一种抗冻裂的超声水表制造技术

本发明专利技术涉及流体计量、水表技术领域，公开了一种抗冻裂的超声水表，其技术方案包括水表本体、防冻机构、控制电路、供电电源、散热器、导热通道；水表本体包括管段、表壳；其连接关系为：供电电源与控制电路位于表壳内；供电电源位于控制电路下方，给控制电路供电；底部设置有螺纹孔的防冻机构位于管段内部；导热通道贯穿管段下侧壁与表壳底部，以螺纹形式连接防冻机构与位于表壳底部的散热器。本发明专利技术具备让水表优先上冻的特性，可有效避免冻胀压力集中于水表本体的管段，解决了水表在冬季寒冷环境中易冻裂的问题。易冻裂的问题。易冻裂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻裂的超声水表


[0001]本专利技术涉及流体计量、水表
，尤其涉及一种抗冻裂的超声水表。

技术介绍

[0002]超声波水表在冬季的冻裂问题一直困扰着广大用户和各地水司，而冰塞现象是超声波水表冻裂主要原因，由于超声波水表内管段被厚实的表壳所包裹，所以相对于超声波水表两端的管段，超声波水表往往处于后上冻的状态，当超声波水表两端管道内完全结冰形成冰塞堵死时，继续生长的冰会使超声波水表内的水处于一个高压的状态，最后胀裂水表。值得注意的是，对于塑壳超声波水表，冰塞现象的危害尤其严重。
[0003]针对超声波水表的冬季冻裂问题，目前主要解决方法是对超声波水表管道进行包裹保温材料进行防护，这种方法虽然可以尽量延缓超声波水表和表外管道的冻结，但是无法完全避免差异化冻结导致冰塞现象损坏水表。此外，对于部分南方地区，温度低于零下的天数寥寥无几，且零下天气持续时间较短，开展全方位的保温工程需要消耗较多的人力物力，得不偿失（以广西省桂林市为例，根据www.tianqi24.com的数据，2021年零度以下的天数仅有3天，具体见https://www.tianqi24.com/guilin/history2021.html）。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种抗冻裂的超声水表，具备让超声波水表优先上冻的特性，可有效避免冻胀压力集中于超声波水表本体的管段，解决了超声波水表在冬季寒冷环境中易冻裂的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种抗冻裂的超声水表，包括水表本体、防冻机构、控制电路、供电电源、散热器、导热通道。
[0006]水表本体包括管段、表壳。
[0007]其连接关系为：供电电源与控制电路位于表壳内；供电电源位于控制电路下方，给控制电路供电；底部设置有螺纹孔的防冻机构位于管段内部；导热通道贯穿管段下侧壁与表壳底部，以螺纹形式连接防冻机构与位于表壳底部的散热器。
[0008]优选地，防冻机构包含排水孔、排水孔、湿度传感器，防冻机构呈梯形形状，防冻机构顶部设置有排水孔，所述排水孔上有弹性胶塞：在正常水压下，弹性胶塞能够将排水孔堵死；随着管段内水压的增加，排水孔对弹性胶塞的阻力逐渐无法阻挡弹性胶塞向内移动，弹性胶塞会被挤入防冻机构内部空腔。
[0009]优选地，防冻机构内部空腔的高度从中心向两侧逐渐降低，改变了管段内部空间的体积和截面积，从而构建起从中心向两侧的结冰顺序。
[0010]优选地，可通过改变排水孔斜度、弹性胶塞斜度以及弹性胶塞材料来调整弹性胶塞的最小冻结压力。
[0011]优选地，防冻机构内部设置有湿度传感器，所述湿度传感器与控制电路电气连接，控制电路中报警模块的引脚电平状态由湿度传感器控制。
[0012]优选地，所述弹性胶塞的材料为橡胶或乳胶或丁基。
[0013]优选地，所述超声水表拥有两种防冻裂机制：转移冻胀压力机制和承受冻胀压力机制。
[0014]优选地，转移冻胀压力机制原理为：当周围环境下降到零度以下时，防冻机构、导热通道、散热器构成的导热通路发挥作用，使管段内的液体快速散失热量，较两端的管路提前进入冻结状态，形成冰堵；同时，由于防冻机构的存在，管段内的截面积呈现两端大中间小的特性，管段中部含水量更少，更容易完成冻结，因此冰堵最早从管段中间形成，然后逐渐向两侧扩展。
[0015]由于水转换成冰过程中的体积膨胀现象，多余的水会被挤向水表外部，避免了冰塞现象在防冻裂超声水表内产生高压，将冻胀压力转移到了防冻裂超声水表之外，起到保护作用。
[0016]优选地，承受冻胀压力机制原理为：当管道处于风口或室外而提前上冻时，此时转移冻胀压力机制失效，冰堵会在两端的管道中形成并不断生长，将多余的水挤压向水表本体的管段，产生冰塞现象，此时冻胀压力集中在水表管段内。
[0017]当冻胀压力超过弹性胶塞的最小冻结压力时，承受冻胀压力机制开始发挥作用，防冻机构排水孔中的弹性胶塞在压力下被推入防冻机构内部空腔，使防冻机构内部空腔与管段连通，高压水顺势流入防冻机构内部空腔，完成泄放降压，保护水表。
[0018]优选地，为增加承受冻胀压力机制的保护次数，防冻机构内部空腔可为多层结构，且每层空腔结构顶部均设置排水孔和弹性胶塞。
