CN105972288B - 储电式智能控制灌溉用电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种储电式智能控制灌溉用电动阀，它包括阀体、阀板、电动执行器，阀体内安装阀杆及与阀杆联动配合的阀板，电动执行器与阀杆连接；电动执行器包括壳体、壳体内分别安装蓄电池、减速机、监控板，蓄电池与减速机连接，减速机与阀杆连接，阀杆顶部安装位置检测磁钢臂，监控板安装在阀杆上，监控板与减速机连接，监控板上安装与位置反馈编码器连接的多个档位触点，位置检测磁钢臂与任一档位触点相接触，监控板通过无线通讯模块与控制中心连接；本发明的电动阀只会在启动和停止的瞬间耗电，监控板通过无线通讯模块与控制中心连接，无需架设电线和基站，并且机械设备在田地工作时，无需担心将电线弄断的问题，使用方便和省心。

Description

储电式智能控制灌溉用电动阀

技术领域

本发明涉及阀门，尤其是涉及一种储电式智能控制灌溉用电动阀。

背景技术

电动阀，英文名称：motor-driven valve或者electric valve。电动阀简单地说就是用电动执行器控制阀门，从而实现阀门的开和关。其可分为上下两部分，上半部分为电动执行器，下半部分为阀门。也可叫空调阀。

电动阀是自控阀门中的高端产品，它不仅可以实现开关作用，调节型电动阀还可以实现阀位调节功能。

电动执行器的行程可分为：90°角行程和直行程两种，特殊要求还可以满足180°、270°、360°全行程。

由角行程的电动执行器配合角行程的阀使用，实现阀门90°以内旋控制管道流体通断；直行程的电动执行器配合直行程的阀使用，实现阀板上下动作控制管道流体通断。

电动阀通常由电动执行机构和阀门连接起来，经过安装调试后成为电动阀。

电动阀使用电能作为动力来接通电动执行机构驱动阀门，实现阀门的开关、调节动作。从而达到对管道介质的开关或是调节目的。

电动阀的驱动一般是用电机，开或关动作完成需要一定的时间模拟量的，可以做调节。比较耐电压冲击。电磁阀是快开和快关的，一般用在小流量和小压力，要求开关频率大的地方；电动阀反之。

电动阀阀的开度可以控制，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的流量而电磁阀达不到这个要求。

三线制电动阀有F/R/N三条线，F代表正向动作(或者open动作)控制线，R代表反向动作(或者close动作)控制线，N代表地线。电磁阀是电动阀的一个种类；是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。

电动阀按阀位功能可分为：开关型电动阀和调节型电动阀；按阀位形式可分为：电动球阀和电动蝶阀；按阀体形状还可以分为：普通电动阀和微型电动阀。

电动阀常规为开关型，也有调节型的，比如：风机进水管调节水流等。开关型电动阀一般分常闭和常开两种，常闭型是指断电时阀门处于关闭状态，常开型即是断电时阀门处于开启状态；另外按接线还分三线和两线制，大口径大多是三线制的，小口径的会有两线和三线制两种。

现有在灌溉过程中，通常使用电磁阀，电磁阀在使用过程中持续用电，因此，必须架设电线，如果要实现对电磁阀的远程控制，需要在田间架设多个通讯基站，电磁阀通过电线与通讯基站连接，电线埋在土壤下方，机械设备在田地工作时，经常会将电线弄断，从而导致电磁阀无法使用，只能等待人工将电线接上，上述灌溉方式，存在浪费财力、人力、物力、占用田地使用面积，使用非常不便的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供储电式智能控制灌溉用电动阀，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的储电式智能控制灌溉用电动阀，它包括阀体、阀板、电动执行器，所述阀体内安装阀杆及与阀杆联动配合的阀板，所述电动执行器与阀杆连接；所述电动执行器包括壳体、壳体内分别安装蓄电池、减速机、监控板，所述蓄电池与减速机连接，所述减速机与阀杆连接，所述阀杆顶部安装位置检测磁钢臂，所述监控板安装在阀杆上，监控板与减速机连接，监控板上安装与位置反馈编码器连接的多个档位触点，所述位置检测磁钢臂与任一档位触点相接触，监控板通过通讯模块与控制中心连接。

