基于水體自流供電的預付費智能水表的制作方法
【專利摘要】本發明涉及流體計量設備【技術領域】，尤其是基于水體自流供電的預付費智能水表，本發明殼體內分四個小倉，左上倉為射頻智能顯示倉，內置射頻控制裝置、充電電池、液晶顯示屏、非接觸射頻感應器和數據處理裝置；右上倉為字輪計數倉，左下倉為水輪機與控制閥倉，在左上倉靠近左下倉水輪機的空間設發電機，在水輪機與發電機之間設有隔水層板，水輪機軸與發電機軸由磁性聯軸器連接，右下倉為水表機芯倉,水輪機軸與發電機軸通過磁性聯軸器連接成同軸。利用自來水通水時產生的動能推動水輪機并帶動發電機發電向充電電池充電，供應射頻感應器、數據處理裝置、液晶顯示屏及電動機用電。
【專利說明】 基于水體自流供電的預付費智能水表

【技術領域】
[0001]本發明涉及流體計量設備【技術領域】，尤其是基于水體自流供電的預付費智能水表。

【背景技術】
[0002]近年來，開發IC卡預付費水表，方興未艾。其實它是一種集自動供水、自動計量、自動收費、自動控制、顯示報警等多種功能于一體的全新概念的智能水表，是傳統水表的換代產品。它主要由發訊基表、電控線路板和電動閥三部分組成。其工作原理是:以IC智能卡為載體，在管理系統與智能水表間雙向傳遞數據，實現供用水管理功能。用戶向供水公司繳費購卡，把預購的水量存于表中。用水時，該表實時采集流量信號，并能在預購的水量中扣除。當表內存貯的剩余水量小于一定值時，會發出聲音報警，提示使用者及時購水，同時將閥門關閉。但這時若用戶插卡或用射頻卡仍可以打開閥門，要求繼續供水。當剩余水量為零時，閥門即被完全關閉，用戶須重新去供水管理部門付費后插卡或射頻輸入才能打開閥門用水。使用IC卡預付費水表給廣大用水戶帶來極大的便利，同時也方便了供水管理部門，做到供用水雙方明明白白消費。IC卡智能水表具有液晶常顯功能，中文提示剩余水量與使用水量，可避免使用普通水表須抄表員上門抄表打擾用戶的麻煩。還可防止社會上少數不法分子冒充抄表員進行違法犯罪活動給社會帶來不安定事件的發生。在一些水產品市場、學生宿舍、大型企業的員工集體宿舍、運動員培訓基地等場所，預付費水表更是具有“誰用水。誰買單”的優越性。IC卡預付費水表獨特的預付費功能，決定了用戶“先付費，后用水”的形式。因此有效解決了供水部門收費難的問題，保證了供水單位的業務正常經營。同時還增加了超用水計費、超計劃用水加費、累進加價等功能，它對節約用水起很大的促進作用。
[0003]但是，從目前市場的推廣情況來看，IC卡預付費智能水表的推廣應用確實不容樂觀，其主要原因是來自供水公司和消費者用戶兩方面的擔憂:“水表內的電池使用年限有多長？ ”萬一電池耗盡，水表就會報廢，導致供、用水雙方產生矛盾。因此如何延長電池使用年限或不用更換電池是實現大面積推廣IC卡預付費水表的關鍵，而依靠水流動能自發供電恰恰能較好地解決這一技術難題。通過檢索，發現一個專利號為200320129205.7的《自發電智能水表》實用新型專利技術，經過考察發現，雖然該專利提出了水流發電作自身電源的技術方案，但經過仔細分析，發現該專利的水輪機與發電機之間的聯軸技術還存在問題:
“......在腔體內置有葉輪，將葉輪軸加長，使葉輪軸向上穿過隔板并在葉輪軸與隔板的接觸面上設置密封圈”。從以上敘述不難看出:萬一密封圈稍有泄漏，將會使整臺水表報廢，所以必須對自發電水表進行重大改正。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是為了克服上述技術缺點提供基于水體自流供電的預付費智能水表。
[0005]本發明解決技術問題采用的技術方案為:基于水體自流供電的預付費智能水表，包括左右基座、罩殼、玻璃窗、表蓋玻璃、夕卜罩構成的殼體與內置機構，內可分左上、左下、右上、右下四個小倉，形成“田”字形布局，所述左上倉為射頻顯示和執行倉，內置射頻控制裝置包括充電電池、液晶顯示屏、非接觸射頻感應器、數據處理裝置、執行電動機及減速機構，所述右上倉為字輪計數倉，由設置在右下倉的水表機芯帶動字輪計數器計數，其計數值與液晶顯示屏的顯示值同步，所述左下倉為出水道，空間內設控制閥球閥與微型水輪機，在左上倉靠近左下倉水輪機上面的空間設有微型發電機，所述右下倉為進水道，設水表機芯，水表的上下倉之間設密封隔水層板。
