CN109737233A - 具备状态检测功能的阀门锁具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具备状态检测功能的阀门锁具，用于对受控阀门进行解闭锁管控，所述受控阀门的阀体上端开口并于开口处设置阀盖，手轮可转动地设置于阀盖上方；阀杆上部伸出阀体上端，并穿过阀盖及手轮；手轮转动时驱动阀杆上升或下降；所述阀门锁具包括锁体和状态感应组件，锁体和状态感应组件固定安装于手轮上，锁体具有锁杆，锁杆在一解锁位置和一闭锁位置之间切换，锁杆在闭锁位置时与所述阀盖形成抵触，限制手轮的转动范围；状态感应组件通过感应阀杆升降的高度的方式检测受控阀门的启闭状态。本发明既可以对阀门的启闭进行管控，还可以检测阀门的启闭状态。

Description

具备状态检测功能的阀门锁具

〖技术领域〗

本发明涉及锁具技术领域，具体涉及一种具备状态检测功能的阀门锁具。

〖背景技术〗

阀门是石油化工等领域常用的器件，是关系到正常生产、安全生产的关键器件。其中一类阀门是通过转动手轮来驱动阀杆上升或下降，由阀杆下部在阀体内对流体通路进行通断控制。

以截止阀为例，其包括阀体、阀盖、阀杆及手轮，阀体上端开口并设置阀盖，手轮可转动地设置于阀盖上方，阀杆上部伸出阀体上端，并穿过阀盖及手轮。手轮中心孔与阀杆螺纹配合，转动手轮打开阀门时，阀杆会向上升，升到最高点时阀门完全开启；当转动手轮关闭阀门时，阀杆向下降，降到最低点时，阀门完全关闭。

为了防止阀门被人误动，在阀门上设置闭锁装置，传统技术中的闭锁装置只是将手轮包覆封闭起来，闭锁装置容易晃动而被破坏。此外，现有闭锁装置只能闭锁阀门而不能对解锁阀门进行管控，更不能检测阀门启闭状态，不利于系统性管理和监控。例如，公开号为CN107990040A的中国发明专利申请，公开了一种眀杆阀门锁具及智能锁控系统，公开日为2018年5月4日，该发明专利申请只能检测阀门锁具的解闭锁状态，而无法检测阀门的状态。

〖发明内容〗

本发明旨在提供一种阀门锁具，能够对受控阀门进行管控，使得阀门不得随意操控，同时还具备状态检测功能。本发明的目的由以下技术方案实现：

一种具备状态检测功能的阀门锁具，用于对受控阀门进行解闭锁管控，所述受控阀门包括阀体、阀盖、手轮及阀杆，阀体上端开口并于所述开口处设置阀盖，手轮转动地设置于阀盖上方；阀杆上部伸出阀体上端，并穿过阀盖及手轮；手轮转动时驱动阀杆上升或下降；其特征在于：

所述阀门锁具包括锁体和状态感应组件，所述锁体和状态感应组件固定安装于所述手轮上，所述锁体具有锁杆，锁杆在一解锁位置和一闭锁位置之间切换，锁杆在所述闭锁位置时与所述阀盖形成抵触并限制手轮的转动范围；所述状态感应组件通过感应所述阀杆升降的高度的方式检测所述受控阀门的启闭状态。

作为具体的技术方案，所述状态感应组件以被所述阀杆触动而触发的方式或以磁感应的方式或以光感应的方式感应所述阀杆升降的高度。

作为具体的技术方案，所述状态感应组件包括第一感应组件，所述第一感应组件所处的高度高于所述受控阀门关闭状态时所述阀杆顶端所处的位置。

作为具体的技术方案，所述状态感应组件包括第二感应组件，所述第二感应组件所处的高度低于或持平所述受控阀门开启状态时所述阀杆顶端所处的位置。

作为具体的技术方案，所述感应组件包括感触元件、感触弹性元件、行程开关及壳体，所述感触弹性元件及行程开关位于壳体的腔体内；壳体侧面开设有感触元件伸缩孔，感触元件设置于感触元件伸缩孔处，受外力作用向壳体内回缩或受感触弹性元件的作用向壳体外伸出；行程开关的触发端位于感触元件回缩的行程上。

作为具体的技术方案，所述感应组件还包括阀门状态检测电路板，设置于所述壳体的腔体内，阀门状态检测电路板上设置有检测电路，所述行程开关控制所述检测电路的通断。

作为具体的技术方案，所述壳体由底座和底座上设置的罩体构成，所述感触弹性元件为弹簧；所述感触元件呈杆状，头部设置为弧面或斜面、尾部为弹性元件套杆、中部具有供感触弹性元件抵顶且限制感触元件脱离罩体的抵顶部；所述感应组件还包括后盖，所述后盖设于所述电路板的后方及两侧，所述感触弹性元件一端抵顶感触元件的抵顶部，另一端抵顶所述后盖及或电路板。