进一步地，所述无线通讯模块为北斗通讯模块。

进一步地，所述无线通讯模块为GPRS通讯模块。

进一步地，所述阀板的转动角度为0-90度。

进一步地，所述阀体为球阀。

进一步地，所述阀体为碟阀。

进一步地，所述阀板的截止和全开位置各安装一个限位开关。

进一步地，所述减速机为直流减速机。

进一步地，所述多个档位触点在监控板上呈弧形分布。

进一步地，所述蓄电池为铅酸蓄电池。

本发明提供的储电式智能控制灌溉用电动阀，具有如下优点：

控制中心通过通讯模块控制监控板，监控板控制减速机的启动、停止、及正反转控制，阀杆上端安装有磁钢指示臂，该指示臂可以触发监控板上安装的与位置反馈编码器连接的任一档位触点，从而指示出阀板目前所处的角度。

在阀板的截止和全开位置还各安装有一个限位开关以防止阀板的过冲动作。控制减速机的正反转即可控制阀板的转动。

当反馈显示，阀板的转动角度位置已到达，本次控制命令便被认定是执行完毕了。

通过上述设置，使得本发明的电动阀只会在启动和停止的瞬间耗电，减速机和监控板由蓄电池供电，监控板通过无线通讯模块与控制中心连接，因此，无需架设电线和基站，节省财力、物力、人力和田地使用面积，并且机械设备在田地工作时，无需担心将电线弄断的问题，使用非常方便和省心。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的结构示意图；

附图标记：

1-阀体； 2-阀板； 3-电动执行器；

4-阀杆； 5-位置反馈编码器； 31-壳体；

32-蓄电池； 33-减速机； 34-监控板；

35-位置检测磁钢臂； 36-档位触点。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的储电式智能控制灌溉用电动阀的结构示意图，它包括阀体1、阀板2、电动执行器3，阀体1内安装阀杆4及与阀杆4联动配合的阀板2，电动执行器3与阀杆4连接；

电动执行器3包括壳体31、壳体31内分别安装蓄电池32、减速机33、监控板34，蓄电池32与减速机33连接，减速机33与阀杆4连接，阀杆4顶部安装位置检测磁钢臂35，监控板34安装在阀杆4上，监控板34与减速机33连接，监控板34上安装与位置反馈编码器5连接的多个档位触点36，位置检测磁钢臂35与任一档位触点36相接触，监控板34通过无线通讯模块与控制中心连接。

本发明的使用方法是：

控制中心通过通讯模块控制监控板34，监控板34控制减速机33的启动、停止、及正反转控制，通过减速机33带动阀杆4，阀杆4带动阀板2转动，阀杆4顶部的磁钢指示臂35触发监控板34上安装的与位置反馈编码器5连接的任一档位触点36，从而指示出阀板2目前所处的角度。

当反馈显示，阀板2角度位置已到达，本次控制命令便被认定是执行完毕了。

无线通讯模块为北斗通讯模块或GPRS通讯模块。

阀板2的转动角度为0-90度。

阀体1为球阀或蝶阀。

球阀(ball valve)问世于20世纪50年代，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的不断改进，在短短的40年时间里，已迅速发展成为一种主要的阀类。

在西方工业发达的国家，球阀的使用正在逐年不断的上升。

在我国，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。

球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。

球阀最适宜做开关、切断阀使用，V型球阀。

电动阀门除应注意管道参数外，尚应特别注意其使用的环境条件，由于电动阀门中的电动装置是一机电设备，其使用状态受其使用环境影响很大。

球阀的优点是：

1.流体阻力小，全通径的球阀基本没有流阻。

2.结构简单、体积小、重量轻。

3.紧密可靠。它有两个密封面，而且球阀的密封面材料广泛使用各种塑料，密封性好，能实现完全密封。在真空系统中也已广泛使用。

4.操作方便，开闭迅速，高性能球阀从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。

5.维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。

6.在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。

7.适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。

8.由于球阀在启闭过程中有擦拭性，所以可用于带悬浮固体颗粒的介质中。

蝶阀又叫翻板阀，是一种结构简单的调节阀，可用于低压管道介质的开关控制的蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘，围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。在管道上主要起切断和节流作用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。

