申请/专利权人：新疆石大国利农业科技股份有限公司

申请日：2019-08-26

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN110397777B

主分类号：F16K31/04

分类号：F16K31/04;F16K37/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.11.26#实质审查的生效;2019.11.01#公开

摘要：一种无线智能电控蝶阀，包括双阀三通式和单阀直通式两种结构，在每个阀芯的上方设置控制箱，控制箱与阀芯由转轴连接。在所述控制箱的顶部设置天线、顶面设置太阳能板，内部设置带有逆变器的蓄电池、集成电路板、减速电机。所述阀芯包括一对蝶形叶片及与之对应的密封圈。该阀上设置包括触碰开关、圆盘及指针的开度控制机构。在管道内壁上设置流量压力传感器和水流发电机。所述的集成电路板包括无线通讯模块、供电模块、电压保护模块、电机驱动模块、烧写程序模块、信息采集模块。其状态直观、远程控制及反馈、过保护，并且具有结构紧凑、驱动灵活、能耗低、不易漏水、不易锈蚀、可靠性强、安装维护方便、成本低的优势。

主权项：1.一种无线智能电控蝶阀，包括由管道（16）及其内部碟片式阀芯组成的阀座，其特征在于：所述阀座包括双阀三通式和单阀直通式两种结构，其中双阀三通式有两个阀芯，单阀直通式有一个阀芯，在每个阀芯的上方设置控制箱，控制箱与阀芯由转轴（9）连接；所述控制箱为带有顶盖（2）的箱体（1），顶盖（2）与箱体（1）为装配式连接，在所述顶盖（2）的顶部设置天线（20）、顶面设置太阳能板（25）；在顶盖（2）与箱体（1）构成的空间内设置带有逆变器（24）的蓄电池（17）、集成电路板（21）、减速电机（4），所述减速电机（4）与转轴（9）传动连接；所述阀芯包括固定于转轴（9）上的一对蝶形叶片（22）及与之对应的固定于管道（16）横截面内壁上的密封圈（23）；在箱体（1）与阀座之间设置开度控制机构；在管道（16）内壁上设置流量压力传感器（19）和水流发电机（26）；所述的集成电路板（21）包括无线通讯模块、供电模块、电压保护模块、电机驱动模块、烧写程序模块、信息采集模块，其中信息采集模块包括触碰开关信号接口、流量压力传感器接口，各模块之间物理电连接，并且各模块的接口分别与相对应的外部元件之间物理电连接；在箱体（1）与阀座之间设置圆盘（11），在圆盘（11）上设置限位柱（12）左右两个，呈90度角；在箱体（1）内设置带有触杆（51）的触碰开关（5）左右两个，呈90度角，触杆（51）伸出箱体（1）底部孔后，置于限位柱（12）前方；在所述圆盘（11）上方于转轴（9）上固定设置水平指针（14），并且水平指针（14）位于左右触杆（51）之间，亦即位于左右两个限位柱（12）之间。

