CN109899582B - 一种电动球阀的漏水保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动球阀的漏水保护装置，括控制电路、球阀转动自检机构、报警电路和用于为整个装置供电的电源电路，控制电路定时控制电机驱动电路带动电机正转或反向复位，球阀转动自检机构用于检测球阀是否转动正常，并将检测到的信号反馈给控制电路，报警电路与控制电路连接，控制电路根据球阀转动自检机构反馈回的信号判断是否通过报警电路报警；其优点是增加球阀转动自检机构可定时监控球阀是否正常工作，一旦出现问题可提醒用户及时检修，以保证球阀在长时间未出现水患的情况下，如一旦遇到水患或者断电，电机可正常、快速地驱动球阀关闭；保证出现水患或者断电时，球阀可正常关闭。

Description

一种电动球阀的漏水保护装置

技术领域

本发明涉及一种电动球阀技术领域，尤其是涉及一种电动球阀的漏水保护装置。

背景技术

电动球阀是工业自动化控制系统中的重要执行机构。被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。电动球阀中设置有漏水保护执行器，当出现水患，断电，漏水保护执行器驱动球阀关闭水源。如果长时间未出现水患或者断电，那么球阀长时间不转动后，一旦出现水患或者断电，球阀的起始转动扭力会非常大，从而导致内部驱动器无法驱动球阀，出现球阀关不住的情况；甚至于球阀使用中损坏，无法及时发现，导致出现水患或者断电时无法正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可定时检查球阀是否正常转动的电动球阀漏水保护装置，该装置可保证在出现水患、断电等情况下，球阀可及时、快速关闭。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电动球阀的漏水保护装置，包括球阀、用于驱动所述的球阀开关的电机和用于驱动所述的电机正反转的电机驱动电路，还包括控制电路、球阀转动自检机构、报警电路和用于为整个装置供电的电源电路，所述的控制电路定时控制所述的电机驱动电路带动所述的电机正转或反向复位，所述的球阀转动自检机构用于检测球阀是否转动正常，并将检测到的信号反馈给所述的控制电路，所述的报警电路与所述的控制电路连接，所述的控制电路根据所述的球阀转动自检机构反馈回的信号判断是否通过报警电路报警。

所述的控制电路包括型号为STM8L052C6的第一芯片、第一电容、第二电容、第三电容、霍尔信号采集电路和用于控制所述的电机驱动电路通断的开关电路，所述的开关电路包括第一继电器、第一NPN型三极管、第一电阻、第一二极管以及用于与电机驱动电路连接的第一接口和第二接口，所述的第一芯片的第25脚与所述的第一电阻的一端连接，所述的第一电阻的另一端与所述的第一NPN型三极管的基极连接，所述的第一NPN型三极管的集电极、所述的第一继电器的第8脚与所述的第一二极管的正极连接，所述的第一继电器的第4脚与所述的第一接口的第1脚连接，所述的第一继电器的第5脚与所述的第二接口的第1脚连接，所述的霍尔信号采集电路包括第四电容和第五电容，所述的第四电容的一端、所述的第一接口的第3脚与所述的第一芯片的第17脚连接，所述的第五电容的一端、所述的第二接口的第3脚与所述的第一芯片的第19脚连接，所述的第三电容的一端与所述的第一芯片的第13脚连接，所述的第一芯片的第10脚、所述的第一芯片的第11脚、所述的第一芯片的第12脚、所述的第一芯片的第39脚、所述的第一电容的一端和所述的第二电容的一端均接入3.3V电压，所述的第一继电器的第1脚、所述的第一继电器的第3脚、所述的第一继电器的第6脚和所述的第一二极管的负极均接入12V电压，所述的第一芯片的第9脚、所述的第一芯片的第40脚、所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端、所述的第三电容的另一端、所述的第四电容的另一端、所述的第五电容的另一端和所述的第一接口的第4脚、所述的第二接口的第4脚和所述的第一NPN型三极管的发射极均接地。在该结构中，第一芯片定时地通过输出高低电平给开关电路来控制开关电路通断电，开关电路通电，电机正转，开关电路断电，电机驱动电路中的超级电容供电，电机反转，从而控制球阀开关，避免球阀长时间不转动无法正常启动；设置霍尔信号采集电路，用于监测在球阀转动时霍尔传感器反馈的信号。

所述的球阀转动自检机构包括霍尔传感器、霍尔信号输出电路、转盘、第一磁铁和与所述的球阀的驱动轴固定连接的转动轴，所述的转动轴的上端固定有所述的转盘，所述的转盘的下底面上固定安装有所述的第一磁铁，所述的霍尔传感器设置在一PCB板上且位于所述的转盘下方，所述的霍尔传感器与所述的霍尔信号输出电路连接，所述的霍尔传感器与所述的第一磁铁相匹配。霍尔传感器精度高，磁电分离，占用空间小，易于在小空间内实现信号采集。

