CN113063008A - 一种单膜片低阻力倒流防止器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及倒流防止器技术领域，具体涉及一种单膜片低阻力倒流防止器；本发明包括主管、驱动组件、检测组件和控制盒，主管输入、输出端的管口处分别密封连接有进水管、出水管，主管内中部设有用同轴的环形隔板分隔的第一隔离腔和第二隔离腔，第一隔离腔靠近进水管，主管两端管口的半径与环形隔板内环半径相同，第一隔离腔和第二隔离腔中均固定有星型支架，主管处于第一隔离腔位置处管体还设有泄水管，驱动组件包括螺旋桨、发电机、线圈、弹性组件、挡板、电磁铁和单向电磁阀，检测组件包括角度传感器和液压传感器，控制盒设置在主管外侧管壁上；本发明能够有效地解决现有技术存在水头损失较大、防倒流效果较差和不具备报警功能等问题。

Description

一种单膜片低阻力倒流防止器

技术领域

本发明涉及倒流防止器技术领域，具体涉及一种单膜片低阻力倒流防止器。

背景技术

倒流防止器是一种严格限定管道中的压力水只能单向流动的流体控制装置。

在申请号为：CN201921347615.6的专利文件中公开了一种单膜片低阻力倒流防止器，主阀体的底端设有泄水通道以及设置于泄水通道上的泄水装置，泄水装置包括有泄水接头、泄水阀座、泄水阀瓣、导叶螺母以及泄水弹簧，泄水接头装设于泄水通道上，泄水阀座设置于泄水接头上方的泄水通道上，泄水阀瓣固定于主阀杆底端且与主阀杆联动配合，泄水阀瓣还与泄水阀座密封配合，导叶螺母螺纹连接于主阀杆最底端，泄水弹簧活动设置于导叶螺母与泄水接头之间，泄水弹簧两端分别抵在导叶螺母和泄水接头上，两级止回设置，限制压力水倒流或虹吸倒流，底部泄水装置的精度与泄水压力可通过导叶螺母调节，泄水弹簧能够缓冲管道压力波动的干扰，启闭安全可靠，避免发生非正常排水现象。

但是，其在实际使用的过程中仍存在以下不足：

第一，水头损失较大，因为因为其需要水流持续推开前止回阀盘、后止回阀盘，这就使得水流的输送压力有较大的降低；

第二，防倒流效果较差，因为其只有在后止回阀盘处发生倒流情况时，才会开启防倒流模式，而不能提前开启防倒流模式；

第三，不具备报警功能，当发生倒流或水压不足情况时，其无法及时向运维人员发出提示。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种单膜片低阻力倒流防止器，包括主管、驱动组件、检测组件和控制盒；

所述主管输入、输出端的管口处分别密封连接有进水管、出水管，所述主管内中部设有用同轴的环形隔板分隔的第一隔离腔和第二隔离腔，所述第一隔离腔靠近进水管，所述主管两端管口的半径与环形隔板内环半径相同，所述主管处于第一隔离腔处的管体内部开设有螺旋状的丝槽，所述第一隔离腔和第二隔离腔中均固定有星型支架，所述主管处于第一隔离腔位置处管体还设有泄水管；

所述驱动组件包括螺旋桨、发电机、线圈、弹性组件、挡板、电磁铁和单向电磁阀，所述进水管的首端和出水管的尾端内部均设有叶面与主管中轴线垂直的螺旋桨，所述螺旋桨两端均同轴式的设有联结轴，所述进水管和出水管处于其内部螺旋桨所在位置处的外部管体上均对称地设有电机座、角动座，所述电机座上均设有发电机，所述螺旋桨两端的联结轴分别与对应的发电机、角动座连接，所述线圈设置在丝槽中，所述星型支架处于主管输出端一侧的中部均设有弹性组件，所述弹性组件的另一端均固定有尺寸与主管输入端管口匹配的挡板，所述挡板内部均设有电磁铁，所述单向电磁阀设置在泄水管上；

所述检测组件包括角度传感器和液压传感器，所述角动座内部均设有与其上联结轴固定连接的角度传感器，所述第一隔离腔中挡板靠近进水管一侧的端面、第二隔离腔中星型支架靠近出水管一侧的端面上均设有液压传感器；

