CN101101068A - 一种智能阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种智敏智能阀门，阀门有智敏智能材料，能自动感知阀门外环境条件的变化。依据阀门外环境条件变化，依靠智敏智能材料的变形，自动开通或关闭阀门，达到自动控制阀门的目的。本智敏智能阀门不依靠电力等外来动力，结构简单实用。

Description

一种智能阀门

技术领域

本发明涉及阀门，是依据阀门周围环境自动控制流体通断的阀门。

技术背景

目前依据环境条件自动控制的阀门，所依据的主要是用电子仪器的检测技术，以电动作为阀门开关的动力。其缺点是设备复杂，在无电力的环境中不便使用。人们普遍希望有一种结构简单，方便使用的自控阀门。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单的智能自控阀门。

本发明的解决方案是：在阀门的气液通道外，放置有不与阀门内的气液通道内的液、气流体直接接触，但能感知阀门外周围环境中气、液介质，依据周围环境气、液介质的种类、浓度条件的变化而改变自身体积或形状的智敏智能元件；智敏智能元件是用自身体积或形状的变化提供阀门自动开关的动力的动力件，或提供阀门开关定位限制的定位件；智敏智能元件依据阀门外环境的变化，自动控制本阀门的开关；包括智敏智能元件控制的一级阀门、多级阀门。

本智能阀门的智敏智能元件感知阀门外环境中介质的种类、浓度变化，环境中介质条件变化直接引起智敏智能元件发生体积变化或形状变化。智敏智能元件用自身变化作动力，或作为定位限制条件，在外动力的推动下，开通或关闭本阀门。智敏智能元件用自身体积或形状变化，使阀门开启量变化，调节阀门开启量，用阀门或大或小的开启量，调节流体的流量、流速。

本智能阀门的智敏智能元件不与气液通道内的液、气介质流体直接接触，不受气液通道内液、气介质的直接影响。但气液通道内液、气体，包括水、油、溶液、乳液、气通过本阀门后，可从气液通道内流出，进入阀门周围的环境中，影响阀门周围的环境，进而用阀门周围环境变化，影响本阀门智敏智能元件，使智敏元件发生相应的变化，智敏智能元件用这种变化开关本阀门，达到自动控制阀门的目的。

阀门气液通道外的智敏智能元件包括对水有感应的湿敏元件、对气体有感应的气敏元件、对PH值有感应的智敏元件、对油有感应的油敏元件、对有机液体、气体介质有感应的智敏元件、对无机气体、液体介质有感应的智敏元件。

气液通道外的智敏智能元件，包括感应环境条件变化而自身体积膨胀收缩的智能元件，利用自身体积膨胀或收缩作为开关阀门的动力，或利用智敏智能元件膨胀或收缩变化后的体积形状，作为开关阀门的定位件。

气液通道外的智敏智能元件，包括感应环境条件变化而自身改变形状的智能元件，利用自身形状的变化作为关闭阀门的动力，或作为关闭阀门的定位件。包括复合智敏材料，由两种不同膨胀收缩系数的智能材料复合组成，或由有膨胀收缩特性的材料与无明显膨胀收缩特性的承力材料复合组成。

气液通道外的智敏智能元件，包括湿敏元件，在环境湿度大时吸收环境中的水，引起感湿元件自身体积变化或形状变化，利用变化关闭阀门。环境湿度小时，湿敏元件脱水，自身体积形状又有相反的变化，开通阀门。

阀门内的气液通道包括管壁不透过液、气的软管，软管包括软橡胶管、软塑料管、薄金属管、纤维织物涂塑管。智敏智能元件感受环境变化后，在软管外收缩、膨胀或变形，压迫软管将软管压瘪，使管内流体断流。智敏智能元件解除对软管压迫后，软管内流体恢复流通。在无外压力时软管的形状包括圆形管、椭圆形管、多边形管、预压瘪边缘接触中心凸起形成通道的管、预压成边缘接触的管、由片状膜粘接构成的管。

限制性承力结构件将智敏智能元件与软管箍住，这样智敏元件膨胀或变形时，因限制性承力结构件限制了元件膨胀或变形的空间，可将软管压瘪，截断气液通道内流体。承力限制性结构件包括能通过液、气的外壳、C型架、框架、承力纤维袋、承力纤维圈；包括刚性、弹性限制性结构件；包括用某些种类的智敏材料作为其他智敏材料的限制性承力结构件。

在中央有孔洞的收缩膨胀特性的智敏元件的孔洞中通过软管，在智敏元件收缩时压瘪软管。或用横梁连接智敏元件，智敏元件收缩时用横梁压瘪软管。

为了更好压瘪软管，设置辅助截流装置，包括在软管外放置辅助施压的硬性平板或齿板；包括在软管内放置柔软易变形而不易透液、气材料，包括在软管外放置柔软易变形弹性材料，辅助截流。

阀门内气液通道包括不容易透过管内液、气的硬管，阀门有阀板或阀芯。智敏元件在管外收缩膨胀或变形，带动阀门的阀板、阀芯动作，使阀门开或关。

阀门气液通道包括渠道或输液槽，有阀板。智敏智能元件在渠外或槽外收缩膨胀或变形，带动渠道或输液槽阀门的阀板开或关。

智敏元件变形将气液通道的液、气流截止后，智敏元件的体积、形状可能还继续变化。可用弹性体，包括弹簧、弹性垫片、弹性框架，用弹性变形的方式吸收这些多余的变化。包括用金属弹簧、有机体弹簧、橡胶、泡沫橡胶弹性体吸收智能元件多余的变化。

为了调节阀门开始通、截流体的条件，设置有调节机构，包括螺丝、斜面板、齿条、可调活动件、可调承力限制件、杠杆，调节阀门在适当的条件开闭。

阀门在智敏元件截气、液后，在环境变化后阀门的恢复通气、液动作，可利用包括重力、复位弹簧、智敏元件体积变化力、智敏元件作为定位件用外力作用、气液通道内流体压力恢复流通，包括用有弹性的软管的弹力使管恢复原形，恢复流通，包括将软管的压瘪处用胶粘、机械连接的方法与压住软管的智敏元件、平板、齿板连接，使关闭的阀门打开。

