CN109185535B - 互联式智能稻田阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种互联式智能稻田阀，它包括互联智能动力室、阀体、阀芯、内置水位电极以及外置水位电极，所述的阀体为一竖直设置的三通管，所述的阀芯为一竖直设置在阀体的竖直管道内的直管，阀芯与阀体旋转密封接触，且在阀芯外壁上设置有出水口，阀体的竖直管道的上部设置有动力室装配盘，动力室装配盘与阀体旋转密封接触；所述的互联智能动力室设置在动力室装配盘上，驱动阀芯绕其中心转动；所述的内置水位电极设置在动力室装配盘底部，外置水位电极为一独立设置的水位电极，内置水位电极、外置水位电极分别电连接互联控制器；设计合理，结构简单，能够根据农田水位自动控制阀门的开/关，进行农田水位调节。

Description

互联式智能稻田阀
技术利域
本发明涉及农业灌溉利域，具体涉及一种互联式智能稻田阀。
背景技术
据统计，我国农业灌溉用水量占全国总用水量的百分之八十，而稻田灌溉用水量又占农业用水的百分之六十五。而目前在农村，农用水浪费现象很普遍，由于农田放水需要人去管，水来了就要去开水，水放足了就要用人去关，很麻烦。一般采用自控阀门来实现制动控制，但现有的阀门开关不灵敏，不能有效控制水流进出，阀门关闭不到位，容易一直供水，导致供水过多浪费水资源，虽然目前有些阀门控制精确，但是成本高，结构复杂，不经济，不能满足市场需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种互联式智能稻田阀，设计合理，结构简单，能够根据农田水稻不同生长期用水量进行自动灌溉，通过手机APP远程监控阀门的工作状态，满足稻田自动化供水管理要求，实现阀门计量、灌溉数据与服务端后台服务器交换，保证了阀门使用的可靠稳定性。
本发明的技术方案：
一种互联式智能稻田阀，它包括互联智能动力室、阀体、阀芯、内置水位电极以及外置水位电极，所述的阀体为一竖直设置的三通管，所述的阀芯为一竖直设置在阀体的竖直管道内的直管，阀芯与阀体旋转密封接触，且在阀芯外壁上设置有出水口，出水口与阀体的水平管道在同一水平面，阀体的竖直管道的上部设置有动力室装配盘，动力室装配盘与阀体密封接触；所述的互联智能动力室包括壳体、以及设置在壳体内的电机、电池、互联控制器，壳体设置在动力室装配盘上，与阀体连接，电池、电机分别电连接互联控制器，电机位于阀芯的正上方，电机输出轴依次穿过壳体、动力室装配盘伸入阀体内，电机输出轴与其中心在同一轴线上，电机输出轴通过动力杆固定连接阀芯，驱动阀芯绕其中心转动，且在电机输出轴与动力室装配盘之间设置有机械密封；所述的内置水位电极设置在动力室装配盘底部，外置水位电极为一独立设置的水位电极，内置水位电极、外置水位电极分别电连接互联控制器；
所述的阀芯的出水口与阀体的水平管道连通，阀门打开；阀芯的外壁封堵阀体的水平管道，阀门关闭。
阀体的竖直管道连通供水管道，阀体的水平管道连通农田内侧管道弯头的水平管，外置水位电极放置在农田内，内置水位电极检测供水管道中是否有水，外置水位电极检测农田水位，当内置水位电极检测到供水管道无水时，反馈互联控制器，互联控制器控制电机关闭阀门，避免农田内水流入供水管道；当内置水位电极检测到供水管道有水时，外置水位电极检测到农田内水位处于高于设定水位时，反馈互联控制器，互联控制器控制电机关闭阀门，避免农田水过量；当内置水位电极检测到供水管道有水时，外置水位电极检测到农田内水位处于低于设定水位时，反馈互联控制器，互联控制器控制电机打开阀门，开始供水，水流通过阀门流入农田，当外置水位电极检测到农田内水位达到设定水位时，反馈互联控制器，互联控制器控制电机关闭阀门，停止供水，实现农田自动补水、关水。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的互联控制器内置有控制板，控制板上集成设置有控制器芯片，控制器芯片内置有时控电机的时间程序。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的互联控制器内置有GPS模块，通过GPS模块远程连接终端与互联控制器，终端上安装有配合阀门功能设计的APP软件并通过APP软件进行阀门监控以及参数设定；所述的终端为手机或平板电脑；通过APP远程监控、手动修改稻田内的水位用量参数，自动量灌。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的动力杆为一水平设置的横杆，横杆中间位置固定连接，横杆两端分别固定连接阀芯。