CN112292551A - 集成式流量表和控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种集成式流量表和控制阀(1),包括:流动管(11);基本上防水的仪表壳体(12),该仪表壳体提供从该流动管延伸的隔室(121);计量单元(139),该计量单元布置在该隔室内,用于测量流动穿过该流动通道的介质的流量;以及电动阀致动器(18),该电动阀致动器布置在该隔室内、并且被适配成控制布置在该流动通道内的流动控制元件(19);其中,仪表壳体形成为该流动管的一体部分,其中该隔室具有用于插入该计量单元的初级开口(124)和用于插入该电动阀致动器的次级可密封开口(125)。

Description

集成式流量表和控制阀
技术领域
本发明涉及一种集成式流量表和控制阀,该集成式流量表和控制阀包括防水仪表壳体,该防水仪表壳体提供用于计量单元和电动阀致动器的隔室。
背景技术
公用设施希望控制公用设施(例如水和区域供暖或制冷)向与公用设施分配网络连接的消耗场所的输送。比如私人住宅、公共建筑、私营企业、农场等消耗场所连接至公用设施分配网络。例如水公用设施仪表或供热或制冷表的仪表将消耗场所连接至公用设施分配网络、并且测量输送到消耗场所的公用设施的体积。公用设施仪表正成为包括远程通信的越来越先进的电子设备,这使得公用设施能够远程控制设备。水公用设施仪表包括通信接口,比如专有的高级计量基础设施(AMI)系统或公共通信系统(比如由5G蜂窝网络引入的窄带IOT设备)。
公用设施仪表可以包括用于管理水、供暖或制冷消耗的阀设备或与其相关联,例如用于将消耗场所与公用设施分配网络断开的阀设备或用于提供限制输送至消耗场所的水的体积的节流功能的阀设备。
在生产、安装和操作方面,将阀集成到公用设施仪表中具有若干优点。在制造、物流和安装方面,集成设备通常较便宜。另外,安装空间通常是有限的,这使得安装分开的仪表和阀变得困难。此外,由于仪表和阀的操作可能是相互依赖的,因此有利地将两者在同一功能单元中与共享的处理和通信设备组合在一起。
然而,将机械阀集成在先进的电子公用设施仪表中并不容易。由于水表、区域供暖和制冷公用设施仪表通常由电池供电,因此功率消耗是限制因素。此外,必须控制构造的透水性,以确保仪表的长期稳定性。
因此,具有集成阀的改进的公用设施仪表将是有利的,尤其是紧凑的集成公用设施仪表和适合于自动化生产的阀将是有利的。
发明目的
本发明的目的是完全地或部分地克服现有技术的上述缺陷和缺点。更具体地,目的是提供一种适合于自动化生产的紧凑的集成式公用设施仪表和阀。
发明内容
因此,在本发明的第一方面,旨在通过提供集成式流量表和控制阀来获得上述目的和若干其他目的,该集成式流量表和控制阀包括:流动管,该流动管提供在入口开口与出口开口之间延伸的流动通道;基本上防水的仪表壳体,该仪表壳体具有从该流动管延伸的隔室;计量单元,该计量单元布置在该隔室内,用于测量流动穿过该流动通道的介质的流量;以及电动阀致动器,该电动阀致动器布置在该隔室内并且、被适配成控制布置在该流动通道内的流动控制元件;控制模块,该控制模块包括布置在该隔室内的无线通信设备;以及整装式电源,该整装式电源布置在该隔室内;其特征在于,仪表壳体形成为该流动管的一体部分,其中该隔室具有用于插入该计量单元的初级开口和用于插入该电动阀致动器的次级可密封开口。
具有两个开口的集成式仪表壳体为紧凑型公用设施仪表提供基础,该公用设施仪表适合于包括集成阀的自动化生产。提供具有两个开口的一个隔室的壳体允许减小壳体的总体积并且允许布置在该隔室中的不同单元之间的连通。
进一步地,壳体和流动管可以通过注射成型或其他铸造工艺形成为整体部件。壳体和流动管可以由聚合物或聚合物组合物或复合材料制成,例如纤维增强的聚合物复合材料。
在一个实施例中,仪表壳体的初级开口和次级开口可以面向相反的方向。同样,壳体可以提供容纳该计量单元的初级隔室,该初级隔室能够通过该初级开口进入;并且次级隔室容纳该电动阀致动器,该次级隔室能够通过该次级开口进入。
此外,初级隔室和次级隔室可以通过壳体通道相互连接。壳体通道可以用于在计量单元与阀致动器之间提供供电和通信连接。
第一和第二可密封开口以及仪表壳体的几何形状可以允许将计量单元和电动阀致动器直线插入隔室中。直线插入允许自动化生产,其中制造设备可以被配置成将单元插入仪表壳体。