为了防止土壤、泥浆、灰尘等固体颗粒对阀门的干扰，设有过滤件。包括通孔板、滤布、滤板、有微通孔的外壳将智敏智能元件与固体干扰因素隔离，同时使阀门周围外环境与智敏元件有气、液介质的连通。

为了有利于环境中液、气介质对的智敏元件渗透作用，可用助渗透性纤维，包括亲水性纤维、亲油性纤维将智敏元件与外环境连接，使液气沿纤维渗透。

包括智敏智能元件与承力件、管道只有平面滑动接触连接。包括智敏智能元件与承力件、管道有直接、间接的粘结，燕尾块连接，有连接件捆扎件的机械连接。

本阀门可安装弹簧，用弹簧储存能量，快速触发，迅速开通或关闭阀门，使智敏阀门成为瞬间动作阀门，其机械原理类似有速动功能的电器开关。

智敏智能元件的材料包括块状、片状、纤维状、粉粒状、织物状的智敏智能材料。材料内部包括材质均匀的，包括材料内部含有孔隙的。包括智敏材料单独使用；包括将智敏材料包裹、捆扎、堆积、叠合串接使用。包裹、捆扎智敏元件的材料包括弹性材料，包括透液、气材料。

智能元件的材质，包括无机材料，包括膨润土；包括天然有机材料及衍生物，包括淀粉类、纤维素类、蛋白质类、竹木、明胶；包括合成有机材料，包括聚烷烃类、聚乙烯醇类、聚丙稀酸类、聚氧乙烯类、羟C1-C4烷基丙烯酸盐聚合物、羟C1-C4烷基丙烯酸酯聚合物、聚酰亚胺、遇水膨胀橡胶、遇油膨胀橡胶、聚酯、聚苯乙烯、乙酸乙烯酯、酚醛树脂、聚茚、聚马来酸酐、聚砜、聚乙烯基吡咯烷酮、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰氨、聚丙烯睛、聚N-乙烯基乙酰胺、聚乙二醇，及其这些材料的衍生物。

智能元件的材质，包括多种材料用枝接、嵌段、共混制作的改性材料，包括用多种材料分层叠合、包裹覆盖、混合的复合材料、由两种或多种不同变形特性材料复合的材料。

智能元件的材料包括含有增强亲水性、增强亲油性、增强强度的助剂；防氧降解、防生物降解、防热降解、防光降解的助剂，增加元件使用时间；或含有促进降解的助剂，在元件超过使用时间后自动降解，利于达到环保要求。

可用压力罐、高位液罐、水池、水泵、气泵、公用供水管道作为流经本阀门的气、液体来源。

可安装多级管道、多级阀门。从直接安装智敏元件的一级控制阀门流出的液体，流入浮力池，池中浮力体浮起，带动主水道的主阀门打开，主水道通水。若智敏元件控制的控制管道的液体关断，浮力池无液进入，池底部有泄流口将池中液体卸出，浮力体下降，主水道的主阀门关断。泄流口的流量小于控制通道的液流量，可在一级控制阀门开通时保持浮力池水位，保证在控制通道输入足够液流时，使主水道的阀门开通。这样方便控制大流量液体的流动与停止。可设置一个或几个浮力池、浮体、阀门。

用直接安装智敏智能元件的一级控制阀门流过的气液体，进入压力缸、可膨胀收缩囊、重力罐。用压力缸、胀缩囊、重力罐的形状或重量变化，控制二级阀门，用流过一级控制阀门的流体的压力或重力，控制二级主阀门的开或关。二级压力缸、膨胀收缩囊、气液压阀门、重力罐也有流量小于一级阀门流体流量的泻流口，在一级阀门关闭时泄掉压力缸、胀缩囊、气液压阀门、重力罐内的气液体，关闭二级阀门。可单独设置泻流口，也可利用缸筒与活塞杆之间的间隙、气液压阀门活动件之间的间隙泄流。

在一条管道上安装两个或多个阀门，可用本智敏阀门与其他截止阀、调节阀、自动控制阀共同使用。可用多条管道并联安装多个本智敏阀门、在一条管道串联安装多个本智敏阀门。可用同或不同材质、型号的智敏阀门串并联使用。

本发明的阀门用于田地、花盆、种植床、建筑屋顶、壁挂的植物灌溉系统，将阀门置于种植床中或土壤上，阀门下游的水管有一个或多个出水口。在种植土含水少干燥时，本阀门由智敏元件监测控制，自动开通水路，从出水口流出水或喷出水进行灌溉。用流过本阀门的水灌溉土壤，使土壤湿润后，阀门的智敏元件吸收土壤中的水引起体积变化，关闭水路，停止灌溉。若降雨或其他方式的灌水等使土壤湿润后，阀门也自动关闭水路停止灌溉。土壤水分蒸发后，土壤干燥后，智敏智能元件也干燥而自动接通水路灌溉。可达到自动灌溉植物，节水，创造利于植物生长的环境的目的。

本发明的阀门用于空气湿度调节，将阀门置于空气中，在空气含水量少时，阀门自动开通水路或蒸汽通路，使空气加湿；空气湿润后，阀门的智敏元件吸收空气中的水蒸汽，引起体积变化，关闭本阀门水路，停止加湿。空气水份减少后，本阀门又自动接通水路给空气加湿。

本发明的阀门用于化学、工农业需要依据环境而开闭的气液通道系统中，在环境条件变化时，本阀门由智敏智能元件控制，自动开通或关闭阀门管路。可使用简单设备自动控制生产。

本发明的阀门利用智敏智能元件直接控制阀门的开关，结构简单，不用电力，方便使用。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