作为具体的技术方案，所述锁体包括锁壳、锁芯组件、锁销组件及锁杆组件，锁芯组件、锁销组件设置于锁壳内；锁杆组件包括所述锁杆，所述锁壳内开设有垂直于所述手轮的锁杆配合孔，锁杆活动地装配于锁杆配合孔内；锁杆的头部为人为的操控部，伸出所述锁杆配合孔外，锁杆的尾部为用于抵触所述阀盖的闭锁部，伸出所述锁杆配合孔另一端；所述锁杆中部开设有第一缺口，所述锁芯组件与所述锁销组件驱动配合；所述锁销组件受锁芯组件驱动卡入所述第一缺口时，在所述闭锁位置将锁杆锁定；所述锁销组件受锁芯组件控制与所述第一缺口分离时，在所述闭锁位置将锁杆释放。

作为具体的技术方案，所述锁杆组件还包括锁杆弹性元件，所述锁杆上设有供锁杆弹性元件抵顶的凸出部；所述锁杆弹性元件为弹簧，套设于所述锁杆中部，所述锁杆弹性元件一端抵顶所述凸出部，另一端抵顶所述锁杆配合孔内设置的抵顶机构。

作为具体的技术方案，所述锁杆组件还包括定位销，所述锁杆上开设有定位销配合槽，所述定位销与所述定位销配合槽配合，限制锁杆本体在所述锁杆配合孔内于一定行程内活动。

作为具体的技术方案，所述锁芯组件装配于锁壳内，包括锁芯本体及锁销驱动件，锁销驱动件一端为与锁芯转动轴同轴连接的锁芯配合部，另一端为偏心设置的锁销拨动部；所述锁销组件包括锁销，所述锁壳内开设有与所述锁杆配合孔垂直并连通的锁销配合孔，所述锁销可轴向活动地设置于锁销配合孔内；所述锁销头部设置有锁杆锁定部，所述锁销设有供所述锁销拨动部拨动的拨槽；所述锁销组件受锁芯组件控制时，所述锁杆锁定部卡入所述第一缺口或与所述第一缺口分离。

作为具体的技术方案，所述锁销组件还包括锁销弹性元件，所述锁销弹性元件一端抵顶锁销配合孔末端，另一端抵顶锁销尾部。

作为具体的技术方案，所述锁杆的中部还开设有第二缺口，所述第二缺口位于所述第一缺口与所述闭锁部之间，所述锁销组件受锁芯组件驱动卡入所述第二缺口时，在所述解锁位置将锁杆锁定；所述锁销组件受锁芯组件控制与所述第二缺口分离时，在所述解锁位置将锁杆释放。

作为具体的技术方案，所述锁杆的中部为圆柱状，锁体还包括复位销组件，所述复位销组件包括复位销、复位销弹性元件、拨销及侧向弹力机构，所述锁壳内开设有与所述锁杆配合孔垂直并连通的复位销配合孔，复位销配合孔平行于锁销配合孔，并位于锁销配合孔往所述闭锁部的一侧；复位销可轴向活动和横向活动地设置于复位销配合孔内，复位销弹性元件一端抵顶复位销配合孔末端，另一端抵顶复位销尾部，复位销头部设置有缺口锁定部；所述侧向弹力机构设置于所述复位销配合孔的孔壁上，侧向弹力机构为复位销的横向活动提供反向作用力；锁销一侧固定连接所述拨销的一端，复位销的一侧开设有可供拨销另一端拨动配合的拨销配合槽；所述锁杆在所述闭锁位置且被锁定时，锁销的锁杆锁定部卡入所述第一缺口，复位销的缺口锁定部卡入所述第二缺口；所述锁销回缩，通过拨销拨动拨销配合槽侧壁并驱动所述复位销回缩，锁销的锁杆锁定部及复位销的缺口锁定部均与所述第一缺口及第二缺口分离，此时所述锁杆在所述闭锁位置或解锁位置且未锁定；锁销的锁杆锁定部卡入所述第二缺口，复位销受锁杆侧壁抵压回缩并横向活动，此时所述锁杆在所述解锁位置且被锁定。

作为具体的技术方案，所述侧向弹力机构包括抵顶柱、弹力件及顶块；抵顶柱一端抵顶所述复位销的侧面，另一端抵顶弹力件一端，弹力件另一端与顶块相抵顶，顶块固定设置于所述锁壳内。

作为具体的技术方案，所述复位销为半圆柱体，半圆柱体的平面一侧开设有供所述侧向弹力机构抵顶的凹槽。

作为具体的技术方案，所述复位销的缺口锁定部的前端面设置成与所述锁杆外缘适应的斜面或弧面。

作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括锁状态检测组件，以被所述锁杆触动而触发的方式或以磁感应的方式或以光感应的方式感应所述锁杆升降的高度。

作为具体的技术方案，所述锁状态检测组件包括锁杆磁性元件，锁杆磁性元件固定安装在所述锁杆上；所述锁状态检测组件还包括闭锁位置磁感应开关和或解锁位置磁感应开关；所述锁体内朝向锁杆磁性元件的部分安装所述闭锁位置磁感应开关或解锁位置磁感应开关；所述闭锁位置磁感应开关或解锁位置磁感应开关安装的位置满足以下条件：仅在所述闭锁位置时，所述锁杆磁性元件位于所述闭锁位置磁感应开关的感应区内；仅在所述解锁位置时，所述锁杆磁性元件位于所述解锁位置磁感应开关的感应区内。

作为具体的技术方案，所述锁状态检测组件还包括锁状态检测电路板，锁状态检测电路板上设置有锁状态检测电路，锁状态检测电路采集所述闭锁位置磁感应开关或解锁位置磁感应开关的开关信号。

