述流量管3提供在入口32和出口33之间延伸的流量通道31。因此，流体可以通过所述入口流动至所述流量管中，并流动通过所述流量通道且通过所述出口流出。在图1所示的实施例中，所述主隔室和所述流量管共用公共壁41，但是所述主隔室和所述流量通道之间没有连通。所述主隔室被配置成向仪表单元提供壳体，所述仪表单元包括用于测量流动通过所述流量通道的流体的流量的测量电路。另外，所述主隔室可以容纳其他电子设备，例如以下将进一步描述的通信设备。

流量通道接口6由限定内部腔体65的周壁61构成。所述周壁从所述流量管延伸，并且在所述周壁内，在所述流量管的壁中设有开口63。通过开口63，内部腔体65与所述流量通道直接连通。此外，所述流量通道接口在所述周壁的上端处设有上开口64。由此提供了用于将功能单元安装在所述壳体部件上的接口6，如下面将进一步描述的那样。

壳体部件2被配置成制造为适于铸造为单个部件的单体式(整体式)聚合物结构11。对于将要铸造为单体式结构的部件来说，必须满足某些设计要求。在一个方面，用于注射成型的模具(未示出)的芯必须是可收回的。在本发明中，这已经通过将所述壳体部件设计成具有从所述壳体部件的外周边朝向其中心逐渐减小的腔体尺寸来实现。到目前为止所描述的壳体部件包括三个主腔体，即，主隔室4、流量通道接口6的腔体65和流量通道31。所有这些腔体具有总体锥形形状，其直径或横截面尺寸从模具芯的进入点朝向所述部件的中心减小。例如，所述主隔室的上开口43的横截面尺寸大于所述主隔室在所述主隔室和流量通道之间的公共壁处的横截面尺寸。此外，所述流量通道接口的上部中的开口64具有比所述流量通道接口和所述流量通道之间的开口63大的直径。最后，所述流量通道在所述流量管的入口32和出口33处的直径分别大于或等于所述流量通道在两者之间的任意点处的直径。

参考图1-3A，所述壳体部件在所述流量管的入口和出口处设有螺纹部段，所述螺纹部段用于将所述壳体部件连接至消耗场所处的现有管道。所述主隔室由部分地从所述流量管延伸的周壁44限定。因此，所述流量管构成所述主隔室的底部的一部分，并且所述主隔室被布置成处于所述流量管的顶上并沿着所述流量管的侧面。更特别地，在所示的实施例中，所述主隔室由底壁(40)、所述流量管自身和周壁44限定，所述底壁(40)在与所述流量管平行的平面中从所述流量管延伸。所述周壁沿着底部外周边与所述底壁相连接并且与所述流量管相连接，以提供具有上部开口的杯形腔体。此外，可以看出所述流量管的一部分与所述腔体相交，由此所述流量管的壁的(多个)部段被布置在所述腔体内。在另一个实施例中，所述流量管可以布置在所述腔体的外部，并且所述流量管的一部分可以构成所述底壁的一部分。由此，所述底壁的材料成为所述主隔室和所述流量通道之间唯一的屏障。另外，所述周壁沿着其内周边设有加强肋45，以提高所述壳体部件的强度和稳定性。

参考图4-6，其中显示了根据本发明的一个实施例的水表平台。所述水表平台包括如上所述的壳体部件。在所述主隔室内，设有包括测量电路50的仪表单元5，所述测量电路50包括两个超声波换能器51。所述超声波换能器被布置在公共壁41处并且被配置成分别连续地发送和接收超声波信号。所述信号通过所述公共壁和所述流量通道中的流体传播，并且通过分析所发送和接收的信号，所述测量电路能够测量在所述流量通道中流动的流体量。如本领域技术人员所设想的，其他类型的测量技术和原理可以备选地用于布置在所述主隔室中的仪表单元，以测量通过所述流量通道的流量。这种备选技术的示例是磁感应流量测量。

仪表单元5还包括通信设备9，所述通信设备9被配置成直接或间接地从测量电路50例如从非易失性存储器接收测量数据，并将测量数据发送至远程位置。所述通信设备还可以被配置成从远程位置接收其他数据(例如软件更新或命令)，并将这些数据转发至所述测量电路或水表平台的其他部分。在一个实施例中，通信设备9是被配置成经由一个或多个射频带发送和接收数据的无线电通信设备。此外，在所述主隔室中布置有电池形式的自含(自足)电源52，其适于为所述测量电路、存储器和通信设备供电。