图4是本发明实施例4的结构示意图。

图5是本发明实施例5的结构示意图。

图6是本发明实施例6的结构示意图。

图7是本发明实施例7的结构示意图。

图8是本发明实施例8的结构示意图。

图9是本发明实施例9的结构示意图。

图10是本发明实施例10的结构示意图。

图11是本发明实施例11的结构示意图。

图12是本发明实施例12的结构示意图。

图13是本发明实施例13的结构示意图。

图14是本发明实施例14的结构示意图。

图15是本发明实施例15的结构示意图。

图16是本发明实施例16的结构示意图。

图17是本发明实施例17的结构示意图。

图18是本发明实施例18的结构示意图。

图19是本发明实施例19的结构示意图。

图20是本发明实施例20的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示：恒湿箱内的智敏智能阀门有块状的聚乙烯醇凝胶材质的智敏智能元件(1)，智敏元件(1)内部有众多微细通孔，利于水气渗透，是干缩湿涨性质的湿敏元件。加湿输水塑料软管(2)是两片多层塑料复合薄膜在边缘热压粘结的软管，壁不透水，管内水不直接影响湿敏元件。有刚性承力框架(3)箍住软管(2)与湿敏元件(1)。恒湿箱内环境空气湿度小时，湿敏元件(1)干缩，软管(2)内通水。水流出水管，进入恒湿箱，水蒸发使空气湿润，恒湿箱内环境湿度大后，湿敏元件(1)吸收空气中的水蒸汽而膨胀，因框架(3)的限制，膨胀的湿敏元件(1)压瘪软管(2)，软管(2)内水流截止，无水进入恒湿箱。箱内环境湿度变小后，湿敏元件(1)干缩，解除了对软管的压迫，软管(2)内再次通水，水流过阀门进入恒湿箱加湿。图中显示本阀门开启水路状况。

实施例2：如图2所示：植物灌溉用智敏智能阀门的输水塑料软管(7)是聚乙烯材质的圆管管壁不透水，管内水不直接影响湿敏元件。软管(7)外粘结有燕尾块(9)。阀门内有2-羟甲基聚丙烯酸酯凝胶材质的智能智敏元件(5)，是干缩湿涨性质的湿敏元件。有刚性框架(3)箍住软管(7)与湿敏元件(5)及辅助截流的刚性平板(6)。智敏阀门埋于花盆土壤表层下3厘米。输水管在阀门的下游有多个出液口(8)，出水口在土壤中。土壤的环境湿度小时，湿敏元件(5)干缩，软管(7)内通水，水流过阀门，从置于土壤中的管(7)的出液口(8)流出，灌溉土壤。土壤湿度变大后，湿敏元件(5)吸收土壤中的水膨胀，因框架(3)的限制，湿敏元件(5)压向平板(6)，压瘪软管(7)将软管(7)内水流截止，无水流入土中。环境湿度变小后，湿敏元件(5)随之失水干缩，干缩的湿敏元件(5)拉动与软管(7)粘结的燕尾块(9)将压瘪的软管(7)拉起恢复圆形，软管(7)内再次通水。有调节螺丝(10)，将调节螺丝(10)拧紧，可使阀门在环境湿度较小时开始截断水流，水流量也小；拧松螺丝(10)可使阀门在环境湿度较大时开始截水。智敏阀门埋在土中，有滤布(4)将框架(3)及湿敏元件(5)包住，防止泥浆中的固体颗粒进入阀门，干扰阀门动作。湿敏元件中含有防霉防腐剂、防老化剂。用高位储水瓶作为水源，储水瓶兼作插花瓶，储水瓶底部有出水口安装水管(7)，水管(7)是颜色形状模仿树枝，并在阀门外粘有装饰树叶的塑料管，有装饰作用。在一个花盆内并联安装两条输水管，在一条输水管串联安装有两个智敏阀门，共用四个智敏阀门，可减小输水故障率。

实施例3：如图3所示：农田灌溉用二级智敏智能阀门一级阀门的输水软管(16)是橡胶材质的软管管壁不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管外有遇水膨胀聚氨酯橡胶材质的智敏智能元件(17)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件埋在土中，湿敏元件(17)是纤维状材料，有橡胶弹性条(12)将湿敏元件(17)丝及齿板框架捆扎住。有承力的框架(3)箍住软管(16)与湿敏元件(17)及齿板(18)。框架(3)有螺孔，安装调节螺丝(10)，拧动螺丝(10)，螺丝顶动平板(6)，可调节对软管(16)所施加的压力。在输水管(16)的中心轴线附近，湿敏元件(17)、输水管(16)与框架(3)有用胶连接的胶结点(19)。湿敏元件干缩时，可通过胶结点拉动压瘪的软管(16)恢复为圆形。智敏阀门埋于土壤中。输水管在阀门的下游有出液口(8)。土壤的环境湿度小时，湿敏元件(17)干缩，软管(16)内通水，水流过阀门，从管的出液口(8)流出，流入浮力池(13)，浮力池中的浮体(20)浮起，浮体(20)连接阀板架(11)带动灌溉主渠道(21)的二级阀门的闸板(22)上升，主渠道(21)中的水流进田地灌溉土壤。土壤湿度变大后，湿敏元件(17)吸水膨胀，有亲水性纤维(14)连接阀门外土壤和湿敏元件(17)，辅助传湿。因承力框架(3)的限制，膨胀的湿敏元件(17)推动齿板(18)压住软管(16)，将软管(16)内水流截止。浮力池(13)停止进水，浮力池(13)底部的泻水口(24)将池中水泻出，浮体(20)下降，闸板(22)下降，主渠道(21)下游的水停止流动，无水进入田地。田地土壤湿度变小后，湿敏元件(17)干缩，通过胶结点(19)将压瘪的软管(16)拉起，软管(16)内再次通水，水进入浮力池(13)，使闸板(22)上升，田地再次得到浇灌。浮力池(13)底部的泻水口(24)的泻水量，小于由水管(16)流进浮力池(13)的水量，可维持池(13)内水位，多余的水由池(13)上部溢出，浮力池(13)流出的水也用于浇灌田地，但不直接浇灌湿敏元件(17)附近的田地，不直接影响湿敏元件(17)附近的土湿度。浮力池(13)上部有防雨罩。橡胶湿敏元件(17)中含有防霉防腐剂、防老化剂。

