CN110553091B - 一种刚性管道内部的水流态变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚性管道内部的水流态变换装置，属于水流态变换装置技术领域。一种刚性管道内部的水流态变换装置，包括阀门管和压力表，阀门管的两端分别固定连接有进水管和出水管，进水管和出水管远离阀门管的一端固定连接有管道接头，压力表固定安装在进水管和出水管上；阀门管侧壁上固定连接有第一安装壳体，第一安装壳体和阀门管内部安装有驱动变换装置，阀门管的顶端还固定连接有第二安装壳体，第二安装壳体的一侧连接有手动调节装置；本发明有效解决了现有设计未设计省力机构，管道内水压较大时易导致电机损坏以及现有设计只能通过电机进行调节，断电时无法及时有效对管道内部的水流态进行调节变换的问题。

Description

一种刚性管道内部的水流态变换装置

技术领域

本发明涉及水流态变换装置技术领域，尤其涉及一种刚性管道内部的水流态变换装置。

背景技术

管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置，在日常生活中，水管是供水系统的基本组成单元，给水管系统构成了我们生活用水的基础，在自来水管网与家庭管道连接中，以及家庭管网内部的相互连接中，在不同时节，不同时段以及不同地区，对水的需求特点是不尽相同，因此设计一种他刚性管道内部的水流态变换装置就显得非常有必要了。

目前市面上已经存在的水流态变换装置，往往是通过电机来带动变换装置从而实现流态调节的，但是现有设计往往未设计省力机构，当管道内部压力较大时，电机往往无法带动变换装置进行调节，从而易导致电机的损坏，且现有设计往往都是依靠电机来进行控制，当断电时无法及时有效的对管道内部的水流态进行调节变换。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有设计未设计省力机构，管道内水压较大时易导致电机损坏以及现有设计只能通过电机进行调节，断电时无法及时有效对管道内部的水流态进行调节变换的问题而提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置，本发明将环境检测仪和无人机进行结合，可以更加安全方便的对一些环境恶劣地势复杂的地区进行环境检测，同时对保护装置重新设计，当装置本体从高处坠落时可以起到更好的保护作用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种刚性管道内部的水流态变换装置，包括阀门管和压力表，所述阀门管的两端分别固定连接有进水管和出水管，所述进水管和出水管远离阀门管的一端固定连接有管道接头，所述进水管和出水管的管壁外侧还固定连接有加强筋，所述压力表固定安装在进水管和出水管上；所述阀门管侧壁上固定连接有第一安装壳体，所述第一安装壳体和阀门管内部安装有驱动变换装置，所述阀门管的顶端还固定连接有第二安装壳体，所述第二安装壳体的一侧连接有手动调节装置，所述第二安装壳体的内部安装齿轮联动机构，所述齿轮联动机构与手动调节装置相匹配。

优选的，所述驱动变换装置包括有伺服电机，所述伺服电机下端固定连接有固定杆，所述固定杆底端固定连接在第一安装壳体上，所述伺服电机通过固定杆固定安装在第一安装壳体上，所述第一安装壳体上还固定连接有固定架，所述固定架上转动连接有第一连接轴，所述第一连接轴的顶端与伺服电机的输出轴固定连接。

优选的，所述第一连接轴的底端固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮固定连接在第一蜗杆的顶端，所述第一蜗杆转动安装在第一安装壳体的内部，所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合连接，所述第一蜗轮固定连接在第二连接轴上，所述第二连接轴转动安装在第一安装壳体内部。

优选的，所述驱动变换装置还包括有流态变换机构，所述流态变换机构包括有导流管，所述导流管的外壁上固定连接有连接板，所述连接板远离导流管的一端与阀门管内壁固定连接，所述导流管的内部设置有转动块，所述第二连接轴远离第一蜗轮一端贯穿导流管侧壁与转动块固定连接，所述转动块上还活动连接有联动杆，所述联动杆远离转动块的一端活动连接在封堵管上，所述封堵管还与流态调节管固定连接，所述阀门管的内壁上还固定连接有限位板，所述封堵管和流态调节管与限位板滑动连接。

优选的，所述手动调节装置包括有连接架，所述连接架与第二安装壳体滑动连接，所述连接架上螺旋连接有锁紧螺栓，所述连接架上还转动连接有第二蜗杆，所述第二蜗杆与齿轮联动机构相匹配，所述第二蜗杆上还固定连接有调节转盘。

