本發(fā)明涉及一種球閥。特別是涉及一種用于集中供熱的智能型球閥。

背景技術(shù)：

城市集中供熱管網(wǎng)的壓力需要保持在一個(gè)穩(wěn)定范圍內(nèi)才能夠平穩(wěn)運(yùn)行，才能夠保證管網(wǎng)內(nèi)各用戶(hù)的采暖溫度要求。集中供熱管道中的熱水，只有處于全封閉循環(huán)系統(tǒng)中才能傳導(dǎo)熱能。供熱管道內(nèi)熱水被泄放，供熱單位則需要補(bǔ)充冷水，嚴(yán)重影響供熱的溫度。同時(shí)，空氣進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)中形成氣堵，會(huì)使供熱系統(tǒng)中產(chǎn)生倒空現(xiàn)象，影響供熱的效果，甚至造成停熱事故。在實(shí)際運(yùn)行中某些時(shí)候居民供熱管網(wǎng)內(nèi)循環(huán)水會(huì)出現(xiàn)流失，此類(lèi)情況集中發(fā)生在家庭用戶(hù)和企業(yè)的進(jìn)戶(hù)節(jié)點(diǎn)處，分析原因集中于兩點(diǎn)：人為泄放供熱管道水和供熱管道意外破裂。

以上兩點(diǎn)原因，目前應(yīng)用的策略?xún)H能應(yīng)對(duì)人為泄放的問(wèn)題，采取的方案是向供熱循環(huán)水中加藥、加色素、加油或加臭味劑等化學(xué)制劑。如此一來(lái)，居民私自泄放的暖氣水，就帶有顏色或難聞的氣味，能夠在一定程度上抑制居民放水家用的現(xiàn)象。但是，添加化學(xué)制劑使運(yùn)營(yíng)成本增加，需要大量經(jīng)費(fèi)的連續(xù)投入。而且化學(xué)制劑對(duì)管網(wǎng)也有腐蝕作用，長(zhǎng)期使用后患無(wú)窮。同時(shí)，此種方案無(wú)法解決因意外情況造成管道破裂而產(chǎn)生的泄壓?jiǎn)栴}，還可能由于藥劑的添加使原本單純的漏水事故升級(jí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種將閥的調(diào)節(jié)及截止功能與信號(hào)反饋結(jié)合起來(lái)，能夠解決供熱系統(tǒng)惡意放水與意外漏水及溫度反饋問(wèn)題的智能型球閥。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種智能型球閥，包括具有進(jìn)水口、出水口以及位于進(jìn)水口和出水口之間用于調(diào)節(jié)水流量的球閥的閥體，所述閥體上設(shè)置有與所述的出水口相連用于檢測(cè)出水流量的止回閥組件，所述的閥體上還設(shè)置有與所述的球閥相連用于驅(qū)動(dòng)球閥通過(guò)自身的旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)水流量的球閥驅(qū)動(dòng)組件，所述閥體的下部設(shè)置有與閥體內(nèi)部相連用于檢測(cè)閥體內(nèi)水流溫度的測(cè)溫組件，所述球閥驅(qū)動(dòng)組件上設(shè)置有信號(hào)輸入端分別與所述止回閥組件和測(cè)溫組件相連用于采集閥體內(nèi)水流量信號(hào)和水流溫度信號(hào)的控制器，所述控制器的輸出端連接所述的球閥驅(qū)動(dòng)組件的輸入端，用于根據(jù)所采集的水流量信號(hào)通過(guò)球閥驅(qū)動(dòng)組件控制所述的球閥的旋轉(zhuǎn)角度。

