CN1441231A - 网络智能水表 - Google Patents

Abstract

一种定量供水自动关断，并防止非管理维修人员开启表盖的一体式网络智能水表，它是在保持安装长度、位置不变的计量水表中，加装可控阀门，并仅需在开启阀门时用电，无电仍可供完已设定水量再自动关断，实现免维护使用；装在水表内的锁盖器，将表壳表盖锁在一起；被表盖卡住且与表壳紧固为一体的电器盒，将水表进水口前的水管接头除下方外大部份遮盖，这样将水表盖、电路盒从水表内加以锁闭及把水表前水管接头半锁闭；在“滴水”取水时，水表仍能计量；电器盒中有整体密封电路，内有微电子电路功能块，可接受由IC卡、电话通讯网、宽频带信息网等综合网络传送的指令信号，控制水表内湿式微型电动机，开启阀门或表盖锁。

Description

网络智能水表

本发明涉及一种能定量控制给水量，尤其是能对流过水量进行检测计量并定量自动关断，输入由IC卡、电话通讯网、宽频带信息网等综合网络或信息载体传送的特定电讯号，又能启动表内微型电动机，开启表内阀门，恢复供水，并能防止非供水管理维修人员自行开启或拆卸表盖、电器盒、水表前进水管接头的一体式网络智能水表。

目前，公知公用的水表，是由水表表壳内的滤水网、叶轮盒、螺翼式或旋翼式叶轮、齿轮计数器、齿轮盒、显示字轮或指针表盘等组成，将水表串接于供水管路上，水流经管道进入水表，通过滤水网，从切线方向进入叶轮盒，推动叶轮旋转，带动多级计数齿轮旋转计数，处在齿轮组或字轮组不同位置上的计数齿轮或字轮“权”不同，代表不同的计量单位，字轮或表盘指针的指示即表示水流量的读数。为了防止他人自行取下水表盖，乱动表内另件，造成读数变化或检测计量误差大，采用铅封方式将水表盖和表壳封在一起。但是，这些水表由于只具有检测计量，显示累积流量读数和瞬时流量大小的计量功能，水表只能供水计量而无控制通过、关断水流的控制管理功能。小范围、小用水单位关断、开通供水的功能只能由使用者、管理者均可以随意动作的外加阀门完成，管理者并不比使用者多多少管理控制办法。一些人还自行开启表盖乱动表内另件，使水表失去准确的检测计量和正确的读数，无强有力设备保障的信用式铅封，事实上管不住一些人受利益驱动之手。有一类由水表和控制开启\关断机构两大部分组合而成的装置，是从水表取得计量信号，水表与控制机构由信号线连接；但是这种分体式组合装置由于存在连接的信号线，容易被人恶意或故意改变信号而失控，或信号线容易出现损坏而失控，因此不能长期稳定可靠工作；有些这类装置在电源不正常或无电源时无法正常工作，也无法关断供水管道，因此也达不到管理控制的目的，反而更增加了对水表自身的维护工作量，并导致对水表能否稳定工作的担心；并且由于这种装置是在现有水表前后增加一套控制电路和执行机构，较现有水表要大或要长得多，在安装更换替代现有水表时要改变现有供水管道，改造工程量大，改造费用大；同时，它的水表表盖也只能信用式铅封。对水瓷源的合理调度配置，水资源缺乏或相对紧缺地区以及缺水季节的供水管理、现代化的物业供水管理、长流水、水费的拖欠、扯皮等，特别是对给水供水的小范围的、小用水单位的必要管理，均缺乏有效的、必要的管理控制手段。

本发明的目的，是提供一种结构简单、控制可靠、使用方便、造价低廉、改造安装更换方便、在无电源或电源不正常时也能将已设定供水量供应完毕并自动关断表内阀门的一体式网络智能水表；它不仅能检测计量，显示通过水表的瞬时流量大小和累积流量读数，而且能对流过水表的水量进行定量控制；并从水表内部对水表盖加密锁闭，防止非管理维修人员自行开启表盖乱动表内零件、或在开启表盖后自行拆卸电器盒和表前水管接头；需要开启表内阀门供水时，安装好电池，向水表输入特定数字电子信号，经水表控制电路识别动作后，即可开启表内阀门恢复供水或开启水表盖。达到为管好给水供水、合理调配使用水资源、节约用水、保护环境，从设备、技术上彻底解决水费拖欠、扯皮，为搞好现代化的物业管理及实现供水收费管理信息化、计算机化，提供强力有效的管理、控制手段的目的。