全文数据：一种无线智能电控蝶阀技术领域本发明涉及一种阀体，具体涉及一种无线智能电控蝶阀。背景技术阀体是一种用来实现管路系统通断及流量控制的部件，是石油、化工、冶金、水电等许多领域管道运输中的基本元件，应用极为广泛。阀体包括球阀、蝶阀、柱塞阀等多种形式。随着自动控制技术的普及应用，自动控制的阀体产品开始出现，逐步取代了传统由人力驱动的操作方式，使阀体产品朝着自动化、智能化方向发展。公布号为CN109268535A的中国专利公开的一种无线智能电动球阀，包括阀体和控制箱，控制箱安装在所述阀体上部；控制箱内设有控制器、无线通讯模块、减速电机和主动轴，阀体内设有球形阀芯，减速电机通过所述主动轴驱动所述球形阀芯旋转。该阀体是一种球阀，一方面球阀结构内腔小水压损失大，水流通过性差；另一方面由于球阀密封面积大，对工艺要求高，并且后期容易出现漏水或者锈死的情况，影响使用效果。与球阀、柱塞阀等阀体相比，蝶阀具有密闭性强，启动灵活、可靠耐用等特点，非常适合自动化技术的需要。但目前蝶阀在农业灌溉系统的应用方式主要是人工启闭，还未有开发出能够自动控制的蝶阀产品。传统的技术思想认为虽然蝶阀具有通过效率高、结构体积小的优势，但其对密闭性要求高，对材料及制作工艺要求高，从而尚未有人开发自动化控制的蝶阀产品。因此，开发一种具有蝶阀结构特点和性能优势，又能实现自动控制的智能化电控蝶阀具有十分积极的意义。发明内容本发明的目的是提供一种无线智能电控蝶阀，不仅具备能耗低、启动灵活、通过性强、水压损失少、不易锈蚀，而且能够实现远程自动控制，能够实时反馈阀体工作状态。本发明提供的一种无线智能电控蝶阀，包括由管道及其内部碟片式阀芯组成的阀座，所述阀座包括双阀三通式和单阀直通式两种结构，其中双阀三通式有两个阀芯，单阀直通式有一个阀芯，在每个阀芯的上方设置控制箱，控制箱与阀芯由转轴连接。所述控制箱为带有顶盖的箱体，顶盖与箱体为装配式连接。在所述顶盖的顶部设置天线、顶面设置太阳能板。在顶盖与箱体构成的空间内设置带有逆变器的蓄电池、集成电路板、减速电机，所述减速电机与转轴传动连接。所述阀芯包括固定于转轴上的一对蝶形叶片及与之对应的固定于管道横截面内壁上的密封圈。在箱体与阀座之间设置开度控制机构。在管道内壁上设置流量压力传感器和水流发电机。所述的集成电路板包括无线通讯模块、供电模块、电压保护模块、电机驱动模块、烧写程序模块、信息采集模块，其中信息采集模块包括触碰开关信号接口、流量压力传感器接口，各模块之间物理电连接，并且各模块的接口分别与相对应的外部元件之间物理电连接。优选的方案是所述的开度控制机构的实现方式为：在箱体与阀座之间设置圆盘，在圆盘上设置限位柱左右两个，呈90度角；在箱体内设置带有触杆的触碰开关左右两个，呈90度角，触杆伸出箱体底部孔后，置于限位柱前方；在所述圆盘上方于转轴上固定设置水平指针，并且指针位于左右触杆之间，亦即位于左右两个限位柱之间。进一步优选的方案是所述箱体内部具体布局方式为：在箱体底部设置电池卡槽，减速电机包括微电机、减速箱、六角套筒轴；所述转轴为六棱形与六角套筒轴配合连接；在箱体两侧壁上设置若干个卡框与减速箱紧配合。更进一步优选的方案是所述的管道为法兰式结构，其法兰位于阀芯部位。再进一步的优选方案是所述的控制箱与阀座的连接方式为：所述箱体的底部向下伸出带有内螺纹的支座两个以上，在法兰顶部设置矩形平台，在圆盘上向下伸出的卡条一对以上与平台卡紧配合；在所述圆盘上开设有外孔若干、内孔若干、线孔，圆盘向上通过外孔与支座螺丝固定，向下通过内孔与平台螺丝固定。还进一步的优选方案是所述的支座及外孔为3个，内孔为4个；所述的顶盖的顶面为人字型结构，其上对称布置太阳能板2块；所述顶盖与箱体为卡扣式连接；卡框为对称设置的左右两个，卡条15为一对。又进一步的优选方案是所述双阀三通式结构为：两个控制箱分为主控箱A与副控箱B，其中副控箱B内只设置减速电机和触碰开关，其顶部无天线和太阳能板；主控箱A内的集成电路板与副控箱B中的减速电机、触碰开关电连接；流量压力传感器和水流发电机设置在三通式管道入口端内壁上，两者分别与主控箱A电连接。再进一步的优选方案是在所述管道的管口边沿设置突起的卷边及凹槽，并且在凹槽内设置软垫。与现有技术相比较，本发明提供的电控蝶阀具有以下方面的有益效果。第一，在接受到远程发来的动作指令后，蓄电池提供能量，集成电路板上的电机驱动模块驱动减速电机转动，六角套筒轴带动六角转轴转动，带动指针和蝶形叶片旋转。当指针触碰到触碰开关的触杆时，动作停止，保持相位。当接受到相反的动作指令时，指针和蝶形叶片向相反的方向旋转，至指针触碰到位于另一侧触碰开关的触杆时，动作停止，保持相位。限位柱可在触碰开关失灵情况下提供限制指针转动的作用。开关相位状态反馈至集成电路板，并发送给控制中心。流量压力传感器能将阀体状态数据实时检测并通过通讯模块反馈给控制中心。