另外,初级和次级可密封开口可以布置在该流动管的相反侧上。这样做可以减少水表的总长度,因为开口不必并排布置。替代性地,开口可以相对于彼此成一定角度放置,例如,相隔90度。
此外,该电动阀致动器可以通过电连接元件电连接至该计量单元。该计量单元和该电动阀致动器也可以由该共用的整装式电源供电。
在一个实施例中,该电动阀致动器可以包括与该流量控制元件连接的阀杆,该阀杆布置在杆孔中,该阀杆从该次级隔室延伸到该流动通道中以进行接合。通过将该阀致动器紧固至该仪表壳体,可以将该阀杆保持在位。同样,该杆孔和该阀杆可以朝向该流动通道逐渐变细。
此外,沿着该杆孔在第一阻隔垫圈与第二阻隔垫圈之间可以设置排放空间,该排放空间连接至与设置在该流量表壳体的外壁中的排放出口流体连通的排放通道。将排放通道连接至大气压力提供了排放空间的压力平衡。该压力平衡使流动通道从仪表壳体的内部流体地解除联接,从而有效地防止了来自流动通道的流体进入隔室的内部。
此外,该电动阀致动器可以包括经由齿轮系连接至阀杆的电动马达,该齿轮系包括多个减速级。齿轮系可以提供在8000:1与12000:1之间的齿轮比,优选地大约11000:1的齿轮比。
此外,入口开口或出口开口可以被配置用于使流动控制元件插入到流动管中。同样,固定元件可以布置在入口开口或出口开口中,以将流动控制元件固定在流动管内部,并且固定元件可以通过超声焊接固定至流动管。
本发明的以上特征可以各自与任何其他特征进行组合。本发明的这些和其他的特征将从下文描述的实施例中变得清楚并且将参考其进行阐述。
附图说明
现在将关于附图更详细地描述根据本发明的集成式流量表和控制阀。这些图示出了实施本发明的一种方式,并且不应被解释为局限于落入所附权利要求的范围内的其他可能的实施例。
图1a示出了根据一个实施例的集成式流量表和控制阀的透视图,
图1b示出了图1的集成式流量表和控制阀的侧视图,
图1c示出了图1的集成式流量表和控制阀的仰视图,
图2示出了集成式流量表和控制阀的纵向截面,
图3a示出了集成式流量表和控制阀的横向截面,
图3b示出了集成式流量表和控制阀的另一横向截面,
图4示出了阀致动器,该阀致动器设置有流动控制元件和电连接元件,
图5示出了阀致动器的齿轮系,以及
图6a和图6b示出了用于控制阀的位置传感器。
具体实施方式
图1a至图1c展示了根据本发明的一个实施例的设置有控制阀的集成式流量表1。流量表包括具有流动通道111的流动管11,该流动通道用于使流体在入口112与出口113之间穿过。仪表壳体12形成为流动管11的一体部分,由此提供用于仪表部件的隔室121。隔室可以是一个共用隔室,也可以分成两个或多个单独的隔室。隔室设置有初级开口124和次级开口125,每个开口均由盖30a、30b封闭,这些盖被布置成提供抵靠相应开口的边沿的防水密封。
参考图2,用于初级开口的盖30a由锁定环301a和透明覆盖元件302a构成。在盖与初级开口的边沿之间布置有密封元件,以提供防水密封。用于次级开口的盖30b包括覆盖元件302b,该覆盖元件设置有锁定装置301b,该锁定装置被配置用于与次级开口的边沿接合。在覆盖元件302b与次级开口的边沿之间布置有另一密封元件,以提供防水密封。
仍参考图2,主要开口124提供通向初级隔室122的通道,如果壳体包括多个隔室,则该初级隔室可以是单独隔室的共用隔室的一部分。计量单元13包括安装在初级隔室的底部部分中的测量印刷电路板(测量PCB)131。测量PCB包括与布置在初级隔室中的两个超声换能器132通信的测量电路,以传输和接收穿过流动管的超声信号。在所示的实施例中,超声换能器安装在测量PCB的下侧,其中超声换能器的与PCB相反的下侧被布置成抵靠流动管11的外表面。仪表电路被配置用于操作超声换能器来传输和接收穿过流动管和该流动通道中存在的流体的超声波包。
由换能器产生的超声波包通过图2中的双箭头所展示的流动管11的壁传输。在流动通道111内,波包被反射器117反射,该反射器是也包括测量管119的反射器单元118的一部分。由此,将波包从构成发射器的一个换能器引导到用作相应波包的接收器换能器的另一换能器。随后,换能器切换功能,使得换能器一旦作为发射器操作,现在就用作接收器,反之亦然。因此,在所示的实施例中,超声波包遵循从一个换能器到另一个换能器的U形信号路径。在其他实施例中,可以应用产生替代性信号路径的替代性反射器构型。其中流体的流动被测量的流动通道的区段,在所示的实施例中包含反射器单元的区段也称为流动通道的测量区段114。