本发明是这样实现的：在水表表壳中，滤水网套在叶轮盒外进水口端，螺翼式或旋翼式叶轮的端齿轮与齿轮盒中的计数齿轮啮合在一起，在计数齿轮组中某个需要设定供水定量额度的齿轮上有同轴圆盘，同轴圆盘的边缘可以像刀口一样光滑尖锐，同轴圆盘上有定量控制缺口，水表出口处有阀门，控制三通阀通向状态或控制阀门关断、开通的控制杆与同轴圆盘相对，且与同轴圆盘的边缘呈点状或线状接触，控制杆的另一端有三通阀滑阀或阀门；齿轮盒中有湿式微型电动机，微电机转子驱动轴经齿轮减速，通过带止动部的减速离合齿轮的同轴控制凸轮作用于控制杆从而改变三通阀滑阀位置、控制阀门的开通和关闭，或直接开启阀门；减速离合齿轮装有离合弹簧，与减速离合齿轮有共同旋转区域的计数定量齿轮上，有作用端尾部带齿轮或凸柱的离合斜面，受计数时旋转的计数定量齿轮和离合弹簧的作用，减速离合齿轮可与微电机驱动轴或驱动轴后的多级减速齿轮产生离合。水表表盖上有锁槽，水表表壳上有锁盖孔，与锁盖孔中的锁舌，及锁舌钩、锁舌弹簧、锁舌外壳共同组成锁盖器；将表盖旋装在表壳上，锁舌自动弹入表盖，将表盖表壳锁在一起。减速离合齿轮上的开盖偏心轮作用于锁舌钩，可开启锁盖器。湿式微型电动机由整体密封电路块控制，以微处理器或微电子电路功能块为主构成的智能控制电路整体密封后，装在与水表表壳安装为一体的电器盒外壳中。智能控制电路具有密码校验、扣费和两种机械动作控制功能，即开启阀门和开启锁盖器的功能；并可存储智能水表供水及使用历史记录。当阀门处于开启状态时，位置信号源的输出信号封锁阀门开启控制电路，部份电路可停止工作；当阀门关闭，位置信号源又解除对控制电路的封锁，输入开启供水指令后，控制电路经密码校验等，产生一次计费扣费信号，经数据交换确认后发出开启阀门指令。电源仅在开启阀门时是必须的，阀门开启后供水过程中，由于控制杆受控制凸轮和带定量控制缺口的同轴圆盘的控制，电路可不需要继续供电，水表也可将已设定水量供应完毕而无需供电即可自动关断。整体密封电路块外侧有通讯接口和IC卡卡座，可有启动后短时工作的电源工作指示发光二极管和微电机工作指示发光二极管，或者使用液晶显示屏，显示费用数据和工作状态。整体密封电路块中，它的一部份功能组成单元即可视为带密码的IC卡脱机网络终端，IC卡的数值是脱机网络终端可访问和扣减的。从IC卡的选用来说，从电极接触上采用接触型的，从数据传递选串行传输型或并行传输型的，从外形看为插片形的，芯片为计数型的存储卡或带CPU的智能卡，当然也可选用其它IC卡如充值卡等。IC卡座选印刷电路板插槽较为适合，这种插片形IC卡除外形尺寸不符合现行标准(目前为ISO7816)的规定以外，其它部份(如触点的定位、面积、物理特性和电气特性)都要求符合上述标准。由于IC卡目前已是较广泛应用的成熟技术产品，种类多，结构及工作过程也不尽相同，目前，IC卡的操作系统软件部份是由厂家根据用户要求在芯片出厂前预先掩膜在ROM区中，而CPU的应用软件开发，可根据生产厂家的《操作系统技术手册》或厂家提供的二次开发工具软件来完成程序的编制。本发明采用IC卡作为信息或指令保密传递的其中一种载体。例如，采用定额减量方式或称计数型IC卡，每一个数据存储单元代表一个应用的计数单位，每个计数单位的价值表示一次定量额度及其相应的实际价值。例如：设定量一次供水10吨，每吨水单价1元，则每一个数据存储单元价值10元。数据的改写方式可以是单向不可逆的。每一次启动即减去1。也可以是用完可充值的，但对可充值IC卡应设置更高级密钥及对应代码。通讯接口是表内电路与网络及外电路联接的通道，除了接受开启阀门供水和开启水表盖等使用和维修命令，还可通过通讯接口检查水表历史记录。使用时，将阀门关闭、表盖锁好的网络智能水表安装在用户管道上，装上电池，连接通讯线，由供水者通过管理计算机、调制解调器向表内电路发来开阀门供水密码信息，或将插片形IC卡插进印刷电路板插槽形的IC卡座，经密码校验、数据交换及扣费确认后启动水表内湿式微型电动机，驱动减速离合齿轮同轴的带止动部控制凸轮，将卡在定量缺口里的控制杆顶出，控制杆带动三通阀滑阀，将三通阀活塞口及阀门内腔与出水口连通，阀门开启供水；或湿式微型电动机经多级减速齿轮及离合齿轮直接驱动开启阀门；供水过程中计数定量齿轮旋转，将减速离合齿轮逐渐置于下一次启动位置，供水定量将用完时，定量缺口旋转一圈，控制杆卡进定量缺口，带动三通阀滑阀将三通阀出水口堵死，水流经三通阀进水口、活塞口进入阀门内腔，阀门关闭；或控制杆卡进定量缺口，退出阀门卡口，阀门在阀门弹簧作用下关闭；一次供水完成。

若在使用IC卡时，使用者不将IC卡退出IC卡座插槽，每当一次定量供水完成，电路检测电源正常即电池供电正常、且IC卡内数据存储单元不为零(水费足够)，控制电路都将自动地进行一次重新开启阀门作业程序，完成再一次供水过程。当需要开启水表表盖时，应在水表表盘显示的可开盖位置状态，即表内减速离合齿轮与前级减速齿轮或驱动齿轮处于啮合状态时进行。向表内电路输入开表盖数字电子密码信息，启动湿式微电机，驱动减速离合齿轮上的开盖偏心轮至锁舌最大偏心位置，将锁舌退出水表表盖内的锁槽，即可用工具将表盖取下，表盖取下后即可取出电器盒，水表前水管接头就全部露出来了。

