CN107606295B - 一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，包括调节手柄、调节管和两个水管，调节管的两侧设有解冻机构和伸缩机构，解冻机构包括侧板侧板、加热盒、水泵、导流管、缠绕管、回流管和隔热管，加热盒内设有加热板和蓄水箱，伸缩机构包括驱动组件和伸缩组件，伸缩组件包括固定块、移动块、伸缩架、滑环、滑杆和移动板，该基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀通过解冻机构使缠绕管中流过热水，并将热量传递给水管，对水管加热，使凝固的自来水熔化，不仅如此，通过伸缩机构带动隔热管沿着水管的轴向方向移动，隔热管通过吸热块带动缠绕管移动，对水管各处进行解冻，提高了解冻范围，保障了减压阀的流通。

Description

一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀

技术领域

本发明涉及液压阀门设备领域，特别涉及一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀。

背景技术

自来水减压阀，其工作原理是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，与此同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，并在发体内或阀后喷入冷却水，将介质的温度降低，所以这种阀门又被称为减温减压阀。

由于自来水减压阀在运行过程中，会将介质的温度降低，因此在寒冷的天气下，减压阀内的水温降低，极易发生凝固现象，导致减压阀流通性能变差，严重时还会发生堵塞现象，减压阀的出水管中无法流出自来水，造成现有的自来水减压阀难以在寒冷的天气下运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：如图1-2所示，一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，包括调节手柄、调节管和两个水管，所述调节手柄的底端设置在调节管内，两个水管分别设置在调节管的底端的两侧，所述调节管与水管连通，所述调节管的两侧设有解冻机构和伸缩机构，所述解冻机构包括侧板、加热盒、水泵、导流管、缠绕管、回流管和隔热管，所述侧板固定在调节管上，所述加热盒固定在侧板的上方，所述水泵固定在加热盒的上方，所述水泵通过导流管与缠绕管的一端连通，所述缠绕管的另一端通过回流管与加热盒连通，所述缠绕管设置在隔热管内，所述缠绕管缠绕在水管的外周上，所述缠绕管沿着水管的轴线螺旋分布，所述隔热管套设在水管上，所述伸缩机构设置在侧板的下方，所述伸缩机构与隔热管传动连接；

为了防止水管内部的自来水在寒冷的天气下凝固，影响减压阀的流通，在解冻机构内，由水泵引入加热盒中的热水，并通过导流管进入缠绕管内，缠绕管设置在隔热管内，使得缠绕管中热水的流量传递给水管，从而使水管内凝固的水熔化，同时由伸缩机构带动隔热管来回移动，从而对水管各处进行加热，使水管内的凝固的水熔化，实现减压阀的流通。

如图3所示，所述加热盒内设有加热板和蓄水箱，所述蓄水箱位于加热盒内的顶部，所述加热板固定在蓄水箱的下方，所述蓄水箱内设有引流管，所述引流管的底端设置在蓄水箱内的底部，所述引流管的顶端与水泵连通，所述加热板内设有加热丝；

在加热板内，通过给加热丝通电，从而使加热板的温度身高，加热板的热量传递给蓄水箱中的溶液，使蓄水箱内的溶液温度身高，并通过引流管，由水泵将热水依次通过导流管、缠绕管和回流管，最终回到蓄水箱内，在缠绕管内流动时，热水的热量传递给水管进行加热，使凝固的自来水熔化，而后通过回流管进入到蓄水箱中再次进行加热，以便于对水管内的其他位置进行解冻。

如图4所示，所述伸缩机构包括驱动组件和伸缩组件，所述伸缩组件包括固定块、移动块、伸缩架、滑环、滑杆和移动板，所述移动板的靠近调节管的一侧设有凹口，所述滑杆的两端固定在凹口的两侧的内壁上，所述滑环套设在滑杆上，所述固定块位于移动块的上方，所述驱动组件与移动块传动连接，所述固定块固定在调节管上，所述伸缩架的一端的两侧分别与固定块和移动块铰接，所述伸缩架的另一端的两侧与移动板和滑环铰接，所述移动板与隔热管固定连接；

驱动单元带动移动块移动，从而改变固定块和移动块之间的距离，使伸缩架发生伸缩的同时，带动移动板移动，从而使隔热管移动，使隔热管内部的缠绕管位置发生变化，对水管的不同位置进行解冻操作。

所述调节管内设有PLC和天线，所述PLC与天线电连接。通过手机、遥控器等智能遥控设备发射遥控信号，由天线接收遥控信号后，PLC对这些遥控信号进行分析处理，控制伸缩机构和解冻机构的运行。