测量PCB进一步包括用于控制测量过程和可能的后续流量数据处理的处理器,用于存储校准和流量相关的数据的非易失性存储器,以及提供用于为测量PCB的电路供电和与之通信的接口的连接器。在超声波换能器上方的测量PCB的顶部上,换能器背衬设备被布置成向PCB的包含超声换能器的区域提供保持力,由此将换能器的下侧压靠在流动管上。背衬设备与流动管连接,以提供足够的保持力,以在仪表寿命的持续时间内将换能器保持在位。背衬设备例如可以通过延伸穿过测量PCB的安装螺钉连接至流动管。除了向换能器提供保持力外,背衬设备的安装还将测量PCB固定在仪表壳体的初级隔室的底部。
次级开口125提供通向次级隔室123的通道,如果壳体包括多个隔室,则该次级隔室可以是单独隔室的共用隔室的一部分。次级隔室容纳电动阀致动器18,该电动阀致动器被适配成控制布置在流动通道内的流量控制元件19。在所示实施例中,流动控制元件是球阀。电动阀致动器18包括连接至流动控制器的可旋转阀杆182。阀杆被布置在阀杆孔116中,该阀杆孔设置在流动管11的面向次级隔室的一部分中。阀杆因此从次级隔室延伸到流动通道中以与流动控制元件接合。
在图2所示的实施例中,阀杆182具有锥形形状,并且杆孔具有朝向流动通道逐渐变细的相应的锥形几何形状。阀杆的锥形形状减小了在流量表的操作期间暴露于流动通道的内部压力的阀杆的表面积。第一阻隔垫圈1821布置在阀杆周围、与阀杆孔进入流动通道的出口相邻近。沿阀杆进一步向下朝向次级隔室,设置了一个或多个第二阻隔垫圈1822。沿着杆孔,在第一阻隔垫圈与第二阻隔垫圈之间设置有排放空间1261。排放空间连接至排放通道1262,该排放通道与设置在流量表壳体的外壁126中的排放出口1263处于流体连通。
参考图4,电动阀致动器18包括齿轮壳体181,其中,布置有齿轮系1811并且电动马达184安装在该齿轮壳体上。如图5所示,齿轮系连接电动马达和阀杆182,由此流动通道中的流动控制元件可以通过电动马达旋转。齿轮系包括多个复合齿轮1831,该复合齿轮提供多个减速级,并且齿轮比在8000:1与12000:1之间,优选地,齿轮比为大约11000:1。齿轮系的输出被传递至安装在阀杆上的齿轮元件1832。齿轮元件包括被布置为圆形区段的多个齿轮齿1834,由此构成齿轮段1833。在所示的实施例中,齿轮段跨越120度。在替代性实施例中,齿轮段可以跨越90度和240度之间。通过为齿轮元件设置有限的齿轮段而不是跨越360度的常规齿轮,减小了齿轮所占的空间。同时,阀杆只能在有限的角度间隔中来回旋转。因此,阀杆不能在一个旋转方向上连续旋转或旋转一整圈。齿轮段提供的旋转角度足以使流动控制元件在允许流动穿过流动通道的打开位置与阻挡流动穿过流动通道的关闭位置之间旋转。另外,阀可以旋转进一步超过关闭位置和打开位置些许。额外的旋转可以用于防止沉淀或移除流动控制元件或其他阀部分上的沉积物。
阀致动器进一步包括安装在齿轮壳体上的阀印刷电路板(阀PCB)183。阀PCB包括用于控制电动马达并且为其供电的电路,以及用于控制阀杆和流动控制元件19的旋转位置的电路188。参考图6a和图6b,电路包括感测盘1881,该感测盘被设置在阀PCB 183的面向阀杆的一侧上。感测盘包括由绝缘/介电涂层覆盖的多个单独的导电区域1882。更具体地,感测盘由四个区域构成,每个区域构成90度的圆楔形部。另外,旋转构件1823被布置在阀杆182中的凹部中。旋转构件至少部分地由导电材料制成并且包括中心轴1825,该中心轴设置有两个相对布置的圆楔形部1824。圆楔形部是导电的并且电连接,由此构成传感器板1826。
通过将旋转构件的传感器板1826布置成与感测盘的导电区域相对,实现了电容器结构。每个导电区域经由供电和通信连接185连接至测量PCB上的处理器的集成电路,这将在下面更详细地描述。并且通过将电势施加至导电区域之一并且将其他区域接地,可以创建电路。
当传感器板与阀杆一起在导电区域上方旋转时,在传感器板的单独圆楔形部与单独导电区域之间产生可变电容。由于电容器的电容取决于导电区域与传感器板之间的重叠面积,因此当圆楔形部定位在导电区域正上方时,可变电容器中的每一个的电容达到最大值。由于传感器板总是与至少两个导电区域重叠,因此产生包括两个串联耦合电容器的电路。第一电容器在耦合到电势的第一导电区域与传感器板之间产生,并且第二电容器在传感器板与其他导电区域中的一个或多个之间产生。