由于采用上述方案，可以在正常供水中实施定量控制，并随时方便地重新恢复供水，防止非管理维修人员开启表盖。实现对水资源的合理配置和对供水的小范围、小用水单位的有效而且必要的管理控制，加强节约用水，保护环境，杜绝水费的拖欠和扯皮现象发生，实现智能化、信息化的供水收费管理。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1网络智能水表结构原理示意图

图2网络智能水表平面结构原理示意图

图3网络智能水表电原理框图

图4阀门关断/开启作用原理示意图

图5锁盖器锁闭/开启作用原理示意图

图6内侧带锁槽的表盖

图7转子在外的湿式微型步进电机

图8转子在内的湿式微型步进电机

图9转子在外的步进电机电原理示意图

图10进水口在上侧的网络智能水表结构原理示意图

图11仅使用IC卡的网络智能水表电原理框图

图12用水表盖卡住且固为一体的电器盒与水表外壳

图13另一种转子在外的湿式微型电动机

图14转子在外的微型电动机电原理示意图

图15采用另一种阀门的网络智能水表结构原理示意图

图16不使用三通阀控制的阀门关断/开启作用原理示意图

图17另一种使用一般阀门控制的阀门关断/开启作用原理示意图

图中，1.水表进水口 2.电器盒外壳 3.电池盒盖 4.通讯接口 5.IC卡座 6.电池盒 7.整体密封电路块 8.电源指示发光二极管 9.电机工作指示发光二极管10.表盖外密封圈 11.联接导线密封 12.表盖内密封圈 13.表盖 14.连接导线15.计数齿轮组 16.计量指示针 17.同轴圆盘 18.开盖偏心轮 19.锁舌钩 20.控制凸轮 21.多级减速齿轮 22.控制杆挡块 23.控制杆 24.控制杆弹簧 25.控制杆档圈 26.三通阀进水口 27.三通阀端盖 28.三通阀滑阀 29.三通阀活塞口30.三通阀出水口 31.三通阀 32.止回球 33.带齿离合斜面 34.减速离合齿轮35.离合弹簧 36.滤水网 37.减速离合齿轮轴 38.叶轮 39.位置信号源 40.计量校正片 41.位置信号发生器 42.电机齿轮 43.湿式微型电动机 44.阀门弹簧 45.出水切线孔 46.进水切线孔 47.叶轮盒 48.阀门中密封圈 49.水表表壳 50.阀门进水口 51.阀门滑阀 52.阀门下密封圈 53.止回弹簧 54.阀门上密封垫 55.水表出水口 56.挡块垫圈 57.插销 58.阀门上盖 59.锁舌 60.锁舌外壳 61.锁舌弹簧 62.水表表盘 63.微电机转轴 64.定量齿轮 65.计量盒上板 66.阀门67.电池盒盖螺丝 68.密封导线紧固螺母 69.导线孔 70.密封胶垫 71.电器盒紧固孔 72.紧固孔密封胶垫 73.紧固螺丝 74.定量缺口 75.锁孔 76.上下层隔架 77.阀盖/三通阀紧固螺丝 78.电机绕组引出线 79.引出线密封 80.开口挡圈81.垫圈 82.电机紧固螺丝 83.定子 84.定子绕组 85.定子铁心 86.电机转子87.滑动轴承 88.阀体 89.转子密封 90.电机螺纹 91.电机螺母 92.胶垫 93.电机端盖 94.转子外壳 95.定子外壳 96.表盖铅封孔 97.表壳铅封孔 98.叶轮端齿轮 99.表盖螺纹 100.锁槽 101.上套管 102.下套管 103.限位块 104.水管接头螺纹 105.定子密封 106.液晶显示器 107、电器盒插槽 108.转子磁性体109.隔水板 110.闸式阀门 111.阀门滑槽 112.控制杆头 113.控制杆头弹簧114.控制杆头插销 115.滑阀作用部 116.阀门卡口 117.滑阀齿轮 118.带斜面齿轮 119.叶轮盒密封圈 120.电机引出线 121.电机固定架 122.带控制凸轮的轴架 123.离合托架 124.阀门曲轴 125.微水流通道 126.微水流喷孔 127.进水水门 128.进水套管 129.齿轮轴卡子 130.IC卡门 131.门锁 132.钥匙

图1是本发明结构原理示意图，图2是本发明的掀去部份水表表盘上部的平面结构原理示意图。为了将主要部分的结构表现得较为清楚，在本发明原理示意图中将一些次要的，或水表原结构中不需作表述的部分作了适当的省略，没有在图上表示出来。