如图4所示，所述驱动组件包括驱动电机和驱动轴，所述驱动电机位于移动块的下方，所述驱动电机固定在调节管上，所述驱动轴设置在驱动电机和固定块之间，所述驱动电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块套设在驱动轴上，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与驱动轴上的外螺纹相匹配。

驱动电机运行，带动驱动轴沿其自身中心轴线旋转，使驱动轴上的外螺纹与移动块内的内螺纹作用，从而带动移动块在驱动轴上移动，进而改变了移动块和固定块之间的距离，使伸缩架伸缩，改变移动板的位置。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证驱动电机的驱动力，所述驱动电机为直流伺服电机。

作为优选，为了增大加热丝与加热板的接触面积，从而使加热板快速升温，所述加热丝的形状为S形。

作为优选，为了控制热量传递方向，使加热板的热量集中传递给蓄水箱，同时防止蓄水箱的热量散发，所述加热盒还设有隔热棉，所述隔热棉的竖向截面的形状为L形，所述蓄水箱和加热板位于隔热棉内。隔热棉具有隔绝热量传递的功能，因此，通过将蓄水箱和加热板防止与隔热棉内，防止加热板远离蓄水箱的一侧的热量散发，同时避免蓄水箱的四周的热量散发，有利于集中对蓄水箱加热，提高对蓄水箱的加热效率。

作为优选，为了实现缠绕管和隔热管的相对位置固定，同时便于热量传输，所述隔热管的内壁上设有若干吸热单元，所述吸热单元沿着隔热管的轴线均匀分布在隔热管和水管之间，所述吸热单元至少包括两个吸热块，所述吸热块周向均匀分布在水管的外周，所述吸热块固定在隔热管的内壁上，所述吸热块套设在缠绕管上。通过吸热块固定了缠绕管的位置，同时吸热块能够快速吸收缠绕管中的溶液的热量，便于将热量传递给水管。

作为优选，为了便于吸热块的滑动，所述水管的外周至少设有两个滑槽，所述滑槽的数量与吸热块的数量相等，所述滑槽与吸热块一一对应，所述滑槽周向均匀分布在水管的外周，所述吸热块的远离隔热管的一端设置在滑槽内，吸热块在滑槽内滑动，使得隔热管沿着固定的方向移动。

作为优选，利用铜导热性能良好的特点，为了有利于吸热块吸收缠绕管中的热量，所述吸热块的材质为铜。

作为优选，利用稀盐水沸点高于水的沸点同时稀盐水凝固点低于水的凝固点的特点，所述蓄水箱内的溶液为稀盐水。由于稀盐水的沸点高于水的沸点，可以减少蓄水箱内的气化程度，防止水气过多引起蓄水箱爆裂，而稀盐水的凝固点低于水的凝固点，也可防止稀盐水发生凝固现象。

作为优选，为了便于检测水管中的流量，同时检测周围的环境温度，所述调节管上设有温度计和流量计。当周围环境温度低或者检测到的流量低时，表示水管中的水溶液发生凝固，此时调节管两侧的解冻机构和伸缩机构同时运行对水管进行解冻。

该自来水减压阀在寒冷的冬天运行时，为了防止水管中的自来水凝固，导致减压阀不流通，利用解冻机构中，加热盒内的加热板对蓄水箱中的溶液进行加热后，通过水泵由导流管进入缠绕管，在缠绕管中水的热量传递给水管，从而加热水管，对水管解冻，使水管内的凝固的自来水熔化，而后经过回流管进入蓄水箱中，并继续进行加热，实现对溶液的循环利用，而为了增加解冻范围，通过驱动组件带动移动块移动，改变固定块和移动块之间的距离，使伸缩架伸缩，通过移动板带动隔热管移动，通过吸热块带动缠绕管移动，实现对水管不同位置进行解冻。

本发明的有益效果是，该基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀通过解冻机构使缠绕管中流过热水，并将热量传递给水管，对水管加热，使凝固的自来水熔化。与传统的解冻机构相比，该解冻结构对蓄水箱中的溶液循环利用，节省了水资源和加热溶液所需的能源损耗，不仅如此，通过伸缩机构带动隔热管沿着水管的轴向方向移动，隔热管通过吸热块带动缠绕管移动，对水管各处进行解冻，提高了解冻范围，保障了减压阀的流通，与传统的伸缩机构相比，该伸缩机构采用伸缩架进行伸缩，减小了空间消耗，扩大了隔热管的移动范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀的缠绕管的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀的加热盒的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀的伸缩机构的结构示意图；