实施例4：如图4所示：种植植物的花盆(23)的上部有储水槽(15)，水槽下部有出水口(25)，口(25)外有智敏智能阀门的带微孔的承力外壳(28)，外壳与储水槽连为一体，壳内有湿敏元件(26)，橡胶阀板(27)。智敏元件(26)是中心为聚丙烯酰胺与纤维素共聚树脂材质、外面包裹薄层聚氧乙烯树脂的湿敏元件，是干缩湿涨性质的湿敏元件。花盆土壤湿度小时，湿敏元件(26)干缩，橡胶阀板(27)松动，水流过出水口(25)，从外壳出液口(8)进入花盆，灌溉土壤。土壤湿度大后，土中的水透过外壳(28)壁，使湿敏元件(26)吸收水而膨胀，因外壳(28)的限制，膨胀的湿敏元件(26)推动阀板(27)压紧堵住出水口(25)将水流截止。土壤中水分蒸发湿度变小后，湿敏元件(26)随之失水干缩，湿敏元件(26)干缩，阀板(27)与出水口(25)之间出现缝隙，水流出阀门，浇灌花盆中土壤。外壳包围智敏元件，外壳有微孔隙可透过水，同时过滤固体颗粒，防止固体进入外壳内。橡胶阀板(27)与外壳(28)为水密粘接，从出水口(25)流出的水不直接从阀板(27)处进入外壳(28)。

实施例5：如图5所示：蘑菇种植床有输水管道，管道在培养基表层以上有喷雾口，控制输水的智敏智能阀门埋于蘑菇培养基质表层3厘米下。阀门外的管道是塑料硬管，阀门下游硬管有在培养基上的喷水口。阀门内是输水塑料软管(32)，软管是边缘预压接触、中心凸起呈椭圆型的弹性软管，管不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管(32)外有湿敏元件(31)是装在布袋(29)中的膨润土材质干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件与软管之间有齿条板(18)，有球型的弹性橡胶外壳(33)箍住软管(32)与湿敏元件(31)。外壳(33)有多个微细通孔使培养基中水汽与湿敏元件相通，同时过滤阻挡固体。环境湿度小时，湿敏元件(31)干缩，软管(32)内通水，水从智敏阀门下游的硬管的多个喷口喷出，喷水雾给培养基和蘑菇加湿。培养基浇水后环境湿度大时，湿敏元件(31)吸水膨胀，因外壳(33)的限制，湿敏元件(31)推动齿板(18)，齿板的齿条压瘪软管(32)将软管内水流截止。湿敏元件(31)继续吸水膨胀，弹性橡胶外壳(33)被拉长，吸收湿敏元件多余的膨胀。无水进入培养基，培养基变干后；湿敏元件(31)随之干缩，首先外壳(33)恢复原形，湿敏元件继续干缩，解除对软管(32)压迫，软管内压力水再次通过阀门，浇灌土地。图中为阀门通水状况。本阀门外管路的上游串联安装截止阀。

实施例6：如图6所示：谷物发酵的发酵缸内的谷物料中有智敏智能阀门，阀门输水软管(2)是两片塑料膜边缘热压粘合、中心凸起呈椭圆型的弹性管，管内有柔软的辅助止水膜(37)，管不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管(2)外有丝状聚氧乙烯材质的智敏智能元件(34)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件与软管之间有刚性齿条板(18)。有圆筒状的柔性纤维织物袋承力外壳(36)包裹软管(2)与湿敏元件(34)、齿板(18)。织物外壳有微小直径的众多通孔使水、汽在壳内外相通，同时滤除固体，防止固体进入外壳，还有亲水纤维穿透外壳。环境湿度小时，湿敏元件(34)干缩，软管(2)内通水，从阀门下游的出水口流出，给谷物加湿；谷物湿润，环境湿度变大时，水由亲水纤维(14)辅助渗入湿敏元件，湿敏元件(34)吸水膨胀，因外壳(36)的限制，湿敏元件(34)推动齿板(18)，齿板的齿条压住软管(2)，将软管(2)压瘪，管内水流截止。辅助止水膜(37)在管内受压变形，辅助封死软管(2)内间隙，将水管封严。湿敏元件(34)继续吸水膨胀，弹性垫片(35)被压缩，吸收湿敏元件(34)多余的膨胀。环境湿度变小后，亲水纤维(14)传湿，湿敏元件(34)干缩，垫片(35)先恢复形状，然后软管(2)恢复成椭圆型，管(2)内再次通水。图中显示本智能阀门通水状况。本阀门外管路串联安装截止阀。

实施例7：如图7所示：蔬菜种植温室的灌溉渠(21)供水系统在农田土壤表层下有智敏智能阀门的智敏智能元件，阀门的智敏智能元件是叠合的薄片状聚丙烯睛-淀粉枝接凝胶树脂材质的湿敏元件(38)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件(38)树脂片内部有众多相通的微孔洞利于水渗透，树脂干缩时孔径10nm-10000nm。亲水的纤维(14)连接土壤与湿敏元件(38)内部。有杠杆(39)连接湿敏元件与输水渠道阀板(40)，环境湿度小时，湿敏元件(38)干缩，阀板(40)上升，渠道内通水，从阀门下游的出水口流出，浇灌田地。土壤湿润，湿度变大时，亲水纤维(14)以毛细作用吸水，将土壤中的水传递给湿敏元件(38)，湿敏元件(38)吸水膨胀，顶起平板(41)顶动杠杆(39)的一端，杠杆(39)绕固定轴(42)转动，杠杆(39)另一端推动阀板(40)下降，渠道(21)内水流截止，停止灌溉。土壤水分蒸发，土壤环境湿度变小后，湿敏元件(38)干缩，湿敏元件(38)作为定位件给杠杆(39)定位，配重(43)带动杠杆(39)下降，杠杆(39)一端压在湿敏元件(38)上，杠杆(39)另一端拉起阀板(40)上升，渠道再次通水灌溉用地。移动转轴(42)在杠杆(39)上的位置，可使阀门在不同的土壤湿度中开始通、截水。