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的壳体为柱状体，壳体直径小于阀体的竖直管道直径，壳体上部穿过阀体顶部伸出，且壳体上套装有固定圈，固定圈支撑在阀体上，并通过固定销与阀体销连接；且在壳体顶部还设置有把手；松开壳体与阀体的销连接，通过把手旋转壳体，带动阀芯转动，从而实现手动打开、关闭阀门的目的。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，它还包括太阳能电池板，所述的太阳能电池板电连接电池，对电池进行充电，保持电池电量充足，满足阀门的供电需求。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的阀体的水平管道上设置有计量器；统计灌溉数据并反馈互联控制器，方便后期分析旱涝状况。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的电池为锂电池，电机为变速电机。
一种互联式智能稻田阀的启停方法，其特征在于，通过互联控制器控制打开或关闭阀门互联控制器控制打开或关闭阀门，它包括如下步骤：
（1）调节使得阀芯的出水口与阀体的水平管道。
（2）正向或反向旋转阀芯使得阀芯外壁刚好完全封堵阀体的水平管道，并记录其旋转角度a。
（3）继续同向旋转阀芯使得阀芯出水口与阀体的水平管道处理连通的临界状态，并记录其旋转角度b。
（4）调节使得阀芯的出水口与阀体的水平管道，需要关闭时，互联控制器控制电机正向或反向旋转角度c，阀芯正向或反向旋转角度c，阀门关闭；需要打开时，互联控制器控制电机向相反方向旋转角度c，阀芯向相反方向旋转角度c，阀门打开；a ≤c≤b。
对上述技术方案作进一步的改进和细化，在步骤（4）中计算电机旋转角度c所需的时间s，通过互联控制器上的时空电机的时间程序设定时间s，达到控制电机正向或反向旋转角度c。
本发明的优点是，设计合理，结构简单，能够根据农田水稻不同生长期用水量进行自动灌溉，通过手机APP远程监控阀门的工作状态，满足稻田自动化供水管理要求，实现阀门计量、灌溉数据与服务端后台服务器交换，保证了阀门使用的可靠稳定性。
附图说明
图1是互联式智能稻田阀结构示意图。
图2是互联式智能稻田阀组装示意图。
图3是互联智能动力室内部结构示意图。
图中互联智能动力室1 阀体2 阀芯3 内置水位电极4 外置水位电极5 动力室装配盘6 电机8 电池9 互联控制器10 动力杆11 机械密封12 固定圈13 固定销14 把手15太阳能电池板16 计量器17。
具体实施方式
如图1-3所示，一种互联式智能稻田阀，它包括互联智能动力室1、阀体2、阀芯3、内置水位电极4以及外置水位电极5，所述的阀体2为一竖直设置的三通管，所述的阀芯3为一竖直设置在阀体2的竖直管道内的直管，阀芯3与阀体2旋转密封接触，且在阀芯3外壁上设置有出水口，出水口与阀体2的水平管道在同一水平面，阀体2的竖直管道的上部设置有动力室装配盘6，动力室装配盘6与阀体2密封接触；所述的互联智能动力室1包括壳体、以及设置在壳体内的电机8、电池9、互联控制器10，壳体设置在动力室装配盘6上，与阀体2连接，电池9、电机8分别电连接互联控制器10，电机8位于阀芯3的正上方，电机8输出轴依次穿过壳体、动力室装配盘6伸入阀体2内，电机8输出轴与阀芯3的中心在同一轴线上，电机8输出轴通过动力杆11固定连接阀芯3，驱动阀芯3绕其中心转动，且在电机8输出轴与动力室装配盘6之间设置有机械密封12；所述的内置水位电极4设置在动力室装配盘6底部，外置水位电极5为一独立设置的水位电极，内置水位电极4、外置水位电极5分别电连接互联控制器10；所述的互联控制器10内置有控制板，控制板上集成设置有控制器芯片，控制器芯片内置有时控电机的时间程序；所述的互联控制器10内置有GPS模块，通过GPS模块远程连接手机与互联控制器10，手机上安装有配合阀门功能设计有APP软件并通过APP软件进行阀门监控以及参数设定；所述的动力杆11为一水平设置的横杆，横杆中间位置固定连接电机8输出轴，横杆两端分别固定连接阀芯3；所述的壳7体为柱状体，壳体直径小于阀体2的竖直管道直径，壳体上部穿过阀体2顶部伸出，且壳体上套装有固定圈13，固定圈13支撑在阀体2上，并通过固定销14与阀体2销连接；且在壳体顶部还设置有把手15；松开壳体与阀体2的销连接，通过把手15旋转壳体，带动阀芯3转动，从而实现手动打开、关闭阀门的目的；它还包括太阳能电池板16，所述的太阳能电池板16电连接电池9，对电池9进行充电，保持电池9电量充足，满足阀门的供电需求。所述的电池9为锂电池，电机8为变速电机；所述的阀体2的水平管道上设置有计量器17；统计灌溉数据并反馈互联控制器，方便后期分析旱涝状况。
