CN113532576B - NB-IoT物联网智能燃气表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及NB‑I oT物联网智能燃气表，包括燃气表，燃气表内部设有NB‑I oT模块，燃气表的气管连接处外部套设有集气管，集气管两端与气管外壁之间设有密封装置。燃气表外部设有负压筒，进气管与集气管之间通过漏气管贯通连接。负压筒上设有压力表。本发明在气管接头外部套设有集气管，接头泄漏后，天然气集中流入到负压筒内部，不会泄漏到厨房的空气中。

Description

NB-IoT物联网智能燃气表

技术领域

本发明属于燃气表技术领域，具体涉及为NB-IoT物联网智能燃气表。

背景技术

目前城市居民基本都使用上了天然气，作为天然气计量的燃气表成为了居民家中必不可少的计量设备。燃气表具有自动累计功能，使得那些使用天然气或管道煤气的人家，可以方便地知道用了多少燃气，以便能按照每月消耗燃气的立方米数缴费。

燃气表的气管需要与其他气管进行连接，而气管连接部位长时间使用容易发生密封圈老化等情况，造成连接处天然气泄漏。现在多采用在厨房增加报警器，报警器检测到天然气后进行报警，并通过电控将天然气总管路的电磁阀关闭。由于厨房温度高，并且有油烟附着，电磁阀的可靠性存在问题，同时天然气已经泄漏到厨房内部。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种NB-IoT物联网智能燃气表，本发明在气管接头外部套设有集气管，接头泄漏后，天然气集中流入到负压筒内部，不会泄漏到厨房的空气中。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