优选的，所述齿轮联动机构包括有齿环，所述齿环转动安装在第二安装壳体的内部，所述齿环的内部转动安装有行星齿轮，所述行星齿轮与齿环的内齿啮合连接，所述行星齿轮的中间设置有太阳齿轮，所述太阳齿轮与行星齿轮啮合连接，所述太阳齿轮的下端固定连接有第三连接轴，所述第三连接轴的底端与阀门管转动连接，所述第三连接轴与第一连接轴之间环绕连接有联动皮带。

与现有技术相比，本发明提供了一种刚性管道内部的水流态变换装置，具备以下有益效果：

(1)本发明在阀门管的一侧安装有驱动变换装置，驱动变换装置由伺服电机进行驱动，在伺服电机的输出轴上固定连接有第一连接轴，第一连接轴转动时带动底端固定连接的第一齿轮一同转动，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，从而第二齿轮也能够在第一齿轮的作用进行旋转，而第二齿轮的底端固定连接有第一蜗杆，第一蜗杆随着第二齿轮一同转动，进而带动与之啮合连接的第一蜗轮转动，第一蜗轮与第二连接轴固定连接，而第二连接轴与流态变换机构相匹配，通过上述联动机构的配合工作，能够通过伺服电机带动流态变换机构工作，而由于蜗轮蜗杆本身属于省力的机械结构，从而该设计可以大大减轻伺服电机的工作负载，即使管道中压力较大时，伺服电机也无需输出过大的扭矩，从而大大降低了伺服电机发生故障的概率。

(2)本发明在阀门管的内部安装有流态变换机构，流态变换机构包括有导流管和转动块，导流管上设置有光滑的半球面，能对管道内部的水流起到一定的缓冲作用，降低了流态变换机构损坏的几率，流态变换机构与驱动变换装置相匹配，当需要进行流态变换时，启动伺服电机，经由第一齿轮、第二齿轮、第一蜗杆、第一蜗轮和第二连接轴的配合作用带动转动块进行转动，从而再通过联动杆作用，能够对封堵管和流态调节管进行调节，改变封堵管和流态调节管与限位板之间的相对位置，从而能够达到调节变换流态的目的，而当将封堵管完全推至限位板后方时，即可将水流截断，从而本发明还能起到截止阀门的作用。

(3)本发明在阀门管的上方还安装有手动调节装置，在第二安装壳体的内部安装有齿轮联动机构，当停电或者伺服电机发生故障时，使用者可以通过调节转盘转动第二蜗杆，而第二蜗杆与齿轮联动机构的齿环啮合连接，从而第二蜗杆转动时可以带动齿环进行转动，齿环的内壁上设置有内齿，同时齿环内部转动安装有行星齿轮，从而行星齿轮也会随着齿环的转动一同旋转，同时在行星齿轮之间还转动安装有太阳齿轮，太阳齿轮下端固定连接的第三连接轴与伺服电机下端固定连接的第一连接轴之间环绕连接有联动皮带，从而能够通过旋转调节转盘来实现第一连接轴以及第一连接轴下端驱动变换装置工作，进一步的对水流态变换机构进行调节变换，保证了装置本体即使在停电或者伺服电机故障时仍然可以正常工作。

附图说明

图1为本发明提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置的爆炸结构示意图；

图3为本发明提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置的驱动变换装置的结构示意图；

图4为本发明提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置的流态变换机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置的手动调节装置的结构示意图；

图6为本发明提出的一种刚性管道内部的水流态变换装置的齿轮联动机构的结构示意图。

图号说明：

1、阀门管；2、进水管；3、出水管；4、管道接头；5、加强筋；6、压力表；7、第一安装壳体；8、驱动变换装置；801、伺服电机；802、固定杆；803、固定架；804、第一连接轴；805、第一齿轮；806、第二齿轮；807、第一蜗杆；808、第一蜗轮；809、第二连接轴；810、导流管；811、转动块；812、联动杆；813、封堵管；814、流态调节管；815、限位板；9、第二安装壳体；10、手动调节装置；1001、连接架；1002、锁紧螺栓；1003、第二蜗杆；1004、调节转盘；11、齿轮联动机构；1101、齿环；1102、行星齿轮；1103、太阳齿轮；1104、联动皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-3，一种刚性管道内部的水流态变换装置，包括阀门管1和压力表6，阀门管1的两端分别固定连接有进水管2和出水管3，进水管2和出水管3远离阀门管1的一端固定连接有管道接头4，进水管2和出水管3的管壁外侧还固定连接有加强筋5，压力表6固定安装在进水管2和出水管3上；阀门管1侧壁上固定连接有第一安装壳体7，第一安装壳体7和阀门管1内部安装有驱动变换装置8，阀门管1的顶端还固定连接有第二安装壳体9，第二安装壳体9的一侧连接有手动调节装置10，第二安装壳体9的内部安装齿轮联动机构11，齿轮联动机构11与手动调节装置10相匹配。

