CN102095008A - 防长流自关断自动控制水阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水阀，特别是一种防长流自关断自动控制水阀。它采用防长流水自关断自动控制阀与便携式集中控制仪相结合的方案，防长流水自关断自动控制阀由外壳、水流发电机、自锁电磁阀、充电电池、控制电路板、自来水进水口管、自来水出水口管、连接管构成，能够自动识别因为忘记关阀、水龙头损坏、管道漏水导致的长流水现象，并自动关闭阀门同时发出报警信息；便携式集中控制仪能查看防长流水自关断自动控制阀的工作状态，并且可以方便的设置防长流水自关断自动控制阀的工作状态。系统智能化程度高，操作方便。可有效防止长流水造成的水资源浪费以及相应的邻里纠纷，解决了现有技术中存在的问题。

Description

防长流自关断自动控制水阀

技术领域

本发明涉及一种水阀，特别是一种防长流自关断自动控制水阀。

背景技术

全国范围乃至全球性的供水矛盾日益突出，人类正面临着来自水资源匮乏和水质性两大危机越来越严峻的挑战，合理地开发利用和有效地保护水资源已成为全世界共同关注的热点。

因忘关水阀或者水龙头损坏以及管道漏水造成的水资源浪费现象非常严重，因为停水造成的忘记关水龙头造成邻里矛盾纠纷的事情经常发生。

现有的感应式IC卡节能控制系统，应用在公共场所的全自动淋浴器，可做到“人到水流”、“人走水停”。该系列阀必须有感应体存在才能开阀出水，应用范围有限，而且对于管道漏水、水龙头损坏的情况不能自动关断水阀。

公告号CN201517652U的专利“磁控停水自锁阀”（200920269753.7）属机械阀，采用水的压力浮力磁力相互作用的原理，能解决因为停水忘记关阀造成浪费水的问题，但是不能解决有水时没关龙头以及因为管道漏水、水龙头损坏而浪费水资源的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能解决因忘关水阀或者水龙头损坏以及管道漏水的问题的防长流自关断自动控制水阀。

本发明的目的是通过如下途径实现的：一种防长流自关断自动控制水阀，进水口管连接水流发电机，水流发电机通过连接管与自锁电磁阀连接，自锁电磁阀与出水口管相连；水流发电机连接控制电路板，控制电路板连接控制自锁电磁阀。

更进一步的，所述的控制电路板由微控制器模块分别连接电源模块、自锁电磁阀驱动模块、按键模块、指示模块、无线发射模块、无线接收模块、故障报警模块、流量监测模块、存储模块、时钟模块构成。

更进一步的，所述的控制电路板通过电源模块接充电电池。

更进一步的，所述的控制电路板根据水流发电机发电电压的大小，通过流量监测模块、微处理器模块获取水阀水流量值，将水流量值周期性存储在对应的存储模块中，同时比对存储模块中的用水流量值，如果发现水流量维持在某一相对稳定的数值，并维持时间超过某一设定值M，判断为因为忘记关阀或者阀损坏以及管道漏水导致的长流水状况，微控制器模块关闭水阀，发出报警指示，同时通过无线发射模块发送报警指令给便携式集中控制器，进入报警状态，等待故障排除。

更进一步的，所述的存储模块的读写受微控制器模块控制，存储模块中保存三类数据，一是常规用水模式数据表，二是用户的平均用水数据表，三是用户实时用水数据。

本发明的积极效果在于：

1.通过水流发电机的发电通过电源模块存储在电池上给系统供电，解决了系统的供电安装问题；

2.发电的电压大小可表示通过水阀的水流量，将流量数据写入存储器，可便于微控制器分析判断是否处在长流水状态，可省去流量传感器部分，减少了体积，降低了成本；

3.通过自锁型电磁阀控制水的通断，由于自锁型电磁阀中的自锁结构可以利用永久磁石的磁力来维持这种运转的状态，所以在维持状态时不需要通电，比起需要长时间通电运转的一般电磁阀来讲，具有较大的节能效果；

4.系统采用无线发送接收模块和可扩展的通讯模块，便于将阀的工作状态以及水路故障情况及时上报，同时便于在故障排除后重启水阀。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明： 

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中控制电路板5的方框图；

图3为本发明中控制电路板5的电路图；

图4为本发明中电源模块26的方框图。

具体实施方式

本发明防长流自关断自动控制水阀，它采用防长流水自关断自动控制阀与便携式集中控制仪相结合，防长流水自关断自动控制阀能能够自动识别因为忘记关阀、水龙头损坏、管道漏水导致的长流水现象，并自动关闭阀门同时发出报警信息，便携式集中控制仪能查看防长流水自关断自动控制阀的工作状态，并且可以方便的设置防长流水自关断自动控制阀的工作状态。