仍然参考图5A，主隔室4由被布置成覆盖其上开口43的诸如盖子的封闭构件42密封。所述封闭构件可以包括透明元件421，所述透明元件421提供窗口，通过该窗口可见显示测量数据或其他信息的显示器。此外，垫圈或其他密封构件被布置在所述主隔室的外壁和所述盖子之间，以提供隔绝式密封。在所述流量管内，布置有导流件35以在超声波换能器之间的测量区域中产生最佳流动条件。所述导流件通常是经由所述入口或出口插入所述流量管中的单独部件。

在流量通道接口6上安装有阀单元7。在所示实施例中，所述阀单元包括布置在所述流量通道接口的腔体65中的可移位的阀活塞72。所述阀活塞包括阻塞构件77，所述阻塞构件77被布置成位移至所述流量管中以部分地或完全地阻塞所述流量通道。通过部分地或完全地阻塞所述流量通道，可以控制流动通过所述流量管的流体。所述流动可以被完全停止或仅仅被节流到期望的水平。在不允许完全切断供水的管辖区域中可能需要节流功能。如果水是需要配给的稀缺资源，那么节流也可用于控制或限制水的供应。

所述阀单元的所示实施例设有一种线性运动阀，所述线性运动阀具有沿着直线移动的封闭或阻塞构件。所述阻塞构件基本上是圆锥形的并且对应于所述流量通道的几何形状。本领域技术人员容易理解，在不脱离本发明范围的情况下，也可以使用其他类型的阀和阻塞构件。备选地，所述阻塞构件可以是滑动门或具有其他几何形状。备选地，所述阀单元可设有另一种类型的阀、截止阀、止回阀或基于隔膜的阀。

从图5A中可以看出，所述阀单元包括安装在流量通道接口6上的阀单元壳体8。壳体8可以通过设置在所述周壁的外表面处的螺纹或通过其他安装装置(例如卡扣连接或螺钉)来安装。另外，在所述壳体和所述周壁之间设有垫圈81，以提供流体密封，从而防止流体从所述流量管泄漏。此外，所述壳体设有封闭构件，以密封所述阀单元壳体的内部腔体。在所述壳体内设有电动机78，所述电动机78与传动装置79配合以驱动所述阀活塞。所述阀单元还包括无线电通信设备711，所述无线电通信设备711用于与无线电通信设备9建立近场通信，所述无线电通信设备9与布置在所述主隔室中的水表单元相关联。备选地，无线电通信设备711可以被配置成与外部接收器和发送器(例如高级仪表基础设施的收集器或集中器)通信。所述阀单元的无线电通信设备还可以被配置成使用现有的电信基础设施(例如GSM、3G或4G)进行通信。另外，在所述阀单元壳体中设有电池形式的自含(自足)电源781，以向所述电动机、所述通信设备和所述阀单元的可能的其他电气部件供电。

如上所述，所述阀单元通信设备可以与布置在所述主隔室中的水表单元通信设备通信。因此，所述阀单元通信设备可以被配置用于例如使用与长距离无线电通信相比需要较少功率的现有近场通信技术来进行短距离通信。为了遥控所述阀单元，即遥控所述阀活塞和所述阻塞构件的位置，可以将命令发送至所述仪表单元无线电通信设备。这些命令进而被传递给所述阀单元通信设备。由所述仪表单元通信设备接收的命令还可以在被发送至所述阀单元之前被所述仪表单元处理。类似地，如果所述阀单元被配置用于双向通信，则首先将数据从所述阀单元通信设备发送至所述仪表单元通信设备。所述仪表单元通信设备进而直接传递所述数据或存储所述数据(例如，将所述数据与仪表数据一起存储在数据包中)以供稍后发送。参考图5B，其中公开了所述阀单元的进一步细节。为了提供隔绝式密封的阀壳体，第一垫圈73和第二垫圈74围绕阀活塞72布置，以将所述阀壳体与所述流量通道密封隔绝。所述第一和第二垫圈以相互分开一定距离的方式布置从而限定密封空间76，并且在所述阀单元壳体中设有与所述密封空间流体连通的排放通道75。因此，可能从所述流量通道进入所述密封空间的任何流体被从密封空间排出，以提供隔绝式密封的阀壳体。在使用中，从所述密封空间引走的流体量将非常有限，并且水被引导至所述阀壳体的外部以便滴落。