实施例8：如图8所示：蔬菜种植园土壤表层内有智能阀门，阀门内外管道是硬管(47)。管不透水，管内水不直接影响湿敏元件。有弧形滑道(45)内装有弯曲状的智敏智能元件(46)，智能元件通过粘结连接搬把(49)，进一步连接转阀阀芯(48)。智敏元件(46)是丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯醇解共聚掺合木屑的树脂，是干缩湿涨性质的湿敏元件。环境湿度小时，湿敏元件(46)干缩拉动阀芯(48)转动，开通水路，管道内通水，从阀门下游的地面以上的出水口的喷雾头喷出，水雾喷在植株上，浇灌田地。土壤环境湿度变大时，湿敏元件(46)吸水膨胀，沿滑道(45)转动，顶动搬把(49)转动，与搬把(49)相连的阀芯(48)转动闭死水道，管道(47)内水流截止，停止灌溉。土壤水分蒸发，土壤环境湿度变小后，湿敏元件干缩，拉动搬把(49)、阀芯(48)转动，输水管(47)内再次通水，灌溉田地。

实施例9：如图9所示：活动壁挂式植物种植床内，无土栽培基质的膨胀蛭石中的智敏智能阀门有输水橡胶软管(16)，管不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管(16)外包裹有球型的智敏智能元件(55)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件(55)有两层，由外层吸湿膨胀系数小但力学强度高、延伸性低的聚乙烯醇凝胶(56)，包裹着内层吸湿膨胀系数大的聚乙烯醇凝胶(57)所构成，智敏阀门置于蛭石表层下2厘米。蛭石湿度小时，湿敏元件(55)干缩，软管(16)内通压力水，由阀门下游的出水口(8)流出，浇灌植物。蛭石中环境湿度变大，湿敏元件(55)吸水膨胀，内层的聚乙烯醇(57)吸湿膨胀大，因外层吸湿膨胀系数小的聚乙烯醇(56)材料的限制，湿敏元件(55)压住软管(16)将软管(16)内水流截止。管(16)内水断流后，蛭石逐渐变干，湿敏元件随着变干收缩，内层聚乙烯醇(57)收缩大，外层聚乙烯醇(56)收缩小，智敏元件对软管(16)的压力逐渐消除，软管(16)先小流量通水，维持蛭石湿度；水的蒸发量变大，湿度进一步变小，湿敏元件(55)进一步收缩，对软管(16)压力进一步减小，软管(16)恢复成圆型，管(16)内通水量变大，流过更多的水浇灌蛭石。湿敏元件(55)的聚乙烯醇中含有防降解助剂。本阀门外管路的上游串联安装截止阀。图中显示本智能阀门开启水路时的状况。

实施例10：如图10所示：建筑屋顶绿化的植物种植床中有灌溉输水管道，有智敏智能阀门埋于深8厘米的土壤中；输水管道在阀门外是塑料硬管，在阀门内是输水塑料软管(2)，软管(2)是两片塑料膜热压粘合的中心凸起呈椭圆型的弹性管，管不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管(2)外包裹有湿敏元件(58)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件(58)有管状外层，湿敏元件外层是吸湿膨胀系数小但力学强度高、延伸率低的聚苯乙烯-二乙烯苯凝胶(59)，元件内层是吸湿膨胀系数大的丙烯酸-丙烯酰胺共聚树脂凝胶(60)，软管(2)与湿敏元件之间有齿板(18)、弹性泡沫橡胶片(35)，智敏阀门置于培养基中。环境湿度小时，湿敏元件(58)干缩，软管(2)内通水，由置于阀门下游的出水口流出。环境湿度变大，内层的丙烯酸-丙烯酰胺树脂(60)吸湿后膨胀大，因外层环绕的膨胀系数小的聚苯乙烯-二乙烯苯(59)凝胶材料的限制，湿敏元件(58)压动齿板(18)，齿板(18)压瘪软管(2)将软管(2)内水流截止。管(2)内水断流后，无水加入种植床，种植床变干，湿敏元件(58)随着变干收缩，内层丙烯酸-丙烯酰胺(60)收缩大，外层聚苯乙烯和二乙烯苯(59)材料收缩小，对软管(2)的压力消除，软管(2)恢复成椭圆型，管(2)内再次通水，灌溉。弹性泡沫橡胶片(35)可吸收湿敏元件多余的膨胀。附图中显示的是本智敏阀门截断水流时的状况。水来自公共管道供水系统。并联安装多条灌溉管道，多个智敏阀门。在智敏阀门管道的上游安装有手动截止阀和可调时间间隔自动截止阀。时间控制截止阀定时开通与关闭。在时间控制阀开通期间，若种植床湿度小，智敏智能阀门开通灌溉。该灌溉系统可依土壤湿度、时间间隔多种条件共同控制灌溉。

实施例11：如图11所示：麦田灌溉由水泵提供压力水，输水通道有智敏智能二级阀门，一级控制阀门内是软管(2)，二级阀门水路是硬管(47)。一级控制阀门内的输水塑料软管(2)是两片塑料膜边缘热压粘合的弹性管(2)，管不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管(2)外有智敏智能元件(62)，是吸湿变形性质的湿敏元件，湿敏元件(62)是由遇水膨胀橡胶(63)复合普通橡胶(64)构成，有承力架(61)安装软管(2)与智敏元件(62)。智敏元件置于土壤表层下。土壤环境湿度小时，湿敏元件(62)呈平直状态，软管(2)内通水，压力水经过一级阀门流入二级阀门的伸缩压力囊(66)，囊(66)伸长，杆(67)推动二级阀门阀芯(68)动作，开通水路，同时压缩弹簧(69)储能，二级阀门开通，水从二级阀门流过，从硬管(47)下游的喷灌口喷出，浇灌土地。土壤浇水后，土壤环境湿度变大，湿敏元件(62)的遇水膨胀橡胶(63)吸水膨胀，因另一面的不膨胀的普通橡胶(64)的限制，湿敏元件(62)弯曲，因承力架(61)限制，湿敏元件(62)压瘪软管(2)，将软管(2)内水流截止，液压囊(66)无水进入，囊(66)内水从卸水口(24)流出，弹簧(69)推动阀芯(68)动作，关闭水流。断流后，土壤变干，湿敏元件随着变干，遇水膨胀橡胶收缩，湿敏元件(62)恢复平直状态，对软管的压力消除，软管(2)恢复成椭圆型，管(2)内再次通水，开通二级阀门，浇灌土地。卸水口的泄水量小于一级阀门的提供的水量，由卸水口(24)泄出的水也用于浇灌土地。