作为具体的技术方案，所述锁体还包括射频天线，设置于所述锁壳内，该射频天线与所述锁状态检测电路板信号传输及电能传输地连接。

作为具体的技术方案，所述锁体还包括射频天线，设置于所述锁壳内，该射频天线与所述阀门状态检测电路板信号传输及电能传输地连接。

作为具体的技术方案，所述阀门锁具还包括安装件，所述锁体和状态感应组件通过所述安装件固定安装于所述手轮上；所述手轮包括圆形外圈、中心的阀杆套、及圆形外圈与阀杆套之间的多条径向杆；所述安装件开设有一个中心装配孔，所述中心装配孔和手轮中心的阀杆套嵌套配合；所述安装件的底部开设有配合槽，所述配合槽卡入所述手轮的径向杆；所述安装件在围绕中心装配孔的侧壁上开设有限位销孔，通过限位销将所述安装件固定在手轮上。

作为具体的技术方案，所述安装件上部一侧向外延伸有一个锁体安装板，所述锁体固定安装于所述锁体安装板上方，所述锁体安装板上开设有供所述锁杆穿设的避让口。

本发明的有益效果在于：在阀门手轮上安装闭锁装置，通过锁具的锁杆在闭锁状态时与阀门的阀盖形成抵触，从而限制阀门手轮的整圈转动，以此方式对阀门的启闭操作进行管控，具有结构稳定、实用可靠的特点。此外，本申请还通过设置至少一个感应组件，来检测阀门阀杆所处的高度，进而获取阀门的启闭状态信息。再者，本申请还通过设置在锁体内的锁状态检测组件，来检测锁具的解闭锁状态。

〖附图说明〗

图1为本发明实施例提供的阀门锁具安装于受控阀门上的一个视角的立体图。

图2为本发明实施例提供的阀门锁具安装于受控阀门上的另一个视角的立体图。

图3为本发明实施例提供的阀门锁具的组装图。

图4为本发明实施例提供的阀门锁具的分解图。

图5为本发明实施例提供的阀门锁具中的安装组件与受控阀门的手轮及阀杆组装前的立体图。

图6为本发明实施例提供的阀门锁具中的安装组件与受控阀门的手轮及阀杆组装后的立体图。

图7为本发明实施例提供的阀门锁具中的安装组件与受控阀门的手轮及阀杆组装(限位销未装入时)的俯视图。

图8为本发明实施例提供的阀门锁具中的第一感应组件或第二感应组件的分解图。

图9为本发明实施例提供的阀门锁具中第一感应组件或第二感应组件的部分组装图。

图10为本发明实施例提供的阀门锁具中锁体的组装图。

图11为本发明实施例提供的阀门锁具中锁芯组件的分解图。

图12为本发明实施例提供的阀门锁具中锁芯组件的组装图。

图13为本发明实施例提供的阀门锁具中锁杆组件、锁销组件及复位销组件的配合关系图。

图14为本发明实施例提供的阀门锁具中复位销组件的分解图。

图15为本发明实施例提供的阀门锁具中复位销组件第一视角的组装图。

图16为本发明实施例提供的阀门锁具中复位销组件第二视角的组装图。

图17a、图17b及图17c为本发明实施例提供的阀门锁具中锁销组件及复位销组件与锁杆组件分别配合于闭锁状态、解锁状态未锁定状态、解锁锁定状态的参考图。

图18为本发明实施例提供的阀门锁具中锁销组件及复位销组件在闭锁状态时的轴向视图。

图19为本发明实施例提供的阀门锁具中锁销组件及复位销组件在解锁锁定状态时的轴向视图。

图20为图19中H-H的截面图。

图21为本发明实施例提供的阀门锁具中闭锁状态检测组件与锁杆组件的配合关系图。

图22为本发明实施例提供的阀门锁具中锁体的一个纵向截面图。

图23为本发明实施例提供的阀门锁具通过锁杆组件将阀门手轮锁定的视图。

图24为本发明实施例提供的阀门锁具通过锁杆组件将阀门手轮解锁的视图。

图25为受控阀门在开启状态时，其阀杆与本发明实施例提供的阀门锁具的第一感应组件及第二感应组件配合的状态图。

图26为受控阀门在半开启状态时，其阀杆与本发明实施例提供的阀门锁具的第一感应组件及第二感应组件配合的状态图。

图27为受控阀门在关闭状态时，其阀杆与本发明实施例提供的阀门锁具的第一感应组件及第二感应组件配合的状态图。

〖具体实施方式〗

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，为了便于说明，本申请中对上、下、左、右等方位的定义，以图1所示为准，该方位的定义仅仅为了便于清楚地描述锁具的构造，并不用于对锁具安装或使用过程中方位的限定。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

参见图1及图2所示，本实施例提供一种阀门锁具100，用于对受控阀门30进行解闭锁管控。

受控阀门30包括阀体301、阀盖302、手轮303及阀杆304，阀体301两个端口及流体通道，阀体301上端开口并于开口处设置阀盖302，手轮303相对阀盖302可转动地且仅可转动地设置于阀盖302上方；阀杆304上部伸出阀体301上端，并穿过阀盖302及手轮303。手轮303中心的阀杆套与阀杆304螺纹配合，转动手轮303打开阀门时，阀杆304会向上升，升到最高点时阀门完全开启；当转动手轮303关闭阀门时，阀杆304向下降，降到最低点时，阀门完全关闭。