图1是本发明的实施例1，在图1中，水流经水表进水口(1)、滤水网(36)、进水切线孔(46)、出水切线孔(45)，掉头向下从阀门进水口(50)，流经阀门(66)，流出阀门及水表出水口(55)。旋翼式叶轮的端齿轮(98)与计数齿轮啮合，经多级啮合旋转，在计数齿轮组(15)的1吨级(本实施例以10吨级设定，当然也可以在其他适当吨级设定)计数齿轮上，有同轴圆盘(17)，上有定量缺口(74)，定量缺口(74)每旋转一圈，即表示供水10吨后，停止供水，需要重新启动阀门(66)一次。可与阀门上盖(58)固为一体的三通阀(31)的通向状态，控制阀门(66)的开通或关断：当定量缺口(74)旋转至控制杆(23)处，控制杆(23)受控制杆弹簧(24)作用，卡进定量缺口(74)里，控制杆(23)另一端的三通阀滑阀(28)，将三通阀出水口(30)堵死，水表内水流经三通阀进水口(26)，三通阀活塞口(29)流入阀门(66)内腔，阀门滑阀(51)受水压的向下作用力和阀门弹簧(44)向下作用力的合力，向下移动，水流继续流入阀门内腔，阀门滑阀(51)上、下侧水压力相等或上侧略略大于下侧，在阀门弹簧(44)向下作用力作用下，阀门滑阀(51)将阀门进水口(50)堵死，阀门滑阀(51)上部在阀门中密封圈(48)的作用下也完全堵死，阀门(66)关断。图4将这一关断情况展示得较清楚，图4同时也展示了开启阀门的机械部分。为缩小水表体积，可将阀门(66)做成扁圆形、半圆形，或其它形状，以减小在水表中的安装位置。为了在增加控制部件的同时保持或尽可能减小水表的直径，可将计数齿轮组和减速齿轮组由原来一层安排为二层或三层。图3是网络智能水表的电原理框图，从图可见，本发明采用了含微处理器的微电子电路功能块，完成密码校验，发出确认及计费扣费指令，和两种精度不高的机械动作控制。下面对一次开启阀门供水作业过程作详细说明：装上电池，电压检测正常，电路状态正常，阀门关闭停止供水，三通阀及阀门位置信号源(39)靠近位置信号发生器(41)，位置信号源(39)的磁性常闭触点受位置信号发生器(41)的永磁体作用而断开，未封锁电路，电源指示发光二极管(8)短时发光，或液晶显示器有电路工作指示，将插片形IC卡插入IC卡卡座(5)，IC卡引脚与卡座各触点稳定接触，随即各触点通电接通，电路块(7)的脱机终端电路I/O置为接收方式，并提供时钟脉冲，启动复位，并从IC卡得到一个以低电位为有效的异步信号的复位应答……，IC卡与脱机终端微处理器进行串行数据通讯，进行IC卡识别、密码校验，访问IC卡数据区、检查是否不为“零”，若正确，微处理器输出一个启动及扣费信号，IC卡存储数值减1，经确认后，控制电路启动微电机驱动电路，本实施例以采用湿式微型步进电动机为例，启动环形分配器，经功率放大，输出驱动脉冲，湿式微型步进电机(43)转动，电机工作指示发光二极管(9)发光，或液晶显示器有电机驱动指示。这里按减速齿轮(21)和减速离合齿轮(34)大小齿轮个数为45和10，微电机转子(86)的齿轮(42)个数为5所设定的简单工作情况是：分配器输出按A-B-C-A顺序的脉冲81个，每个脉冲驱动微型步进电机(43)转子(86)转30°，81个脉冲共转动2430°计6.75圈，驱动后级减速齿轮(21)转动270°，再驱动减速离合齿轮(34)转动60°，减速离合齿轮(34)上的带止动部的控制凸轮(20)将控制杆(23)顶出定量缺口(74)，湿式微型步进电机(43)停转，电机工作指示发光二极管(9)熄灭，控制杆(23)另一端的三通阀滑阀(28)将三通阀进水口(26)堵住，阀门(66)内腔经三通阀活塞口(29)、三通阀出水口(30)、止回球(32)、止回弹簧(53)、接通阀门出水口及水表出水口(55)，阀门(66)开通，水表恢复供水。三通阀及阀门位置信号源(39)是一个磁敏开关，位置信号发生器(41)是一个永磁体，由于位置信号源(39)与位置信号发生器(41)距离拉开，位置信号源(39)常闭触点接通，发出电路复位封锁指令，电路停止工作，也不再接受开启阀门指令。止回球(32)和止回弹簧(53)的作用，是防止水表出水口(55)的水经三通阀出水口(30)、活塞口(29)倒流回阀门(66)内腔，避免了供水过程中阀门滑阀(51)的上下振荡。继续供水过程中，定量齿轮(64)顺时针旋转，定量缺口(74)逐渐离开控制杆(23)，定量齿轮(64)下的带齿离合斜面(33)向下逐渐压迫减速离合齿轮(34)，减速离合齿轮(34)与前级驱动齿轮即减速齿轮(21)脱离，定量齿轮(64)继续顺时针旋转，带齿离合斜面(33)作用部尾端的齿轮或凸柱与已脱离前级驱动齿轮的减速离合齿轮(34)啮合，并带动其反时针旋转至启动前位置，齿轮或凸柱离开共同旋转区域，脱离接触；减速离合齿轮(34)受离合弹簧(35)作用，与前级驱动齿轮即减速齿轮(21)重新啮合，减速离合齿轮(34)上的控制凸轮(20)与控制杆(23)脱离接触，控制杆(23)在控制杆弹簧(24)作用下靠紧定量齿轮(64)的同轴圆盘(17)，为关断阀门(66)和下一次开启阀门(66)作好了准备。此时阀门(66)继续供水，当预定水量供应完毕，定量齿轮(64)旋转一周，回到起点，控制杆(23)在控制杆弹簧(24)作用下卡进同轴圆盘(17)的定量缺口(74)里，三通阀滑阀(28)移动，将三通阀出水口(30)堵死，水表内水流经三通阀进水口(26)，进入阀门(66)内腔，又重复阀门(66)的关断过程。位置信号源(39)触点断开，解除对控制电路开启阀门的封锁。IC卡启动一次定量供水完成。如果使用电话通讯网络开启阀门，则与使用IC卡仅有供水指令的传送途径和操作方式略有不同：装上电池，将通讯接口(4)连通电话线，电压检测正常，电路状态正常，阀门(66)关断，位置信号源(39)未封锁电路，电源指示发光二极管(8)发光，供水者使用管理计算机通过调制解调器(视需要也可使用电话拨号键盘)发来双音频(或脉冲)密码信号，经电路功能块滤波解码还原成数字信息，及串/并行计数接收，移位寄存(调制解调接收过程)，密码校验，若符合，反馈输出计费信号，经供水者及计算机确认，输出信号启动环形分配器，完成信息通讯交换，这以后的过程，如驱动微电机，开启阀门，位置信号源(39)发出电路复位封锁指令，供水，准备下一次开启阀门等等，就完全一样了。如果采用其他类型的湿式微型电动机，位置信号源(39)的信号输出即可以作为其闭环控制信号。即使是采用本例的湿式微型步进电机，由于是采用了双重控制，同样也可以将其作为闭环控制信号。