实施例12：如图12所示：有灌溉输水管道及智敏智能阀门置于果园的果树旁1米深的土中，阀门内输水软管(70)是两片复合塑料膜粘结的菱型塑料管，壁不透水，管内水不直接影响湿敏元件。有多层片状叠和的聚甲基丙烯酸酯-膨润土共混材质的智敏智能元件(73)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，湿敏元件(73)内有相通的毛细孔利于水渗透，湿敏元件干缩时毛细孔径3nm-1000nm。在刚性外壳(28)内安装软管与湿敏元件。湿敏元件是薄片状材料叠合，有平板(6)压住湿敏元件，橡胶条(12)捆住平板、湿敏元件和外壳，杆(75)有燕尾块(9)连接湿敏元件(73)。有亲水纤维(14)通过外壳，连接壳内湿敏元件和壳外土壤。环境湿度小时，湿敏元件(73)干缩，软管(70)内通水，从阀门下游的出水口流出，浇灌土壤。壳外土壤环境湿度变大后，亲水纤维渗水使湿敏元件(73)吸水膨胀，顶动蝶状弹簧(71)，蝶状弹簧(71)瞬时弹起，推动动压板(72)，动压板(72)的齿压住软管(70)，将软管压瘪，截断管(70)内水流。环境湿度变小后，湿敏元件干缩，杆(75)在燕尾块(9)拉动作用下动作，带动碟簧(71)瞬时动作，带动弹性压板(72)跳跃离开软管(70)，软管(70)恢复成菱型，管(70)内再次通水浇灌土地。果园中并联安装多条灌溉管道，多个智敏智能阀门。

实施例13：如图13所示：恒湿间内的智敏智能阀门有加湿输蒸汽金属软管(74)，壁不透水汽，管内水汽不直接影响智敏元件。管(74)外有装在织物袋(29)中的聚丙烯酸酯-高岭土共混凝胶粉和聚苯乙烯-二乙烯苯凝胶粉，两种粉粒混装的湿敏元件(76)，是干缩湿涨性质的湿敏元件，有刚性框架(3)箍住软管(74)与湿敏元件(76)及齿板(18)，软管(74)是两片金属薄膜在边缘焊接，中心凸起的管，管内粘结有辅助截水的柔软橡胶膜。恒湿间内环境空气湿度小时，湿敏元件(76)干缩，软管(74)内通水蒸汽，蒸汽从出口流出软管，进入恒湿间，水蒸汽使空气湿润。恒湿间内环境湿度大后，湿敏元件(76)吸收空气中的水蒸汽而膨胀，因框架(3)的限制，推动齿板(18)的齿条(30)压住软管(74)，将软管(74)内汽流截止，无蒸汽进入恒湿箱。环境湿度变小后，湿敏元件(76)干缩，管(74)恢复通水蒸汽，蒸汽又进入恒湿间加湿。有调节框架(3)内部空间大小的斜板(77)，将斜板(77)拉近或推远，可使框架(3)内的空间变大或变小，可控制阀门在不同的湿度下开始通、截汽。图中显示是本智敏智能阀门部分截流，控制阀门小流量开启的状况。

实施例14：如图14所示：有智敏智能阀门置于农田地表层50厘米深土中，阀门输水软管(82)是两片塑料膜边缘焊接、中心凸起呈椭圆型的弹性管，壁不透水，管内水不直接影响湿敏元件。管(82)内有辅助截水的柔性膜。湿敏元件是甲基丙烯甲酯与N-乙烯基吡咯烷酮共混凝胶材质，湿敏元件(78)有孔(79)，孔(79)内通过弹性压板(80)，湿敏元件(78)的孔(79)壁可拉压弹性压板(80)，湿敏元件是干缩湿涨性质的湿敏元件，在刚性外壳(28)内安装软管、湿敏元件及压板。外壳有0.1-100微米直径的众多通孔使水、汽在壳内外相通，使水、汽影响湿敏元件，同时过滤土壤固体颗粒，防止土壤进入外壳(28)。有弹簧(51)拉住弹性压板(80)，压板(80)可绕轴(81)摆动。环境湿度小时，湿敏元件(78)干缩，软管(82)内通水，流入土壤中，农田土壤的湿度变大后，土中水透过外壳(28)渗透到湿敏元件(78)，湿敏元件(78)吸湿膨胀，孔(79)壁压到弹性压板(80)，压板(80)受压到一定程度，瞬时绕轴(81)摆动弹起，压住软管，将软管(77)压到弹性垫片(35)上，压瘪软管(82)，软管内止水膜辅助截水，将水断流。土壤湿度变小后，湿敏元件(78)干缩，孔(79)壁拉动压板(80)，压板瞬时弹起，离开软管(82)，软管内水恢复流通。图中显示的是本智敏智能阀门关断水路的状况。本阀门外管路的上游串联安装截止阀。

实施例15：如图15所示：化学反罐中，安装智敏智能阀门的管道向罐中加入盐酸，中和罐中的碱性水溶液，管道的智敏阀门内有两片软厚塑料板在边缘粘合、中心凸起的塑料管(85)，管壁不透液管内液体不直接影响智敏元件。管(85)内流通盐酸，管(85)外有聚乙烯醇-聚丙烯酸钠共混树脂的智敏智能元件(83)，是高pH水中膨胀、低pH值水中收缩性质的智敏元件。智敏阀门置于水混合液中，智敏元件(83)包裹在软管(85)外，或者说软管(85)在智敏元件(83)的中心孔(84)中通过。环境液体酸性时，智敏元件(83)收缩，中心孔(84)也缩小，夹瘪软管(85)，盐酸不能从阀门下游的出口流出。环境液体呈碱性时，智敏元件(83)膨胀，膨胀的智敏元件(83)的中心孔(84)变大，对软管(85)的压力消除，软管(85)依靠弹性恢复中心凸起，管内盐酸恢复流动，盐酸从智敏阀门下游的出口流出，进入反应罐的水溶液中，使水酸性变强。罐内液体盐酸含量变大、水的酸性变强后，智敏元件(83)收缩，孔壁夹住软管(85)，软管(85)内盐酸再次断流。