参考图6A和图6B，其中示出了安装在流量通道接口6上的阀单元7的另一实施例。在所示实施例中，所述阀单元设有球阀机构，该球阀机构包括布置在所述流量通道中的可旋转阀球177形式的阻塞构件。所述阀球包括第一贯穿通路，并且通过控制所述阀球的取向，可以控制通过所述流量通道的流量。为了仅仅减小通过所述流量通道的流量，所述阀球可包括与所述第一贯穿通路相比直径减小的第二贯穿通路(未示出)。所述阀球由阀杆172驱动，所述阀杆172从所述球阀开始延伸，并延伸通过腔体65且向上延伸至所述流量通道接口的上方。所述阀杆经由传动装置179操作性地连接至电动机178，并且通过旋转所述阀杆和所述阀球，可以部分地或完全地阻塞通过所述流量通道的流动。类似于先前描述的实施例，第一和第二垫圈173、174围绕所述阀杆布置，以提供针对所述流量通道的密封。此外，附加的垫圈175围绕所述阀杆的延伸至阀单元壳体8中的一部分布置。所示球阀以可被视为侧入球阀的设计原理为基础。为了提供用于将所述阀球接收至壳体部件2中的开口，流量通道31的一个部段的直径被扩大，如图6A所示。此外，所述壳体部件设有内螺纹311，所述内螺纹311被配置用于与封闭元件21的螺纹211配合。在所述壳体部件内，所述阀球由阀座元件212支撑，并且在所述阀座元件和所述封闭元件及所述壳体部件的内表面之间设有O形圈。所述O形圈用作密封装置并为结构提供弹性，从而减小所述阀球和所述阀座之间的摩擦。由所述O形圈提供的弹性还可以降低或防止钙化，从而防止所述阀球在所述阀未被转动的一定时间段之后被粘住。

参考图7，其中示出了根据本发明的另一实施例的水表平台。除了在流量通道接口处设有另一功能单元，所述水表平台在构造上类似于上述水表平台。在上述实施例中，提供阀单元作为功能单元。在本实施例中，提供传感器单元9作为功能单元。传感器单元9部分地设置在流量通道接口的腔体中并且被配置成通过开口63与流量通道中的流体连通。在其他实施例(未示出)中，传感器单元的部分也可以延伸至流体通道中。

如从图7可见，传感器单元9包括安装在流量通道接口6上的传感器单元壳体91。壳体91可以通过设置在所述周壁的外表面处的螺纹或通过其他安装装置来安装，在所述壳体和所述周壁之间设有垫圈94，以提供流体密封。另外，所述壳体设有封闭构件以密封所述传感器单元壳体的内部腔体。在所述壳体内，设有传感器电子器件92。与所述阀单元类似，所述传感器单元包括无线电通信设备93，所述无线电通信设备93用于与所述仪表单元的无线电通信设备9或其他外部接收器和发送器通信。所述传感器单元的通信原理与上面结合所述阀单元描述的原理相同，因此不再进一步描述。

仍然参考图7，传感器单元9包括传感器探针95，所述传感器探针95被布置成延伸至在所述流量通道中流动的流体中。所述传感器探针可以包括各种类型的传感器，例如氯传感器、温度传感器或用于感测水供应中的大肠杆菌(E.coli)细菌或其他污染物的存在的微生物传感器。所述传感器探针与传感器单元壳体内的传感器电子器件92通信，并且在与传感器单元壳体相交的点处围绕所述传感器探针设有垫圈94。由此提供了一种用于安装与水表相关联的在线(联机)水传感器的平台。