图5是开启或锁闭锁盖器的作用原理图。当需要对水表进行计量检定，清洗维修等开盖作业时，应在水表表盘(62)标示的可开盖位置处进行，这个可开盖位置表示减速离合齿轮(34)与其前级驱动的减速齿轮(21)处于啮合状态。如没有在这种位置上可待其继续供水转至这种位置，或从管路上取下水表，从水表进水口(1)鼓风至定量齿轮(64)将减速离合齿轮(34)旋转到这个位置与减速齿轮(21)啮合。参考图2可看出，当减速离合齿轮(34)上的开盖偏心轮(18)与水表外壳(49)上的锁孔(75)处于最大偏心位置时，锁舌(59)退出表盖(13)的锁槽(100)，为表盖(13)开锁位置；当减速离合齿轮(34)被定量齿轮(64)的离合斜面(33)压下，或在新一次开启阀门(预备)位置，或阀门(66)关闭时，均为常锁位置。向整体密封电路块(7)输入开盖密码信号，启动步进电机环形分配器，经功率放大，输出按A-C-B-A顺序的脉冲243个，每个脉冲驱动微电机(43)转30°，电机齿轮(42)共反时针旋转20.25圈，驱动减速齿轮(21)转动2.25圈，再驱动减速离合齿轮(34)反时针转动180°，置开盖偏心轮(18)与锁孔(75)为最大偏心位置，锁舌(59)退出表盖(13)的锁槽(100)，若表盖(13)与表壳(49)原已将锁舌(59)卡死，由于锁舌钩(19)有一定伸缩弹性，这时只要用工具旋动表盖(13)、锁舌(59)会在锁舌钩(19)弹力作用下退出锁槽(100)，即可从水表表壳(49)上取下表盖(13)。水表维修、检定完成后，应将减速离合齿轮(34)调整至开启阀门预备位置，其过程是：下压减速离合齿轮(34)，使其脱离开减速齿轮(21)，再顺时针旋转180°，至开盖偏心轮(18)与水表外壳(49)上锁孔(75)为最小偏心位置，锁舌(59)在锁孔(75)内凸出表壳(49)，减速离合齿轮(34)在启动阀门前位置，松开后，减速离合齿轮(34)与前级驱动减速齿轮(21)啮合。也可下压减速离合齿轮(34)并顺时针旋转240°，减速离合齿轮(34)上的控制凸轮(20)直接将阀门(66)开启，最后将表盖(13)、表壳(49)旋装在一起并锁好。

本发明的电气执行部件是湿式微型电动机，图7、图8是本发明实施例中采用的简易湿式微型步进电机，图9是转子在外的步进电机电原理示意图，它们的工作原理与一般步进电机相同，差别仅在于恶劣的工作环境和低成本造价等对本电机的特别要求。如本电机控制精度要求不高且粗糙，但要可靠，工作电压低，转速很低，体积也不大，但防水绝缘要求高，结构要求简单。转子(86)用绝缘材料密封成表面光滑，转动中水阻力很小的旋转体形状，定子铁心(85)是磁性材料叠片，上有用防水绝缘导线绕制的定子绕组(84)，外边再用具有一定强度的绝缘材料密封，也便于紧固安装。图7中，电机齿轮(42)与电机轴(63)、电机转子(86)用具有一定强度的绝缘密封材料固为一体，电机齿轮(42)的材料就是绝缘密封材料；定子(83)和电机转子(86)分别用绝缘材料密封成光滑的圆柱形和相配合且有间隙的圆杯形，圆杯形电机转子(86)中央有贯穿定子(83)中心的长长的电机轴(63)。图8中，湿式微电机采用了螺栓式的紧固方式，防水绝缘的引出线密封(79)在电机螺纹(90)中，因此电机也可以直接固定在水表外壳(49)上，或固定在水表内齿轮盒上。图13是另一种转子在外的湿式微型电动机，图14是图13的电原理示意图。这种微电机较图9所示，在体积甚小时制作更易。从图13可见，该微电机一端的轴是电机的绝缘导线外用绝缘材料，与定子的绝缘材料固为一体而成；电机转子上有齿轮，内有永磁体。

