CN108591595B - 一种自锁式大小流量智能检测控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种自锁式大小流量智能检测控制设备，安装腔内设有外叶轮；外叶轮中心设有套管轴；套管轴内设有内叶轮；内叶轮中心设有旋转轴；旋转轴顶端通过花键结构与第一传动轴连接；旋转轴下端设有堵水盖；堵水盖下端设有细轴；细轴下端套接在升降筒内；外叶轮底部设有堵水环；堵水环上端面设有底齿轮环；升降筒设在固定筒内；固定筒外壁上设有卡槽；固定筒下端套接有升降套；升降套中心设有顶轴；顶轴套接在升降筒内；顶轴下端设有锁紧弹簧；升降套下端设有导磁盘；安装腔底部设有电磁铁。它不但可以对不同大小水流量进行测控，还可以实现对水路的关闭和开启锁定，检测精度高，运行稳定可靠。

Description

一种自锁式大小流量智能检测控制设备

技术领域

本发明涉及到智能监测仪器技术领域，具体为一种自锁式大小流量智能检测控制设备。

背景技术

智能仪表仪器指用于离散制造和流程工业装备中，连续测量温度、压力、流量、物位等变量，或者测量物体位置、倾斜、旋转等物性参数以及物质成分的仪器和仪表。包括传感器及其系统、智能温度、压力、流量、物位测量仪器仪表、智能电表、智能水表、等监测装置。现在的水流量监测表都是采用传统的流量计或者流量水表，但是现有的流量计或流量水表都存在一个缺陷，当管道中的流量波动较大时，限于现有的流量计叶轮结构，导致无法准确的监测出流量，使得测量结果不准。目前为了解决该问题，都是在管道上设置旁通支管，在主管上设置大流量计和电动控制阀，在旁通支管上设置小流量计和电动控制阀，然后通过不同大小的流量计配合电磁阀控制电动控制阀来根据流量的大小开启主管或旁通支管实现流量的准确监测，这种方式不但管道设置复杂，成本高，同时由于电控设备零件增多，导致电路稳定性差，监测结果也不稳定，容易出现故障；且现有的水流量的控制使用一般都是通过流量计实现流量的检测，另外需要采用其他配套的水路电控阀实现水路的开启和关闭，由于流量计和电控阀处于管道不同位置，信号传输不方便，安装也较为复杂，成本高，控制不稳定。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种自锁式大小流量智能检测控制设备，它不但可以对不同大小水流量进行测控，还可以实现对水路的关闭和开启锁定，检测精度高，运行稳定可靠。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种自锁式大小流量智能检测控制设备，它包括安装腔，所述安装腔顶端侧边设置有进水口，下端侧边设置有出水口，所述安装腔内竖直设置有外叶轮；所述外叶轮中心设置有套管轴；所述套管轴内同轴设置有内叶轮；所述套管轴下端设置下齿轮环；所述套管轴上端外壁设置有环形齿轮；所述环形齿轮与从动齿轮啮合；所述从动齿轮连接第二传动轴；所述内叶轮中心设置有旋转轴；所述旋转轴顶端通过花键结构与第一传动轴连接；所述第一传动轴、第二传动轴分别与对应的霍尔传感器感应连接；所述旋转轴下端设置有用于堵住套管轴的堵水盖；所述堵水盖下端设置有细轴；所述细轴上设置有细弹簧；所述细轴下端套接在升降筒内；所述升降筒外壁上均匀设置有连接杆；所述外叶轮底部设置有用于堵住外叶轮的堵水环；所述连接杆与堵水环连接；所述堵水环上端面设置有与下齿轮环配合的底齿轮环；所述升降筒设置在固定筒内；所述固定筒内设置有粗弹簧；所述固定筒外壁上设置有与连接杆配合的卡槽；所述固定筒下端套接有升降套；所述升降套中心设置有顶轴；所述顶轴套接在升降筒内；所述顶轴下端设置有锁紧弹簧；所述升降套下端设置有环形的导磁盘；所述安装腔底部设置有用于与导磁盘配合的电磁铁；所述电磁铁与电路系统连接。