在该结构中，正常状态下（球阀完全开启的状态），转盘上的第一磁铁距离霍尔传感器较远，未能触发霍尔传感器，霍尔传感器输出高电平并通过霍尔信号输出电路反馈给控制电路。在一段时间间隔中，第一芯片会定时地通过输出高低电平给开关电路，从而来控制开关电路在此转换时间内的通断电。断电时，电机驱动电路中的超级电容供电，电机反转，驱动轴驱动球阀转动一定角度并带动转盘旋转，此时第一磁铁会距离霍尔传感器越来越近，直到触发霍尔传感器，霍尔传感器输出低电平并通过霍尔信号输出电路传输给霍尔信号采集电路并反馈给第一芯片。反转时间结束后，开关电路通电，电机正转，直到球阀阀门完全开启，该过程中霍尔传感器会重新输出高电平。若在该转换时间内，第一芯片能采集到霍尔信号有高低电平的切换，则说明球阀可正常驱动。若在该转换时间内，第一芯片未能采集到霍尔信号有高低电平的切换，则说明该套设备存在问题，球阀无法驱动，报警电路会提示报警（声光报警），既可实现监测球阀是否可正常驱动，可及时修检，以保证出现水患或者断电时球阀可正常关闭，具有结构简单，可靠，易实现的优点。

所述的霍尔信号输出电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第十五电容C15和第三接口J3，所述的霍尔传感器的第1脚、所述的第二电阻的一端分别与所述的电机驱动电路连接，所述的第二电阻的另一端、所述的第三电阻的一端、第四电阻的一端和所述的霍尔传感器的第2脚连接，所述的第四电阻的另一端、所述的第十五电容的一端和所述的第三接口的第3脚连接，所述的第三接口的第3脚为信号输出端，所述的霍尔传感器的第3脚、所述的第三电阻的另一端和所述的第十五电容的另一端均接地。

所述的电机驱动电路包括驱动部分和应急供电电路，所述的驱动部分包括第二继电器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六电容、用于控制所述的电机正转的第一开关和用于控制所述的电机反转的第二开关，所述的第二继电器的第1脚与所述的第二二极管的负极、第三二极管的负极连接，所述的第二继电器的第3脚、所述的第一开关的一端与所述的第四二极管的负极连接，所述的第二继电器的第6脚、所述的第二开关的一端与所述的第五二极管的负极连接，所述的第一开关的另一端、所述的第四二极管的正极、所述的电机和所述的第六电容的一端连接，所述的第六电容的另一端、所述的电机、所述的第五二极管的正极和所述的第二开关的另一端连接，所述的第二二极管的正极、所述的第二继电器的第5脚接入5.5V的电压，所述的第二继电器的第4脚、所述的第二继电器的第7脚、所述的第二继电器的第8脚和所述的第三二极管的正极均接地；

所述的应急供电电路包括第五电阻、第六二极管和超级电容，所述的超级电容的一端、所述的霍尔传感器的第1脚、所述的第二继电器的第2脚与所述的第六二极管的负极连接，所述的第六二极管的正极与所述的第五电阻的一端连接，所述的第五电阻的另一端接入5.5V电压，所述的超级电容的另一端接地。

在该结构中，电机驱动电路通电后，电源电路对超级电容进行充电，第六二极管起到抑制反向电流的作用，防止超级电容供电时电流的流入。通电后，继电器线圈1号脚接VCC，8号脚接GND，线圈吸和，继电器4号脚与3号脚连接，5号脚与6号脚连接，外部电源对电机供电，电机正极接VCC，电机正转，球阀阀门逐渐打开，一直到第一开关被按下断开（第一开关为常闭开关，按下后会断开），电机失电，不再工作，球阀阀门处于完全开启状态；

电源电路断电后，继电器线圈1号脚失去VCC供电，线圈断开，继电器2号脚与3号脚连接，7号脚与6号脚连接，超级电容对电机供电，电机负极接VCC，电机反转，球阀阀门逐渐关闭，一直到第二开关断开（第二开关为常闭开关，按下后会断开），电机失电，球阀阀门处于完全关闭状态；同时超级电容给霍尔传感器供电，霍尔传感器在断电过程中感应第一磁铁的信号。

电机驱动电路包括电机供电电路，所述的电机供电电路包括型号为TPS54331D的第二芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第七二极管、第八二极管和电感，所述的第二芯片的第1脚与所述的第九电容的一端连接，所述的第一芯片的第2脚、所述的第六电阻的一端、所述的第八电容的一端、所述的第七电容的一端、所述的第七二极管的负极连接，所述的第二芯片的第3脚、所述的第六电阻的另一端与所述的第七电阻的一端连接，所述的第二芯片的第4脚与所述的第十电容的一端连接，所述的第二芯片的第5脚、所述的第九电阻的一端与所述的第十电阻的一端连接，所述的第二芯片的第6脚、所述的第十三电容的一端与所述的第十四电容的一端连接，所述的第二芯片的第8脚、所述的第九电容的另一端、所述的第八二极管的负极与所述的电感的一端连接，所述的电感的另一端、所述的第十一电容的一端、所述的第十二电容的一端与所述的第九电阻的另一端连接输出5.5V的电压，所述的第十三电容的另一端与所述的第八电阻的一端连接，所述的第七二极管的正极与所述的第三接口的第1脚连接，所述的第二芯片的第7脚、所述的第八二极管的正极、所述的第十一电容的另一端、所述的第十二电容的另一端、所述的第八电阻的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的第十电阻的另一端、所述的第十电容的另一端、所述的第七电阻的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第七电容的另一端与所述的第三接口的第2脚均接地，所述的第三接口与所述的第一接口或所述的第二接口连接。采用型号为TPS54331D的第二芯片，适应功率更高，将输入的12v电压转为5.5v的电压，不发热，电源电路控制更为稳定。