所述的止回閥組件包括：H形螺母，所述H形螺母的下部通過(guò)外螺紋連接在閥體的上端口內(nèi)，所述H形螺母的上部凹槽口蓋有上端蓋，所述H形螺母的下部凹槽的下端口設(shè)置有位于閥體內(nèi)的下端蓋；所述H形螺母上部凹槽內(nèi)設(shè)置有與所述的控制器相連的磁感應(yīng)關(guān)；所述H形螺母下部凹槽內(nèi)通過(guò)磁鐵架設(shè)置有磁鐵，所述磁鐵架的下部貫穿所述下孔蓋位于閥體的出水口內(nèi)，所述磁鐵架的下部設(shè)置有閥瓣，其中，所述的閥瓣能夠在水流的作用下帶動(dòng)所述磁鐵架定軸旋轉(zhuǎn)一定角度，從而通過(guò)磁鐵的磁力導(dǎo)通或關(guān)閉磁感應(yīng)關(guān)。

所述的H形螺母與所述的閥體上端口之間設(shè)置有密封墊。

所述的磁感應(yīng)關(guān)為干簧管或接近開(kāi)關(guān)或霍爾開(kāi)關(guān)。

所述的測(cè)溫組件包括有與所述的控制器相連的測(cè)溫元件，所述測(cè)溫元件的測(cè)溫頭插入到球閥的過(guò)水通道內(nèi)，且置于水的封閉腔內(nèi)，所述測(cè)溫元件的下部固定體通過(guò)緊固螺母固定在所述閥體的底部開(kāi)口處，并通過(guò)密封圈密封。

所述的球閥驅(qū)動(dòng)組件包括有信號(hào)輸入端與所述的控制器相連的電機(jī)，一端通過(guò)連軸器與所述電機(jī)的輸出軸相連的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸的另一端貫穿所述閥體的上部開(kāi)口與所述的球閥的上端固定相連，從而在控制器的控制下通過(guò)驅(qū)動(dòng)球閥的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥體的水流量。

所述的傳動(dòng)軸的下部分是通過(guò)導(dǎo)向螺母設(shè)置在所述閥體的上部，所述導(dǎo)向螺母的外周還套有用于檢看傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)角度的刻度盤(pán)。

所述的控制器包括控制單元，分別與所述控制單元相連的用于接收遠(yuǎn)程控制信號(hào)的接收單元、用于進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳的發(fā)送單元、232通信單元和用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試使用的顯示單元，以及用于提供電源原電源接口電路，其中，所述的接收單元、發(fā)送單元和232通信單元分別通過(guò)通信接口連接通信總線，所述控制單元的GPIO端分別連接球閥驅(qū)動(dòng)組件中的電機(jī)、止回閥組件中的磁感應(yīng)關(guān)以及測(cè)溫組件中的測(cè)溫元件。

本發(fā)明的一種智能型球閥，當(dāng)水由右端進(jìn)入閥體，閥瓣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，觸動(dòng)干簧管，系統(tǒng)正常工作；當(dāng)進(jìn)入閥體水的流量很小或沒(méi)有時(shí)，閥瓣逐漸關(guān)閉，磁場(chǎng)對(duì)干簧管的作用消失，系統(tǒng)無(wú)法正常工作而關(guān)閉。水的溫度由溫度傳感器反饋給系統(tǒng)；水流量的調(diào)節(jié)與關(guān)斷，由球閥組實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的球閥功能單一、不能應(yīng)用于供熱自動(dòng)控制的問(wèn)題，成功的將閥的調(diào)節(jié)及截止功能與信號(hào)反饋結(jié)合起來(lái)，解決了供熱系統(tǒng)惡意放水與意外漏水及溫度反饋的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明智能型球閥的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明智能型球閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明智能控制器的整體結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中控制單元的電路原理圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中接收單元的電路原理圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)送單元的電路原理圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中232通信單元的電路原理圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例中通信接口的電路原理圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例中電源接口電路的電路原理圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例中顯示單元的電路原理圖。