阀门锁具100整体固定安装于手轮303上，随手轮303同步转动，阀门锁具100具有锁杆51，锁杆51在一解锁位置和一闭锁位置之间切换，锁杆51在闭锁位置时与阀盖302形成抵触，使得手轮303不得随意转动，即阀门30不得随意操控。

下文就阀门锁具100做更详细的说明：

参见图3及图4所示，阀门锁具100包括锁体10、状态感应组件20、安装件40。其中，状态感应组件20又包括第一感应组件21、第二感应组件22及支架23。

安装件40用于将锁体10及状态感应组件20固定安装于手轮303上，因此，安装件40的部分构造会针对手轮做适应性的设计。结合图4至图7所示，本实施例中，手轮303包括圆形外圈、中心的阀杆套、及圆形外圈与阀杆套之间的多条径向杆。安装件40开设有一个中心装配孔41，用于和手轮303中心的阀杆套嵌套配合；安装件40的底部开设有三个配合槽42，用于卡入手轮303的三个径向杆；安装件40在围绕中心装配孔41的侧壁上开设有四个限位销孔43，通过相应的限位销44将安装件40固定在手轮303上。

结合图3及图4，安装件40上部一侧向外延伸有一个锁体安装板45，锁体10通过销钉401固定安装于锁体安装板45上方，锁体安装板45上开设有供锁体10的锁杆51穿设的避让口451。

第一感应组件21固定安装于安装件40顶端，第二感应组件22通过支架23固定安装于安装件40顶端上方。支架23包括块装板231及定位柱232，第二感应组件22固定安装于块装板231上，定位柱232上端与安装板231焊接固定，下端与安装组件40顶端焊接连接。第一感应组件21和第二感应组件22相对手轮303位于不同的纵向高度，用于感测阀杆304升降过程中所处的不同高度，第一感应组件21和第二感应组件22可以位于同一纵向轴线上或不同纵向轴线上。具体地，第一感应组件21所处的高度高于阀门关闭状态时阀杆304顶端所处的位置，第二感应组件22所处的高度低于或持平在阀门开启状态时阀杆304顶端所处的位置。

第一感应组件21和第二感应组件22的构造相同，下面以其中一个感应组件为例说明第一感应组件21和第二感应组件22的具体构造。结合图8及图9，每个感应组件包括感触元件203、感触弹性元件204、行程开关205、电路板206、后盖207、底座208和罩体209。

底座208和罩体209配合形成具有腔体的壳体，感触弹性元件204、行程开关205、电路板206及后盖207位于该腔体内。感触元件203呈杆状，具有半球状头部、作为弹性元件套杆的尾部、及中部供感触弹性元件204抵顶且限制感触元件203脱离罩体209的抵顶部。罩体209侧面开设一个感触元件伸缩孔2091，感触元件203可伸缩地设置于感触元件伸缩孔2091处，感触元件203头部可伸出于罩体209外部。电路板206设置于底座208上，行程开关205设置于电路板206上，后盖207罩设于电路板206的后方及两侧；行程开关205的触发端位于感触元件203回缩的行程上。感触弹性元件204一端抵顶感触元件203，另一端抵顶后盖207及或电路板206。

当感触元件203前端受到外力挤压时，即阀杆上升过程中挤压感触元件203的半球状头部时，会向后回缩且抵顶部压缩感触弹性元件204，此时感触元件203尾部抵触行程开关205，使行程开关205接通，继而接通电路板206上的检测电路；当感触元件203前端所受的外力撤销时，即阀杆下降至低于感触元件203的前端半球状头部时，在感触弹性元件204的作用下，感触元件203复位，半球状头部伸出于罩体209外部，此时感触元件203尾部离开行程开关，电路板206上的检测电路关断。

以上提供的感应组件为通过触动的方式来触发的感应组件，且上述实施例提供的触动过程是间接的触动过程，可以理解的是，也可以是以直接触动而触发的方式来实现，即可以将行程开关的触片直接设置于阀杆可触动的位置处。进一步可以理解的是，感应组件也可以是光感应组件，以光感应的方式感应阀杆升降的高度；感应组件也可以是磁感应组件，以磁感应的方式感应阀杆升降的高度。

如图10所示，锁体10包括锁壳11，锁壳11前端面开设有钥匙孔，该钥匙孔处设置有防护盖111，用于防止尘埃堆积和防止雨水渗透进锁具内。锁体10还包括锁芯组件60(结合图11及图12，下文详述)，锁壳11内对应钥匙孔的位置开设有锁芯组件装配孔(图中未示)，锁芯组件60装配于锁芯组件装配孔。解锁钥匙(例如电脑钥匙)通过钥匙孔对锁壳11内设置的锁芯组件60进行解锁或闭锁操作。

结合图11及图12所示，锁芯组件60包括锁芯本体61、锁销驱动件62及射频天线63。射频天线63设置于锁芯本体61的前端，可以通过射频通讯的方式与电脑钥匙通讯或者接受电脑钥匙提供的电能。。锁销驱动件62一端为与锁芯转动轴同轴连接的锁芯配合部621，另一端为偏心设置的锁销拨动部622。当解锁钥匙带动锁芯转动轴转动时，锁销拨动部622围绕锁芯转动轴做偏心转动。