所述控制盒设置在主管外侧管壁上；

所述发电机、线圈、电磁铁、单向电磁阀、角度传感器和液压传感器均由控制盒控制。

更进一步地，所述主管、进水管和出水管均为硬质直管。

更进一步地，所述星型支架中杆臂的数量为2~4根。

更进一步地，所述进水管内部的螺旋桨两端的联结轴均密封式转动穿接在其管体上，所述出水管内部的螺旋桨两端的联结轴同样均密封式转动穿接在其管体上。

更进一步地，所述弹性组件包括伸缩杆和套接在伸缩杆外部且与之配合的弹簧；所述第一隔离腔中的挡板完全覆盖在主管输入端管口处时，所述第一隔离腔中的弹簧处于压缩状态或自然伸展状态；所述第二隔离腔中的挡板完全覆盖在环形隔板输出端管口处时，所述第二隔离腔中的弹簧处于压缩状态或自然伸展状态；所述挡板靠近进水管一端的侧面均设有一层与之匹配的密封垫体。

更进一步地，所述伸缩杆滑接处具有良好的密封性，所述伸缩杆与弹簧均采用耐腐蚀的合金或金属材料制成，所述密封垫体采用橡胶、硅胶或高分子聚合物材料制成。

更进一步地，所述控制盒顶部开设有凹槽，所述控制盒内部开设有容置腔，所述凹槽中设有与之匹配的光伏板，所述容置腔中设有控制板，所述控制板上设有备用电源模块、驱动电源模块、开关电源模块、处理模块、存储模块、无线通信模块和扬声器，所述控制盒的外侧壁上还设有接口模块、指示灯和扬声孔，所述光伏板、接口模块、指示灯和扬声孔均电连接到控制板上。

更进一步地，所述发电机和角动座均通过导线与接口模块电连接。

更进一步地，所述光伏板采用非晶硅太阳能电池板；所述处理模块采用单片机或PLC中的任意一种；所述备用电源模块、驱动电源模块均采用锂电池；所述无线通信模块的类型采用wifi或蓝牙中的任意一种。

更进一步地，所述指示灯采用自闪烁LED灯珠。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明中通过增加主管输入、输出端的管口处分别密封连接有进水管、出水管，主管内中部设有用同轴的环形隔板分隔的第一隔离腔和第二隔离腔，第一隔离腔和第二隔离腔中均固定有星型支架，进水管和出水管内部均设有螺旋桨，螺旋桨两端的联结轴分别与对应的发电机、角动座连接，线圈设置在主管上丝槽中，星型支架处于主管输出端一侧的中部均设有弹性组件，弹性组件的另一端均设有挡板，挡板内部均设有电磁铁的设计。这样可以通过水流冲击螺旋桨带动发电机产生电流，然后通过控制盒给线圈和电磁铁通入直流电，使得线圈和两个电磁铁均产生沿主管中轴线方向上的磁场，从而使得线圈的磁场与第一隔离腔中电磁铁的磁场相互吸引，并且线圈的磁场与第二隔离腔中电磁铁的磁场相互排斥。从而使得挡板在水流冲击力和磁场力的共同作用下打开；达到有效地降低输送水流通过本发明产品时水压损失量的效果。

2、本发明中通过增加进水管的首端和出水管的尾端内部均设有叶面与主管中轴线垂直的螺旋桨，螺旋桨两端均同轴式的设有联结轴，进水管和出水管处于其内部螺旋桨所在位置处的外部管体上均对称地设有电机座、角动座，角动座内部均设有与其上联结轴固定连接的角度传感器的设计。这样可以通过比较进水管和出水管中螺旋桨的转速变化，以及检测出水管中螺旋桨的转动方向是否改变，从而综合判断是否存在倒流情况；达到有效地提升本发明产品防倒流能力的效果。

3、本发明中通过增加主管外侧管壁上设有控制盒，控制盒内部容置腔中设有控制板，控制板设有扬声器和无线通讯模块，控制盒外侧壁上设有指示灯和扬声孔的设计。这样当发生倒流或或水压不足情况时，控制盒不仅可以发出原地的声光报警，还可以通过无线通信模块进行远程报警；达到有效地令本发明产品具备及时且可靠报警能力的效果。