进一步的，所述顶轴外壁上均匀呈环形设置有连杆与升降套连接；所述连杆卡设在卡槽内。

进一步的，所述安装腔底面设置有凹槽，所述电磁铁设置在凹槽内；所述凹槽下端口设置有密封盖。

进一步的，所述导磁盘内嵌入设置有导磁环。

进一步的，所述旋转轴端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿；所述第一传动轴下端设置有用于套接旋转轴的筒孔；所述筒孔底面设置有与花键齿配合的花键副齿。

进一步的，所述外叶轮由环形阵列设置在套管轴上的螺旋叶片组成；所述内叶轮由环形阵列设置在旋转轴上的螺旋叶片组成。

进一步的，所述堵水盖为圆锥壳体形状；所述堵水盖的圆锥凹陷面朝向套管轴内侧。

进一步的，所述第一传动轴、第二传动轴均穿过安装腔顶壁后与对应的感应盘连接；所述感应盘设置在密封盒内；所述密封盒为圆盘形状；所述密封盒侧壁为双层；所述霍尔传感器设置在夹层中；所述霍尔传感器通过电线与上端的电路系统连接。

进一步的，所述安装腔两端设置有安装架；所述套管轴两端设置在安装架上。

本发明的有益效果：

1、本发明采用了同轴的内外叶轮实现独立的水流感应旋转，对于大小流量都可以监测，适用范围大，监测结果更加准确，运行稳定可靠，并且由于内外叶轮旋转的信号是通过独立电路感应机构产生的，没有混淆在一起，因此信号处理更加简单稳定，流量监测更加稳定可靠。

2、本发明中在安装腔底部设置了升降套和电磁铁，通过升降套和顶轴的升降来实现对水路的通断控制，使用者可以通过控制电磁铁的通断，促使升降套和顶轴将堵水环和堵水盖顶住，使得水流无法通过本设备流出，实现对水路的开启和关闭锁定控制，本发明将水流量的监测和控制两大功能结合在一起，大大提高了本设备的使用范围和使用功能。

3、本发明中的内外叶轮下端分别设置了堵水盖和堵水环，能根据不同流量大小自行打开和关闭，流量小时堵水环关闭，保证水流全部经过内叶轮，提高小流量的监测精度，流量大时，堵水环打开，保证大流量的监测准确性，流量过小时，堵水盖自动关闭，防止出现偷水现象。