如图13所示，锁体10还包括锁杆组件50、锁销组件80及复位销组件90，具体说明如下：

锁杆组件50包括上文已经提到的锁杆51，还包括锁杆帽52、锁杆弹性元件54和定位销55。锁壳11内开设有垂直于手轮303的锁杆配合孔，锁杆51可上下活动地装配于锁杆配合孔内。锁杆51上粗下细，形成一个供锁杆弹性元件54向上抵顶的凸出部，锁杆弹性元件54套设于锁杆51下部，一端向上抵顶凸出部，另一端抵顶锁杆配合孔内设置的抵顶机构。

锁杆51头部为供人为按压的操控部511，伸出锁杆配合孔一端，操控部511上设置有锁杆帽52，锁杆尾部为用于抵触阀门阀盖302以限制阀门手轮303旋转360°的闭锁部512，伸出锁壳下端，伸出锁杆配合孔另一端。锁杆51一侧开设有定位销配合槽，定位销55与该定位销配合槽配合，限制锁杆本体51在锁杆配合孔内于一定行程内活动(结合参阅图18及图19)。

可以理解的是，本实施例中也可以在锁杆头部所在的一端设置一与锁杆固定连接的锁杆套,设置锁杆套的主要作用在于：由于锁体是铜材质(为了便于加工)，而锁杆是不锈钢材质(具有较强的刚度)，为了防止两种不同的金属之间由于长时间静止接触而发生电化腐蚀，所以需要增加一个锁杆套，锁杆套的材质与锁杆是一样的，不会与锁杆之间发生电化腐蚀，而锁杆套与锁体发生电化腐蚀不影响锁杆的功能，锁杆套主要是起保护的作用。

如图13所示，锁销组件80包括锁销81和锁销弹性元件82，锁壳11内开设有与所述锁杆配合孔垂直且连通的锁销配合孔，锁销81可轴向活动地设置于锁销配合孔内，锁销弹性元件82一端抵顶锁销配合孔末端，另一端抵顶锁销81尾部。锁销81头部设置有锁杆锁定部811，锁销81一侧开设有供锁销驱动件62的锁销拨动部622拨动的拨槽812(结合图17a、图17b及图17c)。

结合图14至图16，复位销组件90包括复位销91、复位销弹性元件92、拨销93及两组侧向弹力机构95，锁壳11内开设有与所述锁杆配合孔垂直并连通的复位销配合孔，复位销配合孔平行地位于锁销配合孔往所述闭锁部512的一侧；复位销91可轴向活动和横向活动地设置于复位销配合孔内，复位销弹性元件92一端抵顶复位销配合孔末端，另一端抵顶复位销91尾部，复位销91头部设置有缺口锁定部911。锁销81在拨槽812往锁杆锁定部811方向的一侧固定连接拨销93的一端，复位销91的中部开设有拨销配合槽912，拨销93另一端与拨销配合槽912拨动配合，即当锁销81在锁销驱动件的锁销拨动部622拨动下相对锁杆缩回时，拨销93带动复位销91同步缩回。

复位销91为半圆柱体，半圆柱体的平面一侧开设有一条凹槽94，供两组侧向弹力机构95抵顶。每组侧向弹力机构95包括抵顶柱951、弹力件952及顶块953，抵顶柱951一端为圆头(具有圆弧面)，用于抵顶凹槽94，另一端抵顶弹力件952一端，弹力件952另一端与顶块953相抵顶，顶块953固定设置于锁壳11内。此外，复位销91的缺口锁定部911的前端面设置成与锁杆51外缘适应的斜面或弧面。

结合参见图13及图17a-c，锁杆51朝向锁销组件80及复位销组件90的一侧开设有第一缺口518和第二缺口519。锁杆51在所述闭锁位置且被锁定时，锁销81的锁杆锁定部811卡入第一缺口518，复位销91的缺口锁定部911卡入所述第二缺口519；锁杆51在所述闭锁位置或解锁位置且未锁定时，锁销81回缩，通过拨销93拨动拨销配合槽912侧壁并驱动复位销91回缩，锁销81的锁杆锁定部811及复位销91的缺口锁定部911均与第一缺口518及第二缺口519分离；锁杆51在所述解锁位置且被锁定时，锁销81的锁杆锁定部811卡入第二缺口518，复位销91受锁杆侧壁抵压回缩并横向活动。

基于以上设计，在解锁状态时，复位销91受锁杆51侧壁抵压回缩的同时，相对锁杆中心轴线适当偏离，参见图17a-c。此时拨销93脱离拨销配合槽912，当锁杆51移动进入闭锁状态时，复位销91同时在复位销弹性元件92及侧向弹力机构95作用下，其缺口锁定部911前端面的斜面能够平顺地卡入第二缺口519内。

参见图21及图22，在锁杆51上开设有一个磁性元件安装孔581，磁性元件582固定安装在磁性元件安装孔581内。在锁壳11内，朝向磁性元件582的部分安装有干簧管583、电路板壳584和电路板585，电路板585位于电路板壳584内，干簧管583控制电路板585上检测电路的通断。闭锁时，磁性元件532位于干簧管583的感应区内，电路板585中会输出一个表明锁具此时为闭锁状态的信号；解锁后，磁性元件582将离开干簧管583的感应区。

