CN205403872U - 一种阀壳无缝一体化的超声波管段 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阀壳无缝一体化的超声波管段，包括无缝管段，所述无缝管段内设置有阀芯，所述阀芯通过阀杆进行竖向固定，阀芯两侧分别设置有上游换能器和下游换能器，所述上游换能器和下游换能器下方分别对应设置有上游反射柱和下游反射柱，所述上游反射柱和下游反射柱的斜端面互相正对，阀芯和下游反射柱之间设置有用于横向固定阀芯的可拆卸式内管。本实用新型无缝管段内阀芯位于上下游反射柱中间，保证了超声波声程长度，并进而保证了IC卡水表的测量精度，同时该管段为无缝一体化安装方式，上下游反射柱安装方式简单，从而降低了管段加工和装配的难度，可广泛应用于超声波IC卡水表、超声波阀控水表等场合。

Description

一种阀壳无缝一体化的超声波管段

技术领域

本实用新型涉及一种阀壳无缝一体化的超声波管段，用于超声波IC卡水表之内的超声波计量与阀控一体化管段领域。

背景技术

传统的自来水水表通常只具有用水量计量功能，水务公司需要派遣抄表员定期挨家挨户上门抄收水表读数，然后派遣收费员或委托小区物业根据汇总的水表读数计算并催收水费。当水费收缴不顺利时，甚至需要多次上门催收水费。这种模式严重增加了水务公司的工作量，且仍有部分水费难以征收。

为解决水表读数抄收困难和水费征收困难，市场推出了预付费式IC卡水表，如中国实用新型专利201010101265.2所公示的射频IC卡水表。IC卡水表一般由单片机模块、水量计量模块、IC卡通讯模块和阀门模块组成，目前使用较多的是机械式IC卡水表，其内部的水量计量模块为机械式计量原理。安装了IC卡水表的用户必须自行前往水务公司指定的营业厅往IC卡里充值，以此来购买自来水水量，然后持IC卡打开水表内的阀门后开始正常用水。水表将读取并存储用户IC卡里的水量购买值，同时对用户的用水量进行实时计量，当用户用水量达到购买值时，水表将关闭阀门并通知用户充值，充值后方可继续使用。

IC卡水表有效减轻了水务公司的水表抄收工作量和水费催收工作量，但是传统的机械式IC卡水表仍然存在着量程范围过窄、始动流量大、小流量计量精度低甚至无法计量的问题，这是由其机械式的水量计量原理决定的。为克服上述问题，近年来市场上新推出了超声波式IC卡水表，如中国实用新型专利201210248580.7所公示的超声波IC卡水表。相比于机械式IC卡水表，超声波IC卡水表的水量计量模块依靠的是超声波计量原理，因此其量程范围更宽(可达400:1)、始动流量更低(可小于2升/小时)、小流量计量更准确(保证2级精度情况下小流量可低至10升/小时)。

超声波IC卡水表根据其超声波模块(水量计量模块)和阀门模块的相对安装位置不同，通常具有两种结构形式：第一种是阀门模块安装在超声波模块之后，在这种结构形势下，由于水表管段的总体长度是受水表标准规范限制的，因此阀门模块占用的管段长度将相应地缩短超声波模块占用的管段长度，这将导致超声波传播声程缩短并进而导致超声波计量精度和可靠性下降，直接影响了超声波水表的性能；第二种是阀门模块安装在超声波模块的两个反射柱中间，这种结构形势通常需要将管段分割成上游段、中游段、下游段三段式，其中上游段和下游段分别安装一个超声波反射柱，中游段安装阀门模块，在这种结构形式下，为实现保证三段管段密封性的同时又保证两个超声波反射柱严格正对，管段加工和装配难度被大幅度提高，直接加重了超声波IC卡水表的生产成本。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，解决现有技术中存在的缺陷，提供一种密封性能好，管段加工和装配简单的阀壳无缝一体化的超声波管段。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种阀壳无缝一体化的超声波管段，该管段内阀芯位于上下游反射柱中间，从而保证了超声波声程长度并进而保证了IC卡水表的测量精度，同时该管段为无缝一体化安装方式，上下游反射柱安装方式简单，从而降低了管段加工和装配的难度，可广泛应用于超声波IC卡水表、超声波阀控水表等场合。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种阀壳无缝一体化的超声波管段，包括无缝管段，所述无缝管段内设置有阀芯，所述阀芯通过阀杆进行竖向固定，阀芯两侧分别设置有上游换能器和下游换能器，所述上游换能器和下游换能器下方分别对应设置有上游反射柱和下游反射柱，所述上游反射柱和下游反射柱的斜端面互相正对，阀芯和下游反射柱之间设置有用于横向固定阀芯的可拆卸式内管。