参考图8，其中示出了水表平台的又一个实施例。所述水表平台包括壳体部件，所述壳体部件包括主隔室和两个流量通道接口。除了设有附加的第二流量通道接口，所述壳体部件在构造上类似于先前描述的壳体部件。所述第二流量通道接口在构造上类似于上述流量通道接口。因此，所述第二流量通道接口提供用于安装附加功能单元的装置。通过包括两个流量通道接口，两个功能单元可以与仪表单元一起安装。图8所示的水表平台包括如上所述的仪表单元5、阀单元7和传感器单元8。阀单元7和传感器单元8都可以与仪表单元5通信，所述仪表单元5进而将数据传递至相应的功能单元和/或从相应的功能单元传递数据。备选地，阀单元7和传感器单元8可以直接与其他外部接收器和发送器通信。

在所有上述实施例中，所述仪表单元可以用作控制与所述水表平台的所有功能单元之间往来的通信的通信集线器或路由器设备。因此，一些功能单元可以使用需要较少功率的短距离通信，其中仅仅一个单元被配置用于长距离通信。这方面的另一个优点是减少了必须从水表平台发送的数据量，这可以降低数据包冲突和通信网络拥塞的风险。

参考图3B，在一个实施例中，所述壳体部件设有集成布线系统46，所述集成布线系统46被布置成提供所述主隔室和所述流量通道接口之间的电连接。所述布线系统包括触点461，所述触点461被设置在所述主隔室内、所述壳体部件的表面中以及所述流量通道接口的周壁中。所述触点通过与所述壳体部件相结合的导电材料的形式的电导体462电连接。在一个示例性实施例中，所述导电材料可以是通过嵌件模制工艺与所述壳体部件相结合的金属布线件。备选地，所述电导体的一部分可以在模制之后施加至所述壳体部件的表面，并且经由设置在所述壳体部件中的馈通电连接件(未示出)与所述触点电连接。布置在所述主隔室中的诸如包括一对触点的印刷电路板(PCB)的电气设备可以经由所述主隔室中的接触点461电连接至布线系统46。类似地，辅助功能单元的电气部件可以直接地或经由设置在所述功能单元的壳体中的馈通装置(未示出)通过设置在接口6处的接触点电连接至所述布线系统。因此，与所述流量通道接口相关联地安装的功能单元可以与布置在所述主隔室中的电气部件(例如通信设备9和自含电源52)电连接。

在上述水表平台的一个实施例中，布置在所述主隔室中的自含电源52可以与阀单元和/或传感器单元电连接，并为这些单元提供必要的电力。因此辅助功能单元中不需要电源。备选地或另外地，所述主隔室和所述辅助单元之间的电连接可以被配置用于各个单元的通信设备之间的数据通信。由此可以在所述单元之间实现有线通信而非无线电通信。这方面的优点在于，与可能被第三方拦截的无线通信相比，可以在没有相同的保密性问题的情况下进行数据通信。

图9-11显示了水表平台的壳体部件2的另一实施例，其具有布置在主隔室4内的流量通道接口6。如上所述，主隔室4适于为仪表单元提供壳体，所述仪表单元包括测量电路和两个超声波换能器。所述壳体部件包括流量管，所述流量管提供在入口32和出口33之间延伸的流量通道31。主隔室4和流量管共用公共壁41。流量通道接口6在所述主隔室的一端处从所述公共壁延伸，用于超声波换能器的安装面沿着所述公共壁在所述流量通道接口的相反处设置。此外，所述壳体部件在所述流量管的入口和出口处设有螺纹部段，以用于将所述壳体部件与现有的管道装置相连接。所述主隔室由部分地从所述流量管延伸的周壁44限定。因此，所述流量管构成所述主隔室的底部的一部分，并且所述主隔室被布置成处于所述流量管的顶上并沿着所述流量管的侧面。更特别地，在所示的实施例中，所述主隔室由底壁40、所述流量管自身和所述周壁限定，所述底壁40在与所述流量管平行的平面中从所述流量管延伸。所述周壁沿着底部外周边与所述底壁相连接并与所述流量管相连接，以提供具有上部开口的杯形腔体。此外，可以看出，所述流量管的一部分与所述腔体相交，由此所述流量管的壁的(多个)部段被布置在所述腔体内。在另一个实施例中，所述流量管可以布置在所述腔体的外部，并且所述流量管的一部分可以构成所述底壁的一部分。由此，所述底壁的材料成为所述主隔室和所述流量通道之间唯一的屏障。另外，所述周壁沿着其内周边设有加强肋45，以提高所述壳体部件的强度和稳定性。