如图1所示，防长流自关断自动控制水阀由外壳1、水流发电机2、自锁电磁阀3、充电电池4、控制电路板5、自来水进水口管6、自来水出水口管7、连接管8、水流发电机叶轮9、水流发电机线圈10、水流发电机导线11、自锁电磁阀导线12构成。其中进水口管6与水流发电机2相连，水流发电机2通过连接管8与自锁电磁阀3连接,自锁电磁阀3与出水口管7相连；水流发电机3通过两根导线与控制电路板5相连接，控制电路板5通过两根导线与充电电池4连接，控制电路板5通过两根导线与自锁电磁阀3连接。

具体工作工程：当自来水经进水口管7流经水流发电机2时，水流发电机2的叶轮9随水流转动，叶轮9带动发电机工作，在水流发电机线圈10上输出对应的电能，电能通过水流发电机导线11送到控制电路板5，控制电路板5将电能存储在充电电池4中给整个系统供电，同时控制电路板5将发电机的发电电压信号转变成微处理器能识别的数字信号作为水流量的采样数据，便于系统跟踪水流情况，并根据水流情况以及设定的判断规律（相对恒定的水流量维持超过某一相对时间M，就判断为故障长流水，M的值与经验调查数据表以及用户的平均用水记录数据表来动态决定）进而判断是否为故障原因导致的长流水，如果为故障原因导致的长流水，控制电路板5通过自锁电磁阀导线12控制自锁电磁阀3关闭，从而防止水资源浪费以及相应的损失和纠纷。

如图2、图3所示，防长流水自关断自动控制阀的控制电路板5由微控制器模块25、电源模块26、自锁电磁阀驱动模块27、按键模块28、指示模块29、无线发射模块30、无线接收模块31、故障报警模块32、流量监测模块33、存储模块34、时钟模块35构成。防长流水自关断自动控制阀能根据水流发电机2发电电压的大小，通过流量监测模块33，微处理器模块25获取水阀水流量值，将水流量值周期性存储在对应的存储模块34存储单元中，同时比对存储器中的用水流量值，如果发现水流量维持在某一相对稳定的数值，并维持时间超过某一设定值M（M的值由经验调查数据表以及用户的平均用水记录数据表来动态决定），判断为因为忘记关阀或者阀损坏以及管道漏水导致的长流水现象，微控制器关闭水阀，发出报警指示，同时通过无线模块发送报警指令给便携式集中控制器，进入报警状态，等待故障排除。

防长流水自关断自动控制阀的控制电路板5其具体功能与工作过程如下：

1.电源模块26如图4所示，防长流水自关断自动控制阀的电源模块由桥式整流单元36、稳压单元37、充电单元38、防反向放电单元39、电池电量监测单元40构成。工作过程描述如下：当水流发电机2产生的交流电能到达控制电路板5时，就经电源模块26的桥式整流单元36转变直流脉动电能，经稳压单元37转化为较平稳的直流电能，直流电能再经38充电部分，以恒流、恒压、涓流三种方式中的一种进行充电，防反向放电单元39的作用是当发电机发电电压较低时，低于充电电池4电压时，防止充电电池4对发电机进行反向放电；电池电量监测单元40的作用是监测电池的电量及电池的工作状态，由微控制器模块25决定采用恒流、恒压、涓流三种方式中的哪种进行充电，有利于提高充电电池4的使用寿命。

2、流量监测模块33，由AD转换器构成，其作用是将代表流量大小的水流发电机的发电电压这一模拟信号转换为微控制器模块25能识别、存储的数字信号，便于系统跟踪用户用水情况，并根据用户用水情况与设定的判断规律判断是否为因忘记关阀等故障造成等长流水现象。

3、自锁电磁阀驱动模块27，由晶体管构成的开关电路构成，通过微处理器控制不同的晶体管导通与截止，形成正向或者反向的电流通路，控制自锁电磁阀的驱动电机正转与反转，有电机的正反转动作触发自锁电磁阀的自锁机构改变并维持电磁阀的状态，从而到达节能省电的目的。

