CN220084100U - 一种电路盒结构及对射式超声波水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型隶属于流量计量设备的技术领域，具体涉及一种电路盒结构及对射式超声波水表，旨在解决现有电路盒结构无法同时满足所提出的五项要求。本实用新型采取：通过采用圆形外壳套在圆形电路盒外侧的双层结构，不用螺丝而采用玻璃面视窗卡扣在电路盒表面的方式，用电路盒独立承担计量电路器件的安置和密封；而圆形外壳通过卡扣可直接与电路盒外侧卡接固定，电路盒仅通过一个螺栓与金属流量管中部的固定座内螺纹连接和固定；整体流量计无论是外观还是内部均未使用螺丝固定，便于维修且不易被随意拆解，构成一种配合小口径对射式超声波水表的电路盒结构，达到了预期目标。

Description

一种电路盒结构及对射式超声波水表

技术领域

本实用新型隶属流量计量设备的技术领域，具体涉及一种电路盒结构及对射式超声波水表。

背景技术

在步入物联网大数据及人工智能与工业自控时代，对于工业及公用水、热、燃气供给计量、测量领域，全电子模式的仪器仪表应用十分广泛，行业对仪表应具备的安全合理的电路盒结构及其提高防护等级水平，已成为重要组成部分中的改进议题。

在实践应用中，为了满足实际需求，计量行业对于全电子模式的小口径超声波流量计的电路盒性能，提供以下五项约束性要求，作为参考：

(一)电路盒适应超声波流量计大量程比的要求：对于小口径超声波流量计所用的壳体，应满足流量计具有大量程比的要求，如对于对射式超声波流量计而言，要将管道内的两个换能器的间距最大化，即达到声程最大化目的，从而使流量计的量程比达到最大值。因为对超声波流量计而言，其声程与量程比成正比关系，而大量程比的实际应用及其广泛，比如在水计量方面，大量程比是作为贸易结算极其重要的指标。要使得超声波流量计具有大量程比，就应将超声波水表的两个换能器对射式安装、其间距连线在主管内水流方向的投影距离最大化，以获得大的量程比。

(二)电路盒具备较高的防护等级：电路盒内有测量或计量的电子元器件，隔热、防水很重要。通常，电路盒的密封都采用密封圈，为了克服壳体变形带来的密封失效，最好采用圆形壳体，这样能够有效地克服壳体变形所带来的密封失效。另外，壳体采用的固定方法，无论是否使用螺丝，都应避免仪表盒在使用过程中松动而降低密封件的防护等级。

(三)电路盒具备抗冲击和抗老化：电路盒最好有外壳体保护，以便具备耐候性，能适应户外及环境变化，仪表的可视面要能抗老化，最好采用玻璃面。

(四)电路盒不易被随意拆解：测量或计量仪表的精度都经过校准，仪表盒除了规定可拆的铅封外，其他部分，如流量计管体与仪表的连接处等需要有较好的定位、密封，所以不能被任意拆解。

(五)电路盒要方便电子器件的维护：特别是工矿较为复杂的现场，要能够在拆除铅封后，方便打开电路盒维修及更换电池。

现有的几种仪表电路盒的安装方式和结构特点：

如授权公告号CN 204788578 U提供了一种小口径对射式管路安装及其电路盒结构，如其专利图1所示，为了使电路盒体积较小，故将两个对射式换能器靠管路中部安装，这样虽然减小了电路盒体积，便于密封，满足要求(二)，但两个换能器的间距较近，有悖于要求(一)，其流量计的量程比较低。

为了提高量程比，必须拉开换能器间的距离，如授权公告号CN 303646571 S、CN

307158049S、申请公布号CN 115900856 A等，均提供了小口径超声波水表外壳，为了满足要求(一)的效果，故将两个换能器间的距离拉开，且将信号线的输出端用外壳全部包裹保护，所以，电路盒较大且呈长方形结构，增大了电路盒的体积，密封难度大，有悖于要求(二)。

授权公告号CN 216309097 U为一种DN15信号线居中引出的超声波对射式水表，专利附图1显示，其一对置于管道内的换能器，对射式安装，满足要求(一)的要求，但从专利附图6可以看出，其电路盒为方形易变形，另外电路盒上壳的固定及密封方式没有标注，故不满足要求(二)。