所述壳体部件被配置成制造为适于铸造为单个部件的单体式(整体式)聚合物结构11。所述壳体部件的腔体尺寸从所述壳体部件的外周边朝向其中心逐渐减小。所述壳体部件包括三个主腔体，即，主隔室4、布置在所述主隔室内的流量通道接口6的腔体65以及流量通道31。所有这些腔体具有总体锥形形状，其具有从模具芯的进入点朝向所述部件的中心减小的直径或横截面尺寸。例如，所述主隔室的上开口43的横截面尺寸大于所述主隔室在所述主隔室和流量通道之间的公共壁处的横截面尺寸。此外，所述流量通道接口的上部中的开口64具有比所述流量通道接口和所述流量通道之间的开口63大的直径。最后，所述流量通道在所述流量管的入口32和出口33处的直径大于或等于所述流量通道在两者之间的任意点处的直径。

将流量通道接口6设置在所述主隔室内的优点在于，所述仪表单元和所述辅助功能单元的电气部件都可以布置在所述主隔室内。因此，在功能和构造方面，不同的功能单元可得以集成(整合)。所述功能单元之间的通信可以例如更易于实现，并且诸如电源和通信设备的部件可以共享。不同功能单元的电气系统还可以在一个或多个共享的印刷电路板上实现。通过集成各个单元，可以降低开发和生产成本，并创建更强健的产品。

仍然参考图9-1，其中示出了包括壳体部件2、仪表单元和阀单元的水表平台。在主隔室4内，设置了包括测量电路和两个超声波换能器的仪表单元。所述超声波换能器布置在公共壁41处并且被配置成以如上所述的方式运行，以计量在所述流量通道中流动的流体。另外，阀活塞在所述主隔室内可移位地布置在所述流量通道接口的腔体中。如上所述，围绕所述阀活塞设有垫圈，以防止流量通道中的流体通过所述公共壁中的开口63进入所述主隔室。还可以设置用于将所述流量通道接口的腔体与所述主隔室密封隔绝的附加装置。在所述主隔室内，设置了与传动装置配合的电动机以驱动所述阀活塞。

所述仪表单元还包括通信设备，所述通信设备被配置成从所述仪表单元接收测量数据并从所述阀单元接收阀数据。所述通信设备被配置成将所接收的数据发送至自动仪表基础设施或如上所述的其他数据收集系统的外部接收器。所述通信设备可以是被配置成经由一个或多个射频带发送和接收数据的无线电通信设备。另外，在所述主隔室中布置有电池形式的自含电源，其适于为所述仪表和阀单元供电。

如结合根据本发明的水表平台的先前实施例所述，主隔室4可以由封闭构件密封。所述封闭构件可以包括提供窗口的透明元件，通过所述窗口可以看到显示测量数据、阀数据或与其他功能单元相关联的数据的显示器。垫圈或其他密封构件被布置在所述主隔室的外壁和所述封闭构件之间，以提供隔绝式密封。以上已经描述了，仪表单元和阀单元可以布置在所述主隔室中。本领域技术人员将容易理解，其他功能单元(例如上述传感器单元)可备选地与所述主隔室中的仪表单元集成。

参考图12-14，其中示出了水表平台的另一个实施例。所述水表平台包括壳体部件、仪表单元和阀单元。所述壳体部件被配置成制造为单体式(整体式)聚合物结构11，其适于铸造为单个部件并且在构造上主要类似于上述壳体部件。然而，本实施例的壳体部件的不同之处在于，入口和出口之间的长度(也被称为敷设长度)较短，并且主隔室为圆形。更特别地，所述壳体部件在所述入口和所述出口之间的长度可以为从110mm至220mm，优选地从110mm至150mm。此外，所述流量通道的一部分被配置成接收阀球，并且在所述壳体部件的底部中设有被配置用于将所述阀球插入所述流量通道中的开口。