连接到导电区域的集成电路能够在给定时间实例中给出每个导电区域的电容度量。因为区域的电容以明确定义的方式变化,所以通过跟踪和处理每个导电区域的这种电容度量,可以确定旋转构件的等效绝对位置。在所示的实施例中,感测盘由四个区域构成,每个区域构成90度的圆楔形部。然而,在其他实施例中,可以应用更少或更多的区域以减小或增大编码器的分辨率。
由于旋转构件被旋转地固定至阀杆,阀杆再次联接至流动控制元件,所以可以从旋转构件的位置确定流动控制元件的旋转位置。基于流动控制元件的旋转位置,可以确定阀的位置。
如图3a所展示的,在测量PCB 131与阀PCB 183之间设置供电和通信连接185。如图所示,阀PCB的电路经由电连接元件186电连接至测量PCB,该电连接元件与测量PCB上的连接器和阀PCB上的连接器187相互连接。还可以设想的是替代性的电连接,例如电线或连接印刷电路板,并且被认为是隐含地和明确地衍生自本披露内容。连接元件延伸穿过设置在仪表壳体中的初级隔室与次级隔室之间的壳体通道128。连接元件可以是所示的六极排针或被适配用于提供供电和通信连接的另一种类型的连接器。
如从图2看出,流动控制元件19定位在流动管出口附近。流动控制元件由阀座192和相对侧上的O形环或其他填料元件支撑。设置O形环以控制球座与阀球之间的压缩力。通过包括O形环,可以降低对构成阀壳体的流动管的公差要求,同时在流动控制元件上获得所需的压缩力。包括O形环还可以使该构造具有弹性,这可以防止或减少与由磨损、腐蚀和/或沉淀导致的阀球卡住相关的问题。流动控制元件、阀座和O形环通过固定元件189在流动管内保持在位。固定元件可以通过超声焊接,代替性地通过与流动管的螺纹连接或通过本领域技术人员已知的替代性装置固定在流动管中。将流动控制元件定位在流动管的流动通道的流体流动被测量的测量区段下游的出口处,防止了流动控制元件的位置潜在地影响测量精度。在替代性实施例中,流动控制元件和阀致动器可以替代性地布置在测量区段的上游。
仍参考图2,流动控制元件19、阀座、以及O形环通过流动管的出口插入到流动管中。阀杆通过次级开口插入杆孔中,以与流动控制元件中的凹部接合。将阀杆从外部插入流动通道需要在流量表运行期间由于流动通道的内部压力将保持力施加至阀杆。如前所述,阀杆具有锥形形状,以减小阀杆暴露于通道压力的表面积,从而减小所需的保持力。保持力是通过将齿轮壳体紧固至仪表壳体来实现,如图3b所示,例如使用安装在与仪表壳体一体地形成的柱或支柱127中的螺钉。
初级开口与次级开口隔室从流动管的相反侧延伸,其中初级开口124和次级开口125被布置成面向相反的方向。因此,开口的方向是平行的并且相隔180度。因此,可以通过将仪表壳体旋转180度,从仪表壳体的相反方向和相反侧,代替性地从同一侧,实现测量PCB和阀致动器的直线插入。
再次参考图2,流量表进一步包括控制模块2,该控制模块被布置在初级隔室内的测量PCB的顶部上。控制模块是包括模块壳体21的独立模块,模块壳体包含包括电池组的整装式电源16。电池组应解释为一个或多个电池单元161、例如众所周知的A、C或D电池的组件,可选地与混合层电容器162(HLC)(由Tadiran BatteriesTM制造和销售)、或其他类型的电容器组合。电池组可以被包裹或包装以表现为共用单元,并且设置有电连接器,例如电线和插头连接器或电池安装销,以用于与PCB的电镀通孔接合。模块壳体21进一步包括用于存储干燥剂的隔室211。在模块壳体的顶部上安装有主印刷电路板(主PCB)15。主PCB包括用于控制流量表运行的中央处理单元,用于存储仪表相关数据的存储电路,以及提供用于与外部单元进行无线通信的通信接口的无线通信设备。无线通信接口可以与任何已知的通信标准兼容,例如NFC、RFID、NB-IoT、蜂窝技术、无线电通信等。
在主PCB与测量PCB之间设置有供电和通信连接17。在所示的图中,通信连接由电连接元件171构成,该电连接元件与主PCB上的连接器和测量PCB上的连接器相互连接。连接元件可以是所示的六极排针或被适配用于在主印刷电路板与测量印刷电路板之间提供供电和通信连接的另一种类型的连接器。除了供电和通信连接之外,连接元件171还在主PCB与用于检测潜在篡改企图的测量PCB之间提供篡改连接。PCB之间的篡改连接用于检测主PCB是否已经与测量PCB分离。
主PCB电连接至电池组,并且电池组可以经由连接元件171为测量PCB和阀致动器两者供电。因此,主PCB用作控制包括阀致动器的流量表并且为其供电的集线器。
