CN109210269A - 一种带监测系统的防水锤空气阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防水锤空气阀技术领域，公开一种带监测系统的防水锤空气阀。包括阀体和阀盖，其内部设置高速排气节流装置与高速进排气装置，其防水锤空气阀置有监测系统，监测系统包括电源、电源控制模块、微动开关、多种传感器、通信模块、中控模块；通过设置空气阀监测装置，管线或管网上空气阀能够被中控处远程监测其排气、吸气、密封、故障等不同的工作状态，如果发生故障时可以在中控处显示故障空气阀的位置以及发出报警，使得管理人员能够及时维护检修，节省人工巡线劳动量、延长空气阀使用寿命，避免发生管网水锤、爆管和塌管等恶性事故的发生，利于提升智慧水务管理。

Description

一种带监测系统的防水锤空气阀

技术领域

本发明涉及防水锤空气阀技术领域，更具体地，涉及一种带监测系统的防水锤空气阀。

背景技术

在长距离输水管线上为保证供水安全，在管线的局部高点、坡度改变段、长距离的平直段均需要安装空气阀，根据管道内部工作情况，自动进行排气与吸气，保持管道内部的平衡。但是在长距离输水管线上的空气阀安装数量相当庞大，如果空气阀出现故障，不及时解决故障问题，轻则影响输水效率，严重会导致管网水锤，甚至出现爆管和塌管事故。

现有技术中，本公司发明的防水锤空气阀（申请号：CN201520384037.9）设计的防水锤结构，有效的保护了空气阀的内部，但是在监测上，还是只能通过外设三通管或四通管安装监测表，人为的巡查，或依靠工人经验判断空气阀是否出现故障，这种方法缺少及时性与准确性，且费时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中防水锤空气阀缺少实时监测系统，无法做到对防水锤空气阀及时发现故障，解决故障的不足，提供一种具有及时性、准确性，且内置在空气阀内部的带有监测系统的防水锤空气阀。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种带监测系统的防水锤空气阀，防水锤空气阀包括阀体、阀盖；所述阀体底部与阀盖顶部均设有开口；所述阀盖内腔设有由节流筒与节流板组成的高速排气节流装置；所述阀体内腔设有高速进排气装置；所述高速排气装置由护筒、浮球、滑动体组成；所述阀体内腔设有顶部开口的护筒，护筒与阀体之间形成环形腔，护筒上部均匀分布多个排气窗口，护筒底部设有开孔，护筒内腔设有浮球以及压盖于浮球上并可沿护筒内壁上下滑动的滑动体，滑动体上下滑动用于封闭或者开启排气窗口；滑动体中心设有上下贯通的排气孔以及安装于排气孔底部的微排阀座；所述阀盖顶部设置防护罩；

监测系统包括电源、电源控制模块、微动开关、多种传感器、通信模块、中控模块；所述微动开关设置在防护罩下，排气孔上方的位置；所述阀体外部设有电源、电源控制模块及通信模块，阀体内腔设有多个传感器；电源控制模块分别电连接电源、微动开关、传感器及通信模块，用于控制输出工作电压为传感器与通信模块供电；微动开关用于向电源控制模块发送空气阀排气/吸气动作信号；传感器用于监测空气阀内状态信号并发送至通信模块；通信模块接收传感器采集的监测信号发送至中控模块；

所述中控模块与电源控制模块的电性信号连接，中控模块可以远程信号控制电源控制模块，控制输出电压为通信模块与传感器供电。

进一步地，所述传感器包括压力传感器、介质传感器、音频传感器。

进一步地，所述压力传感器设置在阀体内腔底部的阀开口和/或护筒下方，用于监测阀体内腔的水压；所述介质传感器设置在护筒的排气窗口处和/或阀盖内腔中，用于监测阀体内腔的气体含量；所述音频传感器设置在节流板底部和/或设置微量排气装置的顶部，用于监测采集阀体内腔中排气的状态，以及节流板下落的声音。

进一步地，所述信号包括空气阀位于输水管线/网内的位置信号、时间信号、各个传感器反馈的参数信号。

进一步地，所述微动开关发送动作信号至电源控制模块，电源控制模块供电至传感器与通信模块，中控模块接收判断信号的位置、时间、以及所传递参数信号，如果参数信号不在预设范围则判定防水锤空气阀发生故障。中控模块发出报警信号。