参见图23和图24所示，本实施例提供的阀门锁具对阀门的管控原理及操作过程如下：

解锁时，通过解锁钥匙转动锁芯61，从而带动锁销驱动件62旋转，当锁销驱动件62旋转180°后，带动锁销81向远离锁杆51的方向移动，使得锁杆锁定部811离开锁杆51的第一缺口518；在拨销93的带动下，复位销91也向着远离锁杆51的方向移动，使得缺口锁定部911离开锁杆第二缺口519。此时锁杆51脱离锁销组件和复位销组件，处于可自由地轴向运动的状态，在锁杆弹性元件54作用下，锁杆51相对锁壳11向上弹起，实现锁具的解锁；当锁杆51在锁杆弹性元件54的作用下向上弹起，所述闭锁部512与阀门阀盖302纵向空间会间隔一定的距离，旋转时不会相互抵触，此时便可以任意旋转阀门手轮303，从而达到启闭阀门的目的。

如果需要保持解锁状态锁定时，可以转动锁芯61，带动锁销驱动件62旋转，从而带动锁销81向靠近锁杆51的方向移动，使得锁杆锁定部811卡入锁杆51的第二缺口519。保持解锁状态锁定时，复位销91在弹性元件92的作用下，向靠近锁杆方向推动，但由于复位销91的缺口锁定部911设置有一个斜面，该斜面在圆柱体形状的锁杆51表面会产生一个沿切线方向的分力，使得复位销91向该切线方向推动，并压缩侧向弹力机构95，使侧向弹力机构95储能。此时，复位销91脱离拨销93。

当需要重新闭锁时，转动锁芯61，带动锁销驱动件62旋转，从而带动锁销81向远离锁杆本体51的方向移动，使得锁杆锁定部811离开锁杆51的第二缺口519(此时复位销组件仍然处于与拨销93脱离的状态)；然后，按压锁杆51的操作部511，当锁杆51相对锁壳11被向下按压后，锁杆第二缺口519恢复与复位销组件平行的关系，侧向弹力机构95推动复位销91向锁杆中轴线方向移动；同时，在复位销弹性元件92的作用下，缺口锁定部911将卡入锁杆第二缺口519中；另外，锁销81在锁销驱动件62作用下，其锁杆锁定部811也将卡入锁杆第一缺口518中，从而实现锁具的闭锁；在闭锁状态时，锁杆51的闭锁部512向下移动至于阀门阀盖302形成抵触的位置，使得阀门手轮303只能旋转一定角度(可活动的旋转角度小于180°)，当超过一定的旋转角度时，所述闭锁部512将会抵触阀盖302，手轮303不能继续旋转，所以不能有效操作阀门。

由上述结构可见，操作人员在对阀门锁具进行闭锁操作时，先对锁芯进行解锁(将锁芯扭转至某一状态后，手可以放开)，然后用手按压锁杆(此时可以用刚才操作锁芯的同一只手进行操作)，当锁杆行进到锁杆第二缺口519与复位销91相对的位置时，复位销91可自动弹入锁杆第二缺口519，此时再扭转锁芯对锁杆进行闭锁即可，全程可以用一只手完成。

参见图25至图27所示，本实施例提供的阀门锁具中，对阀门的启闭状态的检测过程如下：

在本实施例中，解锁时，旋转手轮303，阀杆304可轴向的上下移动，手轮控制阀杆304上升或下降的过程中，阀杆304会经过第一感应组件21和第二感应组件22。

当阀杆304经过第一感应组件21时，阀杆304会压缩感应组件的感触元件，当感触元件受到阀杆挤压后，压缩感触弹性元件204的同时，会抵触行程开关205，使行程开关205接通，继而接通第一感应组件21的电路。

当转动手轮使得阀杆304上升至阀门完全开启状态时，阀杆304同时压缩第一感应组件21和第二感应组件22的感触元件，此时第一感应组件21和第二感应组件22同时接通电路，输出一个阀门开启的信号。

当转动手轮使得阀杆304下降至阀门半开启状态时，阀杆304只压缩第一感应组件21的感触元件，此时该状态为一个过渡状态。

当转动手轮使得阀杆304下降至阀门完全关闭状态时，阀杆304既没有压缩第一感应组件21的感触元件，也没有压缩第二感应组件22的感触元件，此时第一感应组件21和第二感应组件22的电路均断开，输出的时阀门关闭的信号。

参见图21及图22所示，本实施例提供的阀门锁具中，对锁状态的检测原理如下：

闭锁时，磁性元件582位于闭锁位置检测干簧管583的感应区内，电路板585中会输出一个表明锁具此时为闭锁状态的信号；解锁后，阀杆51弹出，磁性元件582离开闭锁位置检测干簧管583的感应区，电路板585不会输出闭锁状态的信号。可以理解的是，锁壳11内还可以设置一个用于检测锁杆在解锁位置的相应的解锁位置检测干簧管，闭锁位置干簧管583及解锁位置干簧管安装的位置满足以下条件：仅在所述闭锁位置时，磁性元件582位于闭锁位置干簧管583的感应区内；仅在所述解锁位置时，磁性元件582位于解锁位置干簧管的感应区内。