图12是本发明中利用锁闭的水表盖(13)，将电器盒外壳(2)、装在电器盒外壳(2)中的整体密封电路块(7)、与水表表壳(49)紧固为一体的另一种实现方案；将电器盒外壳(2)插入水表表壳(49)上的电器盒插槽(107)中，装上表盖外密封圈(10)，再将表盖(13)装上旋紧锁闭即可。与水表表壳装配紧固为一体的电器盒，处于水表进水方向一侧的上部，并从上方将水表进水口的水管接头除下方外大部份遮盖。这样就达到从水表内部锁住水表盖、电器盒外壳，电器盒外壳遮盖水表进水口管接头的目的。此时若安装拆卸该水管接头则必须使用专用工具，从而为无专用工具装拆该水表接头增加难度。整体密封电路块(7)也可与电器盒外壳(2)做为一整体，安装过程与前述过程就基本相同了。

图10是本发明的实施例2，它与第一个实施例的区别，在于采用了水表进出水方向的“上进下出”方式，有别于通常的“下进上出”方式，故可以在加高表内阀门(66)高度，提高阀门(66)工作可靠性同时，改善表内水流流向途径，减小水表体积。但是，它需要对计量检测即螺翼或旋翼式叶轮位置重新进行设计和检定。

图15是本发明的实施例3，它与前两个实施例的区别，仅在于采用了闸式阀门(110)，将原来由阀门滑阀(51)直接完成的关断\开通功能，改为由阀门滑阀(51)带动的闸式阀门(110)来完成。