综上所述，通过对现有部分小口径超声波流量计电路盒结构的分析可知，对于换能器信号线从流量计管体中部引出的结构，现有技术无法同时能满足上述要求(一)至要求(五)。另外，目前几乎所有采用塑料电路盒的仪表，都极少采用玻璃面作为仪表的可视面，即便采用其他透明可视面，也大都用螺丝固定，存在耐久性问题，所以，现有技术有待改进和提升。

实用新型内容

针对以上存在的问题，本实用新型提出一种电路盒结构，应用于对射式超声波水表。即对于换能器信号线从流量计管体中部引出的结构，能够同时满足要求(一)至要求(五)，其技术方案具体为：通过采用圆形外壳套在圆形电路盒外侧的双层结构，不用螺丝而采用玻璃面视窗卡扣在电路盒表面的方式，用电路盒独立承担计量电路器件的安置和密封；在圆形外壳和圆形电路盒间设置了卡扣结构，圆形外壳通过卡扣可直接被圆形电路盒卡接固定；而电路盒仅通过一个螺栓与金属流量管中部的固定座内螺纹连接和固定；整体流量计无论是外观还是内部均未使用螺丝固定，且不易被随意拆解，构成一种小口径对射式超声波水表的电路盒结构，该结构能同时满足计量行业提出的五项要求，达到了预期目标。

本实用新型为一种电路盒结构及对射式超声波水表，包括金属外管、固定座、螺栓、支架、内衬管、过线管一、嵌件一、换能器、外壳上、外壳下、电路盒、凸柱三、玻璃面；所述的换能器安装于支架的孔二中；所述的支架与内衬管相嵌接；所述的过线管一嵌入支架的孔三中套接；所述的外壳上套于电路盒外侧，通过凸沿一卡在电路盒外侧的凸沿二的下侧固定；所述的电路盒由被旋入螺栓的外螺纹与固定座的内螺纹连接固定，同时，螺栓也深入内衬管中部的定位孔中将内衬管固定；在电路盒的开口处压扣安装玻璃面防水密封；将外壳下的扣二与外壳上的扣一扣接，同时，外壳下的盲孔柱一深入凸柱三紧配连接；所述的换能器信号线穿过过线管一，从定位孔伸出与电路盒内的电路板电性连接。

所述的换能器嵌入支架上的孔二中紧配，进一步，即换能器的凸起与曲面一紧配、定位面六与定位面三接触配合。

所述的支架与内衬管相嵌接，密封圈二和密封圈三分别安装在内衬管外侧中部两个对称的凹槽二、凹槽三内；进一步，即嵌件二、嵌件三、分别嵌入定位槽二、定位槽一；与此同时，过线管一紧配套进支架的孔三内，且由定位面四与定位面一接触定位。

所述的嵌件一与支架上的孔一嵌入紧配，进一步，定位面五与定位面二接触定位。

所述的凸柱三在电路盒底面的外侧，分成两排，分别跨在金属外管的两侧，同时，电路盒的空心柱套在固定座的外侧，其间由密封圈一密封；由螺栓旋入固定座的中孔将电路盒的空心柱及其下端的内衬管的定位孔一并固定。

所述的玻璃面安置在电路盒的开口位置，由凸沿三紧扣、定位面七定位、压缩凹槽三内的密封圈四密封；进一步，槽二将凸沿三分为多段，从而，使凸沿三获得向外扩展的弹性。

所述的外壳上套于电路盒外侧，通过外壳上的凸沿一直接卡扣在电路盒凸沿二的下侧固定；进一步，凸沿一与凸沿二配对出现，可以有多对。

所述的外壳下的扣二与外壳上的扣一卡接，同时，外壳下的盲孔柱一深入凸柱三中孔与其紧配连接；进一步，盲孔柱头有十字分割槽，便于与凸柱三紧配。

所述的电路盒底面外侧中部的曲面二与金属外管外侧接触，其接触面为与金属外管等径的弧形配合。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型具有突出的实质性改进和显著进步，具体表现为：

第一，满足(一)，声程最大化原则和对射式安装原则：由于本发明所采用的技术方案是将换能器固定在支架内以对射方式安装在内衬管的两端且置于金属外管内，通过支架与内衬管的对接，设置了过线通道，能将换能器信号线从金属外管的中部引出；因此，对于按照标准长度要求给定的超声波流量计而言，其一对换能器可以做到尽可能地分别嵌入、安置在管道的两端，而无需考虑其他安装因素，所以，在一对换能器间就可以取得声程的最大化，即，可获得量程比的最大值。