4、存储模块34，由E2 PROM存储器与相应的外围电路构成，微控制器模块25控制E2 PROM存储器的写入与读取，存储模块34中保存三类数据，一是常规用水模式数据表，该数据通过调查得出普通用户的用水情况数据，二是用户的平均用水数据表，一分钟为单位记录用户近期的实际用水数据的平均值，三是用户实际，周期性记录用户的实时用水数据，通过对三个表格数据的比对，微控制器能判断出是否为长流水状态。

5、故障报警模块32，由蜂鸣器及相关电路构成，其作用为当系统发现因为忘记关阀或其他原因造成的长流水情况时关闭阀门并发出10次/分钟，100hz音频报警信号。

6、时钟模块35，由时钟芯片级相关的电路构成，其作用为系统提供精准的系统时间，便于系统数据的同步处理。

7、无线发射模块30、无线接收模块31，由编解码信息的的无线发射模块及相关电路构成，无线发射模块作用为将防长流水自关断自动控制阀的报警信息发送给便携式控制器，便携式集中控制器便可识别故障阀的位置以及故障时间等信息；无线接收模块可接受来自便携式控制器的信息，通过发送规定命令字，便携式集中控制器可控制防长流水自关断自动控制阀的状态以及撤销报警灯功能。

8、指示模块29，由红色、绿色、黄色三个发光二极管构成，红灯亮为电源指示，只亮绿灯为正常工作状态指示，只亮黄灯为故障状态指示，绿灯、黄灯同时亮为特殊用水状态。三个灯均具有省电节能切换功能，及在正常工作并且没有按键调节或外部无线指令控制的状态维持1分钟，三个灯均熄灭。

9、按键模块28，由开阀按键、关阀按键、特殊用水按键，当按下开阀按键时，防长流水自关断自动控制阀打开阀门进入正常工作状态，当按下关阀按键时，自关断自动控制阀打开阀门进入故障报警状态，当按下特殊用水按键时，自关断自动控制阀打开阀门进入特殊用水状态，当特殊用水时间到的时候，自关断自动控制阀自动进入正常工作状态。

10、便携式集中控制器，由LCD显示屏、上翻键、下翻键、开阀键、关阀键、特殊用水键构成， LCD显示屏可查看防长流水自关断自动控制阀的工作状态，可通过上翻键、下翻键、开阀键、关阀键、特殊用水键设置与改变相应的防长流水自关断自动控制阀的工作状态。一个便携式集中控制器，通过无线学习功能控制多个防长流水自关断自动控制阀。防长流水自关断自动控制阀的按键输入与指示模块由电源指示灯、正常状态灯、报警状态灯、开阀键、关阀键、特殊用水键组成，能指示防长流水自关断自动控制阀的工作状态，能设置修改防长流水自关断自动控制阀的工作状态。

Claims (5)

1.一种防长流自关断自动控制水阀，其特征在于：进水口管（6）连接水流发电机（2），水流发电机（2）通过连接管（8）与自锁电磁阀（3）连接，自锁电磁阀（3）与出水口管（7）相连；水流发电机（2）连接控制电路板（5），控制电路板（5）连接控制自锁电磁阀（3）。

2.如权利要求1所述的防长流自关断自动控制水阀，其特征在于：所述的控制电路板（5）由微控制器模块（25）分别连接电源模块（26）、自锁电磁阀驱动模块（27）、按键模块（28）、指示模块（29）、无线发射模块（30）、无线接收模块（31）、故障报警模块（32）、流量监测模块（33）、存储模块（34）、时钟模块（35）构成。

3.如权利要求1所述的防长流自关断自动控制水阀，其特征在于：所述的控制电路板（5）通过电源模块（26）接充电电池（4）。

4.如权利要求1所述的防长流自关断自动控制水阀，其特征在于：所述的控制电路板（5）根据水流发电机（2）发电电压的大小，通过流量监测模块（33）、微处理器模块（25）获取水阀水流量值，将水流量值周期性存储在对应的存储模块（34）中，同时比对存储模块（34）中的用水流量值，如果发现水流量维持在某一相对稳定的数值，并维持时间超过某一设定值M，判断为因为忘记关阀或者阀损坏以及管道漏水导致的长流水状况，微控制器模块（25）关闭水阀，发出报警指示，同时通过无线发射模块（30）发送报警指令给便携式集中控制器，进入报警状态，等待故障排除。

5.如权利要求1或4所述的防长流自关断自动控制水阀，其特征在于：所述的存储模块（34）的读写受微控制器模块（25）控制，存储模块（34）中保存三类数据，一是常规用水模式数据表，二是用户的平均用水数据表，三是用户实时用水数据。

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