4、相对于传统的风扇叶片或直叶片，本发明中的内外叶轮均采用的螺旋叶片呈环形阵列设置，对水流反应更加灵敏，流量监测精度更高。

附图说明

图1为本发明的详细内部结构示意图。

图2为本发明中的水路锁定系统结构示意图。

图3为本发明中的锁紧套剖视结构示意图。

图4为本发明中的锁紧套俯视结构示意图。

图5为堵水环的俯视结构示意图。

图6为固定筒的俯视结构示意图。

图7为齿轮压盘的仰视结构示意图。

图8为旋转轴顶端的花键齿结构示意图。

图9为第一传动轴下端的筒孔和花键副齿结构示意图。

图10为感应盘的结构示意图。

图11为本发明中外叶轮与内叶轮的配合结构示意图。

图12为内叶轮的结构示意图。

图13为堵水环的底面仰视图。

图中：1、出水口；2、内叶轮；3、套管轴；4、外叶轮；5、安装架；6、从动齿轮；7、第二传动轴；8、上齿轮环；9、下齿轮环；11、电箱；12、进水口；13、环形齿轮；14、安装腔；15、下安装架；16、堵水环；17、堵水盖；18、连接杆；19、粗弹簧；20、固定筒；21、升降筒；23、细轴；24、细弹簧；25、第一传动轴；26、旋转轴；27、齿轮压盘；28、密封盒；29、感应盘；30、电路系统；31、密封环；32、霍尔传感器；36、磁铁；37、底齿轮环；38、顶轴；39、升降套；40、锁紧弹簧；41、电磁铁；42、密封盖；43、导磁盘；44、导磁环；45、连杆；201、卡槽；271、固定杆；261、花键齿；251、筒孔；252、花键副齿。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图13所示，本发明的具体结构为：一种自锁式大小流量智能检测控制设备，它包括安装腔14，所述安装腔14顶端侧边设置有进水口12，下端侧边设置有出水口1，所述安装腔14内竖直设置有外叶轮4；所述外叶轮4中心设置有套管轴3；所述套管轴3内同轴设置有内叶轮2；所述套管轴3下端设置下齿轮环9；所述套管轴3上端外壁设置有环形齿轮13；所述环形齿轮13与从动齿轮6啮合；所述从动齿轮6连接第二传动轴7；所述内叶轮2中心设置有旋转轴26；所述旋转轴26顶端通过花键结构与第一传动轴25连接；所述第一传动轴25、第二传动轴7分别与对应的霍尔传感器32感应连接；所述旋转轴26下端设置有用于堵住套管轴3的堵水盖17；所述堵水盖17下端设置有细轴23；所述细轴23上设置有细弹簧24；所述细轴23下端套接在升降筒21内；所述升降筒21外壁上均匀设置有连接杆18；所述外叶轮4底部设置有用于堵住外叶轮4的堵水环16；所述连接杆18与堵水环16连接；所述堵水环16上端面设置有与下齿轮环9配合的底齿轮环37；所述升降筒21设置在固定筒20内；所述固定筒20内设置有粗弹簧19；所述固定筒20外壁上设置有与连接杆18配合的卡槽201；所述固定筒20下端套接有升降套39；所述升降套39中心设置有顶轴38；所述顶轴38套接在升降筒21内；所述顶轴38下端设置有锁紧弹簧40；所述升降套39下端设置有环形的导磁盘43；所述安装腔14底部设置有用于与导磁盘43配合的电磁铁41；所述电磁铁41与电路系统30连接。

优选的，所述顶轴38外壁上均匀呈环形设置有连杆45与升降套39连接；所述连杆45卡设在卡槽201内。连杆45与卡槽201配合，使得升降套39与顶轴38形成整体，能同时升降。

优选的，所述安装腔14底面设置有凹槽，所述电磁铁41设置在凹槽内；所述凹槽下端口设置有密封盖42。电磁铁41设置在安装腔14底面的凹槽内，与安装腔14内腔形成完全隔离，达到隔离防水作用，同时又能正常使用和拆装。

优选的，所述导磁盘43内嵌入设置有导磁环44。导磁环44可以采用含铁材料，使得能被电磁铁吸住。

为了促使旋转轴26与第一传动轴25能顺畅自动的脱离和啮合，提高反应精准性和驱动稳定性，所述旋转轴26端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿261；所述第一传动轴25下端设置有用于套接旋转轴26的筒孔251；所述筒孔251底面设置有与花键齿261配合的花键副齿252。

为了提高叶轮对水流的反应速度，提高对流量的监测准确性，所述外叶轮4由环形阵列设置在套管轴3上的螺旋叶片组成；所述内叶轮2由环形阵列设置在旋转轴26上的螺旋叶片组成。

为了提高内叶轮对水流冲击力的感应精度，所述堵水盖17为圆锥壳体形状；所述堵水盖17的圆锥凹陷面朝向套管轴3内侧。

优选的，所述第一传动轴25、第二传动轴7均穿过安装腔14顶壁后与对应的感应盘29连接；所述感应盘29设置在密封盒28内；所述密封盒28为圆盘形状；所述密封盒28侧壁为双层；所述霍尔传感器32设置在夹层中；所述霍尔传感器32通过电线与上端的电路系统30连接。将密封盒28侧壁设置成双层结构，使得感应盘29与霍尔传感器32处于不同的密封层中，因此霍尔传感器32以及配合的电路可以完全与水隔离开，提高监测设备的防水性，稳定性。

优选的，所述安装腔14两端设置有安装架5；所述套管轴3两端设置在安装架5上。

水路通断控制原理如下：

本设备在正常使用时，电磁铁41处于导通状态，电磁铁41将导磁盘43吸住，使得顶轴38与细轴23之间留出空间，升降套39顶端与连接杆18之间留出空间，使得堵水环16和堵水盖17处于正常运行状态，内叶轮2能够在水流的冲击下向下移动，堵水环16能够被内叶轮2的下移推动。