所述的报警电路包括第十一电阻、第十二电阻、第二NPN型三极管、LED发光二极管和扬声器，所述的第一芯片的第5脚与所述的第十一电阻的一端连接，所述的第十一电阻的另一端与所述的第二NPN型三极管的基极连接，所述的第二NPN型三极管的集电极与所述的扬声器的第2脚连接，所述的第一芯片的第35脚与所述的第十二电阻的一端连接，所述的第十二电阻的另一端与所述的LED发光二极管的负极连接，所述的LED发光二极管的正极和所述的扬声器的第1脚接入3.3v的电压，所述的第二NPN型三极管的发射极接地。报警电路由LED发光二极管和扬声器组成，当出现问题时，两者同步报警更为直观。

所述的电源电路包括型号为78M05的第三芯片、型号为AMS1117的第四芯片、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容和插头，所述的第二芯片的第1脚、所述的第十六电容的一端、所述的第十七电容的一端和所述的插头的第1脚连接输出12V电压，所述的第三芯片的第3脚、所述的第十八电容的一端、所述的第十九电容的一端和所述的第四芯片的第3脚连接，所述的第四芯片的第2脚、所述的第二十电容的一端和所述的第二十一电容的一端连接输出3.3V的电压；所述的第三芯片的第2脚、所述的第十六电容的另一端、所述的第十七电容的另一端、所述的插头的第2脚、所述的第十八电容的另一端、所述的第十九电容的另一端、所述的第三芯片的第1脚、所述的第二十电容的另一端和所述的第二十一电容的另一端均接地。通过第三芯片和第四芯片进行多级转换提供12v和3.3v的电压，从而保证第一芯片和第一继电器正常工作。

该装置还包括上壳体和下壳体，所述的下壳体的下底面的一侧设置有向下凹陷的电机安装座，所述的电机嵌入所述的电机安装座内，所述的球阀包括与所述的下壳体的另一侧相固定连接的安装底板，所述的下壳体的另一侧的下底面上设置有多个向上下两端延伸的柱状体和加强凸台，所述的安装底板上设置有与所述的柱状体相匹配的第一限位凹槽，所述的安装底板上设置有与所述的加强凸台相匹配的第二限位凹槽，所述的柱状体上设置有上下贯穿的上安装孔，所述的第一限位凹槽上设置有下安装孔，所述的安装底板通过螺栓自上而下穿过所述的上安装孔、所述的下安装孔固定在所述的下壳体另一侧，所述的螺栓与所述的柱状体之间设置有密封圈，所述的加强凸台嵌入第二限位凹槽。

在下壳体的下底面的一侧安装电机，下壳体的下底面的另一侧安装球阀，由此可见电机和球阀都安装在下壳体的下底面上，充分利用下壳体的下底面空间，这样可以降低整个装置的高度，可在狭窄的空间安装，适用的范围更广；又因为在下壳体的下底面上设置有多个向上下两端延伸的柱状体和加强凸台，安装底板上设置有与柱状体或加强凸台相匹配的限位凹槽，柱状体上设置有上下贯穿的上安装孔，与上安装孔相对应的限位凹槽上设置有下安装孔，由此可见螺栓从下壳体里面往外拧，螺栓整体都包覆在装置内不外露，这样一方面可以方便装配，提高安装效率，另一方面可以起到防破坏和防盗的作用；柱状体对螺栓起到了保护作用防止螺栓受力折断，同时也防止螺栓磨损密封圈，保证其防水性能好；加强凸台嵌入第二限位凹槽即可增大下壳体与球阀安装底板的限位，保护螺栓，也可以保证下壳体的强度，使下壳体与球阀稳固的装配在一起。

所述的还包括手动调节机构，所述的手动调节机构包括手动旋钮、手动齿轮、第三开关和活动设置在上壳体上的旋转轴，所述的下壳体上设置有向下凹陷的旋转轴插槽，所述的旋转轴的下端可插入所述的旋转轴插槽内，且所述的旋转轴插槽内设置有第二磁铁，所述的旋转轴的上端伸出所述的上壳体，所述的旋转轴的上端与所述的手动旋钮固定连接，所述的手动齿轮设置在所述的旋转轴上，所述的电机与所述的转动轴之间设置有传动组件，所述的传动组件包括多个减速齿轮，所述的手动齿轮与其中一个相邻的所述的减速齿轮相啮合，所述的旋转轴插槽的一侧设置有所述的第三开关，所述的第三开关位于所述的手动齿轮的下方，所述的第三开关的一端与所述的第二继电器的第3脚连接，所述的第三开关的另一端、所述的第一开关的一端与所述的第四二极管的正极连接，当所述的旋转轴的下端插入所述的旋转轴插槽内时，所述的第二磁铁吸住所述的旋转轴，所述的手动齿轮压住所述的第三开关，所述的第三开关闭合，所述的手动齿轮与所述的减速齿轮分离；当所述的旋转轴拉起时，所述的手动齿轮与相邻的所述的减速齿轮相啮合，所述的第三开关开启，转动所述的手动旋钮驱动所述的球阀开启。设置手动调节机构可以在停电时，手动打开电动球阀，保证正常供水。