附图说明

图图1为本发明第一视角下的直观图；

图2为本发明第二视角下的直观图；

图3为本发明第三视角下主管、进水管和出水管的爆炸视图；

图4为本发明第四视角下出水管经过部分剖视后其内部螺旋桨的直观图；

图5为本发明第四视角下出水管经过部分剖视后与其内部螺旋桨的爆炸视图；

图6为本发明第五视角下主管经过部分剖视后其内部结构直观图；

图7为本发明第六视角下主管经过部分剖视后其内部结构直观图；

图8为本发明的控制盒与光伏板的爆炸视图；

图9为本发明的控制盒经过部分剖视后其内部结构直观图；

图10为本发明的挡板与密封垫体的爆炸视图；

图11为本发明的挡板经过部分剖视后部其内部电磁体分离时的直观图；

图12为本发明的弹性组件和星型支架的爆炸视图；

图13为图6中A区域的放大图；

图14为图6中B区域的放大图。

图例说明：

1-主管；2-控制盒；3-进水管；4-出水管；5-环形隔板；6-第一隔离腔；7-第二隔离腔；8-丝槽；9-星型支架；10-泄水管；11-螺旋桨；12-发电机；13-线圈；14-弹性组件；15-挡板；16-电磁铁；17-单向电磁阀；18-联结轴；19-电机座；20-角动座；21-液压传感器；22-伸缩杆；23-弹簧；24-密封垫体；25-凹槽；26-容置腔；27-光伏板；28-控制板；29-备用电源模块；30-驱动电源模块；31-开关电源模块；32-处理模块；33-存储模块；34-无线通信模块；35-扬声器；36-接口模块；37-指示灯；38-扬声孔；39-导线。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

本实施例的一种单膜片低阻力倒流防止器，参照图1-14：包括主管1、驱动组件、检测组件和控制盒2。

主管1输入、输出端的管口处分别密封连接有进水管3、出水管4，主管1内中部设有用同轴的环形隔板5分隔的第一隔离腔6和第二隔离腔7，第一隔离腔6靠近进水管3，主管1两端管口的半径与环形隔板5内环半径相同，主管1处于第一隔离腔6处的管体内部开设有螺旋状的丝槽8，第一隔离腔6和第二隔离腔7中均固定有星型支架9，主管1处于第一隔离腔6位置处管体还设有泄水管10。

驱动组件包括螺旋桨11、发电机12、线圈13、弹性组件14、挡板15、电磁铁16和单向电磁阀17，进水管3的首端和出水管4的尾端内部均设有叶面与主管1中轴线垂直的螺旋桨11，螺旋桨11两端均同轴式的设有联结轴18，进水管3和出水管4处于其内部螺旋桨11所在位置处的外部管体上均对称地设有电机座19、角动座20，电机座19上均设有发电机12，螺旋桨11两端的联结轴18分别与对应的发电机12、角动座20连接，线圈13设置在丝槽8中，星型支架9处于主管1输出端一侧的中部均设有弹性组件14，弹性组件14的另一端均固定有尺寸与主管1输入端管口匹配的挡板15，挡板15内部均设有电磁铁16，单向电磁阀17设置在泄水管10上。

检测组件包括角度传感器和液压传感器21，角动座20内部均设有与其上联结轴18固定连接的角度传感器，第一隔离腔6中挡板15靠近进水管3一侧的端面、第二隔离腔7中星型支架9靠近出水管4一侧的端面上均设有液压传感器21。

控制盒2设置在主管1外侧管壁上。

发电机12、线圈13、电磁铁16、单向电磁阀17、角度传感器和液压传感器21均由控制盒2控制。

主管1、进水管3和出水管4均为硬质直管，在本实施例中，三者均采用钛合金材料制成。

星型支架9中杆臂的数量为2~4根，在本实施例中，星型支架9中杆臂的数量为3根，并且在杆臂在沿主管1中轴线的方向上呈流线型，这样当输送水流通过主管1内部时，可以有效地降低星型支架9对输送水流的阻碍。

进水管3内部的螺旋桨11两端的联结轴18均密封式转动穿接在其管体上，出水管4内部的螺旋桨11两端的联结轴18同样均密封式转动穿接在其管体上，这样可以有效地防止外界的杂质进入进水管3和出水管4的内部。

