CN1124471C - 预置式燃气表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预置式燃气表的技术方案，它在应用磁卡或IC卡技术的基础上，增加了具有发条机构的储能器。在为燃气表输入预置量时，电动机为发条机构输入能量，在用气时发条机构通过轮系和受控擒纵机构进行与用气量有关的能量的受控释放，并均同时以螺旋传动来进行显示，在预置量用完之后还关闭气阀。由于本表用气过程均不用电，避免了在用气的大量时间内由电源故障带来的影响，还具有预付费功能，所以更易于推广。

Description

预置式燃气表

(一)技术领域

本发明涉及一种可对燃气进行流量的总量控制的预置式燃气表。

(二)技术背景

目前广泛使用的燃气表，只有计量流量的功能，没有流量总量的控制功能。使用这种燃气表，使燃气供应的管理企业花费大量的人力物力进行表的查抄和收费工作，并且存在先供后收费的不合理现象。

为解决这个问题，现在的基本作法是，在燃气表上采用成熟的磁卡和IC卡技术。在中国专利ZL93232140.1中提出了采用磁卡的技术，在中国专利ZL94225687.5中提出了采用IC卡技术，这些方案均引入了控制电路，使用了电控阀。由于对用气量数据的信号采集需要不间断电源，不用气时，燃气表也随时处于待机状态，电控阀的关阀也需较大的功率，所以这些方案均以市电或蓄电池作为能源。由于增加了不可断电的供电要求，在前述技术中出现了新的问题，由于市电有可能停电，电池可能用尽，蓄电池也可能失效，所以会出现燃气表的电路因为断电而停止工作的情况。即便是采用锂电池，并在节电上下功夫，也不能解决在用户用气时，由于电源出现故障燃气表不能进行计量工作的根本问题。

(三)发明内容

本发明的目的是要提供一种改进后的预置式燃气表，它在用电状态下的短时间内，对用气量进行预置输入后，燃气输出的计量、显示、额定输出完成后气阀的自动关闭均不再用电。

本发明的目的是这样实现的：在预置式燃气表的预置装置中采用以弹性元件发条作为储能元件的储能器，储能器以输出齿轮与轮系的输入齿轮啮合；轮系末端的擒纵轮和受控擒纵叉组成受控擒纵器，其中受擒纵叉具有控制臂，控制臂设置于送数机构的送数构件上的控制结构中，或由弹簧限位于送数构件的一侧；以输出齿轮和轮系的齿轮，或输出齿轮和轮系齿轮的心轴，作为示数和闭阀机构的驱动轮或驱动轴。在对预置式燃气表进行用气量预置时，储能器中的减速电机以转动为储能器中的发条机构输入能量，同时使用驱动轮或驱动轴驱动示数和闭阀机构作预置量增加的显示；储有能量的储能器，其输出齿轮以储能时的反方向，通过轮系将输出力矩传递到轮系末端擒纵轮；用气时，受控擒纵叉上的控制臂，在送数机构的送数构件的送数动作限制下的摆动，使擒纵轮以与用气量有准确数量关系的转动来释放发条机构储存的能量，同时使轮系的齿轮和输出齿轮的转动也与用气量有准确的数量关系，从而使驱动轮或驱动轴能给示数和闭阀机构以与用气量有关的准确驱动，用以显示预置量的即时存量或关闭气阀。在对用气量进行预置之后，对燃气输出时，预置量存量的即时显示，额定预置用完以后气阀的自动关阀，均利用储能器中的发条输出能量来完成。

在本发明中，储能器中发条机构的输出输入构件与减速电机输出轴之间的传动系统中具有棘轮机构，可使发条机构上的输出输入构件在用气时的反向转动不至传递到减速电机的输出轴。

在本发明中，轮系为输入齿轮经中间各级传动到末端擒纵轮的增速齿轮传动系统，轮系中从擒纵轮向低速级方向，到示数和闭阀机构的驱动轮或驱动轴之间，具有一棘轮机构，可使预置装置在输入能量时，储能器的输出齿轮的转动，不至传向轮系的高速极和擒纵轮。

在本发明中，送数机构的送数构件为送数摆，送数摆以其具有的定位孔在摆轴上定位，并以其具有的条孔与计量输出轴上的偏心轴相配，送数摆的限制结构为限位孔，用气时计量输出轴上偏心轴的转动，使送数摆绕摆轴摆动，所以其摆动次数与用气量准确相关，从而使设置于限位孔中或由弹簧限位于送数摆一侧的控制臂，带动受控擒纵叉作与用气量准确相关的摆动。