所述的手动旋钮包括旋钮底板、旋钮盖板、旋钮套环和两组限位伸缩组件，所述的旋钮底板固定在所述的旋转轴上，所述的旋钮套环套在所述的旋钮底板上，所述的旋钮套环的内壁上间隔环绕设置有多个限位突起，所述的限位突起的下表面抵住所述的旋钮底板的上表面，所述的旋钮盖板盖在所述的旋钮底板上，且所述的旋钮盖板与所述的旋钮底板固定连接，所述的旋钮底板上设置有向上突起的凸台，所述的凸台上设置有两个导向槽，两个所述的导向槽的中心轴线分别穿过所述的凸台的中心且位于同一直线上，所述的限位伸缩组件设置在对应的所述的导向槽内，所述的限位伸缩组件包括伸缩头和复位弹性件，所述的伸缩头将所述的复位弹性件压入所述的导向槽内，所述的伸缩头的一端伸出所述的导向槽，旋转所述的旋钮套环，两个所述的伸缩头分别抵住对应的所述的限位突起的侧壁，带动所述的旋转轴转动。

由于手动旋钮包括旋钮底板、旋钮盖板、旋钮套环和两组限位伸缩组件，旋钮底板固定在旋转轴上，旋钮套环套在旋钮底板上，旋钮套环的内壁上间隔环绕设置有多个限位突起，限位突起的下表面抵住旋钮底板的上表面，旋钮盖板盖在旋钮底板上，且旋钮盖板与旋钮底板固定连接，由此可见，旋钮套环可相对旋钮底板、旋钮盖板转动；又由于旋钮底板上设置有向上突起的凸台，凸台上设置有两个导向槽，两个导向槽的中心轴线穿过凸台的中心且位于同一直线上，限位伸缩组件设置在对应的导向槽内，限位伸缩组件包括伸缩头和复位弹性件，伸缩头将复位弹性件压入导向槽内，伸缩头的一端伸出导向槽，旋转旋钮套环至两个伸缩头分别抵住对应的限位突起的侧壁，驱动旋转轴转动使手动齿轮与其中一个相邻的减速齿轮相啮合，开启电动球阀；当电动球阀被手劲比较大、爆发力快的人转动时，伸缩头受到限位突起挤压，弹性复位件被压缩，伸缩头缩进导向槽内，继续旋动旋钮套环会出现打滑现象，此时，使用者需控制其旋转的速度与力道，直到旋转力低于复位弹性件的压缩极限，伸缩头会再次卡住限位突起，整个系统的传动恢复正常，从而起到保护电动球阀内的减速齿轮和手动齿轮的作用。

与现有技术相比，本发明的优点在于公开了一种电动球阀的漏水保护装置，正常情况下控制电路输送开启信号给电机驱动电路，使电机驱动电路带动电机正转并打开球阀，每隔一段时间，控制电路短时间内输送关闭信号给电机驱动电路，使电机驱动电路带动电机反转去关球阀，此时，球阀转动自检机构检测球阀是否正常工作，控制电路根据反馈的信号判断是否正常，并判断是否进行报警提示；由此可见本发明，增加球阀转动自检机构可定时监控球阀是否正常工作，一旦出现问题可提醒用户及时检修，以保证球阀在长时间未出现水患的情况下，如一旦遇到水患或者断电，电机可正常、快速地驱动球阀关闭；保证出现水患或者断电时，球阀可正常关闭。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的控制电路；

图3为本发明的霍尔传感器及霍尔信号输出电路；

图4为本发明的电机驱动电路；

图5为本发明的电机供电电路；

图6为本发明的报警电路；

图7为本发明的电源电路；

图8为本发明的结构示意图；

图9为本发明的剖视图；

图10为本发明的内部的结构示意图；

图11为本发明的下壳体的立体图（一）；

图12为本发明的下壳体的立体图（二）；

图13为本发明的球阀的结构示意图；

图14为本发明的旋钮的结构示意图；

图15为本发明的旋钮的内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图1所示，一种电动球阀的漏水保护装置，包括球阀1、用于驱动球阀1开关的电机3和用于驱动电机3正反转的电机驱动电路4，还包括控制电路5、球阀转动自检机构6、报警电路7和用于为整个装置供电的电源电路8，控制电路5定时控制电机驱动电路4带动电机3正转或反向复位，球阀转动自检机构6用于检测球阀1是否转动正常，并将检测到的信号反馈给控制电路5，报警电路7与控制电路5连接，控制电路5根据球阀转动自检机构6反馈回的信号判断是否通过报警电路7报警。

在此具体实施例中，如图2所示，控制电路5包括型号为STMSL052C6的第一芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、霍尔信号采集电路和用于控制电机驱动电路4通断的开关电路，开关电路包括第一继电器K1、第一NPN型三极管Q1、第一电阻R1、第一二极管D1以及用于与电机驱动电路4连接的第一接口J1和第二接口J2，第一芯片U1的第25脚与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第一NPN型三极管Q1的基极连接，第一NPN型三极管Q1的集电极、第一继电器K1的第8脚与第一二极管D1的正极连接，第一继电器K1的第4脚与第一接口J1的第1脚连接，第一继电器K1的第5脚与第二接口J2的第1脚连接，霍尔信号采集电路包括第四电容C4和第五电容C5，第四电容C4的一端、第一接口J1的第3脚与第一芯片U1的第17脚连接，第五电容C5的一端、第二接口J2的第3脚与第一芯片U1的第19脚连接，第三电容C3的一端与第一芯片U1的第13脚连接，第一芯片U1的第10脚、第一芯片U1的第11脚、第一芯片U1的第12脚、第一芯片U1的第39脚、第一电容C1的一端和第二电容C2的一端均接入3.3V电压，第一继电器K1的第1脚、第一继电器K1的第3脚、第一继电器K1的第6脚和第一二极管D1的负极均接入12V电压，第一芯片U1的第9脚、第一芯片U1的第40脚、第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端和第一接口J1的第4脚、第二接口J2的第4脚和第一NPN型三极管Q1的发射极均接地。