第二，满足(二)、(三)，电路盒具备较高的防护等级和抗老化：由于本发明所采用的电路盒置于外壳上的内部，所以外壳上对其起到较好的防护及隔离温度的作用；另外，电路盒为圆形结构，其内部的下端与金属外管中部的安装座外侧套接，其间由密封圈一密封；由螺栓旋入固定座的中孔将电路盒的空心柱及其下端的内衬管定位孔一并固定；圆形电路盒的上端，是将玻璃面压紧密封圈四密封，玻璃面抗老化性能好，其下面密封圈四的压缩量能通过凸沿三的挤压和定位面七对玻璃面的定位得以保障，所以密封效果不会因为壳体变形而失效。

第三，满足(四)，电路盒不易被随意拆解：由于外壳上由内部的电路盒固定，固定电路盒的螺栓在电路盒的内部，而外壳上与外壳下之间卡口连接、加上外壳下的盲孔柱一深入电路盒凸柱三中孔与其紧配连接，而外壳上与外壳下之间用铅封锁死，从整个流量计外观看没有螺丝及其他可拆解的地方，所以，该仪表盒无法被随意拆解。

第四，满足(五)，电路器件易维护：当拆开铅封，从铅封处用一字头螺丝刀别开外壳下，用扩展器从外壳上的下部扩张，取下外壳上；此后，再用扩展器将电路盒上部的凸沿三扩张，取下玻璃面即可方便对电路盒内部的器件进行维修及更换。

综上所述，通过实施本实用新型的技术方案，可同时满足五项原则，做到保证性能、结构简单、方便装配、成本低。

附图说明

图1是一种电路盒结构及对射式超声波水表外观示意图；

图2是一种电路盒结构及对射式超声波水表整体剖视图；

图3是一种电路盒结构及对射式超声波水表外壳上示意图；

图4是一种电路盒结构及对射式超声波水表电路盒示意图；

图5是一种电路盒结构及对射式超声波水表换能器支架嵌件示意图；

图6是一种电路盒结构及对射式超声波水表换能器支架结构示意图一；

图7是一种电路盒结构及对射式超声波水表换能器支架结构示意图二；

图8是换能器支架及其支架嵌件、换能器安装爆炸图；

图9是换能器支架组件与内衬管安装爆炸图；

图10是换能器支架组件与内衬管、金属外管的安装剖视图；

图11是金属外管、电路盒、外壳上、外壳下的安装局部剖视图；

图12是外壳上、电路盒、金属外管、螺栓、外壳下的安装爆炸图。

图中：

11.金属外管；112.外螺纹A；113.外螺纹B；13.固定座；131.密封圈一；132.螺栓；133.垫圈；21.支架；211.整流罩；212.嵌件二；213.嵌件三；214.定位面一；215.定位面二；216.孔一；217.孔二；218.定位面三；219.曲面一；22.内衬管；220.孔三；221.孔四；222.定位孔；223.密封圈二；224.密封圈三；225.定位面四；226.定位槽一；227.定位槽二；228.过线管一；229.凹槽一；230.凹槽二；24.嵌件一；241.定位面五；33.换能器；331.凸起；332.定位面六；333.引出线；41.外壳上；411.凸沿一；412.护沿；413.铅封环一；415.扣一；42.外壳下；421.盲孔柱一；4211.盲孔柱头；422.铅封环二；423.扣二；51.电路盒；511.凸沿二；512.凸柱一；5121.凸柱二；513.凸柱三；5131.槽一；514.凹槽三；515.凸沿三；516.槽二；517.曲面二；518.空心柱；519.定位面七；61.玻璃面；62.密封圈四；63.显示屏；64.电路板；65.电池。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型一种电路盒结构及对射式超声波水表的实施做进一步详细说明。