水流发电机在阀体开启时可以为蓄电池充电。第二，本发明的双阀三通式和单阀直通式两种结构形式，能够满足农业灌溉中各种阀体的需要，特别是能够适用于不同模式的田间管网系统。其中单阀直通式可以单向控制，双阀三通式可以安装在出地桩上向两边输水实现双向控制。阀体各部分都为活动式组合装配，方便安装和维修。特别是管道的法兰式结构为阀芯安装提供了便利。管口边沿的特殊设计使得连接田间支管软管时非常便利。第三，本发明的关键技术核心是自动控制技术在阀体上的具体应用，特别是以圆盘结构及其驱动控制机构为主要内容的控制方式，实现了状态直观可视、远程控制及反馈、过保护，并且具有结构紧凑、通过性好、驱动灵活、能耗低、不易漏水、不易锈蚀、可靠性强、安装维护方便、成本低的优势。附图说明图1是本无线智能电控蝶阀结构示意图。图2是本无线智能电控蝶阀圆盘与指针结构示意图。图3是本无线智能电控蝶阀双阀三通结构示意图。图4是本无线智能电控蝶阀集成电路板结构及其与外部电器元件的连接关系图。图中标号：1箱体，2顶盖，3卡框，4减速电机，41减速箱，42微电机，43六角套筒轴，5触碰开关，51触杆，6外孔，7平台，8线孔，9转轴，10支座，11圆盘，12限位柱，13内孔，14指针，15卡条，16管道，17蓄电池，18电池卡槽，19流量压力传感器，20天线，21集成电路板，22蝶形叶片，23密封圈，24逆变器，25太阳能板，26水流发电机，27卷边，28凹槽，29软垫，30法兰。具体实施方式实施例1，单阀直通式。如图1，图2，图4，一种无线智能电控蝶阀，包括由管道16及内部碟片式阀芯组成的阀座。阀座为单阀直通式结构，有一个阀芯，在阀芯的上方设置控制箱，控制箱与阀芯由转轴9连接。所述控制箱为带有顶盖2的箱体1，顶盖2与箱体1为卡扣式连接。在所述顶盖2为人字型，其顶部设置天线20、两侧面设置太阳能板25。在顶盖2与箱体1构成的空间内设置带有逆变器24的蓄电池17、集成电路板21、减速电机4。所述减速电机4与转轴9传动连接。所述阀芯包括固定于转轴9上的一对蝶形叶片22及与之对应的固定于管道16横截面内壁上的密封圈23。在箱体1与阀座之间设置圆盘11，在圆盘11上设置限位柱12左右两个，呈90度角；在箱体1内设置带有触杆51的触碰开关5左右两个，呈90度角，触杆51伸出箱体1底部孔后，置于限位柱12前方；在所述圆盘11上方于转轴9上固定设置水平指针14，并且指针14位于左右触杆51之间，亦即位于左右两个限位柱12之间。在管道16内壁上设置流量压力传感器19和水流发电机26。所述的集成电路板21包括无线通讯模块、供电模块、电压保护模块、电机驱动模块、烧写程序模块、信息采集模块，其中信息采集模块包括触碰开关信号接口、流量压力传感器接口，各模块之间物理电连接，并且各模块的接口分别与相对应的外部元件之间物理电连接。在箱体1底部设置电池卡槽18。减速电机4包括微电机42、减速箱41、六角套筒轴43。所述转轴9为六棱形与六角套筒轴43配合连接。在箱体1两侧壁上左右对称设置两个卡框3与减速箱41紧配合。所述的管道（16）为法兰式结构，其法兰（30）位于阀芯部位。所述的控制箱与阀座的连接方式为：所述箱体1的底部向下伸出带有内螺纹的支座10三个，在法兰30顶部设置矩形平台7，在圆盘11上向下伸出的卡条15一对与平台7卡紧配合；在所述圆盘11上开设有外孔6三个、内孔13四个、线孔8一个，圆盘11向上通过外孔6与支座10螺丝固定，向下通过内孔13与平台7螺丝固定。本实施例蓄电池17为2400mAH可充电锂电池。水流发电机26为输出电压6-12v，输出电流150mA，功率1w，工作环境水头压力3m-10m。微电机42的型号为FEC5500-7.4v-1.1R-Z2001，太阳能板25规格为0.9W，触碰开关5为市售V-152-1C25的行程开关，流量压力传感器19为preFLOW。实施例2，双阀三通式。如图3，本实施例与实施例1的区别在于，本阀体为双阀三通式结构，其管道16为T型结构，下端为进水端，与田间滴灌系统的出地桩相连。两侧为出水端，与支管软管相连，边沿设置突起的卷边27及凹槽28，并且在凹槽28内设置软垫29。两个控制箱分为主控箱A与副控箱B，其中副控箱B内只有减速电机4和触碰开关5，其顶部无天线20和太阳能板25。主控箱A内的集成电路板21与副控箱B中的减速电机4、触碰开关5电连接。流量压力传感器19和水流发电机26设置在三通式管道16入口端内壁上，两者分别与主控箱A电连接。工作时主控箱A中的集成电路板21也可控制副控箱B中的减速电机4，实现成本节约。与上述实施例不同的实施方式包括：卡框3有三个均匀布置，转轴9的截面为其它多边形形式，外孔6和支座10的数量为四个，内孔13有三个，卡条15两对围成矩形，顶盖2与箱体1为螺丝连接。