当由于用户欠费或者根据水路控制需要，将电磁铁41电路断开时，在锁紧弹簧40的弹力作用下，升降套39上升到顶部，升降套39上端口顶住连接杆18，使得堵水环16被压紧，无法下降；顶轴38顶住细轴23，使得整根旋转轴26被压紧，堵水盖17堵住了套管轴3，因此整个水路都被关闭，即使用户打开水龙头也没有水流流出。

本发明的这种功能还可以用于由于水路尽头水管破裂或水龙头漏水而无法关闭的情况下，用户可以通过控制本设备来实现水流的临时关闭。

电磁铁41与本设备上端的电路系统30连接，可以通过电路系统30来控制电磁铁41的通断，因此本发明不但可以在本设备上设置专门的按钮来控制电磁铁41通断，也可以拓展成远程控制方式，通过自来水公司远程无线控制本设备的电路系统30，来实现对电磁铁41的通断控制。由此促使本发明的应用范围更加广泛，提高了使用范围。

水流量检测原理如下：

水流经过总过程：水流从进水口12进入，经内叶轮2和外叶轮4监测后，从下端的出水口1流出来。

小流量水流的监测原理：水流从进水口12进入后，进入外叶轮4的水流会被底部的堵水环16堵住，无法穿过；而进入套管轴3的水流经过内叶轮2时，会驱动内叶轮2旋转，内叶轮2带动顶端的第一传动轴25旋转，从而带动感应盘29旋转，感应盘上的磁铁36与霍尔传感器32发生感应将信号通过电线传入上端的电路系统30中。

由于小流量水流冲击力小，因此无法推动堵水盖17；堵水环16顶面的底齿轮环37一直与套管轴3下端的下齿轮环9啮合，使得外叶轮4无法旋转。

随着水流量的增大，流量推动堵水盖17持续下降，当水流量增大到促使堵水盖17下降到预定距离后，细弹簧24被压缩，细轴23向下推动升降筒21下降，粗弹簧19也被压缩，升降筒21带动堵水环16下降，底齿轮环37与下齿轮环9脱离啮合，且由于堵水环16下降，使得外叶轮4内的水流能向下流出，由此带动外叶轮4旋转，而由于旋转轴26的下降，使得旋转轴26顶端的花键结构松开，第一传动轴25与旋转轴26脱离开，内叶轮2空转，此时第一传动轴25停止旋转，电路系统无法接收到内叶轮2的旋转信号；而外叶轮4的旋转会通过环形齿轮13驱动从动齿轮6旋转，从动齿轮6带动第二传动轴7旋转，第二传动轴7带动上端的另外一个感应盘29旋转，感应盘上的磁铁36与霍尔传感器32发生感应将信号通过电线传入上端的电路系统30中。

由于本发明中的外叶轮4与内叶轮2会根据不同的水流量大小来自行调整启动，流量大时启动外叶轮，内叶轮虽然在旋转，但是空转；流量小时，外叶轮停止旋转，内叶轮启动，传输信号给电路系统30；由于采用了同轴的内外叶轮实现大小流量的独立监测，因此监测更加稳定可靠，监测结果更加准确，并且由于电路系统是独立接收两个叶轮的信号的，因此信号处理更加简单稳定可靠。

而且，在外叶轮停止旋转状态下，外叶轮下端是被堵水环16堵住的，因此此时水流都是必须经过内叶轮2后流出的，因此小流量水流的检测结果会非常准确可靠。

为了进一步提高本发明装置的反应灵敏性，在旋转轴26上设置了齿轮压盘27，当水流量超过内叶轮2的监测范围后，当旋转轴26与第一传动轴25脱离啮合时，由于内叶轮2在快速空转，而外叶轮4刚由静止启动，无法达到满速，此时齿轮压盘27与套管轴3上端的上齿轮环8啮合，可以快速的增大外叶轮4的旋转速度，也即可以提高外叶轮4的加速时间，提高对大水流量的监测准确性。