在此具体实施例中，如图3和图9所示，球阀转动自检机构6包括霍尔传感器61、霍尔信号输出电路、转盘62、第一磁铁63和与球阀1的驱动轴11固定连接的转动轴64，转动轴64的上端固定有转盘62，转盘62的下底面上固定安装有第一磁铁63，霍尔传感器61设置在一PCB65板上且位于转盘62下方，霍尔传感器61与霍尔信号输出电路连接，霍尔传感器61与第一磁铁63相匹配。

在此具体实施例中，如图3所示，霍尔信号输出电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第十五电容C15和第三接口J3，霍尔传感器61的第1脚、第二电阻R2的一端分别与电机驱动电路4连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端和霍尔传感器61的第2脚连接，第四电阻R4的另一端、第十五电容C15的一端和第三接口J3的第3脚连接，第三接口J3的第3脚为信号输出端，霍尔传感器61的第3脚、第三电阻R3的另一端和第十五电容C15的另一端均接地。

在此具体实施例中，如图4所示，电机驱动电路4包括驱动部分和应急供电电路，驱动部分包括第二继电器K2、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六电容C6、用于控制电机3正转的第一开关S1和用于控制电机3反转的第二开关S2，第二继电器K2的第1脚与第二二极管D2的负极、第三二极管D3的负极连接，第二继电器K2的第3脚、第一开关S1的一端与第四二极管D4的负极连接，第二继电器K2的第6脚、第二开关S2的一端与第五二极管D5的负极连接，第一开关S1的另一端、第四二极管D4的正极、电机3和第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端、电机3、第五二极管D5的正极和第二开关S2的另一端连接，第二二极管D2的正极、第二继电器K2的第5脚接入5.5V的电压，第二继电器K2的第4脚、第二继电器K2的第7脚、第二继电器K2的第8脚和第三二极管D3的正极均接地；

应急供电电路包括第五电阻R5、第六二极管D6和超级电容Ct，超级电容Ct的一端、霍尔传感器61的第1脚、第二继电器K2的第2脚与第六二极管D6的负极连接，第六二极管D6的正极与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接入5.5V电压，超级电容Ct的另一端接地。

在此具体实施例中，如图5所示，电机驱动电路4包括电机供电电路，电机供电电路包括型号为TPS54331D的第二芯片U2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第七二极管D7、第八二极管D8和电感L，第二芯片U2的第1脚与第九电容C9的一端连接，第一芯片U1的第2脚、第六电阻R6的一端、第八电容C8的一端、第七电容C7的一端、第七二极管D7的负极连接，第二芯片U2的第3脚、第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端连接，第二芯片U2的第4脚与第十电容C10的一端连接，第二芯片U2的第5脚、第九电阻R9的一端与第十电阻R10的一端连接，第二芯片U2的第6脚、第十三电容C13的一端与第十四电容C14的一端连接，第二芯片U2的第8脚、第九电容C9的另一端、第八二极管D8的负极与电感L的一端连接，电感L的另一端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的一端与第九电阻R9的另一端连接并输出5.5V的电压，第十三电容C13的另一端与第八电阻R8的一端连接，第七二极管D7的正极与第三接口J3的第1脚连接，第二芯片U2的第7脚、第八二极管D8的正极、第十一电容C11的另一端、第十二电容C12的另一端、第八电阻R8的另一端、第十四电容C14的另一端、第十电阻R10的另一端、第十电容C10的另一端、第七电阻R7的另一端、第八电容C8的另一端、第七电容C7的另一端和第三接口J3的第2脚均接地，第三接口J3与第一接口J1或第二接口J2连接。

在此具体实施例中，如图6所示，报警电路7包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二NPN型三极管Q2、LED发光二极管D9和扬声器Ls，第一芯片U1的第5脚与第十一电阻R11的一端连接，第十一电阻R11的另一端与第二NPN型三极管Q2的基极连接，第二NPN型三极管Q2的集电极与扬声器Ls的第2脚连接，第一芯片U1的第35脚与第十二电阻的一端连接，第十二电阻R12的另一端与LED发光二极管D9的负极连接，LED发光二极管D9的正极和扬声器Ls的第1脚接入3.3v的电压，第二NPN型三极管Q2的发射极接地。

在此具体实施例中，如图7所示，电源电路8包括型号为78M05的第三芯片U3、型号为AMS1117的第四芯片U4、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21和插头J4，第二芯片U2的第1脚、第十六电容C16的一端、第十七电容C17的一端和插头J4的第1脚连接输出12V电压，第三芯片U3的第3脚、第十八电容C18的一端、第十九电容C19的一端和第四芯片U4的第3脚连接，第四芯片U4的第2脚、第二十电容C20的一端和第二十一电容C21的一端连接输出3.3V的电压；第三芯片U3的第2脚、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、插头J4的第2脚、第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端、第三芯片U3的第1脚、第二十电容C20的另一端和第二十一电容C21的另一端均接地。