[0006]所述基座分成左基座與右基座，且通過兩者之間設置的相互嵌接的環狀凸臺進行對接，在對接處設有密封圈進行密封。
[0007]所述控制水道通斷的球閥由設在左上倉的微型電動機通過減速機構帶動輸出齒輪推動閥桿實施啟閉，所述減速機構由數據處理裝置的輸出信號控制微型電動機運轉帶動，在閥桿與隔水層板的軸孔之間設有精密密封套、在球閥球頭與左基座之間設有耐磨密封環。
[0008]所述發電裝置包括微型水輪機和發電機，所述水輪機軸的下端垂直容置在左基座下側的軸座內，水輪機軸的上端部連接一個圓盤狀磁性聯盤器，容置于水輪機與發電機之間所設的隔水板下平面的軸座內，所述發電機定子嵌設在左基座上部右側的空腔內，在發電機定子中間設發電機轉子，轉子軸的下端亦連接一個圓盤狀磁性聯盤器，容置于隔水板上平面的軸座內，使水輪機軸與發電機軸通過磁性聯軸器連接成同軸。
[0009]所述發電機定子繞組的引出線即電源線與整流線路板電連接，整流線路板與充電電池的兩極及貯能電容電連接，所述充電電池的輸出線與非接觸射頻感應器、數據處理裝置、電動機電連接。
[0010]所述右下倉為進水道，內設水表機芯，水表機芯的轉軸上端設有磁性聯軸器，與設在右上倉的字輪計數器轉軸下端的磁性聯軸器同軸聯接。
[0011]本發明所具有的有益效果是:本發明在水表出水道的空腔內設置微型水輪機，利用自來水通水時產生的動能推動微型水輪機轉動，水輪機軸通過磁性聯軸器帶動微型發電機發電，并隨時向充電電池進行充電及電容器貯電，供應射頻感應器、數據處理裝置、液晶顯示屏及電動機用電，因此可以達到電池長期不用調換的目的。并且由于采用磁性聯軸器，水表上下層完全隔離，可保持發電機絕對干燥。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1為本發明的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖1對本發明做以下詳細說明。
[0014]如圖1所示，本發明包括由左右基座22/12、罩殼28、玻璃窗4、表蓋玻璃9、外罩11組成的殼體，殼體內腔可分上、下、左、右四個小倉，形成“田”字形布局。在“田”字的左上倉，設置射頻控制裝置:包括充電電池6、液晶顯示屏3、非接觸射頻感應器I和數據處理裝置2 ;右上倉內設置計數字輪10，其計數值與液晶顯示屏3的顯示值同步；在左下倉出水道空間內設球閥20與水輪機18，在左上倉靠近下面水輪機18的空間設有發電機，發電機由嵌設在左基座上部的發電機定子19與發電機轉子16構成。右下倉進水道設水表機芯13。整臺水表的上下倉之間設隔水層板23隔離密封，因此自來水只在下面兩個小倉流通，上面兩個小倉絕對保持干燥，所以該水表亦稱為“干式”水表。發電裝置包括水輪機18和發電機定子19、發電機轉子16構成。所述水輪機18軸的下端垂直容置在左基座下側的軸座內，軸的上端部連接一個圓盤狀磁性聯軸器17，容置于水輪機18與發電機之間所設的隔水板下平面的軸座內。發電機定子19嵌設在左基座22上部右側的空腔內，在發電機定子19中間設發電機轉子16，轉子軸的下端連接一個圓盤狀磁性聯軸器17，容置于隔水板上平面的軸座內，從而使水輪機18軸與發電機軸通過磁性聯軸器17連接成同軸。另外，為了提高水表基座的加工精度和節約原材料，加工時有意將左基座22與右基座12分開制作，然后通過兩者之間預先設置的相互嵌接的環狀凸臺14進行對接，并在對接處設有密封圈15進行密封。控制水道通斷的球閥20由設在左上倉的電動機26通過減速機構5帶動扭轉輸出軸27推動閥桿24實施啟閉，而減速機構5由數據處理裝置2的輸出信號，控制電動機26運轉帶動。在閥桿24與隔水層板23的軸孔之間設有精密的密封套、在球閥20球頭與左基座22之間設有耐磨密封環21。發電機定子19繞組的引出線即電源線8與整流線路板7電連接、整流線路板7與充電電池6的兩極電連接，充電電池6的輸出線與非接觸射頻感應器1、數據處理裝置2、電動機26電連接。右下倉為進水道，內設水表機芯13，水表機芯13的轉動軸上端設有磁性聯軸器，與設在右上倉的計數器轉軸下端所設的磁性聯軸器聯接。