蝶阀的优点是：

1、启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作。

2、结构简单，外形尺寸小，结构长度短，体积小，重量轻，适用于大口径的阀门。

3、可以运送泥浆，在管道口积存液体最少。

4、低压下，可以实现良好的密封。

5、调节性能好。

6、全开时阀座通道有效流通面积较大，流体阻力较小。

7、启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产生转矩的方向相反，因而启闭较省力。

8、密封面材料一般采用橡胶、塑料、故低压密封性能好。

9、安装方便。

10、操作灵活省力，可选择手动、电动、气动、液压方式。

阀板2的截止和全开位置各安装一个限位开关，防止阀板2的过冲动作。

减速机33为直流减速机。

直流减速机，即齿轮减速机，是在普通直流电机的基础上，加上配套齿轮减速箱。齿轮减速箱的作用是，提供较低的转速，较大的力矩。同时，齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩。这大大提高了，直流电机在自动化行业中的使用率。减速机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速机的优点是简化设计、节省空间。

多个档位触点36在监控板34上呈弧形分布。

蓄电池32为铅酸蓄电池。

常用的铅酸蓄电池主要分三大类：

1)普通蓄电池；普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。

2)干荷蓄电池：它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有2V铅酸蓄电池较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。

3)免维护蓄电池：免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液)；另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。

需要说明的是，本发明的蓄电池除了铅酸蓄电池，还可采用其它类型的蓄电池，在此就不一一举例。

通过上述设置，使得本发明的电动阀只会在启动和停止的瞬间耗电，减速机和监控板由蓄电池供电，监控板通过无线通讯模块与控制中心连接，因此，无需架设电线和基站，节省财力、物力、人力和田地使用面积，并且机械设备在田地工作时，无需担心将电线弄断的问题，使用非常方便和省心。

本发明在监控板上还可设有一个数据处理模块，设有多个传感器采集接口，通过它可以采集土壤墒情及作物生长环境的蒸腾量与地表温湿度值与水管压力变送器值，同时通过通讯模块传输至中央处理器，中央处理器会依据上传的数据值，经过计算后，是否下发阀门的开启与关闭指令，还可通知生产管理人员对灌溉区物种进行施肥信息提示与植保预警。阀板的开合度分为多档度开合，可依据压力变送器上传的数值通过条件计算而自行决定本阀门的开合度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，它包括阀体、阀板、电动执行器，所述阀体内安装阀杆及与阀杆联动配合的阀板，所述电动执行器与阀杆连接；所述电动执行器包括壳体、壳体内分别安装蓄电池、减速机、监控板，所述蓄电池与减速机连接，所述减速机与阀杆连接，所述阀杆顶部安装位置检测磁钢臂，所述监控板安装在阀杆上，监控板与减速机连接，监控板上安装与位置反馈编码器连接的多个档位触点，所述位置检测磁钢臂与任一档位触点相接触，监控板通过无线通讯模块与控制中心连接，监控板上还可设有一个数据处理模块，设有多个传感器采集接口。

2.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述无线通讯模块为北斗通讯模块。

3.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述无线通讯模块为GPRS通讯模块。

4.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述阀板的转动角度为0-90度。

5.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述阀体为球阀。

6.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述阀体为碟阀。

7.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述阀板的截止和全开位置各安装一个限位开关。

8.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述减速机为直流减速机。

9.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述多个档位触点在监控板上呈弧形分布。

10.根据权利要求1所述的储电式智能控制灌溉用电动阀，其特征在于，所述蓄电池为铅酸蓄电池。