图16是本发明的实施例4，它是本发明不使用三通阀控制，而采用在水表内用一般阀门进行关断/开启控制的作用原理示意图。图中，经研磨而配合得很好的阀门(66)中的阀门滑阀(51)，可在阀体(88)中作≥90度范围的转动；阀门滑阀(51)上有滑阀齿轮(117)；未加控制时，在阀门弹簧(44)作用下阀门(66)处于90度的常闭关断位置；0度时阀门开启。可在定量缺口(74)内外移动的控制杆(23)的另一端用控制杆头插销(114)与控制杆头(112)连接在一起，内有的控制杆头弹簧(113)作用于控制杆头(112)与控制杆(23)。阀门滑阀(51)关断作用方向尾部有滑阀作用部(115)，可在离合齿轮(34)被压下脱离前级驱动齿轮时推动离合齿轮(34)转动；阀体(88)上有阀门卡口(116)，当阀门(66)开启时容纳控制杆头(112)，从而令阀门(66)稳定地被卡定在开启状态。定量齿轮(64)带动带斜面齿轮(118)，带斜面齿轮(118)有带齿离合斜面(33)，且定量齿轮(64)带动带齿离合斜面(33)逆时针旋转，而带齿离合斜面(33)也可被离合齿轮(34)推动而顺时针旋转。而减速离合齿轮(34)上有一个缺口，这个缺口可称为控制缺口：若控制凸轮(20)的控制转动角度为90度，则这个缺口即可约为90度；与这个控制缺口相对处有一个L型离合托架(123)。而减速离合齿轮(34)在此仅起联接传动和离合作用。现将工作过程简述如下：阀门关闭，控制杆(23)在控制杆弹簧(24)作用下靠紧定量齿轮(64)的同轴圆盘(17)，并掉进同轴圆盘(17)的定量缺口(74)里；位置信号源(39)靠近位置信号发生器(41)，位置信号源(39)的磁性常闭触点受位置信号发生器(41)的永磁体作用而断开，未封锁电路；装上电池，电压检测正常，电路状态正常，电源指示发光二极管(8)短时发光，或液晶显示器有电路工作指示，将插片形IC卡插入IC卡卡座(5)，IC卡引脚与卡座各触点稳定接触，随即各触点通电接通……，IC卡与脱机终端微处理器进行串行数据通讯，进行IC卡识别、密码校验，访问IC卡数据区、检查是否不为“零”，若正确，微处理器输出一个启动及扣费信号，IC卡存储数值减1，经确认后，控制电路启动环形分配器，经功率放大，输出驱动脉冲，此时电机工作指示发光二极管(9)发光，或液晶显示器有电机驱动指示；湿式微型电动机(43)转动，带动多级减速齿轮(21)，带动阀门滑阀(51)上的滑阀齿轮(117)，克服阀门弹簧(44)的弹力从90度逐渐转向0度，与减速离合齿轮(34)同轴转动的、带控制凸轮的轴架(122)上的控制凸轮(20)逐渐将控制杆(23)顶向阀门(66)，作用于控制杆头(112)的控制杆头弹簧(113)被压缩。当阀门滑阀(51)转至0度时，控制杆头(112)在控制杆头弹簧(113)作用下进入阀门卡口(116)，将阀门(66)的阀门滑阀(51)卡定在0度开通位置；供水过程中，定量齿轮(64)顺时针旋转，定量缺口(74)逐渐离开控制杆(23)，定量齿轮(64)带动带斜面齿轮(118)，带斜面齿轮(118)下的带齿离合斜面(33)向下逆时针旋转逐渐压迫减速离合齿轮(34)，减速离合齿轮(34)与前级驱动齿轮即多级减速齿轮(21)脱离，并与滑阀齿轮(117)脱离；定量齿轮(64)继续顺时针旋转，带齿离合斜面(33)作用部尾端的齿轮或凸柱与已脱离前级驱动齿轮和滑阀齿轮(117)的减速离合齿轮(34)啮合，并带动其顺时针旋转约150度(控制转动角度90度，外加将要回转的角度，此处以60度计，故合计约150度)；旋转中，离合斜面(33)的斜面末端已与减速离合齿轮(34)脱离接触，但减速离合齿轮(34)在离合弹簧(35)作用下向上时，被离合托架(123)托住，减速离合齿轮(34)与前、后级驱动齿轮仍处于脱离状态；与减速离合齿轮(34)同轴转动的、带控制凸轮的轴架(122)上的控制凸轮(20)也同时旋转，与控制杆(23)逐渐脱离接触，控制杆(23)在控制杆弹簧(24)作用下靠紧定量齿轮(64)的同轴圆盘(17)，由于控制杆头(112)仍在阀门(66)上的阀门卡口(116)内，阀门(66)继续开启稳定供水至设定的定量供水供完，定量齿轮(64)上同轴圆盘(17)的定量缺口(74)转至控制杆(23)对应位置，控制杆(23)在控制杆弹簧(24)作用下卡进定量缺口(74)里，带同控制杆头(112)离开阀门(66)上的阀门卡口(116)，阀门滑阀(51)在阀门弹簧(44)作用下顺时针旋转至90度，阀门(66)关闭；在阀门滑阀(51)转动过程中，阀门滑阀(51)关断作用方向尾部的滑阀作用部(115)带动减速离合齿轮(34)反时针旋转约60度(此实施例，减速离合齿轮(34)在一次供水中作一次顺时针旋转约150度、一次反时针旋转约60度)，离合齿轮(34)上的控制缺口边缘旋转回到离合托架(123)下方，受离合弹簧(35)作用，离合齿轮(34)向上，与前级驱动齿轮即减速齿轮(21)和滑阀齿轮(117)重新啮合。这样就完成了一次供水，并为下一次开启阀门(66)供水作好了准备。

图17是本发明的实施例5，它是本发明不使用三通阀控制，而采用在水表内用一般阀门进行关断/开启控制的另一个实施例的作用原理示意图。它与图16的不同之处，在于使用了上下移动的闸式阀门(110)，和开启闸式阀门(110)的阀门曲轴(124)；多级减速齿轮(21)中使用了圆锥齿轮，以驱动阀门曲轴(124)并开启闸式阀门(110)；而闸式阀门(110)的关闭是受阀门弹簧(44)的作用自动进行的。特别要说明的，是图17中，网络智能水表增加了微水流计量增速装置，主要由微水流通道(125)、微水流喷孔(126)、进水水门(127)、进水套管(128)组成；该装置的功能是克服水表计量检测的“始动流量”的计量盲区和降低“最小流量”的参数，防止在使用一般水表中出现的利用微水流计量盲区，无计量“滴水”取水；它的作用原理是，当水表中水流量小于“始动流量”时，由于进水水门(127)有一定的质量，微水流不足以冲动或冲开进水水门(127)，微水流经微水流通道(125)、从微水流喷孔(126)中，以垂直于叶轮(38)的角度喷出，推动叶轮(38)转动，实现尽可能减小“始动流量”计量盲区的目的；当水流稍大，即可将进水水门(127)冲开，实现正常的检测计量。图17中，还增加了IC卡门(130)、门锁(131)，IC卡门(130)与电池盒盖(3)可固为一体，当用钥匙(132)开启门锁(131)，即可放入或取出IC卡和电池。电池盒盖(3)与IC卡门(130)固为一体，在其上设置了门锁(131)，当水表安装在户外或有其它必要(如防水防潮)时，用户可将电池盒及IC卡门加以锁闭或密闭。这样就方便了未在住户室内水表的管理。上述定量供水、自动关断的这种控制方法，当然也适用于在水表内加装其他类型的普通阀门：经电机多级减速开启阀门并定量供水、供完水后无电即可自动关断阀门，并处于下一次开启阀门的准备状态。由此，通过在计量水表内加装可控制的供水阀门，和水表盖锁闭装置，并设置定量装置进行自动关闭，在接受和识别外部数字电子信号指令后，控制以湿式微型电动机和多级减速齿轮及离合齿轮构成的电气执行机构，开启阀门恢复供水，开启水表盖及电器盒、水表前水管接头进行维修保养拆装，达到对给水供水的有效管理控制。