[0019]优选地，所述超声水表还拥有报警维护机制：高压水流入防冻机构内部空腔时，湿度传感器阻值会因遇水而发生变化，导致控制电路中报警模块的引脚电平状态改变，发送报警信息给相关人员。
[0020]优选地，防冻机构内部空腔进水后需对内部进行干燥，完成干燥后才能继续使用。
[0021]干燥方式为自然干燥、烘干或置入干燥剂中快速干燥。
[0022]优选地，对于导热通道连接防冻机构与散热器的方式，可以用一体铸造的方式替代螺纹连接方式。
[0023]优选地，防冻机构、散热器、导热通道的材料为铝合金或不锈钢或铜合金或导热塑料，以提升管段内外的热交换速率。
[0024]优选地，可通过改变导热通道的数量调控管段内外的热交换能力。
[0025]优选地，防冻机构呈柱状，底部为基板，多根导热柱体与螺纹孔均设于基板上。
[0026]其防冻裂机制为：当周围环境下降到零度以下时，防冻机构、导热通道、散热器构成的导热通路发挥作用，使管段内的液体快速散失热量，较两端的管路提前进入冻结状态，形成冰堵；同时，由于防冻机构的存在，管段内的截面积呈现两端大中间小的特性，管段中部含水量更少，更容易完成冻结，因此冰堵最早从管段中间形成，然后逐渐向两侧扩展。
[0027]由于水转换成冰过程中的体积膨胀现象，多余的水会被挤向水表外部，避免了冰塞现象在防冻裂超声水表内产生高压，将冻胀压力转移到了防冻裂超声水表之外，起到保护作用。
[0028]优选地，防冻机构呈翅叶状，底部为基板，多片导热翅叶与螺纹孔设于基板上。
[0029]其防冻裂机制为：当周围环境下降到零度以下时，防冻机构、导热通道、散热器构
成的导热通路发挥作用，使管段内的液体快速散失热量，较两端的管路提前进入冻结状态，形成冰堵；同时，由于防冻机构的存在，管段内的截面积呈现两端大中间小的特性，管段中部含水量更少，更容易完成冻结，因此冰堵最早从管段中间形成，然后逐渐向两侧扩展。
[0030]由于水转换成冰过程中的体积膨胀现象，多余的水会被挤向水表外部，避免了冰塞现象在防冻裂超声水表内产生高压，将冻胀压力转移到了防冻裂超声水表之外，起到保护作用。
[0031]优选地，防冻机构呈环状，底部为基板，螺纹孔设于基板中央，导热环设于基板两侧，导热环外径与管道内径相等。
[0032]其防冻裂机制为：当周围环境下降到零度以下时，防冻机构、导热通道、散热器构成的导热通路发挥作用，使管段内的液体快速散失热量，较两端的管路提前进入冻结状态，形成冰堵；同时，由于防冻机构的存在，管段内的截面积呈现两端大中间小的特性，管段中部含水量更少，更容易完成冻结，因此冰堵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，包括水表本体、防冻机构、控制电路、供电电源、散热器、导热通道；水表本体包括管段、表壳；其连接关系为：供电电源与控制电路位于表壳内；供电电源位于控制电路下方，给控制电路供电；底部设置有螺纹孔的防冻机构位于管段内部；导热通道贯穿管段下侧壁与表壳底部，以螺纹形式连接防冻机构与位于表壳底部的散热器。2.根据权利要求1所述的一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，防冻机构包含排水孔、弹性胶塞、湿度传感器，防冻机构呈梯形形状，防冻机构顶部设置有排水孔，所述排水孔上有弹性胶塞：在正常水压下，弹性胶塞能够将排水孔堵死；随着管段内水压的增加，排水孔对弹性胶塞的阻力逐渐无法阻挡弹性胶塞向内移动，弹性胶塞会被挤入防冻机构内部空腔。3.根据权利要求2所述的一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，防冻机构内部空腔的高度从中心向两侧逐渐降低，改变了管段内部空间的体积和截面积，从而构建起从中心向两侧的结冰顺序。4.根据权利要求2所述的一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，通过改变排水孔斜度、弹性胶塞斜度以及弹性胶塞材料来调整弹性胶塞的最小冻结压力。5.根据权利要求2所述的一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，防冻机构内部设置有湿度传感器，所述湿度传感器与控制电路电气连接，控制电路中报警模块的引脚电平状态由湿度传感器控制。6.根据权利要求2所述的一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，所述弹性胶塞的材料为橡胶或乳胶或丁基。7.根据权利要求2所述的一种抗冻裂的超声水表，其特征在于，防...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢其鑫，陈超然，高鹏飞，沈华刚，陈维广，范建华，王建华，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司青岛鼎信通讯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：