需要说明书的是，上文中的各行程开关及或各干簧管等开关器件的通断信号可以直接引出锁具外部，作为锁具状态及阀门状态的信号，也可以分别设置一块电路板来采集相应开关器件的通断信号，还可以多个开关器件共用一块电路板，通过电路板经处理后再输出相应的状态信号。本实施例中，各开关器件是分别设置一块电路板来采集相应开关器件的通断信号。

此外，射频天线63内设有线圈，其与各电路板连接，一方面与电路板信号传输及电能传输地连接，另一方面与电脑钥匙等信号传输及电能传输地配合，向电脑钥匙等发送阀门开启、关闭的状态信号及锁状态检测信号。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可等到的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。

Claims (24)

1.一种具备状态检测功能的阀门锁具，用于对受控阀门进行解闭锁管控，所述受控阀门包括阀体、阀盖、手轮及阀杆，阀体上端开口并于所述开口处设置阀盖，手轮转动地设置于阀盖上方；阀杆上部伸出阀体上端，并穿过阀盖及手轮；手轮转动时驱动阀杆上升或下降；其特征在于：

所述阀门锁具包括锁体和状态感应组件，所述锁体和状态感应组件固定安装于所述手轮上，所述锁体具有锁杆，锁杆在一解锁位置和一闭锁位置之间切换，锁杆在所述闭锁位置时与所述阀盖形成抵触并限制手轮的转动范围；所述状态感应组件通过感应所述阀杆升降的高度的方式检测所述受控阀门的启闭状态。

2.根据权利要求1所述的阀门锁具，其特征在于，所述状态感应组件以被所述阀杆触动而触发的方式或以磁感应的方式或以光感应的方式感应所述阀杆升降的高度。

3.根据权利要求2所述的阀门锁具，其特征在于，所述状态感应组件包括第一感应组件，所述第一感应组件所处的高度高于所述受控阀门关闭状态时所述阀杆顶端所处的位置。

4.根据权利要求2或3所述的阀门锁具，其特征在于，所述状态感应组件包括第二感应组件，所述第二感应组件所处的高度低于或持平所述受控阀门开启状态时所述阀杆顶端所处的位置。

5.根据权利要求2所述的阀门锁具，其特征在于，所述感应组件包括感触元件、感触弹性元件、行程开关及壳体，所述感触弹性元件及行程开关位于壳体的腔体内；壳体侧面开设有感触元件伸缩孔，感触元件设置于感触元件伸缩孔处，受外力作用向壳体内回缩或受感触弹性元件的作用向壳体外伸出；行程开关的触发端位于感触元件回缩的行程上。

6.根据权利要求5所述的阀门锁具，其特征在于，所述感应组件还包括阀门状态检测电路板，设置于所述壳体的腔体内，阀门状态检测电路板上设置有检测电路，所述行程开关控制所述检测电路的通断。

7.根据权利要求6所述的阀门锁具，其特征在于，所述壳体由底座和底座上设置的罩体构成，所述感触弹性元件为弹簧；所述感触元件呈杆状，头部设置为弧面或斜面、尾部为弹性元件套杆、中部具有供感触弹性元件抵顶且限制感触元件脱离罩体的抵顶部；所述感应组件还包括后盖，所述后盖设于所述电路板的后方及两侧，所述感触弹性元件一端抵顶感触元件的抵顶部，另一端抵顶所述后盖及或电路板。

8.根据权利要求1所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁体包括锁壳、锁芯组件、锁销组件及锁杆组件，锁芯组件、锁销组件设置于锁壳内；锁杆组件包括所述锁杆，所述锁壳内开设有垂直于所述手轮的锁杆配合孔，锁杆活动地装配于锁杆配合孔内；锁杆的头部为人为的操控部，伸出所述锁杆配合孔外，锁杆的尾部为用于抵触所述阀盖的闭锁部，伸出所述锁杆配合孔另一端；所述锁杆中部开设有第一缺口，所述锁芯组件与所述锁销组件驱动配合；所述锁销组件受锁芯组件驱动卡入所述第一缺口时，在所述闭锁位置将锁杆锁定；所述锁销组件受锁芯组件控制与所述第一缺口分离时，在所述闭锁位置将锁杆释放。

9.根据权利要求8所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁杆组件还包括锁杆弹性元件，所述锁杆上设有供锁杆弹性元件抵顶的凸出部；所述锁杆弹性元件为弹簧，套设于所述锁杆中部，所述锁杆弹性元件一端抵顶所述凸出部，另一端抵顶所述锁杆配合孔内设置的抵顶机构。

10.根据权利要求8所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁杆组件还包括定位销，所述锁杆上开设有定位销配合槽，所述定位销与所述定位销配合槽配合，限制锁杆本体在所述锁杆配合孔内于一定行程内活动。

11.根据权利要求8所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁芯组件装配于锁壳内，包括锁芯本体及锁销驱动件，锁销驱动件一端为与锁芯转动轴同轴连接的锁芯配合部，另一端为偏心设置的锁销拨动部；所述锁销组件包括锁销，所述锁壳内开设有与所述锁杆配合孔垂直并连通的锁销配合孔，所述锁销可轴向活动地设置于锁销配合孔内；所述锁销头部设置有锁杆锁定部，所述锁销设有供所述锁销拨动部拨动的拨槽；所述锁销组件受锁芯组件控制时，所述锁杆锁定部卡入所述第一缺口或与所述第一缺口分离。