弹性组件14包括伸缩杆22和套接在伸缩杆22外部且与之配合的弹簧23；第一隔离腔6中的挡板15完全覆盖在主管1输入端管口处时，第一隔离腔6中的弹簧23处于压缩状态或自然伸展状态，在本实施例中，弹簧23处于压缩状态，这样可以有效地提升挡板15的密封性；第二隔离腔7中的挡板15完全覆盖在环形隔板5输出端管口处时，第二隔离腔7中的弹簧23处于压缩状态或自然伸展状态，在本实施例中，弹簧23处于压缩状态，这样可以有效地提升挡板15的密封性；挡板15靠近进水管3一端的侧面均设有一层与之匹配的密封垫体24。

伸缩杆22滑接处具有良好的密封性，伸缩杆22与弹簧23均采用钛合金材料制成，密封垫体24采用橡胶、硅胶或高分子聚合物材料制成，在本实施例中密封垫体24采用橡胶材料制成。

控制盒2顶部开设有凹槽25，控制盒2内部开设有容置腔26，凹槽25中设有与之匹配的光伏板27，容置腔26中设有控制板28，控制板28上设有备用电源模块29、驱动电源模块30、开关电源模块31（其中，开关电源模块31的作用为：将螺旋桨11带动发电机12转动时产生产生的电流转变为符合要求的低压直流电流）、处理模块32、存储模块33（其中存储模块33用于存储相应的控制程序和数据）、无线通信模块34和扬声器35，控制盒2的外侧壁上还设有接口模块36、指示灯37和扬声孔38，光伏板27、接口模块36、指示灯37和扬声孔38均电连接到控制板28上。

发电机12和角动座20均通过导线39与接口模块36电连接。

光伏板27采用非晶硅太阳能电池板，因为其具有在弱光条件下也能发电的优点。处理模块32采用单片机或PLC中的任意一种，在本实施例中，处理模块32采用PLC，因为其具有可靠性高、抗干扰能力强、体积小、重量轻和能耗低等优点。备用电源模块29、驱动电源模块30均采用锂电池，因为其具有容量大、工作电压高、荷电保持能力强、允许工作温度范围宽、循环使用寿命长、安全性高、无记忆效应、体积小、重量轻和比能量高等优点。无线通信模块34的类型采用wifi或蓝牙中的任意一种，在本实施例中无线通信模块34的类型为wifi，因为其具有传输速度快和信号覆盖范围广等优点。

指示灯37采用自闪烁LED灯珠。

其工作原理：

值得注意的是，光伏板27实时吸收外界的光照发电，并将产生电能存储在备用电源模块29，当备用电源模块29模块的电量充满时，多余的电能将存储在驱动电源模块30中（值得注意的是控制板28上还设有相应的充放电保护电路，由于该电路是较为成熟的现有技术，这里就不再详述）。

在本实施例中，为了叙述的方便，两个螺旋桨11受到同方向水流冲击时产生的旋转方向相同。

第一步，处理模块32实时监测挡板15和星型支架9上的液压传感器21的数值并对挡板15上的液压传感器21的数值和星型支架9上的液压传感器21的数值进行比较。

第二步，当第一步中的判断结果为，挡板15上的液压传感器21的数值小于等于星型支架9上的液压传感器21的数值，或者挡板15上的液压传感器21的数值大于星型支架9上的液压传感器21的数值且差值小于指定值时，线圈13和电磁铁16均不带电，即挡板15完全覆盖住对应的开口处。

第三步，当第一步中的判断结果为，挡板15上的液压传感器21的数值大于星型支架9上的液压传感器21的数值且差值大于等于指定值时，处理模块32指令线圈13和电磁铁16带电，从而使得线圈13和两个电磁铁16均产生沿主管1中轴线方向上的磁场（其中，线圈13的磁场与第一隔离腔6中电磁铁16的磁场相互吸引，并且线圈13的磁场与第二隔离腔7中电磁铁16的磁场相互排斥），从而使得挡板15在水流冲击力和磁场力的共同作用下打开。

值得注意的是，第三步过程中，单向电磁阀17全程处于关闭状态；第三步过程中，螺旋桨11在输送水流的冲击下产生旋转，发电机12在螺旋桨11的驱动下发出电能，该电能通过导线39、接口模块36和开关电源模块31的作用下补充给驱动电源模块30（值得注意的是，驱动电源模块30优先于备用电源模块29消耗电能）。