如先前所述的被配置用于容纳仪表单元和阀单元的壳体部件，流量通道接口6被布置在主隔室4内。此外，主隔室4适于为仪表单元提供壳体，所述仪表单元包括测量电路和两个超声波换能器。所述壳体部件包括流量管3，所述流量管3提供在入口32和出口33之间延伸的流量通道31。主隔室4和所述流量管共用公共壁41。流量通道接口6在所述主隔室的一端处从所述公共壁延伸，并且用于所述超声波换能器的安装面沿着所述公共壁在所述流量通道接口的相反处设置。此外，所述壳体部件在所述流量管的入口和出口处设有螺纹部段，以用于将所述壳体部件与现有的管道装置相连接。类似于先前描述的实施例，所述主隔室由周壁44、流量管3和底壁40限定。

如图12C所示，所述阀单元设有球阀机构，所述球阀机构包括布置在所述流量通道中的可旋转阀球177。所述阀球由阀杆172驱动，所述阀杆172从所述球阀开始延伸，并延伸通过所述流量通道接口的腔体65且向上延伸至流量通道接口6的上方。所述阀杆经由传动装置179操作性地连接至电动机178，并且通过旋转所述阀杆和所述阀球，可以部分地或完全地阻塞通过所述流量通道的流动。第一和第二垫圈173、174围绕所述阀杆布置，以提供针对所述流量通道的密封。在所述垫圈之间限定了密封空间76，以用于收集沿着所述阀杆从所述流量通道逸出的流体。为了排出所述流体，设置了与所述密封空间连通的排放通道75，所述排放通道75被设置成穿过所述壳体部件的与所述流量通道接口的腔体65相邻的部分。

所示球阀以可被视为底入球阀的设计原理为基础。流量通道31的一个部段的内径被扩大以向阀球177提供空间，并且与流量通道连通的阀孔34被设置在所述壳体部件的底部中。所述阀孔从所述壳体部件的在所述主隔室外部的面延伸。在图中，所述阀孔显示为从所述壳体部件的底面延伸。备选地，所述阀孔可以侧向延伸至所述流量通道中。所述阀孔适于将阀球单元180插入至所述壳体部件中，所述阀球单元180包括阀球177、阀座元件212、密封元件和可能的附加固定设备。在插入所述阀球单元之后，阀孔34由封闭塞36封闭。

当所述阀球单元被布置在所述壳体部件内时，封闭塞36还用于固定所述阀球单元并确保阀杆172的远端1721和所述阀球中的凹部1771之间的合适接合。备选地，可在将阀杆和阀球单元插入壳体部件之前，将所述阀球固定至所述阀杆。

图12C仅仅显示了球阀构造的示意图。参考图13A-C，其中更详细地示出了集成在壳体部件中的球阀的各种实施例。在图13A中，所述阀球单元被插入具有锥形侧面341的锥形阀孔中。在所示实施例中，所述侧壁的仅仅一部分被显示为锥形，然而依据所述阀孔的配置，整个侧壁或所有侧壁可以是锥形的。阀球单元180包括由两个阀座元件212支撑的阀球177。所述阀座元件可以由诸如PTFE或

或本领域技术人员已知的其他合适材料的材料制成。所述阀座元件之一设有锥形面214，所述锥形面214对应于所述阀孔的锥形几何形状。由此，所述阀座元件抵接所述阀孔的锥形侧面以支撑所述阀球。另一阀座元件被布置成与密封元件213(例如O形圈或其他垫圈材料)配合，所述密封元件213被布置成抵靠所述流量通道的肩面37提供密封，所述肩面37由内径的变化而提供。此外，如图13A所示，具有扩大直径的部段提供用于接收所述密封元件的凹部，并且在组装期间，可以将所述密封元件布置在所述凹部中，随后将所述阀球单元插入所述阀孔中。所述阀座元件和所述阀孔的锥形几何形状确保了当所述阀球单元被固定在所述阀孔中时，所述阀单元被合适地压靠在所述密封元件上。

在图13B的实施例中，所述阀球单元也被布置在锥形阀孔中。然而，在该实施例中，阀球单元180由与所述球阀单元一起布置在所述阀孔中的楔形元件215压靠在所述密封元件上。所述楔形元件具有对应于所述阀孔的锥形几何形状的锥形面216和用于抵接所述阀座元件的另一基本竖直(垂直)的面。所述楔形元件的优点在于可以使用标准和相同的阀座元件来支撑所述阀球。