图中：1.调节手柄，2.调节管，3.水管，4.侧板，5.加热盒，6.水泵，7.导流管，8.缠绕管，9.回流管，10.隔热管，11.加热板，12.蓄水箱，13.引流管，14.加热丝，15.固定块，16.移动块，17.伸缩架，18.滑环，19.滑杆，20.移动板，21.凹口，22.驱动电机，23.驱动轴，24.隔热棉，25.吸热块，26.滑槽，27.温度计，28.流量计。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，包括调节手柄1、调节管2和两个水管3，所述调节手柄1的底端设置在调节管2内，两个水管3分别设置在调节管2的底端的两侧，所述调节管2与水管3连通，所述调节管2的两侧设有解冻机构和伸缩机构，所述解冻机构包括侧板4、加热盒5、水泵6、导流管7、缠绕管8、回流管9和隔热管10，所述侧板4固定在调节管2上，所述加热盒5固定在侧板4的上方，所述水泵6固定在加热盒5的上方，所述水泵6通过导流管7与缠绕管8的一端连通，所述缠绕管8的另一端通过回流管9与加热盒5连通，所述缠绕管8设置在隔热管10内，所述缠绕管8缠绕在水管3的外周上，所述缠绕管8沿着水管3的轴线螺旋分布，所述隔热管10套设在水管3上，所述伸缩机构设置在侧板4的下方，所述伸缩机构与隔热管10传动连接；

为了防止水管3内部的自来水在寒冷的天气下凝固，影响减压阀的流通，在解冻机构内，由水泵6引入加热盒5中的热水，并通过导流管7进入缠绕管8内，缠绕管8设置在隔热管10内，使得缠绕管8中热水的流量传递给水管3，从而使水管3内凝固的水熔化，同时由伸缩机构带动隔热管10来回移动，从而对水管3各处进行加热，使水管3内的凝固的水熔化，实现减压阀的流通。

如图3所示，所述加热盒5内设有加热板11和蓄水箱12，所述蓄水箱12位于加热盒5内的顶部，所述加热板11固定在蓄水箱12的下方，所述蓄水箱12内设有引流管13，所述引流管13的底端设置在蓄水箱12内的底部，所述引流管13的顶端与水泵6连通，所述加热板11内设有加热丝14；

在加热板11内，通过给加热丝14通电，从而使加热板11的温度身高，加热板11的热量传递给蓄水箱12中的溶液，使蓄水箱12内的溶液温度身高，并通过引流管13，由水泵6将热水依次通过导流管7、缠绕管8和回流管9，最终回到蓄水箱12内，在缠绕管8内流动时，热水的热量传递给水管3进行加热，使凝固的自来水熔化，而后通过回流管9进入到蓄水箱12中再次进行加热，以便于对水管3内的其他位置进行解冻。

如图4所示，所述伸缩机构包括驱动组件和伸缩组件，所述伸缩组件包括固定块15、移动块16、伸缩架17、滑环18、滑杆19和移动板20，所述移动板20的靠近调节管2的一侧设有凹口21，所述滑杆19的两端固定在凹口21的两侧的内壁上，所述滑环18套设在滑杆19上，所述固定块15位于移动块16的上方，所述驱动组件与移动块16传动连接，所述固定块15固定在调节管2上，所述伸缩架17的一端的两侧分别与固定块15和移动块16铰接，所述伸缩架17的另一端的两侧与移动板20和滑环18铰接，所述移动板20与隔热管10固定连接；

驱动单元带动移动块16移动，从而改变固定块15和移动块16之间的距离，使伸缩架17发生伸缩的同时，带动移动板20移动，从而使隔热管10移动，使隔热管10内部的缠绕管8位置发生变化，对水管3的不同位置进行解冻操作。

所述调节管2内设有PLC和天线，所述PLC与天线电连接。通过手机、遥控器等智能遥控设备发射遥控信号，由天线接收遥控信号后，PLC对这些遥控信号进行分析处理，控制伸缩机构和解冻机构的运行。

如图4所示，所述驱动组件包括驱动电机22和驱动轴23，所述驱动电机22位于移动块16的下方，所述驱动电机22固定在调节管2上，所述驱动轴23设置在驱动电机22和固定块15之间，所述驱动电机22与驱动轴23传动连接，所述驱动轴23的外周设有外螺纹，所述移动块16套设在驱动轴23上，所述移动块16内设有内螺纹，所述移动块16内的内螺纹与驱动轴23上的外螺纹相匹配。