驱动变换装置8包括有伺服电机801，伺服电机801下端固定连接有固定杆802，固定杆802底端固定连接在第一安装壳体7上，伺服电机801通过固定杆802固定安装在第一安装壳体7上，第一安装壳体7上还固定连接有固定架803，固定架803上转动连接有第一连接轴804，第一连接轴804的顶端与伺服电机801的输出轴固定连接。

第一连接轴804的底端固定连接有第一齿轮805，第一齿轮805与第二齿轮806啮合连接，第二齿轮806固定连接在第一蜗杆807的顶端，第一蜗杆807转动安装在第一安装壳体7的内部，第一蜗杆807与第一蜗轮808啮合连接，第一蜗轮808固定连接在第二连接轴809上，第二连接轴809转动安装在第一安装壳体7内部。

本发明在阀门管1的一侧安装有驱动变换装置8，驱动变换装置8由伺服电机801进行驱动，在伺服电机801的输出轴上固定连接有第一连接轴804，第一连接轴804转动时带动底端固定连接的第一齿轮805一同转动，第一齿轮805与第二齿轮806啮合连接，从而第二齿轮806也能够在第一齿轮805的作用进行旋转，而第二齿轮806的底端固定连接有第一蜗杆807，第一蜗杆807随着第二齿轮806一同转动，进而带动与之啮合连接的第一蜗轮808转动，第一蜗轮808与第二连接轴809固定连接，而第二连接轴809与流态变换机构相匹配，通过上述联动机构的配合工作，能够通过伺服电机801带动流态变换机构工作，而由于蜗轮蜗杆本身属于省力的机械结构，从而该设计可以大大减轻伺服电机801的工作负载，即使管道中压力较大时，伺服电机801也无需输出过大的扭矩，从而大大降低了伺服电机801发生故障的概率。

实施例2：

请参阅图4，基于实施例1又有所不同之处在于；

驱动变换装置8还包括有流态变换机构，流态变换机构包括有导流管810，导流管810的外壁上固定连接有连接板，连接板远离导流管810的一端与阀门管1内壁固定连接，导流管810的内部设置有转动块811，第二连接轴809远离第一蜗轮808一端贯穿导流管810侧壁与转动块811固定连接，转动块811上还活动连接有联动杆812，联动杆812远离转动块811的一端活动连接在封堵管813上，封堵管813还与流态调节管814固定连接，阀门管1的内壁上还固定连接有限位板815，封堵管813和流态调节管814与限位板815滑动连接。

本发明在阀门管1的内部安装有流态变换机构，流态变换机构包括有导流管810和转动块811，导流管810上设置有光滑的半球面，能对管道内部的水流起到一定的缓冲作用，降低了流态变换机构损坏的几率，流态变换机构与驱动变换装置8相匹配，当需要进行流态变换时，启动伺服电机801，经由第一齿轮805、第二齿轮806、第一蜗杆807、第一蜗轮808和第二连接轴809的配合作用带动转动块811进行转动，从而再通过联动杆812作用，能够对封堵管813和流态调节管814进行调节，改变封堵管813和流态调节管814与限位板815之间的相对位置，从而能够达到调节变换流态的目的，而当将封堵管813完全推至限位板815后方时，即可将水流截断，从而本发明还能起到截止阀门的作用。

实施例3：

参照图5-6；基于实施例1或2又有所不同之处在于；

手动调节装置10包括有连接架1001，连接架1001与第二安装壳体9滑动连接，连接架1001上螺旋连接有锁紧螺栓1002，连接架1001上还转动连接有第二蜗杆1003，第二蜗杆1003与齿轮联动机构11相匹配，第二蜗杆1003上还固定连接有调节转盘1004。

齿轮联动机构11包括有齿环1101，齿环1101转动安装在第二安装壳体9的内部，齿环1101的内部转动安装有行星齿轮1102，行星齿轮1102与齿环1101的内齿啮合连接，行星齿轮1102的中间设置有太阳齿轮1103，太阳齿轮1103与行星齿轮1102啮合连接，太阳齿轮1103的下端固定连接有第三连接轴，第三连接轴的底端与阀门管1转动连接，第三连接轴与第一连接轴804之间环绕连接有联动皮带1104。