权利要求：1.一种无线智能电控蝶阀，包括由管道（16）及其内部碟片式阀芯组成的阀座，其特征在于：所述阀座包括双阀三通式和单阀直通式两种结构，其中双阀三通式有两个阀芯，单阀直通式有一个阀芯，在每个阀芯的上方设置控制箱，控制箱与阀芯由转轴（9）连接；所述控制箱为带有顶盖（2）的箱体（1），顶盖（2）与箱体（1）为装配式连接，在所述顶盖（2）的顶部设置天线（20）、顶面设置太阳能板（25）；在顶盖（2）与箱体（1）构成的空间内设置带有逆变器（24）的蓄电池（17）、集成电路板（21）、减速电机（4），所述减速电机（4）与转轴（9）传动连接；所述阀芯包括固定于转轴（9）上的一对蝶形叶片（22）及与之对应的固定于管道（16）横截面内壁上的密封圈（23）；在箱体（1）与阀座之间设置开度控制机构；在管道（16）内壁上设置流量压力传感器（19）和水流发电机（26）；所述的集成电路板（21）包括无线通讯模块、供电模块、电压保护模块、电机驱动模块、烧写程序模块、信息采集模块，其中信息采集模块包括触碰开关信号接口、流量压力传感器接口，各模块之间物理电连接，并且各模块的接口分别与相对应的外部元件之间物理电连接。2.如权利要求1所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于所述的开度控制机构的实现方式为：在箱体（1）与阀座之间设置圆盘（11），在圆盘（11）上设置限位柱（12）左右两个，呈90度角；在箱体（1）内设置带有触杆（51）的触碰开关（5）左右两个，呈90度角，触杆（51）伸出箱体（1）底部孔后，置于限位柱（12）前方；在所述圆盘（11）上方于转轴（9）上固定设置水平指针（14），并且指针（14）位于左右触杆（51）之间，亦即位于左右两个限位柱（12）之间。3.如权利要求2所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于所述箱体（1）内部具体布局方式为：在箱体（1）底部设置电池卡槽（18），减速电机（4）包括微电机（42）、减速箱（41）、六角套筒轴（43），所述转轴（9）为六棱形与六角套筒轴（43）配合连接；在箱体（1）两侧壁上设置若干个卡框（3）与减速箱（41）紧配合。4.如权利要求3所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于所述的管道（16）为法兰式结构，其法兰（30）位于阀芯部位。5.如权利要求4所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于所述的控制箱与阀座的连接方式为：所述箱体（1）的底部向下伸出带有内螺纹的支座（10）两个以上，在法兰（30）顶部设置矩形平台（7），在圆盘（11）上向下伸出的卡条（15）一对以上与平台（7）卡紧配合，在所述圆盘（11）上开设有外孔（6）若干、内孔（13）若干、线孔（8），圆盘（11）向上通过外孔（6）与支座（10）螺丝固定，向下通过内孔（13）与平台（7）螺丝固定。6.如权利要求5所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于：所述的支座（10）及外孔（6）为3个，内孔（13）为4个；所述的顶盖（2）的顶面为人字型结构，其上对称布置太阳能板（25）2块；所述顶盖（2）与箱体（1）为卡扣式连接；卡框（3）为对称设置的左右两个。7.如权利要求6所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于所述双阀三通式结构为：两个控制箱分为主控箱A与副控箱B，其中副控箱B内只设置减速电机（4）和触碰开关（5），其顶部无天线（20）和太阳能板（25）；主控箱A内的集成电路板（21）与副控箱B中的减速电机（4）、触碰开关（5）电连接，流量压力传感器（19）和水流发电机（26）设置在三通式管道（16）入口端内壁上，两者分别与主控箱A电连接。8.如权利要求6或7所述的无线智能电控蝶阀，其特征在于在所述管道（16）的管口边沿设置突起的卷边（27）及凹槽（28），并且在凹槽（28）内设置软垫（29）。

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