在本发明中，示数和闭阀机构为螺旋轴和螺母组成的螺旋传动机构。螺旋轴在驱动轮或驱动轴的驱动下的旋转，可使螺旋轴上的螺母在螺旋上作与预置量或用气量相关的准确位移，同时使螺母移动时具有由减速传动放大的可用于闭阀的推力。

在本发明中，螺母具有闭阀结构直齿条结构和推动面；螺母以直齿条结构与闭阀齿轮啮合；或者螺母以直齿条结构与闭阀机构的扇形齿摆上的扇形齿轮啮合；或者螺母直接以推动面推动自复位压阀的压柄。作为主动件，具有沿螺旋方向的推力的螺母，可以以其闭阀结构，使被动件作旋转或直线运动，以进行闭阀和开阀。

在本发明中，螺母上装有指针，指针穿过位置固定的长槽。螺旋轴转动时，螺母沿轴向位移，在长槽中的针可显示预置量的存量，同时可防止螺母转动。

在本发明中，螺旋轴上具有盘状的输入计数构件。通过记录输入计数构件的旋转，可取出与在螺旋轴上螺母的位移相关的输入数据。

在本发明中，盘状的输入计数构件为光孔盘或凸齿盘；光孔盘内具有一组在相同半径上的光孔，光孔位置的两侧设置有从控制电路板上接出的光发射管和光接收管；凸齿盘的外圆周上有一组凸齿，凸齿为从控制电路板接出的计数开关的推动头。在预置输入时，与螺母在螺旋轴上的位移相关的输入数据，由光孔盘两侧的光发射管和光接收管转变成光电信号，或者由凸齿推动计数开关形成电流或电压信号，控制电路依照信号来进行数据的即时累积，同时和输入预置的额定值进行对照，并在预置量达到预置的额定值时，停止减速电机的运转，以停止输入。

在本发明中，在螺旋轴的侧边具有行程开关，螺母上的碰头为行程开关的推动头。对于一次不能在螺旋轴上的指针可指示泛围内完成的预置量，行程开关可为控制电路提供预置式燃气表已达最高预置量的信号，以通过控制电路及时停止减速电机的运转，待用气使预置量的存量减少后，则可再行预置。

本发明由于采用了以发条为储能元件的储能器，作为预置装置的能量输出输入机构，使燃气表具有了除输入预置量的短时间内使用电能外，在燃气输出的计量、预置量存量的显示的时间内，以及预置量为零时对气阀的关闭，均不再用电的点；由于相对于燃气表的整个寿命周期，控制电路累积的使用时间很短，所以电路部分可具有相对高的可靠性；由于其控制电路本质上是一个电机运转的控制电路，所以电路和控制程序比较简单；由于所采用的发条机构，轮系、受控擒纵机构和螺旋传动机构均可采用普通的成熟的生产技术，所以易实现低成本的大量生产。