本发明在阀门管1的上方还安装有手动调节装置10，在第二安装壳体9的内部安装有齿轮联动机构11，当停电或者伺服电机801发生故障时，使用者可以通过调节转盘1004转动第二蜗杆1003，而第二蜗杆1003与齿轮联动机构11的齿环1101啮合连接，从而第二蜗杆1003转动时可以带动齿环1101进行转动，齿环1101的内壁上设置有内齿，同时齿环1101内部转动安装有行星齿轮1102，从而行星齿轮1102也会随着齿环1101的转动一同旋转，同时在行星齿轮1102之间还转动安装有太阳齿轮1103，太阳齿轮1103下端固定连接的第三连接轴与伺服电机801下端固定连接的第一连接轴804之间环绕连接有联动皮带1104，从而能够通过旋转调节转盘1004来实现第一连接轴804以及第一连接轴804下端驱动变换装置8工作，进一步的对水流态变换机构进行调节变换，保证了装置本体即使在停电或者伺服电机801故障时仍然可以正常工作。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种刚性管道内部的水流态变换装置，包括阀门管(1)和压力表(6)，其特征在于：所述阀门管(1)的两端分别固定连接有进水管(2)和出水管(3)，所述进水管(2)和出水管(3)远离阀门管(1)的一端固定连接有管道接头(4)，所述进水管(2)和出水管(3)的管壁外侧还固定连接有加强筋(5)，所述压力表(6)固定安装在进水管(2)和出水管(3)上；所述阀门管(1)侧壁上固定连接有第一安装壳体(7)，所述第一安装壳体(7)和阀门管(1)内部安装有驱动变换装置(8)，所述阀门管(1)的顶端还固定连接有第二安装壳体(9)，所述第二安装壳体(9)的一侧连接有手动调节装置(10)，所述第二安装壳体(9)的内部安装齿轮联动机构(11)，所述齿轮联动机构(11)与手动调节装置(10)相匹配；

所述驱动变换装置(8)包括有伺服电机(801)，所述伺服电机(801)下端固定连接有固定杆(802)，所述固定杆(802)底端固定连接在第一安装壳体(7)上，所述伺服电机(801)通过固定杆(802)固定安装在第一安装壳体(7)上，所述第一安装壳体(7)上还固定连接有固定架(803)，所述固定架(803)上转动连接有第一连接轴(804)，所述第一连接轴(804)的顶端与伺服电机(801)的输出轴固定连接；

所述第一连接轴(804)的底端固定连接有第一齿轮(805)，所述第一齿轮(805)与第二齿轮(806)啮合连接，所述第二齿轮(806)固定连接在第一蜗杆(807)的顶端，所述第一蜗杆(807)转动安装在第一安装壳体(7)的内部，所述第一蜗杆(807)与第一蜗轮(808)啮合连接，所述第一蜗轮(808)固定连接在第二连接轴(809)上，所述第二连接轴(809)转动安装在第一安装壳体(7)内部；

所述驱动变换装置(8)还包括有流态变换机构，所述流态变换机构包括有导流管(810)，所述导流管(810)的外壁上固定连接有连接板，所述连接板远离导流管(810)的一端与阀门管(1)内壁固定连接，所述导流管(810)的内部设置有转动块(811)，所述第二连接轴(809)远离第一蜗轮(808)一端贯穿导流管(810)侧壁与转动块(811)固定连接，所述转动块(811)上还活动连接有联动杆(812)，所述联动杆(812)远离转动块(811)的一端活动连接在封堵管(813)上，所述封堵管(813)还与流态调节管(814)固定连接，所述阀门管(1)的内壁上还固定连接有限位板(815)，所述封堵管(813)和流态调节管(814)与限位板(815)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种刚性管道内部的水流态变换装置，其特征在于：所述手动调节装置(10)包括有连接架(1001)，所述连接架(1001)与第二安装壳体(9)滑动连接，所述连接架(1001)上螺旋连接有锁紧螺栓(1002)，所述连接架(1001)上还转动连接有第二蜗杆(1003)，所述第二蜗杆(1003)与齿轮联动机构(11)相匹配，所述第二蜗杆(1003)上还固定连接有调节转盘(1004)。

3.根据权利要求1所述的一种刚性管道内部的水流态变换装置，其特征在于：所述齿轮联动机构(11)包括有齿环(1101)，所述齿环(1101)转动安装在第二安装壳体(9)的内部，所述齿环(1101)的内部转动安装有行星齿轮(1102)，所述行星齿轮(1102)与齿环(1101)的内齿啮合连接，所述行星齿轮(1102)的中间设置有太阳齿轮(1103)，所述太阳齿轮(1103)与行星齿轮(1102)啮合连接，所述太阳齿轮(1103)的下端固定连接有第三连接轴，所述第三连接轴的底端与阀门管(1)转动连接，所述第三连接轴与第一连接轴(804)之间环绕连接有联动皮带(1104)。

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