圖中

1：閥體 11：進(jìn)水口

12：出水口 13：球閥

2：止回閥組件 21：下端蓋

22：密封墊 23：H形螺母

24：磁鐵 25：磁鐵架

26：磁感應(yīng)關(guān) 27：上端蓋

28：閥瓣 3：球閥驅(qū)動(dòng)組件

31：電機(jī) 32：連軸器

33：傳動(dòng)軸 34：導(dǎo)向螺母

35：刻度盤(pán) 4：測(cè)溫組件

41：緊固螺母 42：密封圈

43：測(cè)溫元件 431：測(cè)溫頭

432：下部固定體 5：控制器

51：控制單元 52：接收單元

53：發(fā)送單元 54：通信接口

55：232通信單元 56：顯示單元

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種智能型球閥做出詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種智能型球閥，包括具有進(jìn)水口11、出水口12以及位于進(jìn)水口11和出水口12之間用于調(diào)節(jié)水流量的球閥13的閥體1，所述閥體1的進(jìn)水口處還設(shè)置有壓緊體6。所述閥體1上設(shè)置有與所述的出水口12相連用于檢測(cè)出水流量的止回閥組件2，所述的閥體1上還設(shè)置有與所述的球閥13相連用于驅(qū)動(dòng)球閥13通過(guò)自身的旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)水流量的球閥驅(qū)動(dòng)組件3，所述閥體1的下部設(shè)置有與閥體1內(nèi)部相連用于檢測(cè)閥體1內(nèi)水流溫度的測(cè)溫組件4，所述球閥驅(qū)動(dòng)組件3上設(shè)置有信號(hào)輸入端分別與所述止回閥組件2和測(cè)溫組件4相連用于采集閥體1內(nèi)水流量信號(hào)和水流溫度信號(hào)的控制器5，所述控制器5的輸出端連接所述的球閥驅(qū)動(dòng)組件3的輸入端，用于根據(jù)所采集的水流量信號(hào)通過(guò)球閥驅(qū)動(dòng)組件3控制所述的球閥13的旋轉(zhuǎn)角度。

如圖2所示，所述的止回閥組件2包括：H形螺母23，所述H形螺母23的下部通過(guò)外螺紋連接在閥體1的上端口內(nèi)，所述的H形螺母23與所述的閥體1上端口之間設(shè)置有密封墊22。所述H形螺母23的上部凹槽口蓋有上端蓋27，所述H形螺母23的下部凹槽的下端口設(shè)置有位于閥體1內(nèi)的下端蓋21；所述H形螺母23上部凹槽內(nèi)設(shè)置有與所述的控制器5相連的磁感應(yīng)關(guān)26，所述的磁感應(yīng)關(guān)26為干簧管或接近開(kāi)關(guān)或霍爾開(kāi)關(guān)。所述上端蓋27上開(kāi)有磁感應(yīng)關(guān)26與所述控制器5相連接的過(guò)線孔；所述H形螺母23下部凹槽內(nèi)通過(guò)磁鐵架25設(shè)置有磁鐵24，所述磁鐵架25的下部貫穿所述下孔蓋21位于閥體1的出水口12內(nèi)，所述磁鐵架25的下部設(shè)置有閥瓣28，其中，所述的閥瓣28能夠在水流的作用下帶動(dòng)所述磁鐵架25定軸旋轉(zhuǎn)一定角度，從而通過(guò)磁鐵24的磁力導(dǎo)通或關(guān)閉磁感應(yīng)關(guān)26。

當(dāng)水由閥體1右端進(jìn)入閥體，閥瓣28發(fā)生偏轉(zhuǎn)，觸動(dòng)磁感應(yīng)關(guān)26，系統(tǒng)正常工作；當(dāng)進(jìn)入閥體1的水的流量很小或沒(méi)有時(shí)，閥瓣28逐漸關(guān)閉，磁場(chǎng)對(duì)磁感應(yīng)關(guān)26的作用消失，系統(tǒng)無(wú)法正常工作而關(guān)閉。即閥瓣28處于零位時(shí)，閥門(mén)1關(guān)閉。