NB-IoT物联网智能燃气表，包括燃气表，燃气表内部设有NB-IoT模块，燃气表的气管连接处外部套设有集气管，集气管两端与气管外壁之间设有密封装置。

燃气表外部设有负压筒，负压筒内部气压小于气管内部天然气压力，负压筒外部设有与其内腔贯通连接的进气管，进气管与集气管之间通过漏气管贯通连接。

负压筒上设有压力表，压力表用以检测内腔内部压力。

优选的，集气管与气管外壁之间的密封装置为半圆堵头，集气管每端各设有两个相对布置的半圆堵头。

集气管两端分别为螺纹口。

半圆堵头包括相互固定连接的半圆形的螺母套以及外部板，螺母套以及外部板面向集气管轴线的一端均设有半圆形槽。

螺母套插设于集气管内部、且与螺纹口螺纹连接。

半圆形槽内部粘贴有半圆形的密封垫，密封垫内径小于或等于气管外径。

优选的，自由状态下，密封垫内径小于气管外径。

集气管的螺纹口外侧为漏斗形、内侧为圆柱形，螺纹口漏斗形靠近圆柱形区域的内壁以及圆柱形区域内壁上均设有内螺纹。

螺母套外径与螺纹口圆柱形区域的内径相同。

优选的，集气管外壁上设有与螺纹口漏斗形区域贯通连接的补胶口，或外部板外壁上设有与螺纹口漏斗形区域贯通连接的补胶口。

优选的，位于集气管同一端的两个半圆堵头相互接触的端面上，其中一个半圆堵头的端面上内凹有凹槽，另一个半圆堵头的端面上凸设有凸板，凸板插设于凹槽内部。

凹槽以及凸板设置于螺母套或外部板的端面上。

优选的，位于集气管同一端的两个半圆堵头接触后，两个外部板拼接呈一个六角头。

优选的，与天热气总管道连接的气管上设有电磁阀，电磁阀上设有触碰开关，触碰开关朝下布置。

负压筒固定于电磁阀下方。

腔体内部设有活塞，活塞上方垂直固定有活塞杆，活塞杆末端穿设至负压筒外部，活塞杆位于触碰开关正下方。

活塞下方设有第一弹簧。

当腔体内部压力达到阈值时，活塞挤压第一弹簧下移，活塞杆末端与触碰开关之间间隔的距离为0.1～3mm。

负压筒外部设有与墙体贯通连接的抽气管，抽气管上设有阀门。

进气管以及抽气管与内腔的贯通孔始终位于活塞下方。

负压筒顶面设有若干个泄压孔。

优选的，所述的燃气表背部设有背板，背板底部前端固定有底板，背板两侧各设有一个压板，燃气表两侧与压板接触，燃气表底部与底板顶面接触。

背板内部设有若干个垂直布置的风道，风道上下两端均敞口布置，风道下端敞口尺寸大于上端敞口尺寸。

背板两端各设有一个第一安装板，第一安装板与墙面固定连接。

优选的，第一安装板上设有垂直布置的第一腰型孔(2031)，第一腰型孔(2031)内部插设有六角头螺栓，六角头螺栓与墙面内部的螺栓孔螺纹连接。

第一安装板上内凹有卡槽，卡槽位于第一腰型孔(2031)的一侧。

六角头螺栓外部套设有卡板。

卡板包括两个限位板，限位板长度大于第一腰型孔(2031)的长度，两个限位板的内壁均与六角头螺栓螺栓头的两个侧面平行且接触。

限位板面向第一安装版的一端设有插板，插板插设于卡槽内部。

两个限位板之间通过第一连接板固定连接。

室内天然气安全使用方法，包括以下步骤：

A、真空泵与抽气管连接，将负压筒内部气体抽出，活塞在压差作用下克服第一弹簧的推力下移，活塞杆末端脱离触碰开关，电磁阀开启；

B、当气管接头位置漏气后，天然气被抽入到负压筒内部，不会扩散到室内的空气中；

C、负压筒内部抽入天燃气后，其位于活塞下方的内腔内部压力提升，负压筒上的压力表检测到压力变化情况，将压力变化情况反馈给与电磁阀电性连接的控制系统，控制系统控制电磁阀关闭，切断天然气的供应；

D、若电控系统故障，天然气供应并未切断，则负压筒内部抽入的天然气量逐渐增多，活塞两侧气体压差减小，第一弹簧向上推动活塞，使得活塞杆碰撞到触碰开关，关闭电磁阀，切断天然气的供应。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：

(1)用于天然气流通的气管接头外部套设有集气管，接头部位泄漏的天然气通过集气管、漏气管流入到负压筒内部，不会泄漏到室内的空气中，进一步提高了天然气使用的安全性。

(2)负压筒内部流入天然气后，可通过电控方式关闭电磁阀，若电控系统出现故障，还可以自动通过物理的方法关闭电磁阀，提高了可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明NB-IoT物联网智能燃气表系统图，

图2为本发明NB-IoT物联网智能燃气表安装架处放大图，

图3为本发明NB-IoT物联网智能燃气表安装架结构图，

图4为本发明NB-IoT物联网智能燃气表安装架局部分解图，

图5为本发明NB-IoT物联网智能燃气表安装架背板剖视图，

图6为本发明NB-IoT物联网智能燃气表防脱卡板外形图，

图7为本发明NB-IoT物联网智能燃气表接头集气管局部放大图，

图8为本发明NB-IoT物联网智能燃气表接头集气管分解图，

图9为本发明NB-IoT物联网智能燃气表接头集气管剖视图，

图10为本发明NB-IoT物联网智能燃气表接头集气管带补胶孔的第一剖视图，

图11为本发明NB-IoT物联网智能燃气表接头集气管带补胶孔的第二剖视图，

图12为本发明NB-IoT物联网智能燃气表负压筒外形图，

图13为本发明NB-IoT物联网智能燃气表负压筒筒壁局部剖视图，

图14为本发明NB-IoT物联网智能燃气表电磁阀外形图。

图中：1-燃气表、101-气管、2-背板、201-风道、202-连接架、203-第一安装板、2031-第一腰型孔、2032-卡槽、204-底板、3-圆杆、301-斜杆、4-压板、401-卡块、5-扭簧、6-六角头螺栓、7-卡板、701-限位板、702-第一连接板、703-插板、8-集气管、801-螺纹口、802-漏气管、9-半圆堵头、901-螺母套、902-外部板、903-半圆形槽、904-凹槽、905-凸板、10-密封垫、11-负压筒、1101-内腔、1102-泄压孔、1103-进气管、1104-抽气管、12-第二安装版、1201-第二腰型孔、1202-第二连接板、13-阀门、14-第一弹簧、15-活塞、1501-活塞杆、16-电磁阀、1601-触碰开关、1602-第二弹簧、17-补胶孔。