进一步地，所述中控模块远程传递信号至电源控制模块，电源控制模块控制电压向传感器与通信模块供电，中控模块接收各传感器信号，如果介质传感器监测阀体有空气，音频传感器无信号反馈，则判断防水锤空气阀故障，发出警报。

进一步地，所述电源为蓄电池。

进一步地，，所述通信模块为基于蜂窝的窄带物联网通讯系统与中控模块实现数据传输。

进一步地，所述中控模块包括显示单元，显示单元实时显示管网内空气阀位置信息与工作状态。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明带有监测系统的防水锤空气阀，其监测系统在管线或管网上空气阀能够被中控处远程监测其排气、吸气、密封、故障等不同的工作状态，如果发生故障时可以在中控处显示故障空气阀的位置以及发出报警，同时在不工作状态，也可以通过中控模块，定期对空气阀监测，及时发现空气阀是否已故障，监测使得管理人员能够及时维护检修，节省人工巡线劳动量、延长空气阀使用寿命，避免发生管网水锤、爆管和塌管等恶性事故的发生，利于提升智慧水务管理。

附图说明

图1为本实施例1防水锤空气阀监测系统的结构框图；

图2为本实施例1防水锤空气阀的内部结构图。

图例说明：

1、阀体；2、阀盖；3、阀开口；4、高速进排气装置；401、护筒；402、浮球；403、滑 动体；5、高速排气节流装置；501、节流筒；502、节流板；6、微量排气装置；601、开孔； 602、微排阀座；7、排气窗口；8、橡胶轴套；9、密封板；10、防护罩；11、连接件；12、密 封圈；13、配重块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，为本发明的一种带监测系统的防水锤空气阀内部监测系统的结构框图，其监测系统主要用于监测防水锤空气阀内部工作情况。在本实施例1中，其监测系统安装在本司已申请的防水锤空气阀（申请号：CN201520384037.9）内，用于监测各项数据，由于防水锤空气阀已公开，故关于此防水锤的结构和功能不做出过多解释，并且以下实施例1所涉及的结构，均沿用申请号：CN201520384037.9所使用的名称。

一种带监测系统的防水锤空气阀，防水锤空气阀包括阀体1、阀盖2，阀体1底部与阀盖2顶部均设有开口；阀盖2上方固接防护罩10，阀盖2内腔设有由节流筒501与节流板502组成的高速排气节流装置5；阀体1内腔设有高速进排气装置4；高速排气装置5由护筒401、浮球402、滑动体403组成；阀体1内腔设有顶部开口的护筒401，护筒401与阀体1之间形成环形腔，护筒401上部均匀分布多个排气窗口7，护筒401底部设有开孔，护筒401内腔设有浮球402以及压盖于浮球402上并可沿护筒401内壁上下滑动的滑动体403，滑动体403上下滑动用于封闭或者开启排气窗口7；浮球402内设配重块13，球内带有配重块13部位封盖护筒401底部开孔，滑动体403中心设有上下贯通的排气孔以及安装于排气孔底部的微排阀座602；防护罩10下方设有微动开关；

监测系统包括电源C、电源控制模块B、微动开关A、多种传感器D、通信模块E、中控模块F；所述微动开关A设置在防护罩10下，排气孔上方的位置；所述阀体1外部设有电源C、电源控制模块B及通信模块E，阀体1内腔设有多个传感器D；电源控制模块B分别电连接电源C、微动开关A、传感器D及通信模块E，用于控制输出工作电压为传感器D与通信模块E供电；微动开关A用于向电源控制模块B发送空气阀排气/吸气动作信号；传感器D用于监测空气阀内状态信号并发送至通信模块E；通信模块E接收传感器D采集的监测信号发送至中控模块F；