一种互联式智能稻田阀的启停方法，其特征在于，通过互联控制器10控制打开或关闭阀门互联控制器控制打开或关闭阀门，它包括如下步骤：
（1）调节使得阀芯3的出水口与阀体2的水平管道。
（2）正向或反向旋转阀芯3使得阀芯3外壁刚好完全封堵阀体2的水平管道，并记录其旋转角度a。
（3）继续同向旋转阀芯3使得阀芯3的出水口与阀体2的水平管道处理连通的临界状态，并记录其旋转角度b。
（4）调节使得阀芯3的出水口与阀体2的水平管道，需要关闭时，互联控制器10控制电机8正向或反向旋转角度c，阀芯3正向或反向旋转角度c，阀门关闭；需要打开时，互联控制器10控制电机8向相反方向旋转角度c，阀芯3向相反方向旋转角度c，阀门打开；a ≤c≤b。
在步骤（4）中计算电机旋转角度c所需的时间s，通过互联控制器10上的时空电机的时间程序设定时间s，达到控制电机8正向或反向旋转角度c。
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 (8)

1.一种互联式智能稻田阀，其特征在于，它包括互联智能动力室、阀体、阀芯、内置水位电极以及外置水位电极，所述的阀体为一竖直设置的三通管，所述的阀芯为一竖直设置在阀体的竖直管道内的直管，阀芯与阀体旋转密封接触，且在阀芯外壁上设置有出水口，出水口与阀体的水平管道在同一水平面，阀体的竖直管道的上部设置有动力室装配盘，动力室装配盘与阀体旋转密封接触；所述的互联智能动力室包括壳体、以及设置在壳体内的电机、电池、互联控制器，壳体设置在动力室装配盘上，与阀体连接，电池、电机分别电连接互联控制器，电机位于阀芯的正上方，电机输出轴依次穿过壳体、动力室装配盘伸入阀体内，电机输出轴与其中心在同一轴线上，电机输出轴通过动力杆固定连接阀芯，驱动阀芯绕其中心转动，且在电机输出轴与动力室装配盘之间设置有机械密封；所述的内置水位电极设置在动力室装配盘底部，外置水位电极为一独立设置的水位电极，内置水位电极、外置水位电极分别电连接互联控制器；
所述的阀芯的出水口与阀体的水平管道连通，阀门打开；阀芯的外壁封堵阀体的水平管道，阀门关闭；
所述的动力杆为一水平设置的横杆，横杆中间位置固定连接，横杆两端分别固定连接阀芯；
所述的壳体为柱状体，壳体直径小于阀体的竖直管道直径，壳体上部穿过阀体顶部伸出，且壳体上套装有固定圈，固定圈支撑在阀体上，并通过固定销与阀体销连接；且在壳体顶部还设置有把手。
2.根据权利要求1所述的一种智能农业节水阀门，其特征在于：所述的互联控制器内置有控制板，控制板上集成设置有控制器芯片，控制器芯片内置有时控电机的时间程序。
3.根据权利要求2所述的一种互联式智能稻田阀，其特征在于，所述的互联控制器内置有GPS模块，通过GPS模块远程连接终端与互联控制器，终端上安装有配合阀门功能设计有APP软件并通过APP软件进行阀门监控以及参数设定；所述的终端为手机或平板电脑。
4.根据权利要求1所述的一种互联式智能稻田阀，其特征在于，它还包括太阳能电池板，所述的太阳能电池板电连接电池，对电池进行充电。
5.根据权利要求1所述的一种互联式智能稻田阀，其特征在于，所述的电池为锂电池，电机为变速电机。
6.根据权利要求1所述的一种互联式智能稻田阀，其特征在于，所述的阀体的水平管道上设置有计量器。
7.根据权利要求1所述的一种互联式智能稻田阀，其特征在于，其通过互联控制器控制打开或关闭阀门，具体如下步骤：
（1）调节使得阀芯的出水口与阀体的水平管道；
（2）正向或反向旋转阀芯使得阀芯外壁刚好完全封堵阀体的水平管道，并记录其旋转角度a；
（3）继续同向旋转阀芯使得阀芯出水口与阀体的水平管道处理连通的临界状态，并记录其旋转角度b；
（4）调节使得阀芯的出水口与阀体的水平管道，需要关闭时，互联控制器控制电机正向或反向旋转角度c，阀芯正向或反向旋转角度c，阀门关闭；需要打开时，互联控制器控制电机向相反方向旋转角度c，阀芯向相反方向旋转角度c，阀门打开；a≤c≤b。
8.根据权利要求7所述的一种互联式智能稻田阀，其特征在于，在步骤（4）中计算电机旋转角度c所需的时间s，通过互联控制器上的时空电机的时间程序设定时间s，达到控制电机正向或反向旋转角度c。
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