如图4b所示,主PCB进一步包括被配置用于显示与流量或流体相关数据的显示元件154、插座连接器以及被配置用于红外通信的一组二极管。如从图4a看出,控制模块还包括前板元件22,该前板元件安装在主PCB的顶部上。沿着前板元件的周向边缘安装天线元件(未示出)。天线元件经由设置在主PCB上的接触表面与主PCB的无线通信设备连接,并且提供用于传输和/或接收无线电通信的RF天线。
如前所述,阀致动器通信联接至测量PCB上的处理器和主PCB控件上的中央处理单元。这些处理器因此可以用于控制阀致动器。可以控制阀致动器,使流动控制元件在允许流动穿过流动管的打开位置,阻止流动的关闭位置或限制流动的中间位置之间移动,由此提供节流功能。可以经由无线通信设备提供的通信接口从外部单元接收用于控制阀的命令。替代性地,可以对中央处理单元和/或测量PCB的处理器进行编程以自主地控制阀致动器,例如基于计量单元执行的测量。作为示例,中央处理单元可以从外部设备接收命令以允许一定量的水流动穿过仪表。中央处理单元接收到命令后,继续将命令发送到计量单元中的处理器,从而指定计量单元应控制阀致动器以将流动控制元件移到打开位置中并且允许指定量的水穿过。打开流量控制元件后,计量单元测量流动穿过流量表的水量,并且当达到指定量时,控制阀致动器以将流动控制元件移至关闭位置。
本发明可以通过硬件、软件、固件或这些的任何组合来实施。本发明或其一些特征也可以被实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的软件。
一个实施例的元件可以以任何合适的方式在物理上、功能上和逻辑上实施,比如在单个单元中、在多个单元中或作为单独的功能单元的一部分。本发明可以在单个单元中实施,或在物理上和功能上分布在不同的单元和处理器之间。
虽然已经结合特定实施例描述了本发明,但其不应被解释为以任何方式局限于所给出的示例。本发明的范围由所附权利要求来阐述。在权利要求的背景中,术语“包括(comprising)”或“包括(comprises)”不排除其他可能的元素或步骤。此外,提及比如“一个”或“一种”等不应被解释为排除多个。权利要求中关于附图中所指示的元素使用的附图标记也不应被解释为对本发明的范围进行限制。此外,在不同权利要求中提到的单独的特征可能有利地组合,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 (15)

1.一种集成式流量表和控制阀(1),包括:
-流动管(11),该流动管提供在入口(112)开口与出口(113)开口之间延伸的流动通道(111);
-基本上防水的仪表壳体(12),该仪表壳体提供从该流动管延伸的隔室(121);
-计量单元(13),该计量单元布置在该隔室内,用于测量流动穿过该流动通道的介质的流量,以及
-电动阀致动器(18),该电动阀致动器布置在该隔室内、并且被适配成控制布置在该流动通道内的流动控制元件(19);
-控制模块(2),该控制模块包括布置在该隔室内的无线通信设备;以及
-整装式电源(16),该整装式电源布置在该隔室内;
其特征在于,仪表壳体形成为该流动管的一体部分,其中该隔室具有用于插入该计量单元的初级开口(124)和用于插入该电动阀致动器的次级可密封开口(125)。
2.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该控制模块通信地联接至该计量单元和该阀致动器,并且该控制模块被配置成将命令传输至该计量单元和/或该阀致动器以控制该流动控制元件的位置。
3.根据权利要求1或2所述的集成式流量表和控制阀,其中,该初级开口和该次级开口面向相反的方向。
4.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该仪表壳体提供:容纳该计量单元的初级隔室(122),该初级隔室能够通过该初级开口进入;以及次级隔室(123),该次级隔室容纳该电动阀致动器,该次级隔室能够通过该次级开口进入。
5.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该初级开口和该次级可密封开口布置在该流动管的相反侧上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该电动阀致动器通过电连接元件(186)电连接至该计量单元。