优选地，所述无缝管段包括从无缝管段上游端面到上游反射柱的第一管段、从上游反射柱到阀芯的第二管段、用于安装阀芯的第三管段和从阀芯到无缝管段下游端面的第四管段，所述第一管段和第四管段的管径为管段标称管径，所述第二管段的管径小于第三管段的管径，第三管段的管径小于第一管段和第四管段的管径。

优选地，所述无缝管段两端设置有管螺纹。

优选地，所述无缝管段采用黄铜合金材料通过车、铣、红冲任一等机加工方式一次成型得到的，其外表面没有任何连接缝或密封缝。

优选地，所述阀芯两侧分别设置有用于密封的上游密封件和下游密封件。

优选地，所述上游换能器和下游换能器分别对称设置在阀芯两侧。

优选地，所述上游反射柱和下游反射柱分别对称设置在阀芯两侧。

优选地，所述换能器上端设置有用于固定和密封的盖板。

优选地，所述可拆卸式内管通过螺纹紧固方式固定在无缝管段内部，所述可拆卸式内管的内表面为与阀芯内部通孔直径相等的通孔。

优选地，所述上游反射柱和下游反射柱的斜端面与水平面的夹角均为45°。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)无缝管段的外表面没有任何连接缝或密封缝，因此无缝管段的壁厚无需特别加厚，可有效地降低无缝管段的整体重量，并减小无缝管段的装配成本。

2)阀芯安装在上下游反射柱中间，因此阀芯安装空间不会减小上下游反射柱安装空间，从而保证了超声波束在上下游反射柱之间的传播声程，进而保证了IC卡水表的测量精度(尤其是小流量的测量精度)和测量范围。同时，阀芯安装在上下游反射柱中间，又有效地保证了超声波管段的整体长度不会超出国家标准限制。

附图说明

图1为本实用新型一种阀壳无缝一体化的超声波管段的立体图；

图2为本实用新型一种阀壳无缝一体化的超声波管段的整体结构示意图；

图3为本实用新型一种阀壳无缝一体化的超声波管段的安装方向示意图。

附图标记说明：10-无缝管段；101-第一管段；102-第二管段；103-第三管段；104-第四管段；20-阀芯；30-阀杆；401-上游换能器；402-下游换能器；501-上游反射柱；502-下游反射柱；60-可拆卸式内管；70-盖板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

如图1-2所示，其为本实用新型一种阀壳无缝一体化的超声波管段的立体图及其整体结构示意图，包括无缝管段10，无缝管段内设置有阀芯20，无缝管段10正中间有一凸起的圆柱，圆柱内有一阶梯形的阀杆30安装孔，阀杆30穿过阀杆30安装孔之后将阀芯20固定于无缝管段内部正中间，阀杆30与无缝管段10之间设置有用于密封的阀杆密封件，阀芯20通过阀杆30进行竖向固定，阀芯20两侧分别设置有上游换能器401和下游换能器402，无缝管道上设置有两个凸起的圆柱，圆柱内部为呈阶梯形的换能器安装孔，上游换能器401和下游换能器402通过换能器安装孔安装在无缝管道上，每个换能器安装孔正下方均设置有一个与换能器安装孔同心的反射柱安装孔，反射柱安装孔为圆柱形，上游换能器401和下游换能器402下方分别通过反射柱安装孔对应设置有上游反射柱501和下游反射柱503，上游反射柱501和下游反射柱502的斜端面互相正对，阀芯20和下游反射柱502之间设置有用于横向固定阀芯20的可拆卸式内管60。通过以上设置阀壳无缝一体化超声波管段在工作时，水流进入无缝管段，上游换能器发出超声波，经上游反射柱的斜端面反射到下游反射柱的斜端面，再由下游反射柱的斜端面反射到下游换能器，下游换能器将信号转换成为电信号，通过控制器计算得出顺流时差；再由下游换能器发出超声波，经下游反射柱的斜端面反射到上游反射柱的斜端面，再由上游反射柱的斜端面反射到上游换能器，上游换能器将信号转换成为电信号，通过控制器计算得出逆流时差；根据顺流时差和逆流时差就能够得出水的流速。阀芯安装在上下游反射柱之间，不会减小上下游反射柱的安装空间，保证了超声波束在上下游反射柱之间的传播声程，进而保证了水表的测量精度和测量范围，又有效地保证了超声波管段的整体长度不会超出国家标准限制。