实施例16：如图16所示：化学反应缸内有智敏智能阀门，阀门输液软管(2)是两片塑料膜边缘热压粘合、中心凸起呈椭圆型的弹性管，壁不透液，管内液体不直接影响智敏元件。外壳(86)内有丝状的壳聚糖/果胶混合材质的智敏智能元件(88)，是遇酸膨涨遇碱收缩性质的智敏元件，智敏元件与软管之间有齿条板(18)，塑料外壳(86)与壳盖(87)是螺丝连接，旋转瓶盖可调节壳内空间大小。外壳(86)、壳盖(87)有通孔使液体在壳内外相通。反应缸内溶液pH＝7时，智敏元件(88)收缩，软管(2)内通过硫酸溶液，从阀门下游的出口(8)流出，进入反应缸，反应缸中搅拌器搅拌溶液。环境逐渐变为pH＝1.2时，智敏元件(88)逐渐膨胀，因外壳(86)的限制，膨胀的智敏元件(88)推动齿板(18)，齿板的齿条压瘪软管(2)，将软管(2)内硫酸截止。水中硫酸消耗，酸性降低，智敏元件(88)再次收缩，软管(2)恢复成椭圆型，管(2)内再次通过硫酸溶液，进入反应缸。旋转外壳螺旋，可调节外壳内部空间的大小，使智敏元件在不同的外环境中开或关阀门。蝶状弹簧(89)吸收智敏元件(88)多余的膨胀。图中显示的是本智敏智能阀门开通的状况。

实施例17：如图17所示：化学反应缸内有智敏智能阀门，阀门输液软管(2)是两片塑料膜边缘热压粘合、中心凸起呈椭圆型的弹性管，管壁不透液管内液体不直接影响智敏元件。阀门的聚丙烯酸材质的智敏智能元件(90)，是遇碱膨涨、遇酸收缩性质的智敏元件，智敏智能元件(90)安装在缸壁旁的液体中，智敏元件(90)有孔(79)，孔(79)内有转臂(91)，智敏元件(90)的孔(79)壁可拉动转臂(91)，推动阀门的机械结构。溶液pH＝5时，智敏元件(90)收缩，智敏元件(90)孔(79)壁拉动转臂(91)，转臂(91)绕轴(94)转动，滚轮(95)沿擒纵件(92)移动，并压缩弹簧(93)储能，当滚轮(95)通过擒纵件(92)的轴(97)后，擒纵件(92)绕轴(97)转动，弹簧(93)释能，擒纵件(92)的齿条(30)迅速离开软管(2)，软管(2)内通过氢氧化钠水溶液，从阀门下游的出口流出，进入反应缸。反应缸内液体环境逐渐变为pH＝9时，智敏元件(90)逐渐膨胀，孔(79)壁推动转臂(91)，转臂(91)的滚轮(95)通过擒纵件(92)的轴(97)，擒纵件(92)转动，弹簧(93)再次储能、释能，齿条(30)迅速将软管压在刚性板(41)上，压瘪软管(2)，将软管(2)内氢氧化钠水溶液截止。无碱流进反应缸，水中碱性降低后，智敏元件(90)再次收缩，转臂(91)滚轮再次通过擒纵件(92)中点，擒纵件(92)摆动，齿条(30)离开软管(2)，管(2)内再次流通氢氧化钠水溶液，进入反应缸。转臂(91)安装有可更换的调节垫片(54)，更换不同厚度的垫片或去掉垫片(54)，可调节阀门在不同的酸碱度开通或关断。图中显示的是本智能阀门关断的状况。

实施例18：如图18所示：洗涤槽中用水与丙酮的混合液做洗涤液，有智敏智能阀门，阀门输液软管(96)，管(96)是纤维编织涂塑管，管不透液，管内液体不直接影响智敏元件。管(96)内流通丙酮，有聚乙烯醇材质的智敏智能元件(98)，是水中膨胀、丙酮中收缩性质的智敏元件。智敏阀门置于水、丙酮混合液中，智敏元件(98)安装在软管(96)外两旁，连接刚性横梁(99)，横梁上有弹性垫(35)。环境液体丙酮含量多时，智敏元件(98)收缩，横梁(99)夹瘪软管(2)，管内断流，丙酮不能从阀门下游的出口流出。环境液体丙酮含量变小时，智敏元件(98)膨胀，膨胀的智敏元件(98)推动横梁(99)，两个横梁之间的缝隙变大，横梁(99)及垫片(35)与软管(96)中心有胶结点(19)，横梁通过胶结点(19)拉动软管(96)，软管(96)恢复椭圆形，管内丙酮恢复流动，丙酮从智敏阀门下游的出口流出，进入混合液中。智敏元件(98)在洗涤槽环境液体丙酮含量变大后收缩，横梁(99)夹瘪软管(96)，管(96)内丙酮再次断流。图中显示的是本智能阀门开通液体通道的状况。

实施例19：如图19所示：用汽油浸泡物体的桶内有智敏智能阀门，阀门输油软管(2)是塑料膜边缘热压粘合、中心凸起呈椭圆型的弹性管，管不透液，管内液体不直接影响智敏元件。管(2)外有块状甲基丙烯酸十二酯和甲基丙烯酸辛酯-膨润土共聚共混材质的智敏智能元件(52)，是吸油膨涨性质的智敏元件。有柔性绳索(53)捆扎软管(2)与智敏元件(52)、齿板及刚性板(6)。环境中无油时，智敏元件(52)干缩，软管(2)内通汽油，从阀门下游的出口流出，环境油量变大时，智敏元件(52)吸油膨胀，因绳索(53)的限制，智敏元件(52)压迫齿板，齿板的齿条(30)压瘪软管(2)，将软管(2)内油流截止。无油进入桶内，阀门外环境含油量变小后，智敏元件(52)收缩解除对软管的压迫，软管(2)恢复成椭圆型，管(2)内再次通过油流。图中显示的是本智能阀门关断液体通道的状况。