实施例二：其他结构与实施例一相同，其不同之处在于：如图8-图13所示，该装置还包括上壳体9和下壳体10，下壳体10的下底面的一侧设置有向下凹陷的电机安装座101，电机3嵌入电机安装座101内，球阀1包括与下壳体10的另一侧相固定连接的安装底板12，下壳体10的另一侧的下底面上设置有多个向上下两端延伸的柱状体13和加强凸台14，安装底板12上设置有与柱状体13相匹配的第一限位凹槽151，安装底板12上设置有与加强凸台14相匹配的第二限位凹槽152，柱状体13上设置有上下贯穿的上安装孔16，第一限位凹槽151上设置有下安装孔17，安装底板12通过螺栓自上而下穿过上安装孔16、下安装孔17固定在下壳体10另一侧，螺栓与柱状体13之间设置有密封圈（图中未显示），加强凸台14嵌入第二限位凹槽152。

在此具体实施例中，还包括手动调节机构，手动调节机构包括手动旋钮18、手动齿轮19、第三开关S3和活动设置在上壳体9上的旋转轴20，下壳体10上设置有向下凹陷的旋转轴插槽21，旋转轴20的下端可插入旋转轴插槽21内，且旋转轴插槽21内设置有第二磁铁22，旋转轴20的上端伸出上壳体9，旋转轴20的上端与手动旋钮18固定连接，手动齿轮19设置在旋转轴20上，电机3与转动轴64之间设置有传动组件，传动组件包括多个减速齿轮23，手动齿轮19与其中一个相邻的减速齿轮23相啮合，旋转轴插槽21的一侧设置有第三开关S3，第三开关S3位于手动齿轮19的下方，第三开关S3的一端与第二继电器K2的第3脚连接，第三开关S3的另一端、第一开关S1的一端与第四二极管D4的正极连接，当旋转轴20的下端插入旋转轴插槽21内时，第二磁铁22吸住旋转轴20，手动齿轮19压住第三开关S3，第三开关S3闭合，手动齿轮19与减速齿轮23分离；当旋转轴20拉起时，手动齿轮19与相邻的减速齿轮23相啮合，第三开关S3开启，转动手动旋钮18驱动球阀1开启。

在此具体实施例中，如图14、图15所示，手动旋钮18包括旋钮底板24、旋钮盖板25、旋钮套环26和两组限位伸缩组件，旋钮底板24固定在旋转轴20上，旋钮套环26套在旋钮底板24上，旋钮套环26的内壁上间隔环绕设置有多个限位突起261，限位突起261的下表面抵住旋钮底板24的上表面，旋钮盖板25盖在旋钮底板24上，且旋钮盖板25与旋钮底板24固定连接，旋钮底板24上设置有向上突起的凸台27，凸台27上设置有两个导向槽28，两个导向槽28的中心轴线分别穿过凸台27的中心且位于同一直线上，限位伸缩组件设置在对应的导向槽28内，限位伸缩组件包括伸缩头29和复位弹簧30，伸缩头29将复位弹簧30压入导向槽28内，伸缩头29的一端伸出导向槽28，旋转旋钮套环26，两个伸缩头29分别抵住对应的限位突起261的侧壁，带动旋转轴转动。

工作原理：(1)、电源电路上电后，电源电路8分别给控制电路5、电机驱动电路4供电，控制电路5开始计时，开启后，第一芯片U1的信号输出端输出低电平给开关电路，开关电路导通给电机供电电路提供12v电压；

(2)、上电后的电机供电电路分别给驱动部分、应急供电电路和霍尔信号输出电路供电，此时，驱动部分驱动电机正转，应急供电电路自充电；

(3)、120h后，第一芯片U1会通过输出高低电平给开关电路来控制电机驱动电路4的通断电，通断电转换时间约为5s。首先第一芯片U1的信号输出端输出高电平给开关电路，第一继电器K1线圈不导通，电源脚与空脚位相连，停止给电机供电电路供电，此时应急供电电路为驱动部分和霍尔信号输出电路供电，驱动部分驱动电机3反向旋转一定角度，第一磁铁63会距离霍尔传感器61越来越近，直到触发霍尔传感器61，霍尔传感器61输出低电平并通过霍尔信号输出电路传输给霍尔信号采集电路并反馈给第一芯片U1。反转5s结束后，第一芯片U1的信号输出端输出低电平给开关电路，第一继电器K1线圈导通，开始给电机供电电路供电，电机3正转直到阀门完全开启。该过程中霍尔传感器61会重新输出高电平。

若在此时间段内，第一芯片U1能采集到霍尔信号有高低电平的切换，则说明球阀1可正常驱动。

若在此时间段内，第一芯片U1未能采集到霍尔信号有高低电平的切换，则说明该套设备存在问题，球阀1无法驱动，报警提示检查维修。

Claims (8)