具体实施方式

附图为该NB-IoT物联网智能燃气表的最佳实施例，下面结合附图对本发明进一步详细的说明。

由附图1所示，NB-IoT物联网智能燃气表，包括燃气表1，燃气表1内部设有NB-IoT模块，NB-IoT模块通过4G或5G网络与远程的控制系统无线连接，控制系统可采集燃气表的数据，并对燃气表1进行控制。

燃气表1的气管101由多根管路连接组成，各个管路基本都采用的是钢管，因此管路坏损的情况基本不会发生，大部分情况下都是两个管路连接处即接头密封老化或其他情况引起的天然气泄漏。因此本实施例中，在气管101的连接处即接头部位外部套设有集气管8，集气管8两端与气管101外壁之间设有密封装置。

由附图7至附图11所示，集气管8与气管101外壁之间的密封装置为半圆堵头9，集气管8每端各设有两个相对布置的半圆堵头9，两个半圆堵头9将气管101包裹后拼接呈一个完整的密封装置。

集气管8两端分别为螺纹口801，螺纹口801内部设有内螺纹。

半圆堵头9包括相互固定连接的半圆形的螺母套901以及外部板902，螺母套901以及外部板902面向集气管8轴线的一端均设有半圆形槽903。

螺母套901设有外螺纹，螺母套901插设于集气管8内部、且与螺纹口801螺纹连接。

半圆形槽903内部粘贴有半圆形的密封垫10，密封垫10内径小于或等于气管101外径。

两个半圆堵头9拼接后，两个螺母套901、两个外部板902端面均相互接触。两个半圆堵头9接触后，两个外部板902拼接呈一个六角头，便于使用扳手进行旋转。

为了避免错位，位于集气管8同一端的两个半圆堵头9相互接触的端面上，其中一个半圆堵头9的端面上内凹有凹槽904，另一个半圆堵头9的端面上凸设有凸板905，凸板905插设于凹槽904内部。

凹槽904以及凸板905设置于螺母套901或外部板902的端面上。

为了提高半圆堵头9与气管101外壁之间的密封性，自由状态下，密封垫10内径小于气管101外径。

集气管8的螺纹口801外侧为漏斗形区域、内侧为圆柱形区域，漏斗形区域外侧开口直径大于内侧开口直径，内侧开口直径与圆柱形区域直径相同。

螺纹口801漏斗形靠近圆柱形区域的内壁以及圆柱形区域内壁上均设有内螺纹，螺母套901外径与螺纹口801圆柱形区域的内径相同。这样首先螺母套901与漏斗形区域螺纹连接，然后旋转逐渐向气管101方向挤压密封垫10，最终拧入至圆柱形区域内部。在圆柱形区域内部的螺母套901下压密封垫10，使得密封垫10与气管101紧密接触，提高密封性。

为了进一步提高密封性，避免外部气体通过螺纹口801与螺母套901之间的缝隙流入到集气管8内部，影响负压筒7内部压力。本实施例中，集气管8外壁上设有与螺纹口801漏斗形区域贯通连接的补胶口17，或外部板902外壁上设有与螺纹口801漏斗形区域贯通连接的补胶口17。安装完半圆堵头9后，通过补胶口17向螺纹口801的漏斗形区域内部注入密封胶，将该区域填满。

燃气表1外部设有负压筒11，负压筒11内部气压小于气管101内部天然气压力，负压筒11外部设有与其内部的内腔1101贯通连接的进气管1103，进气管1103与集气管8之间通过漏气管802贯通连接。

由附图12以及附图13所示，本实施例中，负压筒11外部设有与腔体1101贯通连接的抽气管1104，抽气管1104上设有阀门13，抽气管1104末端固定有快速接头。打开阀门13，将真空泵的进气管与抽气管1104通过快速接头进行连接，然后开启真空泵，将负压筒11内部抽真空，然后关闭阀门13。