图17可为说明书摘要附图。

Claims (10)

1、一种网络智能水表，在水表表壳中，测水流量的螺翼或旋翼式叶轮的端齿轮、计数齿轮组有序机械连接，其特征是：在计数齿轮组中设有定量齿轮，计数定量齿轮上固定有同轴圆盘，同轴圆盘上有定量缺口，控制三通阀或供水阀门的状态的控制杆可在定量缺口内外移动，控制杆上有控制杆弹簧，控制杆的另一端有三通阀或供水阀门，与离合齿轮共同转动的控制凸轮，可对控制杆进行控制；水表表盖用带锁舌弹簧的锁舌锁定在水表表壳上，锁舌上的锁舌钩可作弹性伸缩运动，受离合齿轮控制的开盖偏心轮，可对锁舌及锁舌钩进行控制；减速齿轮和离合齿轮受湿式微型电动机驱动，离合齿轮带动的开盖偏心轮和控制凸轮将离合齿轮的旋转运动转变为对控制杆和锁舌的位移控制，控制三通阀或开启供水阀门、开启水表盖；与控制杆及计数定量齿轮相近的阀门位置信号发生器及信号源可检测三通阀及供水阀门的状态；与离合齿轮有共同旋转区域的计数定量齿轮上有同轴的离合斜面，离合斜面可控制离合齿轮与前级驱动齿轮及后级被驱动齿轮的脱离和啮合，离合斜面作用方向尾端有齿轮或齿状凸柱，可作用于离合齿轮；减速离合齿轮与驱动齿轮的啮合状态，可以作为可开水表盖位置，在水表表盘上显示出来；水表进水口设置有微水流通道，可将低于水表始动流量的计量盲区的微水流引向叶轮，并以垂直于叶轮的方向喷出，推动叶轮转动，以尽可能减小“始动流量”计量盲区；电池盒盖可与IC卡门固为一体，并可在其上装锁将电池盒与IC卡锁闭；可与控制电路固为一体的电器盒，处于水表进水方向一侧的上部、水表表盖下方，与水表表壳装配紧固为一体，被水表表盖压住卡定，并从上方将水表进水口的水管接头部位除下方外大部分遮盖；内装的控制电路整体密封防潮，整体密封电路块上有通讯接口和IC卡卡座，电路块内的微电子电路功能块接收并识别经通讯接口或IC卡卡座输入的电子数字信号指令，控制湿式微型电动机的驱动。

2、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：在控制杆的另一端连接有三通阀滑阀可控制的三通阀，三通阀阀体上有三通阀进水口、活塞口和通阀门外的出水口，上有控制杆弹簧、挡圈、插销的控制杆控制三通阀滑阀的位置，从而控制活塞口通向进水口或出水口。

3、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：通过控制三通阀的通向状态来关断或开通的供水阀门，是由与三通阀活塞口相通并可与三通阀共为一体的阀体、阀门滑阀、阀门弹簧、中密封圈、下密封圈、阀门组成。

4、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：在控制杆的另一端有供水阀门，阀门上有可将阀门自动关断的阀门弹簧，阀门上有阀门卡口，由湿式微型电动机驱动减速齿轮和离合齿轮直接开启后，控制杆头在控制杆头弹簧作用下进入阀门卡口将阀门卡定，在供完设定供水量后，控制杆的一端进入定量缺口，控制杆头退出阀门卡口，阀门在阀门弹簧作用下自动关闭。

5、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：水表表盖上有锁槽，水表表壳上有锁孔，装有锁舌弹簧和带锁舌钩的锁舌在锁孔内，可进出锁槽，锁舌钩挂在与减速离合齿轮同轴的开盖偏心轮上，并可作弹性伸缩。

6、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：湿式微型电动机的转子在外，在磁性材料叠片上用防水绝缘导线绕制线圈的定子在内，定子和转子分别用绝缘材料密封成表面光滑的圆柱形和相配合且有间隙的圆杯形，圆杯形转子上有驱动齿轮，转子的另一端有带滑动轴承孔的端盖。

7、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：湿式微型电动机的转子在内，在磁性材料叠片上嵌装用防水绝缘导线绕制线圈的定子在外，定子内圆和转子分别用绝缘材料密封成表面光滑的旋转体圆杯形和相配合且有间隙的圆柱形，定子有带滑动轴承孔的端盖。

8、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：电器盒与整体密封电路可固为一体，用插件插槽方式固定在水表外壳上，再将水表盖旋紧在水表外壳上锁闭，水表盖将电器盒及整体密封电路与水表外壳卡定为一体。

9、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：所采用的供水阀门在未加控制的自由状态下时，均是处于自动关闭的常态。

10、根据权利要求1所述的网络智能水表，其特征是：可在定量缺口内外移动的并受控制凸轮控制的控制杆，上有控制杆弹簧、挡圈、插销，在控制杆的另一端有阀门，阀门上有阀门卡口，控制杆上有控制杆头，控制杆头上有控制杆头弹簧，控制杆头可在控制杆头弹簧作用下进入阀门卡口从而将供水阀门卡定。

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