实施例一：

如附图1、2所示，本实施例为一种电路盒结构及DN15对射式超声波水表，包括金属外管11、固定座13、螺栓132、支架21、内衬管22、过线管一228、嵌件一24、换能器33、外壳上41、外壳下42、电路盒51、凸柱三513、玻璃面61；所述的换能器33安装于支架的孔二217中；所述的支架21与内衬管22相嵌接；所述的过线管一228嵌入支架的孔三220中套接；所述的外壳上41套于电路盒51外侧，通过凸沿一411卡在电路盒外侧的凸沿二511的下侧固定；所述的电路盒51由被旋入螺栓132的外螺纹与固定座13的内螺纹连接固定，同时，螺栓132也深入内衬管中部的定位孔222中将内衬管22固定；在电路盒51的开口处压扣安装玻璃面61防水密封；将外壳下42的扣二423与外壳上41的扣一415扣接，同时，外壳下42的盲孔柱一421深入凸柱三513紧配连接；所述的换能器33的信号线333穿过过线管一228，从定位孔222伸出与电路盒51内的电路板64电性连接，从而构成一种电路盒及对射式超声波水表。

如附图7、8所示，所述的换能器33嵌入支架21上的孔二217中紧配，其之间涂有环氧树脂粘接，进一步，即换能器的凸起331与曲面一219紧配、定位面六332与定位面三218接触配合。

如附图7、9所示，所述的支架21与内衬管22相嵌接，二者间涂有环氧树脂粘接，密封圈二223和密封圈三224分别安装在内衬管22外侧中部两个对称的凹槽二229、凹槽三230内；进一步，即嵌件二212、嵌件三213、分别嵌入定位槽二227、定位槽一226；与此同时，过线管一228紧配套进支架的孔三220内，二者间涂有环氧树脂粘接，且由定位面四225与定位面一214接触定位。

如附图5、6所示，所述的嵌件一24与支架上的孔一216嵌入紧配，其之间涂有环氧树脂粘接，进一步，定位面五241与定位面二215接触定位。

如附图2、4、9、11所示，所述的凸柱三513在电路盒51底面的外侧，共4个分成两排，分别跨在金属外管11的两侧，同时，电路盒51的空心柱518套在固定座13的外侧，其间由密封圈一131密封；由螺栓132旋入固定座13的中孔将电路盒51的空心柱518及其下端的内衬管22的定位孔222一并固定。

如附图2、4所示，所述的玻璃面61安置在电路盒51的开口位置，由凸沿三515紧扣、定位面七519定位、压缩凹槽三514内的密封圈四62密封；进一步，槽二516将凸沿三515分为多段，从而，使凸沿三515获得向外扩展的弹性。

如附图2、3所示，所述的外壳上41套于电路盒51外侧，通过外壳上41的凸沿一411直接卡扣在电路盒的凸沿二511的下侧固定；进一步，凸沿一与凸沿二配对出现，可以有多对。

如附图11、12所示，所述的外壳下42的扣二423与外壳上41的扣一415卡接，同时，外壳下的盲孔柱一421深入凸柱三513中孔与其紧配连接；进一步，盲孔柱头4211有十字分割槽，便于与凸柱三513紧配。

如附图4所示，所述的电路盒51底面外侧中部的曲面二517与金属外管11外侧接触，其接触面为与金属外管等径的弧形配合。

一种适配等径换能器的DN15对射式超声波水表，其装配过程为：

(1)如附图8所示，将换能器33嵌入支架21上孔四217紧配，其之间涂有环氧树脂粘接。(2)如附图6、7所示，将换能器33的信号线333经过支架21的孔四221、孔一216穿出。

(3)如附图9所示，将支架21与整流管22相嵌接，其之间涂有环氧树脂粘接；在整流管22外侧中部两个对称的凹槽二229、凹槽三230内，分别放置的密封圈二223和密封圈三224，然后将整体放入金属外管11内。

(4)如附图9所示，将换能器33的信号线333经过过线管二220、过线管一221从固定座13中孔穿出。

(5)如附图8所示，将嵌件三24与支架21上的孔三216嵌入紧配，其之间涂有环氧树脂粘接。

(6)如附图12所示，电路盒51中心的空心柱518套在固定座13的外侧，其间由密封圈一密封，以螺栓132旋入固定座13的中孔将电路盒的空心柱518以及内衬管的定位孔222固定。

