[发明专利]中部通孔动节流元件水表

说明书

本发明公开了一种新型中部通孔动节流元件水表，属于自动检测技术领域中的节流式流量计；由中部通孔动节流元件（绝大部分场合使用动文丘里管）、单波纹管、支承簧片、表壳、力传感器组成；该水表有两种结构型式，一种是在单波纹管内腔中部固定安装一个中部通孔的动节流元件，另一种是将单波纹管中段的形状制作成中部通孔动节流元件廓形，中部通孔动节流元件及其固定配件由弹性支承簧片承重；与差压式流量计相比，该水表更充分地发挥了节流装置的优势性能，具有结构更简单、价格更低、阻力损失更小、使用寿命更长、精度更高、防堵塞、应用范围更广等优点，具有极广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及一种在自动检测技术领域中实现流量检测的仪表，特别是涉及节流元件的水表。

背景技术

水表是用水计量收费和节约用水管理的有效计量工具，其中，小口径的户用型水表占水表总用量的绝大多数。在城市供水行业实现抄表到户的同时，也带来了入户扰民、入户难和不安全因素。为解决入户抄表的上述问题，建设部推出远传水表和IC卡表两大类智能水表解决方案，并出台了相应的技术标准。智能水表虽然是行业今后的发展方向，但目前在基表技术和自动抄表技术方面还有很多需要改进的地方，本发明提出的就是一个关于如何改进水表基表技术的新方案。目前国内外小口径水表绝大多数使用的是机械水表，即使是预付费IC卡水表和电子远传水表等智能水表的基表，用的也几乎全是机械水表。由于机械水表存在测量准确度不高、可靠性差、使用寿命短、易受管道水质影响以及产品质量控制困难等缺陷，行业内陆续推出电磁水表、射流水表、超声水表、涡街水表等新型水表基表。与机械水表相比，上述新型基表既有压力损失小、测量范围宽、准确度高等优点，也有造价高得多的弊病。因此，设计一种基于节流装置，因而价格与机械水表相差无几，性能又比机械水表优越得多的水表基表就是一项很迫切的工作。在流量测量领域，节流装置的发展有一个较长的历史进程。早在17世纪初，卡斯特里和托里拆利的研究就为节流装置奠定了理论基础。20世纪20年代，美国和欧洲一些国家几乎同时开始进行大规模的节流装置的试验研究，由此产生了至今仍广泛使用的差压式流量计。但很可惜，这些欧美科学家因循了此前的固定式节流装置的研究模式，导致他们研制出的差压式流量计并没有发挥出节流装置应有的全部优点。其实在波纹管仅仅提出十几年以后的1855年，德国就已经最先发表了制造波纹管的专利，在此基础上，完全可以研制出性能更佳的动节流元件流量计。为了充分发挥节流装置在流量测量中的优势性能，专利申请人研制了多种新型动节流元件流量计。在被测流体工作压力较高的场合，可使用“内置式中部通孔动节流元件流量计”（专利号ZL201210118468.1）；而在被测流体工作压力不太高的场合，可使用结构更简单的“中部通孔动节流元件配接弹性膜片或波纹管的流量计”（专利号ZL201110187493.0）。上述两种流量计均采用孔板、喷嘴或文丘里管廓形的中部通孔的动节流元件作为流量计的核心部件。与差压式流量计比较，上述流量计有下列优点。首先，该流量计不使用导压管，而是直接测量流体对动节流元件的推力，因而结构更简单，价格也更低。其次，差压式流量计主要使用孔板，而该流量计主要使用动文丘里管，因而流动阻力小、使用寿命长、测量精度也更高。再次，由于该流量计主要使用动文丘里管，又没有导压管，防堵塞能力也大大优于差压式流量计。最后，由于该流量计不使用导压管，因而可测量小管径流量，使用范围更广。但在“中部通孔动节流元件配接弹性膜片或波纹管的流量计”中，在动节流元件两端各配接一个波纹管是一个比较困难的工艺，这是因为使薄壁金属波纹管与动节流元件相互连接存在问题，无论螺纹连接或焊接都因为波纹管的壁较薄而较难实施，从而影响了这种动节流元件流量计的推广。因此，需要设计一种新型结构的动节流元件水表，克服上述动节流元件流量计在加工工艺上遇到的困难。设计出的新型结构的动节流元件水表具有结构简单、造价低、各方面性能优良并适于小管径流量测量的特点，是一种综合效果较佳的水表。

发明内容

由于“中部通孔动节流元件配接弹性膜片或波纹管的流量计”存在制造工艺上的困难，不利于这种结构的中部通孔动节流元件水表的推广使用，因此，需要研制一种在结构上使制造工艺简单化的中部通孔动节流元件水表。