CN111219522A - 一种免维护自动续能的感应放水装置及其工作方法 - Google Patents

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于义琳
刘冬昱
王福生
徐艳丽
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Abstract

本发明公开了一种免维护自动续能的感应放水装置及其工作方法。所述管道叶轮发电机(1)的一侧与进水口(6)相连接，所述管道叶轮发电机(1)的另一侧与电磁阀(2)相连接，所述电磁阀(2)与排水口(7)相连接，所述管道叶轮发电机(1)和电磁阀(2)均与控制器(5)相连接，所述蓄电池(4)为管道叶轮发电机(1)、电磁阀(2)、红外感应器(3)和控制器(5)供电；所述进水口(6)连接市政管道。使所有的水流经过叶轮，充分发挥水流动能，实现更高效的能量回收。

Description

一种免维护自动续能的感应放水装置及其工作方法
技术领域
本发明属于感应放水技术领域；具体涉及一种免维护自动续能的感应放水装置及其工作方法。
背景技术
目前常用的感应放水装置，由红外感应器、电磁阀、供电装置组成。供电装置为红外感应器和电磁阀供电，通过红外感应器感知人体的红外线，电磁阀被触发打开，市政管路里的水放出。供电装置为该系统提供能源，通常采用电池供电或外接电源的形式。电池供电往往需要经常更换电池，外接电源会带来漏电隐患，给日常生活带来不便。
发明内容
本发明提供了一种免维护自动续能的感应放水装置及其工作方法，使所有的水流经过叶轮，充分发挥水流动能，实现更高效的能量回收。
本发明通过以下技术方案实现：
一种免维护自动续能的感应放水装置，所述感应放水装置包括管道叶轮发电机1、电磁阀2、红外感应器3、蓄电池4、控制器5、进水口6和排水口7，所述管道叶轮发电机1的一侧与进水口6相连接，所述管道叶轮发电机1的另一侧与电磁阀2相连接，所述电磁阀2与排水口7相连接，所述管道叶轮发电机1和电磁阀2均与控制器5相连接，所述蓄电池4为管道叶轮发电机1、电磁阀2、红外感应器3和控制器5供电；所述进水口6连接市政管道。
进一步的，所述管道叶轮发电机1包括主壳体11、隔离体12、盖体13、叶轮14、永磁转子15、铜套16、定子线圈17、电路板18、内密封圈19、外密封圈20和螺钉孔21，所述叶轮14的轴心套接铜套16，所述叶轮14的内壁与永磁转子15固定连接，所述永磁转子15与铜套16之间设置隔离体12且隔离体12扣设在铜套16和叶轮14的轴心上端，所述隔离体12分隔开铜套16与定子线圈17，所述叶轮14的外壁装入主壳体11内，所述隔离体12与主壳体11通过内密封圈19密封连接，所述隔离体12与盖体13通过外密封圈20密封连接，所述盖体13与电路板18通过支柱22相连接，所述螺钉孔21贯穿主壳体11、隔离体12和盖体13。
进一步的，所述隔离体12包括Z型上环12-1、L型凹槽12-2和n型凸槽12-3，所述Z型上环12-1与L型凹槽12-2的竖直壁上端一体固型，所述L型凹槽12-2的横向壁下端与n型凸槽12-3的下端一体固型。
利用上述一种免维护自动续能的感应放水装置的工作方法，首先用蓄电池4供应红外感应装置3和电磁阀2的作业过程中能量消耗，同时作业过程中管路水流流动，将自动启动叶轮发电机1发电，将每次工作全部水的动能转化成电能，完全补偿蓄电池4损耗电量。
本发明的有益效果是：
本发明一种免维护自动续能的感应放水装置及其工作方法，实现了完整的能量消耗—能量产生和能量补充，不需要提供额外的能量，结构稳定，节能环保。
附图说明
图1本发明结构示意图。
图2本发明管道叶轮发电机剖视图。
图3本发明管道叶轮发电机隔离体剖视图。
图4本发明管道叶轮发电机水压-电压曲线图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种免维护自动续能的感应放水装置，所述感应放水装置包括管道叶轮发电机1、电磁阀2、红外感应器3、蓄电池4、控制器5、进水口6和排水口7，所述管道叶轮发电机1的一侧与进水口6相连接，所述管道叶轮发电机1的另一侧与电磁阀2相连接，所述电磁阀2与排水口7相连接，所述管道叶轮发电机1和电磁阀2均与控制器5相连接，所述蓄电池4为管道叶轮发电机1、电磁阀2、红外感应器3和控制器5供电；所述进水口6连接市政管道。
如图2所示，进一步的，所述管道叶轮发电机1包括主壳体11、隔离体12、盖体13、叶轮14、永磁转子15、铜套16、定子线圈17、电路板18、内密封圈19、外密封圈20和螺钉孔21，所述叶轮14的轴心套接铜套16，所述叶轮14的内壁与永磁转子15固定连接，所述永磁转子15与铜套16之间设置隔离体12且隔离体12扣设在铜套16和叶轮14的轴心上端，所述隔离体12分隔开铜套16与定子线圈17，所述叶轮14的外壁装入主壳体11内，所述隔离体12与主壳体11通过内密封圈19密封连接，所述隔离体12与盖体13通过外密封圈20密封连接，所述盖体13与电路板18通过支柱22相连接，所述螺钉孔21贯穿主壳体11、隔离体12和盖体13；由螺钉相连，将水通道和电空间的所有元件密封为一个完整的管道水流发电机，水通道和电空间完全隔离，又直接通过磁场耦合，既高效产生了电能，又保证了水电安全隔离。该装置大幅提高了系统能量转换效率和安全性；主壳体11与隔离体12和内密封圈19形成密闭的水通道；该通道中，叶轮14与永磁转子15固连，其轴心被铜套16保护，叶轮在水流推动下转动，其轴心相对隔离体12做转动；隔离体12与外密封圈20、盖体13和支柱22形成密闭的电空间，在该空间中，定子线圈17固定在隔离体12中，受叶轮转动带动的永磁转子磁场作用而产生电流，电流经电路板18整流后输出。
动力电连接方面：水流经管道叶轮发电机1产生电能，输送至蓄电池4进行存储。蓄电池4为红外感应器3、控制器5和电磁阀2供电。
控制电连接方面：控制器5从红外感应器3接收红外感应信号，转换为电磁阀2开关的控制指令，传递给电磁阀2执行水流开关动作。同时控制器控制蓄电池4的充电，判断是否充电饱和。
如图2所示，进一步的，所述隔离体12包括Z型上环12-1、L型凹槽12-2和n型凸槽12-3，所述Z型上环12-1与L型凹槽12-2的竖直壁上端一体固型，所述L型凹槽12-2的横向壁下端与n型凸槽12-3的下端一体固型。
如图1、图2所示，利用上述一种免维护自动续能的感应放水装置的工作方法，首先用蓄电池4供应红外感应装置3和电磁阀2的作业过程中能量消耗，同时作业过程中管路水流流动，将自动启动叶轮发电机1发电，将每次工作全部水的动能转化成电能，完全补偿蓄电池4损耗电量。
本发明充分利用市政系统的水压，建立自动续能的感应冲水装置。首先用蓄电池供应红外感应装置和电磁阀的作业过程中能量消耗，同时作业过程中管路水流流动，将自动启动叶轮发电机发电，将每次工作全部水的动能转化成电能，完全补偿蓄电池损耗电量。
实施例2
通常市政水压为0.1--0.6Mpa，以4分管直径1.5厘米管道为例，设计管道叶轮发电机，其水压-电压曲线如图所示，取0.3Mpa计算，其输出电压可达40V，通过整流和变压，其电压输出12V，电流220mA，其发电功率可达2.64w。
对主要耗电元件电磁阀，选用市售品牌SD-586，其标称4节5号电池每天300次，用2年，每次冲8s，由于5号碱性电池容量1800-2000mAh，故总电量为2000mAhx1.5vx4＝12wh。因此，电磁阀功耗约为12wx3600s/(300x365x2x8)＝1/40w＝0.025w。
上述分析可见，发电功率是损耗功率的100倍。因此，将控制、传感等更低耗能元件考虑在内，将静态损耗0.5mW考虑在内，系统的发电完全可以满足耗能要求，实现免维护自动续能。