负压筒11内部真空有利于将气管101接头处泄漏的天然气快速抽入到负压筒11内部。

负压筒11上设有压力表，压力表用以检测内腔1101内部压力。本实施例中压力表采用带远传功能电子压力表，压力表与控制系统进行连接。使用过程中，如果压力表检测到的压力数值增加，即负压筒11内部进入了天然气，控制系统进行报警。

为了使检测到天然气泄漏后，可及时切断天然气的供应，与天热气总管道连接的气管101上设有电磁阀16，电磁阀16位于燃气表1与天然气总管道之间。电磁阀16与控制系统进行无线连接，控制系统可控制电磁阀16的开启以及关闭。为了避免控制系统发生故障，由附图14所示，本实施例中电磁阀16设有触碰开关1601，触碰开关1601朝下布置，触碰开关1601采用按压形式，为了使触碰开关1601复位，触碰开关1601与电磁阀16之间设有第二弹簧1602。

负压筒11固定于电磁阀16下方，腔体1101内部设有活塞15，活塞15上方垂直固定有活塞杆1501，活塞杆1501末端穿设至负压筒11外部，活塞杆1501位于触碰开关1601正下方，活塞15下方设有第一弹簧14。

为了增加活塞15的密封性，活塞15圆周面上内凹有密封圈槽，密封圈槽内部设有密封圈。

真空泵将位于活塞15下方的腔体1101内部气体抽出，使其内部压力降到阈值时，活塞15挤压第一弹簧14下移，活塞杆1501末端与触碰开关1601之间间隔的距离为0.1～3mm。

进气管1103以及抽气管1104与内腔1101的贯通孔始终位于活塞15下方。

负压筒11顶面设有若干个泄压孔1102，使得活塞15上下移动时，其上表面所承受的气压保持不变。

负压筒11底部固定有水平布置的第二连接板1202，第二连接板1202面向室内墙面的一端固定有垂直布置的第二安装板12，第二安装板12上设有两个垂直布置的第二腰型孔1201，两个腰型孔1201分别位于负压筒11两侧。螺栓穿过第二腰型孔1201将第二安装板12固定在室内的墙面上。

由附图2至附图5所示，所述的燃气表1背部设有背板2，背板2底部前端固定有底板204，背板2两侧各设有一个压板4。燃气表1两侧与压板4接触，燃气表1底部与底板4顶面接触，底板204对燃气表1底部进行支撑，压板4对燃气表1两侧进行支撑，使得燃气表1稳定。

背板2内部设有若干个垂直布置的风道201，风道201上下两端均敞口布置，风道201下端敞口尺寸大于上端敞口尺寸。风道201形成一个烟囱效应，背板2吸收燃气表1的热量，其风道201内部空气被加热升温，向上流动，背板2下方的温度低的空气在流入到风道201内部，再次对燃气表1进行制冷。由于风道201下端大上端小，因此空气向上流动过程是个加速的过程，进而提高了风道201内部空气的流动速度，进一步优化了其对燃气表1的冷却效果。

为了进一步优化背板2对燃气表1的冷却效果，背板2与燃气表1之间涂抹有导热胶，背板2采用镁合金或铝合金的拆料制成，优选镁合金的材料。

为了使背板2可以适用于多种尺寸规格的燃气表1，背板2两侧各凸设有一个连接架202，连接架202前端固定有水平布置的圆杆3，压板4转动套设有圆杆3上。圆杆3上位于压板4的两侧各套设有一个扭簧5，扭簧5一端与圆杆3固定连接、另一端与压板4上的卡块401固定连接。在扭簧5的扭力作用下，两个压板4相互挤压燃气表1。

为了增加圆杆3的稳定性，本实施例中，圆杆3上下两侧中至少一侧设有一根斜杆301，斜杆301两端分别与圆杆3以及连接架202固定连接。

连接架202背离背板2的一端固定有第一安装板203，第一安装板203上设有垂直布置的第一腰型孔2031，第一腰型孔2031内部插设有六角头螺栓6，六角头螺栓6与墙面内部的螺栓孔螺纹连接，进而将第一安装板203与墙面固定连接。