7.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该计量单元和该电动阀致动器由该共用的整装式电源供电。
8.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该电动阀致动器包括与该流动控制元件连接的阀杆(182),该阀杆布置在从该次级隔室延伸到该流动通道中的杆孔(116)中以进行接合。
9.根据权利要求8所述的集成式流量表和控制阀,其中,通过将该阀致动器紧固至该仪表壳体,将该阀杆保持在位。
10.根据权利要求8或9所述的集成式流量表和控制阀,其中,该杆孔和该阀杆朝向该流动通道逐渐变细。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,沿着该杆孔在第一阻隔垫圈(1821)与第二阻隔垫圈(1822)之间设置排放空间(1261),该排放空间连接至与设置在该流量表壳体的外壁(126)中的排放出口1263处于流体连通的排放通道(1262)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该电动阀致动器包括经由齿轮系(1811)连接至阀杆的电动马达。
13.根据权利要求12所述的集成式流量表和控制阀,其中,该齿轮系包括多个复合齿轮(1831),这些复合齿轮提供多个减速级。
14.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该入口开口或该出口开口被配置用于使该流动控制元件插入该流动管中,并且其中,在该入口开口或该出口开口中布置固定元件(189)以将该流动控制元件固定在该流动管内。
15.根据前述权利要求中任一项所述的集成式流量表和控制阀,其中,该流动控制元件布置在该流动通道的流体流动被测量的测量区段(114)的下游。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3128016B1 (fr) 2021-10-12 2023-11-17 Integra Metering Sas Débitmètre à ultrasons comportant une vanne et procédé de montage d’un tel débitmètre

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9219882D0 (en) * 1991-09-21 1992-11-04 E A Molyneux Limited Water metering unit
CN2360692Y (zh) * 1998-12-08 2000-01-26 沈志盛 改进的气压调整器的外结构体
CN101910636A (zh) * 2007-11-01 2010-12-08 卡特彼勒公司 阀组件
CN201716062U (zh) * 2010-07-15 2011-01-19 湖南威铭能源科技有限公司 智能水表
CN102840357A (zh) * 2012-08-23 2012-12-26 杭州云谷科技有限公司 流量测量和控制一体化装置
CN107345581A (zh) * 2016-05-04 2017-11-14 德昌电机(深圳)有限公司 球阀装置及其阀球
CN206847826U (zh) * 2017-07-11 2018-01-05 哈尔滨圣昌科技开发有限公司 一种无线阀控超声波热量表

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236406A (en) * 1978-12-11 1980-12-02 Conoco, Inc. Method and apparatus for sonic velocity type water cut measurement
JP3509061B2 (ja) * 1999-07-05 2004-03-22 株式会社タブチ 水道メータ
WO2013079074A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Kamstrup A/S Ultrasonic flow meter with digitally under-sampled flow measurements