中控模块F与电源控制模块B的电性信号连接，中控模块F可以远程信号控制电源控制模块B，控制输出电压为通信模块E与传感器D供电

本发明的防水锤空气阀的监测系统，利用防水锤空气阀监测系统对防水锤空气阀的工作状态进行实时检测，监测系统包括电源C、电源控制模块B、微动开关A、多种传感器D、通信模块E、中控模块F；上述的微动开关A设置在防水锤空气阀的防护罩10下排气孔上方，电源C、电源控制模块D及通信模块E设置在阀体1外部，方便更换。防水锤空气阀发生排气/吸气动作，气流触发防护罩10下排气孔上方的微动开关A；微动开关A发送动作信号至电源控制模块B，电源控制模块B控制输出电压为通信模块E与传感器D供电；通信模块E发送信号至中控模块F，中控模块F接收并在预设周期内统计接收信号频次判断防水锤空气阀是否正常工作。在本实施例中，电源C采用蓄电池，利用微动开关A动作信号传递至电源控制模块B，以此控制电源C为传感器D与通信模块E供电，可以使得传感器D与通信模块E都无需保持长期通电，仅在排气孔气流流动触发微动开关A时，进行通电采集数据，并传递信号，以此极大的延长了蓄电池的使用寿命。通信模块E设置在阀体1外部，也是避免水进入通信模块E或水锤的冲击等因素对通信模块E的影响，造成传递信号不及时或错误。

并且在本监测系统中，中控模块F与电源控制模块B的电性信号连接，中控模块F可以远程信号控制电源控制模块B，供电电路连通，为通信模块F与传感器D供电；

上述多种传感器D设置在阀体1内腔，用于感应阀体内腔状态。

在实施例1中，上述多种传感器D包括压力传感器D1、介质传感器D3、音频传感器D2。上述压力传感器D1设置在阀体1内腔底部的阀开口和/或护筒401下方，用于监测阀体1内腔的水压的大小；介质传感器D3设置在护筒401的排气窗口7处和/或阀盖2内腔中，用于监测阀体1内腔的气体含量；音频传感器D2设置在节流板502底部和/或设置微量排气装置6的顶部，用于监测采集阀体1内腔中排气的状态，以及节流板502下落的声音，从而判断防水锤空气阀中高速排气节流装置5的动作情况与健康状态。

上述各个传感器D信号包括空气阀位于输水管线/网内的位置信号、时间信号、各个传感器D反馈的参数信号。并且在中控模块F中预先设置一个范围，其范围用于与传感器D反馈的参数做对比。

但微动开关A被触发工作，微动开关A发送动作信号至电源控制模块B，电源控制模块B供电至传感器D与通信模块E，中控模块F接收判断信号的位置、时间、以及所传递参数信号，如果参数信号不在预设范围则判定防水锤空气阀发生故障。中控模块F发出报警信号。

在防水锤空气阀长期没有信号传递时，中控模块F可以远程传递信号至电源控制模块B，电源控制模块B控制电压向传感器D与通信模块E供电，中控模块F接收各传感器D信号，如果介质传感器D3监测阀体有空气，音频传感器D2无信号反馈，则判断防水锤空气阀故障，发出警报。

在被本实施例中，通信模块E为基于蜂窝的窄带物联网通讯系统与中控模块F实现数据传输。

本监测系统中控模块F包括显示单元，显示单元实时显示管网内空气阀位置信息与工作状态，操作人员可以及时观看，判断。

本防水锤监测系统的功能主要有两个：一是用于防水锤空气阀工作状态下，实时检测阀体内部情况。其方法包括以下步骤：

步骤1：当管线或者管网上的防水锤空气阀发生排气或者吸气动作，气流流动触发防水锤空气阀阀体1内排气孔位置附近的微动开关A；

步骤2：微动开关A一旦被触动，微动开关传递动作信号至电源控制模块B电源控制模块B控制电源C的供电电路导通，该电源C为通信单元E供电；

步骤3：传感器D启动，将检测数据参数信号传导给通信单元E，通信单元5发送电信号至中控模块6，该电信号包括防水锤空气阀1在管线或管网上的位置信号，以及发送时刻信号、传感器参数信号。

步骤4：，中控模块6判断接收信号的位置、时间、以及所传递参数信号，如果参数信号不在预设范围则判定防水锤空气阀发生故障。则说明该防水锤空气阀出现故障导致排气或吸气失效，中控模块F还包括显示单元，在显示单元上显示空气阀位置及故障信息，并发出报警信息提醒工作人员检查此处空气阀以防发生安全事故。