在具体应用实施例中，无缝管段10包括从无缝管段上游端面到上游反射柱的第一管段101、从上游反射柱到阀芯的第二管段102、用于安装阀芯20的第三管段103和从阀芯20到无缝管段10下游端面的第四管段104，第一管段101和第四管段104的管径为管段标称管径，第二管段102的管径小于第三管段103的管径，第三管段103的管径小于第一管段101和第四管段104的管径。

在具体应用实施例中，无缝管段10两端设置有管螺纹，用于阀壳无缝一体化超声波管段在超声波IC卡水表、超声波阀控水表等装置上使用时的连接。

在具体应用实施例中，无缝管段10采用黄铜合金材料通过车、铣、红冲任一机加工方式一次成型得到的，其外表面没有任何连接缝或密封缝。

在具体应用实施例中，阀芯20两侧分别设置有用于密封的上游密封件和下游密封件。安装时，上游密封件、阀芯以及下游密封件均通过无缝管段10的下游端面向内进行安装，首先将上游密封件固定在阀芯20安装通孔的上游侧，然后固定阀芯20，最后安装下游密封件。

在具体应用实施例中，上游换能器401和下游换能器401分别对称设置在阀芯20两侧。

在具体应用实施例中，上游反射柱501和下游反射柱501分别对称设置在阀芯20两侧。

在具体应用实施例中，上游换能器401和下游换能器402上端设置有用于固定和密封的盖板70。

在具体应用实施例中，可拆卸式内管60通过螺纹紧固方式固定在无缝管段10内部，可实现反复拆卸或安装，可拆卸式内管60的内表面为与阀芯20内部通孔直径相等的通孔。可拆卸式内管的上游侧顶住阀芯20，起到了横向固定阀芯20的作用，可拆卸式内管的内表面为与阀芯20内通孔直径相等的管道，防止因通流直径突变而引起的流场扰乱。

在具体应用实施例中，上游反射柱501和下游反射柱502的斜端面与水平面的夹角均为45°，通过以上设置可保证超声波束由竖直传播折射为水平传播，以防止超声波接收信号减弱。

如图3所示，其为本实用新型一种阀壳无缝一体化的超声波管段的安装方向示意图，在整个安装过程中，阀芯20、上游换能器401、下游换能器402、反射柱、可拆卸式内管60通过无缝管段10的端面由外向内水平方向安装，阀杆30、盖板则为由上至下竖直安装，采用无缝一体化的安装方式，简化了现有超声波管段的工作难度，同时也降低了管段加工和装配的难度，节省成本，提高效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，包括无缝管段，所述无缝管段内设置有阀芯，所述阀芯通过阀杆进行竖向固定，阀芯两侧分别设置有上游换能器和下游换能器，所述上游换能器和下游换能器下方分别对应设置有上游反射柱和下游反射柱，所述上游反射柱和下游反射柱的斜端面互相正对，阀芯和下游反射柱之间设置有用于横向固定阀芯的可拆卸式内管。

2.如权利要求1所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述无缝管段包括从无缝管段上游端面到上游反射柱的第一管段、从上游反射柱到阀芯的第二管段、用于安装阀芯的第三管段和从阀芯到无缝管段下游端面的第四管段，所述第一管段和第四管段的管径为管段标称管径，所述第二管段的管径小于第三管段的管径，第三管段的管径小于第一管段和第四管段的管径。

3.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述无缝管段两端设置有管螺纹。

4.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述无缝管段采用黄铜合金材料通过车、铣、红冲任一机加工方式一次成型得到的，其外表面没有任何连接缝或密封缝。

5.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述阀芯两侧分别设置有用于密封的上游密封件和下游密封件。

6.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述上游换能器和下游换能器分别对称设置在阀芯两侧。

7.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述上游反射柱和下游反射柱分别对称设置在阀芯两侧。

8.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述上游换能器和下游换能器上端设置有用于固定和密封的盖板。

9.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述可拆卸式内管通过螺纹紧固方式固定在无缝管段内部，所述可拆卸式内管的内表面为与阀芯内部通孔直径相等的通孔。

10.如权利要求1或2所述的阀壳无缝一体化的超声波管段，其特征在于，所述上游反射柱和下游反射柱的斜端面与水平面的夹角均为45°。