[0015]使用時，將進出水道的兩端口與供水管道的上下游接口進行連接。把貯有水費的射頻卡對非接觸射頻感應器外的玻璃窗，非接觸射頻感應器自動接收IC射頻卡上的已購買的水量存貯信息。當用戶打開水龍頭用水時，水表機芯驅動計數字輪進行機械計數。同時，數據處理裝置2也實時采集流量信號，并在預購的水量中扣除已用的水量。當水費扣除至一定值時，數據處理裝置2發出關閉閥門及警告提示信息，啟動電動機26并通過減速機構5減速后帶動扭轉輸出軸慢慢推動閥桿24，球閥20即慢慢關閉。與此同時，水表的液晶顯示屏3上會顯示需要購水的信號。但此時須將射頻卡靠定射頻玻璃窗4，水表的球閥20又會慢慢打開，用戶可繼續用水，直至預付的水費全部用完，水表的通水通道即被球閥20完全關閉。
[0016]當用戶打開下游水龍頭用水時，水輪機18便會在水流的推動下不停地旋轉，通過磁性聯軸器17帶動發電機轉子16進行發電,并向充電電池6充電,一部分電能還被忙存在電容器內，使水表的電動機26和信息系統有用不完的電能，這樣水表就不用更換電池而可長期使用，所以本發明必將徹底打消供水部門與消費者用戶的共同擔憂。
【權利要求】
1.基于水體自流供電的預付費智能水表，包括左右基座、罩殼、玻璃窗、表蓋玻璃、外罩構成的殼體與內置機構，內可分左上、左下、右上、右下四個小倉，形成“田”字形布局，其特征在于:所述左上倉為射頻顯示和執行倉，內置射頻控制裝置包括充電電池、液晶顯示屏、非接觸射頻感應器、數據處理裝置、執行電動機及減速機構，所述右上倉為字輪計數倉，由設置在右下倉的水表機芯帶動字輪計數器計數，其計數值與液晶顯示屏的顯示值同步，所述左下倉為出水道，空間內設控制閥球閥與微型水輪機，在左上倉靠近左下倉水輪機上面的空間設有微型發電機，所述右下倉為進水道，設水表機芯，水表的上下倉之間設密封隔水層板。
2.根據權利要求1所述的基于水體自流供電的預付費智能水表，其特征在于:所述基座分成左基座與右基座，且通過兩者之間設置的相互嵌接的環狀凸臺進行對接，在對接處設有密封圈進行密封。
3.根據權利要求1所述的基于水體自流供電的預付費智能水表，其特征在于:所述控制水道通斷的球閥由設在左上倉的微型電動機通過減速機構帶動輸出齒輪推動閥桿實施啟閉，所述減速機構由數據處理裝置的輸出信號控制微型電動機運轉帶動，在閥桿與隔水層板的軸孔之間設有精密密封套、在球閥球頭與左基座之間設有耐磨密封環。
4.根據權利要求1所述的基于水體自流供電的預付費智能水表，其特征在于:所述發電裝置包括微型水輪機和發電機，所述水輪機軸的下端垂直容置在左基座下側的軸座內，水輪機軸的上端部連接一個圓盤狀磁性聯盤器，容置于水輪機與發電機之間所設的隔水板下平面的軸座內，所述發電機定子嵌設在左基座上部右側的空腔內，在發電機定子中間設發電機轉子，轉子軸的下端亦連接一個圓盤狀磁性聯盤器，容置于隔水板上平面的軸座內，使水輪機軸與發電機軸通過磁性聯軸器連接成同軸。
5.根據權利要求1所述的基于水體自流供電的預付費智能水表，其特征在于:所述發電機定子繞組的引出線即電源線與整流線路板電連接，整流線路板與充電電池的兩極及貯能電容電連接，所述充電電池的輸出線與非接觸射頻感應器、數據處理裝置、電動機電連接。
6.根據權利要求1所述的基于水體自流供電的預付費智能水表，其特征在于:所述右下倉為進水道，內設水表機芯，水表機芯的轉軸上端設有磁性聯軸器，與設在右上倉的字輪計數器轉軸下端的磁性聯軸器同軸聯接。
【文檔編號】G07F15/06GK104424716SQ201310406324
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月8日 優先權日:2013年9月8日
【發明者】范曉波 申請人:鄭州朗鑫智能電子科技有限公司