1.一种电动球阀的漏水保护装置，包括球阀、用于驱动所述的球阀开关的电机和用于驱动所述的电机正反转的电机驱动电路，还包括控制电路、球阀转动自检机构、报警电路和用于为整个装置供电的电源电路，所述的控制电路定时控制所述的电机驱动电路带动所述的电机正转或反向复位，所述的球阀转动自检机构用于检测球阀是否转动正常，并将检测到的信号反馈给所述的控制电路，所述的报警电路与所述的控制电路连接，所述的控制电路根据所述的球阀转动自检机构反馈回的信号判断是否通过报警电路报警，其特征在于所述的球阀转动自检机构包括霍尔传感器、霍尔信号输出电路、转盘、第一磁铁和与所述的球阀的驱动轴固定连接的转动轴，所述的转动轴的上端固定有所述的转盘，所述的转盘的下底面上固定安装有所述的第一磁铁，所述的霍尔传感器设置在一PCB板上且位于所述的转盘下方，所述的霍尔传感器与所述的霍尔信号输出电路连接，所述的霍尔传感器与所述的第一磁铁相匹配；该装置还包括上壳体和下壳体，所述的下壳体的下底面的一侧设置有向下凹陷的电机安装座，所述的电机嵌入所述的电机安装座内，所述的球阀包括与所述的下壳体的另一侧相固定连接的安装底板，所述的下壳体的另一侧的下底面上设置有多个向上下两端延伸的柱状体和加强凸台，所述的安装底板上设置有与所述的柱状体相匹配的第一限位凹槽，所述的安装底板上设置有与所述的加强凸台相匹配的第二限位凹槽，所述的柱状体上设置有上下贯穿的上安装孔，所述的第一限位凹槽上设置有下安装孔，所述的安装底板通过螺栓自上而下穿过所述的上安装孔、所述的下安装孔固定在所述的下壳体另一侧，所述的螺栓与所述的柱状体之间设置有密封圈，所述的加强凸台嵌入第二限位凹槽；所述的电机驱动电路包括驱动部分和应急供电电路，所述的驱动部分包括第二继电器、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六电容、用于控制所述的电机正转的第一开关和用于控制所述的电机反转的第二开关，所述的第二继电器的第1脚与所述的第二二极管的负极、第三二极管的负极连接，所述的第二继电器的第3脚、所述的第一开关的一端与所述的第四二极管的负极连接，所述的第二继电器的第6脚、所述的第二开关的一端与所述的第五二极管的负极连接，所述的第一开关的另一端、所述的第四二极管的正极、所述的电机和所述的第六电容的一端连接，所述的第六电容的另一端、所述的电机、所述的第五二极管的正极和所述的第二开关的另一端连接，所述的第二二极管的正极、所述的第二继电器的第5脚接入5.5V的电压，所述的第二继电器的第4脚、所述的第二继电器的第7脚、所述的第二继电器的第8脚和所述的第三二极管的正极均接地；

所述的应急供电电路包括第五电阻、第六二极管和超级电容，所述的超级电容的一端、所述的霍尔传感器的第1脚、所述的第二继电器的第2脚与所述的第六二极管的负极连接，所述的第六二极管的正极与所述的第五电阻的一端连接，所述的第五电阻的另一端接入5.5V电压，所述的超级电容的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于所述的控制电路包括型号为STMSL052C6的第一芯片、第一电容、第二电容、第三电容、霍尔信号采集电路和用于控制所述的电机驱动电路通断的开关电路，所述的开关电路包括第一继电器、第一NPN型三极管、第一电阻、第一二极管以及用于与电机驱动电路连接的第一接口和第二接口，所述的第一芯片的第25脚与所述的第一电阻的一端连接，所述的第一电阻的另一端与所述的第一NPN型三极管的基极连接，所述的第一NPN型三极管的集电极、所述的第一继电器的第8脚与所述的第一二极管的正极连接，所述的第一继电器的第4脚与所述的第一接口的第1脚连接，所述的第一继电器的第5脚与所述的第二接口的第1脚连接，所述的霍尔信号采集电路包括第四电容和第五电容，所述的第四电容的一端、所述的第一接口的第3脚与所述的第一芯片的第17脚连接，所述的第五电容的一端、所述的第二接口的第3脚与所述的第一芯片的第19脚连接，所述的第三电容的一端与所述的第一芯片的第13脚连接，所述的第一芯片的第10脚、所述的第一芯片的第11脚、所述的第一芯片的第12脚、所述的第一芯片的第39脚、所述的第一电容的一端和所述的第二电容的一端均接入3.3V电压，所述的第一继电器的第1脚、所述的第一继电器的第3脚、所述的第一继电器的第6脚和所述的第一二极管的负极均接入12V电压，所述的第一芯片的第9脚、所述的第一芯片的第40脚、所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端、所述的第三电容的另一端、所述的第四电容的另一端、所述的第五电容的另一端和所述的第一接口的第4脚、所述的第二接口的第4脚和所述的第一NPN型三极管的发射极均接地。