驱动电机22运行，带动驱动轴23沿其自身中心轴线旋转，使驱动轴23上的外螺纹与移动块16内的内螺纹作用，从而带动移动块16在驱动轴23上移动，进而改变了移动块16和固定块15之间的距离，使伸缩架17伸缩，改变移动板20的位置。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证驱动电机22的驱动力，所述驱动电机22为直流伺服电机。

作为优选，为了增大加热丝14与加热板11的接触面积，从而使加热板11快速升温，所述加热丝14的形状为S形。

作为优选，为了控制热量传递方向，使加热板11的热量集中传递给蓄水箱12，同时防止蓄水箱12的热量散发，所述加热盒5还设有隔热棉24，所述隔热棉24的竖向截面的形状为L形，所述蓄水箱12和加热板11位于隔热棉24内。隔热棉24具有隔绝热量传递的功能，因此，通过将蓄水箱12和加热板11防止与隔热棉24内，防止加热板11远离蓄水箱12的一侧的热量散发，同时避免蓄水箱12的四周的热量散发，有利于集中对蓄水箱12加热，提高对蓄水箱12的加热效率。

作为优选，为了实现缠绕管8和隔热管10的相对位置固定，同时便于热量传输，所述隔热管10的内壁上设有若干吸热单元，所述吸热单元沿着隔热管10的轴线均匀分布在隔热管10和水管3之间，所述吸热单元至少包括两个吸热块25，所述吸热块25周向均匀分布在水管3的外周，所述吸热块25固定在隔热管10的内壁上，所述吸热块25套设在缠绕管8上。通过吸热块25固定了缠绕管8的位置，同时吸热块25能够快速吸收缠绕管8中的溶液的热量，便于将热量传递给水管3。

作为优选，为了便于吸热块25的滑动，所述水管3的外周至少设有两个滑槽26，所述滑槽26的数量与吸热块25的数量相等，所述滑槽26与吸热块25一一对应，所述滑槽26周向均匀分布在水管3的外周，所述吸热块25的远离隔热管10的一端设置在滑槽26内，吸热块25在滑槽26内滑动，使得隔热管10沿着固定的方向移动。

作为优选，利用铜导热性能良好的特点，为了有利于吸热块25吸收缠绕管8中的热量，所述吸热块25的材质为铜。

作为优选，利用稀盐水沸点高于水的沸点同时稀盐水凝固点低于水的凝固点的特点，所述蓄水箱12内的溶液为稀盐水。由于稀盐水的沸点高于水的沸点，可以减少蓄水箱12内的气化程度，防止水气过多引起蓄水箱12爆裂，而稀盐水的凝固点低于水的凝固点，也可防止稀盐水发生凝固现象。

作为优选，为了便于检测水管3中的流量，同时检测周围的环境温度，所述调节管2上设有温度计27和流量计28。当周围环境温度低或者检测到的流量低时，表示水管3中的水溶液发生凝固，此时调节管2两侧的解冻机构和伸缩机构同时运行对水管3进行解冻。

该自来水减压阀在寒冷的冬天运行时，为了防止水管3中的自来水凝固，导致减压阀不流通，利用解冻机构中，加热盒内的加热板11对蓄水箱12中的溶液进行加热后，通过水泵6由导流管7进入缠绕管8，在缠绕管8中水的热量传递给水管3，从而加热水管3，对水管3解冻，使水管3内的凝固的自来水熔化，而后经过回流管9进入蓄水箱12中，并继续进行加热，实现对溶液的循环利用，而为了增加解冻范围，通过驱动组件带动移动块16移动，改变固定块15和移动块16之间的距离，使伸缩架17伸缩，通过移动板20带动隔热管10移动，通过吸热块25带动缠绕管8移动，实现对水管3不同位置进行解冻。