Claims (4)

1.一种免维护自动续能的感应放水装置，其特征在于，所述感应放水装置包括管道叶轮发电机(1)、电磁阀(2)、红外感应器(3)、蓄电池(4)、控制器(5)、进水口(6)和排水口(7)，所述管道叶轮发电机(1)的一侧与进水口(6)相连接，所述管道叶轮发电机(1)的另一侧与电磁阀(2)相连接，所述电磁阀(2)与排水口(7)相连接，所述管道叶轮发电机(1)和电磁阀(2)均与控制器(5)相连接，所述蓄电池(4)为管道叶轮发电机(1)、电磁阀(2)、红外感应器(3)和控制器(5)供电；所述进水口(6)连接市政管道。
2.根据权利要求1所述一种免维护自动续能的感应放水装置，其特征在于，所述管道叶轮发电机(1)包括主壳体(11)、隔离体(12)、盖体(13)、叶轮(14)、永磁转子(15)、铜套(16)、定子线圈(17)、电路板(18)、内密封圈(19)、外密封圈(20)和螺钉孔(21)，所述叶轮(14)的轴心套接铜套(16)，所述叶轮(14)的内壁与永磁转子(15)固定连接，所述永磁转子(15)与铜套(16)之间设置隔离体(12)且隔离体(12)扣设在铜套(16)和叶轮(14)的轴心上端，所述隔离体(12)分隔开铜套(16)与定子线圈(17)，所述叶轮(14)的外壁装入主壳体(11)内，所述隔离体(12)与主壳体(11)通过内密封圈(19)密封连接，所述隔离体(12)与盖体(13)通过外密封圈(20)密封连接，所述盖体(13)与电路板(18)通过支柱(22)相连接，所述螺钉孔(21)贯穿主壳体(11)、隔离体(12)和盖体(13)。
3.根据权利要求2所述一种免维护自动续能的感应放水装置，其特征在于，所述隔离体(12)包括Z型上环(12-1)、L型凹槽(12-2)和n型凸槽(12-3)，所述Z型上环(12-1)与L型凹槽(12-2)的竖直壁上端一体固型，所述L型凹槽(12-2)的横向壁下端与n型凸槽(12-3)的下端一体固型。
4.利用权利要求1所述一种免维护自动续能的感应放水装置的工作方法，其特征在于，首先用蓄电池(4)供应红外感应装置(3)和电磁阀(2)的作业过程中能量消耗，同时作业过程中管路水流流动，将自动启动叶轮发电机(1)发电，将每次工作全部水的动能转化成电能，完全补偿蓄电池(4)损耗电量。
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