(四)附图说明：

本发明的具体结构由以下实施例的附图给出。

图1是根据本发明提出的预置式燃气表的一种外观示意图。

图2是根据本发明提出的预置式燃气表，其中预置装置的展开示意图。

图3为图2中的A向，是根据本发明提出预置式燃气表，其储能器中棘轮机构的示意图。

图4为图2中的B向，是根据本发明提出预置式燃气表，其轮系中的棘轮机构的示意图。

图5是根据本发明提出的预置式燃气表，其中的送数机构的送数构件送数摆的示意图。

图6是图2的C向，是根据本发明提出的预置式燃气表，采用送数摆的送数机构的示意图。

图7和图8都是图2的D向，是根据本发明提出的预置式燃气表，其受控制擒纵器的两种结构方案的示意图。

图9是图2的E向，是根据本发明提出的预置式燃气表，其螺旋传动机构控制转阀，以及螺母以指针示数和防转的示意图。

图10是根据本发明提出的预置式燃气表，以示数和闭阀机构控制自复位压阀的示意图。以图2的F向作图。

图11是根据本发明提出的预置式燃气表，在原燃气表顶部设置预置装置时，以螺旋传动机构上的螺母控制自复位压阀的示意图。

图12是根据本发明提出的预置式燃气表，采用凸齿盘作为输入计数构件的示意图，以图2的G向作图。

(五)具体实施方式

以上的图1一图7和图9组成一个实施例，另外的图8、图10、图11、图12为实施例中的局部可选择的其他结构方案。

下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。

图1所示，预置式燃气表具有表壳19、进气口1和出气口2，在出气口2的表内端3与计量机构的输出口8之间具有转阀4，由表壳19内计量机构推动固定于表壳19上隔离座5内的计量输出轴7旋转，计量输出轴7上的送数齿轮6带动计数器15计数，计数器15设置于防护罩14内，防护罩14设置有磁卡或IC的卡座9，卡座9具有防尘盖13，防护罩14内还设置有预置装置的控制电路板12，从控制电路板接出的电源和输入的控制按键11、显示灯10设置于防护罩14上，还具有从控制电路板12接出可显示预置总量的数码管16，长槽17设置于表盘18上。

图2-图7和图9所示：

储能器由减速电机20、发条机构26和它们之间的传动系统组成；减速电机20的输出轴21上固定有棘轮24，与棘轮24相配的棘爪23在上条齿轮22上的定位轴53上定位，并由定位柱55和档柱56定位的弹簧54确保上条时的啮合；上条齿轮22与输出轴21为动配合关系，并与发条齿轮25啮合，储能器以发条齿轮25与轮系的齿轮轴30啮合，发条齿轮25既是发条机构的输出输入构件，又是储能器的输出齿轮；

轮系由齿轮轴30与齿轮片27、齿轮轴31与齿轮片32、齿轮轴34与齿轮片33和齿轮轴35与擒纵轮36一起的四级增速齿轮传动形成；轮系的输入齿轮为齿轮轴30；轮系以齿轮轴30的心轴作为示数和闭阀机构的驱动轴；轮系以其末端的擒纵轮36与受控擒纵叉39组成受控擒纵器；在轮系中齿轮轴30和齿轮片27之间以棘轮机构单向传动；棘轮机构的棘轮29与齿轮轴30连为一体，与棘轮29相配的棘爪28在齿轮片27上的定位轴60上定位，并由定位柱58和档柱57定位的弹簧59确保在储能器中的发条释放能量时相互啮合；

受控制擒纵器中的受控制擒纵叉39的控制臂64设置于送数摆38上的限位孔63中；送数摆38以定位孔61在摆轴37上定位，并以其条孔40与计量输出轴7上的偏心轴41相配；跟随计量输出轴7上的偏心轴41的转动，送数摆以摆轴37为中心摆动，使受控擒纵叉39以叉66为中心摆动，同时受控擒纵叉39上擒纵销65和擒纵销67轮流与擒纵轮36啮合，从而使擒纵轮36释放发条能量的转动与计量输出轴7输出的用气量准确相关；

以轮系中的齿轮轴30的心轴驱动的示数和闭阀机构的螺旋轴42上具有螺母44和光孔盘47；螺母44上的直齿条结构45可与闭阀齿轮43啮合，闭阀齿轮43固定于密封座70中的转轴74上，转轴74在表内以软轴71与转阀73的转柄72相连；螺母44上的碰头52可启动位于螺旋轴侧边的行程开关51；螺母44上的指针50穿过表盘18上的长槽17；光孔盘47的光孔46位置两侧设置有从控制电路板12上接出的光发射管48和光接收管49。

附图8所示，送数摆38以侧边62对受控擒纵叉39的控制臂64以单侧限制。图中送数摆64正摆到右侧一端，位于支架69上的拉簧68的拉力使控制臂64紧靠侧边62。受控制擒纵叉39在送数摆38限制下，以叉轴66为中心的摆动，使擒纵销65和擒纵销67轮流与擒纵轮36啮合。当送数摆38摆动到图中左边位置时，侧边62与控制臂64可脱离接触。

附图10所示，在采用自复位压阀79时，螺母44的直齿条结构45向下，并可与扇齿摆的扇形齿轮75啮合。扇齿摆的压阀端82的下方，为表壳19上的密封座78中的升降轴83，升降轴83的推动端81的下方，为自复位压阀79的压柄80。扇齿摆以支撑轴76在摆架27上定位。自复位压阀79在其压柄80不受向下的压力时为常开状态。