本发明还存在一个意外的优点为：可以防止用户进行偷水，当用户将水龙头开很小时，水流可以缓慢的滴出来，但是实际上水表没有运行，因此水被免费使用；而本发明的装置由于设置了堵水环16和堵水盖17，因此如果用户将水龙头开很小，希望水流成水滴缓慢流出时，由于水流流速不够，细弹簧24的压力大于水流的冲击力，堵水盖17无法被冲开的，也即水流在本装置被堵住，不会流出来的，因此无法实现偷水。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自锁式大小流量智能检测控制设备，它包括安装腔（14），所述安装腔（14）顶端侧边设置有进水口（12），下端侧边设置有出水口（1），其特征在于，所述安装腔（14）内竖直设置有外叶轮（4）；所述外叶轮（4）中心设置有套管轴（3）；所述套管轴（3）内同轴设置有内叶轮（2）；所述套管轴（3）下端设置下齿轮环（9）；所述套管轴（3）上端外壁设置有环形齿轮（13）；所述环形齿轮（13）与从动齿轮（6）啮合；所述从动齿轮（6）连接第二传动轴（7）；所述内叶轮（2）中心设置有旋转轴（26）；所述旋转轴（26）顶端通过花键结构与第一传动轴（25）连接；所述第一传动轴（25）、第二传动轴（7）分别与对应的霍尔传感器（32）感应连接；所述旋转轴（26）下端设置有用于堵住套管轴（3）的堵水盖（17）；所述堵水盖（17）下端设置有细轴（23）；所述细轴（23）上设置有细弹簧（24）；所述细轴（23）下端套接在升降筒（21）内；所述升降筒（21）外壁上均匀设置有连接杆（18）；所述外叶轮（4）底部设置有用于堵住外叶轮（4）的堵水环（16）；所述连接杆（18）与堵水环（16）连接；所述堵水环（16）上端面设置有与下齿轮环（9）配合的底齿轮环（37）；所述升降筒（21）设置在固定筒（20）内；所述固定筒（20）内设置有粗弹簧（19）；所述固定筒（20）外壁上设置有与连接杆（18）配合的卡槽（201）；所述固定筒（20）下端套接有升降套（39）；所述升降套（39）中心设置有顶轴（38）；所述顶轴（38）套接在升降筒（21）内；所述顶轴（38）下端设置有锁紧弹簧（40）；所述升降套（39）下端设置有环形的导磁盘（43）；所述安装腔（14）底部设置有用于与导磁盘（43）配合的电磁铁（41）；所述电磁铁（41）与电路系统（30）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述顶轴（38）外壁上均匀呈环形设置有连杆（45）与升降套（39）连接；所述连杆（45）卡设在卡槽（201）内。

3.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述安装腔（14）底面设置有凹槽，所述电磁铁（41）设置在凹槽内；所述凹槽下端口设置有密封盖（42）。

4.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述导磁盘（43）内嵌入设置有导磁环（44）。

5.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述旋转轴（26）端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿（261）；所述第一传动轴（25）下端设置有用于套接旋转轴（26）的筒孔（251）；所述筒孔（251）底面设置有与花键齿（261）配合的花键副齿（252）。

6.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述外叶轮（4）由环形阵列设置在套管轴（3）上的螺旋叶片组成；所述内叶轮（2）由环形阵列设置在旋转轴（26）上的螺旋叶片组成。

7.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述堵水盖（17）为圆锥壳体形状；所述堵水盖（17）的圆锥凹陷面朝向套管轴（3）内侧。

8.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述第一传动轴（25）、第二传动轴（7）均穿过安装腔（14）顶壁后与对应的感应盘（29）连接；所述感应盘（29）设置在密封盒（28）内；所述密封盒（28）为圆盘形状；所述密封盒（28）侧壁为双层；所述霍尔传感器（32）设置在夹层中；所述霍尔传感器（32）通过电线与上端的电路系统（30）连接。

9.根据权利要求1所述的一种自锁式大小流量智能检测控制设备，其特征在于，所述安装腔（14）两端设置有安装架（5）；所述套管轴（3）两端设置在安装架（5）上。