第一安装板203上内凹有卡槽2032，卡槽2032位于第一腰型孔2031的一侧。

六角头螺栓6外部套设有卡板7。

卡板7包括两个限位板701，限位板701长度大于第一腰型孔2031的长度，两个限位板701的内壁均与六角头螺栓6螺栓头的两个侧面平行且接触，两个限位板701将六角头螺栓6加紧，避免其发生转动。

限位板701面向第一安装版203的一端设有插板703，插板703插设于卡槽2032内部。

两个限位板701之间通过第一连接板702固定连接。

室内天然气安全使用方法，包括以下步骤：

A、真空泵与抽气管1104连接，将负压筒11内部气体抽出，活塞15在压差作用下克服第一弹簧14的推力下移，活塞杆1501末端脱离触碰开关1601，电磁阀16开启；

B、当气管101接头位置漏气后，天然气被抽入到负压筒11内部，不会扩散到室内的空气中；

C、负压筒11内部抽入天燃气后，其位于活塞15下方的内腔1101内部压力提升，负压筒11上的压力表检测到压力变化情况，将压力变化情况反馈给与电磁阀电性连接的控制系统，控制系统控制电磁阀16关闭，切断天然气的供应；

D、若电控系统故障，天然气供应并未切断，则负压筒11内部抽入的天然气量逐渐增多，活塞15两侧气体压差减小，第一弹簧14向上推动活塞15，使得活塞杆1501碰撞到触碰开关1601，关闭电磁阀16，切断天然气的供应。

同时燃气表1或厨房等使用天然气的区域增设有与控制系统连接的天然气传感器，当天然气传感器检测到天然气后，通过控制系统控制电磁阀16关闭。

当检测到天然气泄漏后，控制系统可通过后台向用户预留的手机号发送短信，提醒用户天然气泄漏。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.NB-IoT物联网智能燃气表，包括燃气表（1），燃气表（1）内部设有NB-IoT模块，其特征在于：

燃气表（1） 的气管（101）连接处外部套设有集气管（8），集气管（8）两端与气管（101）外壁之间设有密封装置，

燃气表（1）外部设有负压筒（11），负压筒（11）内部气压小于气管（101）内部天然气压力，负压筒（11）外部设有与其内腔（1101）贯通连接的进气管（1103），进气管（1103）与集气管（8）之间通过漏气管（802）贯通连接，

负压筒（11）上设有压力表，压力表用以检测内腔（1101）内部压力，

集气管（8）与气管（101）外壁之间的密封装置为半圆堵头（9），集气管（8）每端各设有两个相对布置的半圆堵头（9），

集气管（8）两端分别为螺纹口（801），

半圆堵头（9）包括相互固定连接的半圆形的螺母套（901）以及外部板（902），螺母套（901）以及外部板（902）面向集气管（8）轴线的一端均设有半圆形槽（903），

螺母套（901）插设于集气管（8）内部、且与螺纹口（801）螺纹连接，

半圆形槽（903）内部粘贴有半圆形的密封垫（10），密封垫（10）内径小于或等于气管（101）外径，

位于集气管（8）同一端的两个半圆堵头（9）相互接触的端面上，其中一个半圆堵头（9）的端面上内凹有凹槽（904），另一个半圆堵头（9）的端面上凸设有凸板（905），凸板（905）插设于凹槽（904）内部，

凹槽（904）以及凸板（905）设置于螺母套（901）或外部板（902）的端面上，

与天热气总管道连接的气管（101）上设有电磁阀（16），电磁阀（16）上设有触碰开关（1601），触碰开关（1601）朝下布置，

负压筒（11）固定于电磁阀（16）下方，

腔体（1101）内部设有活塞（15），活塞（15）上方垂直固定有活塞杆（1501），活塞杆（1501）末端穿设至负压筒（11）外部，活塞杆（1501）位于触碰开关（1601）正下方，