附图11所示，在原燃气表顶部设置预置装置时，密封罩86内，螺旋轴42上的螺母44直接以推动面85推动自复位压阀79的压柄80。自复位压阀79安装于原气表出气口2与密封罩出气口84之间。

附图12所示，输入计数构件采用凸齿盘89，凸齿盘89外圆周上具有一组凸齿88，凸齿盘89的侧边设置有计数开关87。

Claims (11)

1、一种预置式燃气表，具有表壳(19)，表壳(19)上有进气口(1)，出气口(2)，在出气口(2)的表内端(3)与计量机构的输出口(8)之间具有转阀(4)或自复位压阀(79)，由表壳(19)内的计量机构推动固定于表壳(19)上隔离座(5)内的计量输出轴(7)旋转，计量输出轴(7)上的送数齿轮(6)带动表壳(19)外的计数器(15)计数，计数器(15)设置于防护罩(14)内，防护罩(14)上设置有磁卡或IC卡的卡座(9)，卡座(9)具有防尘盖(13)，防护罩(14)内还设置有预置装置的控制电路板(12)，以及从控制电路板接出的带减速速器的减速电机(20)和数码管(16)，从控制电路板(12)接出的电源和输入的控制按键(11)和显示灯(10)安装于防护罩(14)上，罩内还具有交流或直流电源，其特征是：

a、采用以弹性元件发条作为贮能元件的储能器，储能器以输出齿轮与轮系的输入齿轮啮合；

b、轮系末端的擒纵轮(36)与受控擒纵叉(39)组成受控擒纵器，其中受控擒纵叉(39)具有控制臂(64)，控制臂(64)设置于送数机构的送数构件上的限制结构中，或由弹簧限位于送数构件的一侧；

c、以输出齿轮和轮系的齿轮，或输出齿轮和轮系的齿轮的心轴，作为示数和闭阀机构的驱动轮或驱动轴。

2、按照权利要求1所述的预置式燃气表，其特征是储能器中，发条机构(26)的输出输入构件与减速电机(20)的输出轴(21)之间的传动系统中具有棘轮机构。

3、按照权利要求1所述的预置式燃气表，其特征是轮系为从输入齿轮经中间各级到末端擒纵轮(36)的增速齿轮传动系统，轮系中从擒纵轮(36)向低速级方向，到示数和闭阀机构的驱动轮或驱动轴之间具有棘轮机构。

4、按照权利要求1所述的预置式燃气表，其特征是送数机构的送数构件为送数摆(38)，送数摆(38)以其具有的定位孔(61)在摆轴(37)上定位，并以其具有的条孔(40)与计量输出轴(7)上的偏心轴(41)相配。

5、按照权利要求4所述的预置式燃气表，其特征是送数摆(38)的送数结构为限位孔(63)。

6、按照权利要求1所述的预置式燃气表，其特征是示数和闭阀机构为螺旋轴(42)和螺母(44)组成的螺旋传动机构。

7、按照权利要求6所述的预置式燃气表，其特征是螺母(44)具有闭阀结构直齿条结构(45)或推动面(85)；螺母(44)以直齿条结构(45)与闭阀齿轮(43)啮合；或者螺母(44)以直齿条结构(45)与闭阀机构的扇形齿摆上的扇形齿轮(75)啮合；或者螺母(44)直接以推动面(85)推动自复位压阀(79)的压柄(80)。

8、按照权利要求6所述的预置式燃气表，其特征是螺母(44)上装有指针(50)，指针(50)穿过位置固定的长槽(17)。

9、按照权利要求6所述的预置式燃气表，其特征是螺旋轴(42)上的轴向具有盘状的输入计数构件。

10、按照权利要求9所述的预置式燃气表，其特征是盘状的输入计数构件为光孔盘(47)或凸齿盘(89)；光孔盘(47)的盘上具有一组在相同半径位置上的光孔(46)，光孔(46)位置的两侧设置有从控制电路板(12)上接出的光发射管(48)和光接收管(49)；凸齿盘(89)的外圆周上有一组凸齿(88)，凸齿(88)为从控制电路板(12)接出的计数开关(87)的推动头。

11、按照权利要求6所述的预置式燃气表，其特征是在螺旋轴(42)的侧边，具有从控制电路板(12)接出的行程开关(51)，螺母(44)上的碰头(52)为行程开关(51)的推动头。

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