EP2888561B1 (en) * 2012-08-22 2021-06-09 Apator Miitors ApS Ultrasonic flow meter comprising a connection arrangement
DK2923185T3 (en) * 2012-11-21 2018-04-16 Kamstrup As CONSUMER MEASURING HOUSE WITH IMPLEMENTATION FOR EXTERNAL COMMUNICATION EQUIPMENT
US20150277447A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Bray International, Inc. Pressure Independent Control Valve for Small Diameter Flow, Energy Use and/or Transfer
CA3007529C (en) * 2014-08-14 2021-02-23 Reliance Worldwide Corporation Methods and apparatus for fluid flow monitoring and leak detection
US9928724B2 (en) * 2015-05-13 2018-03-27 Rachio, Inc. Flow characteristic detection and automatic flow shutoff
CH711558A1 (en) * 2015-09-22 2017-03-31 Belimo Holding Ag Electronic pressure flow regulator.
DK3449224T3 (da) * 2016-04-28 2022-06-27 Kamstrup As Vandmålerplatform
PL3321644T3 (pl) * 2016-11-11 2022-06-13 Kamstrup A/S Linia zasilania płynem zawierająca zespół monitorowania przepływu płynu
US11047115B2 (en) * 2017-06-02 2021-06-29 H2Optimize, LLC Water meter system and method
CN108020273A (zh) * 2018-01-09 2018-05-11 北京华航能信科技有限公司 一种基于NB-IoT阀控的干簧管式物联网水表
EP3715688B1 (en) * 2019-03-27 2021-04-28 Siemens Schweiz AG Integrated valve

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9219882D0 (en) * 1991-09-21 1992-11-04 E A Molyneux Limited Water metering unit
CN2360692Y (zh) * 1998-12-08 2000-01-26 沈志盛 改进的气压调整器的外结构体
CN101910636A (zh) * 2007-11-01 2010-12-08 卡特彼勒公司 阀组件
CN201716062U (zh) * 2010-07-15 2011-01-19 湖南威铭能源科技有限公司 智能水表
CN102840357A (zh) * 2012-08-23 2012-12-26 杭州云谷科技有限公司 流量测量和控制一体化装置
CN107345581A (zh) * 2016-05-04 2017-11-14 德昌电机(深圳)有限公司 球阀装置及其阀球
CN206847826U (zh) * 2017-07-11 2018-01-05 哈尔滨圣昌科技开发有限公司 一种无线阀控超声波热量表

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DK3818286T3 (da) 2022-12-19
EP3818286B1 (en) 2022-10-12

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