所述的測(cè)溫組件4包括有與所述的控制器5相連的測(cè)溫元件43，所述測(cè)溫元件43的測(cè)溫頭431插入到球閥13的過(guò)水通道內(nèi)，且置于水的封閉腔內(nèi)。所述測(cè)溫元件43的下部固定體432通過(guò)緊固螺母41固定在所述閥體1的底部開(kāi)口處，并通過(guò)密封圈42密封。水的溫度由測(cè)溫元件43反饋給控制器5；水流量的調(diào)節(jié)與關(guān)斷，由控制器5通過(guò)控制球閥驅(qū)動(dòng)組件3驅(qū)動(dòng)球閥實(shí)現(xiàn)。當(dāng)溫度低于要求值，系統(tǒng)的供水溫度或流量適當(dāng)調(diào)節(jié)，滿足供熱溫度的要求。

所述的球閥驅(qū)動(dòng)組件3包括有信號(hào)輸入端與所述的控制器5相連的電機(jī)31，一端通過(guò)連軸器32與所述電機(jī)31的輸出軸相連的傳動(dòng)軸33，所述傳動(dòng)軸33的另一端貫穿所述閥體1的上部開(kāi)口與所述的球閥13的上端固定相連，從而在控制器5的控制下通過(guò)驅(qū)動(dòng)球閥13的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥體1的水流量。所述的傳動(dòng)軸33的下部分是通過(guò)導(dǎo)向螺母34設(shè)置在所述閥體1的上部，所述導(dǎo)向螺母34的外周還套有用于檢看傳動(dòng)軸33旋轉(zhuǎn)角度的刻度盤(pán)35。

所述控制器5包含16位模擬量轉(zhuǎn)換通道，能夠接收4-20mA或0-5V的儀表用模擬信號(hào)，也可以通過(guò)Modbus等現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議接收數(shù)字式儀表的信號(hào)。智能控制器與集中控制中心之間采用Mbus總線協(xié)議，便于集中測(cè)量信息，遠(yuǎn)程更改控制閥參數(shù)和數(shù)據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)控。搭配GPRS等遠(yuǎn)程通訊模塊能實(shí)現(xiàn)有線或無(wú)線通訊。智能控制系統(tǒng)能通過(guò)晶閘管或繼電器等方式搭配不同種類(lèi)的電控執(zhí)行部件，用于驅(qū)動(dòng)閥的關(guān)斷機(jī)構(gòu)。

如圖3所示，所述的控制器5包括控制單元51，分別與所述控制單元51相連的用于接收遠(yuǎn)程控制信號(hào)的接收單元52、用于進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳的發(fā)送單元53、232通信單元55和用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試使用的顯示單元56，以及用于提供電源原電源接口電路，其中，所述的接收單元52、發(fā)送單元53和232通信單元55分別通過(guò)通信接口54連接通信總線MBUS，所述控制單元51的GPIO端分別連接球閥驅(qū)動(dòng)組件3中的電機(jī)31、止回閥組件2中的磁感應(yīng)關(guān)26以及測(cè)溫組件4中的測(cè)溫元件43。其中：

所述的控制單元21可以采用型號(hào)為MSP430或LPC1768等控制芯片。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例是采用型號(hào)為STM32F103的控制芯片。

所述的接收單元22和發(fā)送單元23主要任務(wù)是通過(guò)圖5和圖6的電路完成數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)送和接受，具體過(guò)程符合MBUS協(xié)議的通訊標(biāo)準(zhǔn)。

所述的232通信單元25可以采用型號(hào)為SP3232或MAX3250的串口通信芯片。如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例是采用型號(hào)為MAX3232CSE的通信芯片，MAX3232CSE的肢13和腳14是串口芯片的接收和發(fā)送端。

所述的通信接口24如圖8所示，分別提供了232通訊接線端子、485通訊接線端子、MBUS通訊接線端子。所述的電源接口電路如圖9所示。所述的顯示單元26如圖10所示。

本發(fā)明的一種智能型球閥，閥體1中的球閥13在控制器5、傳動(dòng)軸33作用下旋轉(zhuǎn)一定角度，即可調(diào)節(jié)流量大??；當(dāng)控制器5接到系統(tǒng)信號(hào)后，控制傳動(dòng)軸33驅(qū)動(dòng)球閥13旋轉(zhuǎn)90度，即可關(guān)斷閥門(mén)1。