与现有技术相比，该基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀通过解冻机构使缠绕管8中流过热水，并将热量传递给水管3，对水管3加热，使凝固的自来水熔化。与传统的解冻机构相比，该解冻结构对蓄水箱12中的溶液循环利用，节省了水资源和加热溶液所需的能源损耗，不仅如此，通过伸缩机构带动隔热管10沿着水管3的轴向方向移动，隔热管10通过吸热块25带动缠绕管8移动，对水管3各处进行解冻，提高了解冻范围，保障了减压阀的流通，与传统的伸缩机构相比，该伸缩机构采用伸缩架17进行伸缩，减小了空间消耗，扩大了隔热管10的移动范围。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，包括调节手柄（1）、调节管（2）和两个水管（3），所述调节手柄（1）的底端设置在调节管（2）内，两个水管（3）分别设置在调节管（2）的底端的两侧，所述调节管（2）与水管（3）连通，其特征在于，所述调节管（2）的两侧设有解冻机构和伸缩机构，所述解冻机构包括侧板（4）、加热盒（5）、水泵（6）、导流管（7）、缠绕管（8）、回流管（9）和隔热管（10），所述侧板（4）固定在调节管（2）上，所述加热盒（5）固定在侧板（4）的上方，所述水泵（6）固定在加热盒（5）的上方，所述水泵（6）通过导流管（7）与缠绕管（8）的一端连通，所述缠绕管（8）的另一端通过回流管（9）与加热盒（5）连通，所述缠绕管（8）设置在隔热管（10）内，所述缠绕管（8）缠绕在水管（3）的外周上，所述缠绕管（8）沿着水管（3）的轴线螺旋分布，所述隔热管（10）套设在水管（3）上，所述伸缩机构设置在侧板（4）的下方，所述伸缩机构与隔热管（10）传动连接；

所述加热盒（5）内设有加热板（11）和蓄水箱（12），所述蓄水箱（12）位于加热盒（5）内的顶部，所述加热板（11）固定在蓄水箱（12）的下方，所述蓄水箱（12）内设有引流管（13），所述引流管（13）的底端设置在蓄水箱（12）内的底部，所述引流管（13）的顶端与水泵（6）连通，所述加热板（11）内设有加热丝（14）；

所述伸缩机构包括驱动组件和伸缩组件，所述伸缩组件包括固定块（15）、移动块（16）、伸缩架（17）、滑环（18）、滑杆（19）和移动板（20），所述移动板（20）的靠近调节管（2）的一侧设有凹口（21），所述滑杆（19）的两端固定在凹口（21）的两侧的内壁上，所述滑环（18）套设在滑杆（19）上，所述固定块（15）位于移动块（16）的上方，所述驱动组件与移动块（16）传动连接，所述固定块（15）固定在调节管（2）上，所述伸缩架（17）的一端的两侧分别与固定块（15）和移动块（16）铰接，所述伸缩架（17）的另一端的两侧与移动板（20）和滑环（18）铰接，所述移动板（20）与隔热管（10）固定连接；

所述调节管（2）内设有PLC和天线，所述PLC与天线电连接。

2.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机（22）和驱动轴（23），所述驱动电机（22）位于移动块（16）的下方，所述驱动电机（22）固定在调节管（2）上，所述驱动轴（23）设置在驱动电机（22）和固定块（15）之间，所述驱动电机（22）与驱动轴（23）传动连接，所述驱动轴（23）的外周设有外螺纹，所述移动块（16）套设在驱动轴（23）上，所述移动块（16）内设有内螺纹，所述移动块（16）内的内螺纹与驱动轴（23）上的外螺纹相匹配。

3.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述驱动电机（22）为直流伺服电机。

4.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述加热丝（14）的形状为S形。

5.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述加热盒（5）还设有隔热棉（24），所述隔热棉（24）的竖向截面的形状为L形，所述蓄水箱（12）和加热板（11）位于隔热棉（24）内。

6.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述隔热管（10）的内壁上设有若干吸热单元，所述吸热单元沿着隔热管（10）的轴线均匀分布在隔热管（10）和水管（3）之间，所述吸热单元至少包括两个吸热块（25），所述吸热块（25）周向均匀分布在水管（3）的外周，所述吸热块（25）固定在隔热管（10）的内壁上，所述吸热块（25）套设在缠绕管（8）上。

7.如权利要求6所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述水管（3）的外周至少设有两个滑槽（26），所述滑槽（26）的数量与吸热块（25）的数量相等，所述滑槽（26）与吸热块（25）一一对应，所述滑槽（26）周向均匀分布在水管（3）的外周，所述吸热块（25）的远离隔热管（10）的一端设置在滑槽（26）内。

8.如权利要求6所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述吸热块（25）的材质为铜。

9.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述蓄水箱（12）内的溶液为稀盐水。

10.如权利要求1所述的基于物联网的具有解冻功能的智能型自来水减压阀，其特征在于，所述调节管（2）上设有温度计（27）和流量计（28）。