二是用于防水锤空气阀在无工作信号反馈的时候，中控模块F可以定期定时检测防水锤空气阀内是否因存在故障，导致无法正常工作。其方法包括以下步骤：

步骤1：中控模块F发送信号启动电源控制模块B；

步骤2：电源控制模块B控制电源C的供电电路导通，该电源C为通信单元E供电；

步骤3：通信单元E发送电信号至中控模块F，该电信号包括防水锤空气阀在管线或管网上的位置信号，以及发送时刻信号、传感器参数信号。

步骤4：，中控模块F判断接收信号的位置、时间、以及所传递参数信号。如果介质传感器D3监测阀体内腔有空气，音频传感器D2无信号反馈，则判断防水锤空气阀故障，发出警报；如果介质传感器D3监测阀体内腔无空气，音频传感器D2无信号反馈，则判断防水锤空气阀正常。中控模块F还包括显示单元，在显示单元上显示空气阀位置及故障信息，并发出报警信息提醒工作人员检查此处空气阀以防发生安全事故。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带监测系统的防水锤空气阀，防水锤空气阀包括阀体、阀盖；所述阀体底部与阀盖顶部均设有开口；其特征在于，所述阀盖内腔设有由节流筒与节流板组成的高速排气节流装置；所述阀体内腔设有高速进排气装置；所述高速排气装置由护筒、浮球、滑动体组成；所述阀体内腔设有顶部开口的护筒，护筒与阀体之间形成环形腔，护筒上部均匀分布多个排气窗口，护筒底部设有开孔，护筒内腔设有浮球以及压盖于浮球上并可沿护筒内壁上下滑动的滑动体，滑动体上下滑动用于封闭或者开启排气窗口；滑动体中心设有上下贯通的排气孔以及安装于排气孔底部的微排阀座；所述阀盖顶部设置防护罩；

监测系统包括电源、电源控制模块、微动开关、多种传感器、通信模块、中控模块；所述微动开关设置在防护罩下，排气孔上方的位置；所述阀体外部设有电源、电源控制模块及通信模块，阀体内腔设有多个传感器；电源控制模块分别电连接电源、微动开关、传感器及通信模块，用于控制输出工作电压为传感器与通信模块供电；微动开关用于向电源控制模块发送空气阀排气/吸气动作信号；传感器用于监测空气阀内状态信号并发送至通信模块；通信模块接收传感器采集的监测信号发送至中控模块；

所述中控模块与电源控制模块的电性信号连接，中控模块可以远程信号控制电源控制模块，控制输出电压为通信模块与传感器供电。

2.根据权利要求1所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述传感器包括压力传感器、介质传感器、音频传感器。

3.根据权利要求2所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述压力传感器设置在阀体内腔底部的阀开口和/或护筒下方，用于监测阀体内腔的水压；所述介质传感器设置在护筒的排气窗口处和/或阀盖内腔中，用于监测阀体内腔的气体含量；所述音频传感器设置在节流板底部和/或设置微量排气装置的顶部，用于监测采集阀体内腔中排气的状态，以及节流板下落的声音。

4.根据权利要求1-3所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述信号包括空气阀位于输水管线/网内的位置信号、时间信号、各个传感器反馈的参数信号。

5.根据权利要求1-4所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述微动开关发送动作信号至电源控制模块，电源控制模块供电至传感器与通信模块，中控模块接收判断信号的位置、时间、以及所传递参数信号，如果参数信号不在预设范围则判定防水锤空气阀发生故障中，控模块发出报警信号。

6.根据权利要求1-4所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述中控模块远程传递信号至电源控制模块，电源控制模块控制电压向传感器与通信模块供电，中控模块接收各传感器信号，如果介质传感器监测阀体有空气，音频传感器无信号反馈，则判断防水锤空气阀故障，发出警报。

7.根据权利要求1所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述电源为蓄电池。

8.根据权利要求7所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述通信模块为基于蜂窝的窄带物联网通讯系统与中控模块实现数据传输。

9.根据权利要求2-3所述的一种带监测系统的防水锤空气阀，其特征在于，所述中控模块包括显示单元，显示单元实时显示管网内空气阀位置信息与工作状态。