参考图13C，其中示出了另一个实施例，其中阀球单元180被插入具有大致竖直或平行的侧面的阀孔中。弹簧元件217被设置在阀球单元180和另一肩面38之间，所述肩面38由流量通道31的具有扩大内径的部段提供。因此，所述弹簧元件沿着与所述流量通道平行并且与用于将所述阀球单元插入所述壳体部件中的阀孔垂直的纵向方向推压所述阀球单元。所述弹簧元件用于将阀座元件212朝向肩面37推压，从而在两者之间提供密封效果。因此，所述阀座元件还用作密封元件213，并且所述弹簧元件还用于将所述阀球单元固定在所述阀孔内。所述弹簧元件可以是与所述阀球单元一起插入所述阀孔中的单独物品，或者是所述阀座元件之一的集成部分(未示出)。在图13C中，弹簧元件217实现为杯形弹簧，然而也可以使用具有足够弹性的其他类型的弹簧或弹性构件。另外，如结合图13B的实施例所公开的，可以布置诸如O形圈或其他垫圈材料(未示出)的密封元件，以在所述阀座元件之一和其相应的肩面之间提供密封。最后，可以看出，封闭塞36用于将所述弹簧元件和所述阀球单元固定在所述壳体部件内。

如本领域技术人员所设想的，关于图12-14来描述的阀单元也可以与图9-11所示的壳体部件组合使用。

图12-14中所示的水表平台还包括通信设备，所述通信设备被配置成从所述仪表单元接收测量数据并从所述阀单元接收阀数据。所述通信设备被配置成将所接收的数据发送至自动仪表基础设施或如上所述的其他数据收集系统的外部接收器。所述通信设备可以是被配置成经由一个或多个射频带发送和接收数据的无线电通信设备。另外，在所述主隔室中布置有电池形式的自含电源，其适于为所述仪表和阀单元供电。

此外，主隔室4可以由封闭构件密封。所述封闭构件可以包括提供窗口的透明元件，通过所述窗口可以看到显示测量数据、阀数据或与其他功能单元相关联的数据的显示器。垫圈或其他密封构件被布置在所述主隔室的外壁和所述封闭构件之间，以提供隔绝式密封。

尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是不应该将本发明解释为以任何方式限于所给出的示例。各种部件、元件、设备和单元的提及并不将这些实体限制为单独的物理实体。一个或多个部件、元件、设备或单元可以在一个公共实体中实现，例如通过在公共PCB上实现或者作为集成电路的一部分实现。本发明的范围由所附权利要求书阐述。在权利要求的语境中，术语“包括(进行时)”或“包括(现在分词)”不排除其他可能的元件或步骤。此外，诸如“一”或“一种”等的不定冠词的提及不应被解释为排除多个。权利要求中关于附图中所示元件的附图标记的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外，可以有利地组合在不同权利要求中提及的各个特征，并且在不同的权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合不是可能的和有利的。

Claims (19)

1.水表平台(1)，其包括：

-壳体部件(2)，所述壳体部件(2)是单体式聚合物结构(11)，所述壳体部件提供：

-流量管(3)，所述流量管(3)具有在入口(32)和出口(33)之间延伸的流量通道(31)，

-可密封的主隔室(4)，所述主隔室(4)与所述流量管共用一公共壁(41)，和

-与所述流量通道流体连通的流量通道接口(6)；

-仪表单元(5)，所述仪表单元(5)包括具有一个或多个超声波换能器(51)的测量电路(50)，所述测量电路(50)用于测量流动通过所述流量管的流体的流量；和

-可遥控的阀单元(7)，所述阀单元(7)与所述流量通道接口相关联地布置并且被配置用以中断通过所述流量管的流动；

其特征在于，所述流量通道接口被限定在所述主隔室内并且由从所述主隔室和所述流量管之间的公共壁延伸的周壁限定，并且所述仪表单元、所述阀单元以及用于为所述仪表单元和所述阀单元供电的自含电源被布置在所述主隔室内。