实施例20：如图20所示：建筑屋顶、墙壁绿化的植物种植床中埋有灌溉输水管道的智能阀门，输水管道的主灌溉管道是塑料硬管(47)，一级控制阀门内是塑料软管(2)，管(2)壁不透水，管内水不直接影响阀门智敏元件。阀门内智敏元件(101)是聚丙烯酸钠-吸水涤纶共混材料的干缩湿胀性质的湿敏元件。一级控制阀门有管状的框架(3)。种植床干燥时湿敏元件(101)干缩，软管通水，水从一级阀门的管道出水口(8)流出，进入小重力罐(44)，重力罐(44)重量增加，带动阀板(50)下沉，将大重力罐(100)的泻水口(65)堵住，同时压缩弹簧(69)。小重力罐(44)水满后溢出，溢出的水进入大重力罐(100)，大重力罐(100)进水后重量增加，压动杠杆(39)，杠杆(39)绕轴(42)转动，拉动主灌溉管道(47)的阀门阀板(68)上升，主管道(47)通水，从管道下游的出水口流出，灌溉植物。灌溉或下雨使土壤湿润后，水从承力架(3)端头进入，浸泡湿敏元件(101)，湿敏元件(101)吸水膨胀，因承力架限制，压瘪软管(2)，软管内水断流，小重力罐(44)内水从泻水口(24)流出，小重力罐(44)重量减轻，弹簧(69)弹起，带动阀板(50)上升，泻水口(65)打开，大重力罐(100)内水快速泻出重量减轻，杠杆(39)在配重(43)重力作用下转动，带动主阀门的阀板(68)关闭，主管道(47)内水断流，停止灌溉。断流后土壤干燥，湿敏元件(101)干缩，软管(2)内通水，带动主管道阀板(68)打开，主管道再次通水灌溉。泻水口(24)泻出的水流量，小于一级阀门通水时所提供的水量。由泻水口泻出的水也用于浇灌种植床。

Claims (10)

1.一种智能阀门，其特征是：在阀门气液通道外放置有不与阀门内气液通道内的气、液流体介质直接接触；但能感知阀门外环境气、液介质，依据阀门外环境气、液介质种类、浓度的变化而改变自身体积或形状的智敏智能元件；智敏智能元件依据阀门外环境条件变化自动开关阀门；智敏智能元件是用自身体积或形状的变化，提供阀门自动开关动力的动力件，或提供阀门限制性定位的定位件；包括一级阀门，包括多级阀门。

2.据权利要求1所述的一种智能阀门，其特征是：阀门气液通道包括壁不透气液的软管；敏智智能元件感受环境变化后向软管施压，压瘪软管，截断软管内流体，或撤压恢复管内流体流动；包括智敏智能元件收缩压瘪软管；包括用限制性元件箍住智敏智能元件与软管，智敏智能元件膨胀或变形，限制性元件辅助压瘪软管；或智敏智能元件感受环境向相反条件变化，智敏智能元件撤压恢复软管内流体流动；

软管包括橡胶管、软塑料管、纤维编织管、薄金属管；在无外压力时软管的形状包括圆形管、椭圆形管、多边形管、预压成边缘接触的管，包括由片状膜粘接构成的管；

限制性元件包括通液气的外壳、C型架、框架、纤维织物、绳索；包括刚性、弹性限制性元件；包括用智敏智能材料制造的限制性元件。

3.据权利要求1或2之一所述的一种智能阀门，其特征是：阀门有辅助截流的元件，包括智敏元件与软管之间有辅助施压截流的平板或齿板，包括管内有辅助截流的软膜。

4.据权利要求1所述的一种智能阀门，其特征是：阀门气液通道包括硬管、渠道；智敏智能元件改变自身体积或形状，带动阀门的阀板、阀芯开关。

5.据权利要求1或2或4之一所述的一种智能阀门，其特征是：有吸收智敏智能元件多余变形的弹性体，包括弹簧、弹性块、弹性条；包括弹性垫片、弹性限制性元件。

6.据权利要求1或2或4之一所述的一种智能阀门，其特征是：有对阀门的通、截流进行调节的装置，包括螺丝、斜面板、杠杆、可伸缩壳体。

7.据权利要求1或2或4之一所述的一种智能阀门，其特征是：有将智敏元件与环境中固体颗粒隔离的过滤件，包括有通孔的外壳、滤布、滤板。

8.据权利要求1或2或4之一所述的一种智能阀门，其特征是：有纤维将智敏元件与环境介质连接。

9.据权利要求1或2或4之一所述的一种智能阀门，其特征是：安装有储能瞬动弹簧，有瞬动功能的阀门。

10.据权利要求1或2或4之一所述的一种智能阀门，其特征是：智敏智能元件的材料包括块状、片状、纤维状、粉粒状、织物状的材料；材料内部包括材质均匀的，包括内部含有孔洞空隙的；包括材料单独使用；包括将智敏智能材料包裹、捆扎、堆积、叠合串接使用；包裹、捆扎智敏元件的材料包括弹性材料，包括透液、气材料；

智能元件的材质，包括无机材料，包括膨润土；包括天然有机材料及衍生物，包括淀粉类、纤维素类、蛋白质类、竹木、明胶；包括合成有机材料，包括聚烷烃类、聚乙烯醇类、聚丙稀酸类、聚氧乙烯类、羟C1-C4烷基丙烯酸盐聚合物、羟C1-C4烷基丙烯酸酯聚合物、聚酰亚胺、遇水膨胀橡胶、遇油膨胀橡胶、聚酯、聚苯乙烯、乙酸乙烯酯、酚醛树脂、聚茚、聚马来酸酐、聚砜、聚乙烯基吡咯烷酮、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰氨、聚丙烯睛、聚N-乙烯基乙酰胺、聚乙二醇，及其这些材料的衍生物；

智敏智能元件的材质，包括多种材料用枝接、嵌段、共混制作的改性材料，包括用多种材料分层叠合、包裹覆盖、混合的复合材料。

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