活塞（15）下方设有第一弹簧（14），

当腔体（1101）内部压力达到阈值时，活塞（15）挤压第一弹簧（14）下移，活塞杆（1501）末端与触碰开关（1601）之间间隔的距离为0.1～3mm，

负压筒（11）外部设有与腔体（1101）贯通连接的抽气管（1104），抽气管（1104）上设有阀门（13），

进气管（1103）以及抽气管（1104）与内腔（1101）的贯通孔始终位于活塞（15）下方，

负压筒（11）顶面设有若干个泄压孔（1102）。

2.根据权利要求1所述的NB-IoT物联网智能燃气表，其特征在于：

自由状态下，密封垫（10）内径小于气管（101）外径，

集气管（8）的螺纹口（801）外侧为漏斗形、内侧为圆柱形，螺纹口（801）漏斗形靠近圆柱形区域的内壁以及圆柱形区域内壁上均设有内螺纹，

螺母套（901）外径与螺纹口（801）圆柱形区域的内径相同。

3.根据权利要求2所述的NB-IoT物联网智能燃气表，其特征在于：

集气管（8）外壁上设有与螺纹口（801）漏斗形区域贯通连接的补胶口（17），

或外部板（902）外壁上设有与螺纹口（801）漏斗形区域贯通连接的补胶口（17）。

4.根据权利要求3所述的NB-IoT物联网智能燃气表，其特征在于：

位于集气管（8）同一端的两个半圆堵头（9）接触后，两个外部板（902）拼接呈一个六角头。

5.根据权利要4所述的NB-IoT物联网智能燃气表，其特征在于：

所述的燃气表（1）背部设有背板（2），背板（2）底部前端固定有底板（204），背板（2）两侧各设有一个压板（4），燃气表（1）两侧与压板（4）接触，燃气表（1）底部与底板（4）顶面接触，

背板（2）内部设有若干个垂直布置的风道（201），风道（201）上下两端均敞口布置，风道（201）下端敞口尺寸大于上端敞口尺寸，

背板（2）两端各设有一个第一安装板（203），第一安装板（203）与墙面固定连接。

6.根据权利要5所述的NB-IoT物联网智能燃气表，其特征在于：

第一安装板（203）上设有垂直布置的第一腰型孔（2031），第一腰型孔（2031）内部插设有六角头螺栓（6），六角头螺栓（6）与墙面内部的螺栓孔螺纹连接，

第一安装板（203）上内凹有卡槽（2032），卡槽（2032）位于第一腰型孔（2031）的一侧，

六角头螺栓（6）外部套设有卡板（7），

卡板（7）包括两个限位板（701），限位板（701）长度大于第一腰型孔（2031）的长度，两个限位板（701）的内壁均与六角头螺栓（6）螺栓头的两个侧面平行且接触，

限位板（701）面向第一安装版（203）的一端设有插板（703），插板（703）插设于卡槽（2032）内部，

两个限位板（701）之间通过第一连接板（702）固定连接。

7.根据权利要求6所述的NB-IoT物联网智能燃气表的室内天然气安全使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、真空泵与抽气管（1104）连接，将负压筒（11）内部气体抽出，活塞（15）在压差作用下克服第一弹簧（14）的推力下移，活塞杆（1501）末端脱离触碰开关（1601），电磁阀（16）开启；

B、当气管（101）接头位置漏气后，天然气被抽入到负压筒（11）内部，不会扩散到室内的空气中；

C、负压筒（11）内部抽入天然气后，其位于活塞（15）下方的内腔（1101）内部压力提升，负压筒（11）上的压力表检测到压力变化情况，将压力变化情况反馈给与电磁阀电性连接的控制系统，控制系统控制电磁阀（16）关闭，切断天然气的供应；

D、若电控系统故障，天然气供应并未切断，则负压筒（11）内部抽入的天然气量逐渐增多，活塞（15）两侧气体压差减小，第一弹簧（14）向上推动活塞（15），使得活塞杆（1501）碰撞到触碰开关（1601），关闭电磁阀（16），切断天然气的供应。