2.根据权利要求1所述的水表平台(1)，其中，可遥控的阀单元包括机动截止阀，所述机动截止阀包括阀控制电路(71)和与传动装置79配合的电动机(78)以控制阻塞构件，所述阻塞构件被布置用以中断通过所述流量管的流动。

3.根据权利要求1所述的水表平台(1)，其还包括通信设备，所述通信设备被布置在所述主隔室内，并被配置成从所述仪表单元接收测量数据且从所述阀单元接收阀数据并且经由一个或多个射频带发送所述数据。

4.根据权利要求2所述的水表平台(1)，其中，所述电动机经由所述传动装置与阀活塞(72)配合，所述阀活塞(72)被可移位地布置成中断通过所述流量管的流动。

5.根据权利要求2所述的水表平台(1)，其中，所述电动机经由所述传动装置与阀杆(172)配合，所述阀杆(172)与可旋转的阀球(177)配合，所述阀球(177)被布置成中断通过所述流量管的流动。

6.根据权利要求4所述的水表平台(1)，其中，围绕所述阀活塞以相互分开一定距离从而限定一密封空间(76)的方式布置有第一和第二垫圈(73、74)，以提供防止流体从所述流量通道逸出的密封，并且其中设有与所述密封空间流体连通的排放通道(75)以排出进入所述密封空间的流体。

7.根据权利要求5所述的水表平台(1)，其中，围绕所述阀杆以相互分开一定距离从而限定一密封空间(76)的方式布置有第一和第二垫圈(73、74)，以提供防止流体从所述流量通道逸出的密封，并且其中设有与所述密封空间流体连通的排放通道(75)以排出进入所述密封空间的流体。

8.根据权利要求1所述的水表平台(1)，其中，所述主隔室及其上开口(43)为圆形、椭圆形或呈具有半圆形端部的矩形形状。

9.根据权利要求1所述的水表平台(1)，其中，所述壳体部件在所述入口和所述出口之间的长度为从110mm至220mm。

10.根据权利要求1所述的水表平台(1)，其中，所述壳体部件在所述入口和所述出口之间的长度为从110mm至150mm。

11.根据权利要求5所述的水表平台(1)，其中，所述壳体部件设有阀孔(34)，所述阀孔(34)用于将包括所述阀球的阀球单元(180)插入所述流量通道中。

12.根据权利要求11所述的水表平台(1)，其中，所述阀孔具有至少一个锥形侧面(341)，所述锥形侧面(341)提供朝向所述流量通道变窄的阀孔。

13.根据权利要求11所述的水表平台(1)，其中，所述阀孔从所述壳体部件的处于所述主隔室之外的面延伸并延伸至所述流量通道中。

14.根据权利要求12所述的水表平台(1)，其中，所述阀球单元还包括至少一个用于支撑所述阀球的阀座元件(212)，所述阀座元件具有锥形侧面(214)，所述锥形侧面(214)被配置用于抵接所述阀孔的锥形侧面。

15.根据权利要求11所述的水表平台(1)，其还包括弹簧元件217，所述弹簧元件被布置在所述壳体部件内，以将所述阀球单元沿着与所述阀孔的延伸方向垂直的方向推压，从而将所述阀球单元固定在所述壳体部件内。

16.根据权利要求15所述的水表平台(1)，其中，所述弹簧元件适于将所述阀球单元朝向密封元件(213)推压，以在所述阀球单元和所述流量通道的面(37)之间提供密封。

17.根据权利要求1所述的水表平台(1)，其中，所述流量通道接口通过在所述流量通道接口内设置于所述公共壁中的开口(63)与所述流量通道流体连通。

18.根据权利要求6或7所述的水表平台(1)，其中，所述排放通道被设置在限定所述流量通道接口的周壁中。

19.水表壳体部件(2)，其包括：

-流量管(3)，所述流量管(3)提供在入口(32)和出口(33)之间延伸的流量通道(31)，

-可密封的主隔室(4)，所述主隔室(4)与所述流量管共用一公共壁(41)，所述主隔室被配置成向仪表单元提供壳体；和

-用于安装辅助功能单元的流量通道接口(6)，

其特征在于，所述流量通道被设置在所述主隔室内，并且所述壳体部件是适于在一个机器循环中铸造为单个部件的单体式聚合物结构。

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