12.根据权利要求11所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁销组件还包括锁销弹性元件，所述锁销弹性元件一端抵顶锁销配合孔末端，另一端抵顶锁销尾部。

13.根据权利要求11所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁杆的中部还开设有第二缺口，所述第二缺口位于所述第一缺口与所述闭锁部之间，所述锁销组件受锁芯组件驱动卡入所述第二缺口时，在所述解锁位置将锁杆锁定；所述锁销组件受锁芯组件控制与所述第二缺口分离时，在所述解锁位置将锁杆释放。

14.根据权利要求13所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁杆的中部为圆柱状，锁体还包括复位销组件，所述复位销组件包括复位销、复位销弹性元件、拨销及侧向弹力机构，所述锁壳内开设有与所述锁杆配合孔垂直并连通的复位销配合孔，复位销配合孔平行于锁销配合孔，并位于锁销配合孔往所述闭锁部的一侧；复位销可轴向活动和横向活动地设置于复位销配合孔内，复位销弹性元件一端抵顶复位销配合孔末端，另一端抵顶复位销尾部，复位销头部设置有缺口锁定部；所述侧向弹力机构设置于所述复位销配合孔的孔壁上，侧向弹力机构为复位销的横向活动提供反向作用力；锁销一侧固定连接所述拨销的一端，复位销的一侧开设有可供拨销另一端拨动配合的拨销配合槽；所述锁杆在所述闭锁位置且被锁定时，锁销的锁杆锁定部卡入所述第一缺口，复位销的缺口锁定部卡入所述第二缺口；所述锁销回缩，通过拨销拨动拨销配合槽侧壁并驱动所述复位销回缩，锁销的锁杆锁定部及复位销的缺口锁定部均与所述第一缺口及第二缺口分离，此时所述锁杆在所述闭锁位置或解锁位置且未锁定；锁销的锁杆锁定部卡入所述第二缺口，复位销受锁杆侧壁抵压回缩并横向活动，此时所述锁杆在所述解锁位置且被锁定。

15.根据权利要求14所述的阀门锁具，其特征在于，所述侧向弹力机构包括抵顶柱、弹力件及顶块；抵顶柱一端抵顶所述复位销的侧面，另一端抵顶弹力件一端，弹力件另一端与顶块相抵顶，顶块固定设置于所述锁壳内。

16.根据权利要求15所述的阀门锁具，其特征在于，所述复位销为半圆柱体，半圆柱体的平面一侧开设有供所述侧向弹力机构抵顶的凹槽。

17.根据权利要求14所述的阀门锁具，其特征在于，所述复位销的缺口锁定部的前端面设置成与所述锁杆外缘适应的斜面或弧面。

18.根据权利要求1所述的阀门锁具，其特征在于，还包括锁状态检测组件，以被所述锁杆触动而触发的方式或以磁感应的方式或以光感应的方式感应所述锁杆升降的高度。

19.根据权利要求18所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁状态检测组件包括锁杆磁性元件，锁杆磁性元件固定安装在所述锁杆上；所述锁状态检测组件还包括闭锁位置磁感应开关和或解锁位置磁感应开关；所述锁体内朝向锁杆磁性元件的部分安装所述闭锁位置磁感应开关或解锁位置磁感应开关；所述闭锁位置磁感应开关或解锁位置磁感应开关安装的位置满足以下条件：仅在所述闭锁位置时，所述锁杆磁性元件位于所述闭锁位置磁感应开关的感应区内；仅在所述解锁位置时，所述锁杆磁性元件位于所述解锁位置磁感应开关的感应区内。

20.根据权利要求19所述的阀门锁具，其特征在于，所述锁状态检测组件还包括锁状态检测电路板，锁状态检测电路板上设置有锁状态检测电路，锁状态检测电路采集所述闭锁位置磁感应开关或解锁位置磁感应开关的开关信号。

21.根据权利要求20所述的阀门一体化锁具，其特征在于，所述锁体还包括射频天线，设置于所述锁壳内，该射频天线与所述锁状态检测电路板信号传输及电能传输地连接。

22.根据权利要求6所述的阀门一体化锁具，其特征在于，所述锁体还包括射频天线，设置于所述锁壳内，该射频天线与所述阀门状态检测电路板信号传输及电能传输地连接。

23.根据权利要求4所述的阀门锁具，其特征在于，所述阀门锁具还包括安装件，所述锁体和状态感应组件通过所述安装件固定安装于所述手轮上；所述手轮包括圆形外圈、中心的阀杆套、及圆形外圈与阀杆套之间的多条径向杆；所述安装件开设有一个中心装配孔，所述中心装配孔和手轮中心的阀杆套嵌套配合；所述安装件的底部开设有配合槽，所述配合槽卡入所述手轮的径向杆；所述安装件在围绕中心装配孔的侧壁上开设有限位销孔，通过限位销将所述安装件固定在手轮上。

24.根据权利要求23所述的阀门锁具，其特征在于，所述安装件上部一侧向外延伸有一个锁体安装板，所述锁体固定安装于所述锁体安装板上方，所述锁体安装板上开设有供所述锁杆穿设的避让口。