3.根据权利要求2所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于所述的霍尔信号输出电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第十五电容和第三接口，所述的霍尔传感器的第1脚、所述的第二电阻的一端分别与所述的电机驱动电路连接，所述的第二电阻的另一端、所述的第三电阻的一端、第四电阻的一端和所述的霍尔传感器的第2脚连接，所述的第四电阻的另一端、所述的第十五电容的一端和所述的第三接口的第3脚连接，所述的第三接口的第3脚为信号输出端，所述的霍尔传感器的第3脚、所述的第三电阻的另一端和所述的第十五电容的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于电机驱动电路包括电机供电电路，所述的电机供电电路包括型号为TPS54331D的第二芯片、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第七二极管、第八二极管和电感，所述的第二芯片的第1脚与所述的第九电容的一端连接，所述的第一芯片的第2脚、所述的第六电阻的一端、所述的第八电容的一端、所述的第七电容的一端、所述的第七二极管的负极连接，所述的第二芯片的第3脚、所述的第六电阻的另一端与所述的第七电阻的一端连接，所述的第二芯片的第4脚与所述的第十电容的一端连接，所述的第二芯片的第5脚、所述的第九电阻的一端与所述的第十电阻的一端连接，所述的第二芯片的第6脚、所述的第十三电容的一端与所述的第十四电容的一端连接，所述的第二芯片的第8脚、所述的第九电容的另一端、所述的第八二极管的负极与所述的电感的一端连接，所述的电感的另一端、所述的第十一电容的一端、所述的第十二电容的一端与所述的第九电阻的另一端连接输出5.5V的电压，所述的第十三电容的另一端与所述的第八电阻的一端连接，所述的第七二极管的正极与所述的第三接口的第1脚连接，所述的第二芯片的第7脚、所述的第八二极管的正极、所述的第十一电容的另一端、所述的第十二电容的另一端、所述的第八电阻的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的第十电阻的另一端、所述的第十电容的另一端、所述的第七电阻的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第七电容的另一端与所述的第三接口的第2脚均接地，所述的第三接口与所述的第一接口或所述的第二接口连接。

5.根据权利要求2所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于所述的报警电路包括第十一电阻、第十二电阻、第二NPN型三极管、LED发光二极管和扬声器，所述的第一芯片的第5脚与所述的第十一电阻的一端连接，所述的第十一电阻的另一端与所述的第二NPN型三极管的基极连接，所述的第二NPN型三极管的集电极与所述的扬声器的第2脚连接，所述的第一芯片的第35脚与所述的第十二电阻的一端连接，所述的第十二电阻的另一端与所述的LED发光二极管的负极连接，所述的LED发光二极管的正极和所述的扬声器的第1脚接入3.3v的电压，所述的第二NPN型三极管的发射极接地。

6.根据权利要求4所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于所述的电源电路包括型号为78M05的第三芯片、型号为AMS1117的第四芯片、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容和插头，所述的第二芯片的第1脚、所述的第十六电容的一端、所述的第十七电容的一端和所述的插头的第1脚连接输出12V电压，所述的第三芯片的第3脚、所述的第十八电容的一端、所述的第十九电容的一端和所述的第四芯片的第3脚连接，所述的第四芯片的第2脚、所述的第二十电容的一端和所述的第二十一电容的一端连接输出3.3V的电压；所述的第三芯片的第2脚、所述的第十六电容的另一端、所述的第十七电容的另一端、所述的插头的第2脚、所述的第十八电容的另一端、所述的第十九电容的另一端、所述的第三芯片的第1脚、所述的第二十电容的另一端和所述的第二十一电容的另一端均接地。

7.根据权利要求6所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于所述的还包括手动调节机构，所述的手动调节机构包括手动旋钮、手动齿轮、第三开关和活动设置在上壳体上的旋转轴，所述的下壳体上设置有向下凹陷的旋转轴插槽，所述的旋转轴的下端可插入所述的旋转轴插槽内，且所述的旋转轴插槽内设置有第二磁铁，所述的旋转轴的上端伸出所述的上壳体，所述的旋转轴的上端与所述的手动旋钮固定连接，所述的手动齿轮设置在所述的旋转轴上，所述的电机与所述的转动轴之间设置有传动组件，所述的传动组件包括多个减速齿轮，所述的手动齿轮可与其中一个相邻的所述的减速齿轮相啮合，所述的旋转轴插槽的一侧设置有所述的第三开关，所述的第三开关位于所述的手动齿轮的下方，所述的第三开关的一端与所述的第二继电器的第3脚连接，所述的第三开关的另一端、所述的第一开关的一端与所述的第四二极管的正极连接，当所述的旋转轴的下端插入所述的旋转轴插槽内时，所述的第二磁铁吸住所述的旋转轴，所述的手动齿轮压住所述的第三开关，所述的第三开关闭合，所述的手动齿轮与所述的减速齿轮分离；当所述的旋转轴拉起时，所述的手动齿轮与相邻的所述的减速齿轮相啮合，所述的第三开关断开，转动所述的手动旋钮驱动所述的球阀开启。

8.根据权利要求7所述的一种电动球阀的漏水保护装置，其特征在于所述的手动旋钮包括旋钮底板、旋钮盖板、旋钮套环和两组限位伸缩组件，所述的旋钮底板固定在所述的旋转轴上，所述的旋钮套环套在所述的旋钮底板上，所述的旋钮套环的内壁上间隔环绕设置有多个限位突起，所述的限位突起的下表面抵住所述的旋钮底板的上表面，所述的旋钮盖板盖在所述的旋钮底板上，且所述的旋钮盖板与所述的旋钮底板固定连接，所述的旋钮底板上设置有向上突起的凸台，所述的凸台上设置有两个导向槽，两个所述的导向槽的中心轴线分别穿过所述的凸台的中心且位于同一直线上，所述的限位伸缩组件设置在对应的所述的导向槽内，所述的限位伸缩组件包括伸缩头和复位弹性件，所述的伸缩头将所述的复位弹性件压入所述的导向槽内，所述的伸缩头的一端伸出所述的导向槽，旋转所述的旋钮套环，两个所述的伸缩头分别抵住对应的所述的限位突起的侧壁，带动所述的旋转轴转动。

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