(7)如附图2、4所示，将电路板64固定在电路盒的凸柱二5121上且与信号线电性连接；

将电池65放入电路盒内与电路板连接。

(8)如附图2、4所示，将密封圈四62置于凹槽四514内，在电路盒开口处压扣上玻璃面61。

(9)如附图2、4所示，将外壳上41套于电路盒51外侧，通过外壳上41的凸沿一411直接卡扣在电路盒的凸沿二511的下方固定。

(10)如附图11所示，将外壳下42的扣二423与外壳上41的扣一415卡接，同时，外壳下的盲孔柱一421深入凸柱三513中孔与其紧配连接

(11)将外壳下42的扣二423与外壳上的扣一414卡接，同时，外壳下的盲孔柱一421穿过固定板12的孔一123与其紧配连接，完成装配。

需要指出的是，为了方便维护，可用扩展器从外壳上的下部扩张，取下外壳上；此后，再用扩展器将电路盒上部的凸沿三扩张，取下玻璃面即可方便对电路盒内的器件进行维修及更换，当水表安装完成后，电路盒的玻璃面受到外壳护沿的保护，无法打开。

通过以上实施例对本实用新型一种电路盒结构及对射式超声波水表，对一种电路盒结构及DN15对射式超声波水表的应用，做了实施应用说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型内容所做的任何改动或变形均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:包括金属外管(11)、固定座(13)、螺栓(132)、支架(21)、内衬管(22)、过线管一(228)、嵌件一(24)、换能器(33)、外壳上(41)、外壳下(42)、电路盒(51)、凸柱三(513)、玻璃面(61)；所述的换能器(33)安装于支架的孔二(217)中；所述的支架(21)与内衬管(22)相嵌接；所述的过线管一(228)嵌入支架的孔三(220)中套接；所述的外壳上(41)套于电路盒(51)外侧，通过凸沿一(411)卡在电路盒外侧的凸沿二(511)的下侧固定；所述的电路盒(51)由被旋入螺栓(132)的外螺纹与固定座(13)的内螺纹连接固定，同时，螺栓(132)也深入内衬管中部的定位孔(222)中将内衬管(22)固定；在电路盒(51)的开口处可以卡扣安装玻璃面(61)防水密封；将外壳下(42)的扣二(423)与外壳上(41)的扣一(415)扣接，同时，外壳下(42)的盲孔柱一(421)深入凸柱三(513)紧配连接；所述的换能器(33)的信号线(333)穿过过线管一(228)，从定位孔(222)伸出与电路盒(51)内的电路板(64)电性连接。

2.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的换能器(33)嵌入支架(21)上的孔二(217)中紧配，进一步，即换能器的凸起(331)与曲面一(219)紧配、定位面六(332)与定位面三(218)接触配合。

3.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的支架(21)与内衬管(22)相嵌接，密封圈二(223)和密封圈三(224)分别安装在内衬管(22)外侧中部两个对称的凹槽二(229)、凹槽三(230)内；进一步，即嵌件二(212)、嵌件三(213)、分别嵌入定位槽二(227)、定位槽一(226)中；与此同时，过线管一(228)紧配套进支架的孔三(220)内，且由定位面四(225)与定位面一(214)接触定位。

4.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的嵌件一(24)与支架上的孔一(216)嵌入紧配，进一步，定位面五(241)与定位面二(215)接触定位。

5.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的凸柱三(513)在电路盒(51)底面的外侧，分成两排，分别跨在金属外管(11)的两侧，同时，电路盒(51)的空心柱(518)套在固定座(13)的外侧，其间由密封圈一(131)密封；由螺栓(132)旋入固定座(13)的中孔将电路盒(51)的空心柱(518)及其下端内衬管(22)的定位孔(222)一并固定。

6.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的玻璃面(61)安置在电路盒(51)的开口位置，由凸沿三(515)紧扣、定位面七(519)定位、压缩凹槽三(514)内的密封圈四(62)密封；进一步，槽二(516)将凸沿三(515)分为多段。

7.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的外壳上(41)套于电路盒(51)外侧，通过外壳上(41)的凸沿一(411)直接卡扣在电路盒的凸沿二(511)的下侧固定；进一步，凸沿一与凸沿二配对出现，可以有多对。

8.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的外壳下(42)的扣二(423)与外壳上(41)的扣一(415)卡接，同时，外壳下的盲孔柱一(421)深入凸柱三(513)中孔紧配连接；进一步，盲孔柱头(4211)有十字分割槽，便于与凸柱三(513)紧配。

9.根据权利要求1所述一种电路盒结构及对射式超声波水表，其特征是:所述的电路盒(51)底面外侧中部的曲面二(517)与金属外管(11)外侧接触，其接触面为与金属外管等径的弧形配合。