第四步，当发生倒流或输送水流水压不足时；处理模块32通过角度传感器实时监测两个螺旋桨11的转速变化和方向变化；当出水管4中螺旋桨11转速与进水管3中螺旋桨11转速之间的差值超过允许值或出水管4中螺旋桨11转向改变时，处理模块32立即改变线圈13中电流的方向，从而使得从而使得线圈13的磁场与第一隔离腔6中电磁铁16的磁场相互排斥，并且线圈13的磁场与第二隔离腔7中电磁铁16的磁场相互吸引，从而使得两个挡板15重新覆盖在对应的开口处，从而使得本发明产品及时关闭；同时处理模块32指令指示灯37和扬声器35发出指定时长的声光报警，处理模块32通过无线通信模块34向运维人员发出远程报警。

第五步，处理模块32指令单向电磁阀17打开，从而使得第一隔离腔6中残留的水及时排出。

值得注意的是，本发明中的单向电磁阀17受到处理模块32的指令动作后会一直保持动作后的状态的（即常开或常闭）。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于：包括主管（1）、驱动组件、检测组件和控制盒（2）；

所述主管（1）输入、输出端的管口处分别密封连接有进水管（3）、出水管（4），所述主管（1）内中部设有用同轴的环形隔板（5）分隔的第一隔离腔（6）和第二隔离腔（7），所述第一隔离腔（6）靠近进水管（3），所述主管（1）两端管口的半径与环形隔板（5）内环半径相同，所述主管（1）处于第一隔离腔（6）处的管体内部开设有螺旋状的丝槽（8），所述第一隔离腔（6）和第二隔离腔（7）中均固定有星型支架（9），所述主管（1）处于第一隔离腔（6）位置处管体还设有泄水管（10）；

所述驱动组件包括螺旋桨（11）、发电机（12）、线圈（13）、弹性组件（14）、挡板（15）、电磁铁（16）和单向电磁阀（17），所述进水管（3）的首端和出水管（4）的尾端内部均设有叶面与主管（1）中轴线垂直的螺旋桨（11），所述螺旋桨（11）两端均同轴式的设有联结轴（18），所述进水管（3）和出水管（4）处于其内部螺旋桨（11）所在位置处的外部管体上均对称地设有电机座（19）、角动座（20），所述电机座（19）上均设有发电机（12），所述螺旋桨（11）两端的联结轴（18）分别与对应的发电机（12）、角动座（20）连接，所述线圈（13）设置在丝槽（8）中，所述星型支架（9）处于主管（1）输出端一侧的中部均设有弹性组件（14），所述弹性组件（14）的另一端均固定有尺寸与主管（1）输入端管口匹配的挡板（15），所述挡板（15）内部均设有电磁铁（16），所述单向电磁阀（17）设置在泄水管（10）上；

所述检测组件包括角度传感器和液压传感器（21），所述角动座（20）内部均设有与其上联结轴（18）固定连接的角度传感器，所述第一隔离腔（6）中挡板（15）靠近进水管（3）一侧的端面、第二隔离腔（7）中星型支架（9）靠近出水管（4）一侧的端面上均设有液压传感器（21）；

所述控制盒（2）设置在主管（1）外侧管壁上；

所述发电机（12）、线圈（13）、电磁铁（16）、单向电磁阀（17）、角度传感器和液压传感器（21）均由控制盒（2）控制。

2.根据权利要求1所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述主管（1）、进水管（3）和出水管（4）均为硬质直管。

3.根据权利要求1所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述星型支架（9）中杆臂的数量为2~4根。

4.根据权利要求1所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述进水管（3）内部的螺旋桨（11）两端的联结轴（18）均密封式转动穿接在其管体上，所述出水管（4）内部的螺旋桨（11）两端的联结轴（18）同样均密封式转动穿接在其管体上。

5.根据权利要求1所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述弹性组件（14）包括伸缩杆（22）和套接在伸缩杆（22）外部且与之配合的弹簧（23）；所述第一隔离腔（6）中的挡板（15）完全覆盖在主管（1）输入端管口处时，所述第一隔离腔（6）中的弹簧（23）处于压缩状态或自然伸展状态；所述第二隔离腔（7）中的挡板（15）完全覆盖在环形隔板（5）输出端管口处时，所述第二隔离腔（7）中的弹簧（23）处于压缩状态或自然伸展状态；所述挡板（15）靠近进水管（3）一端的侧面均设有一层与之匹配的密封垫体（24）。

6.根据权利要求5所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述伸缩杆（22）滑接处具有良好的密封性，所述伸缩杆（22）与弹簧（23）均采用耐腐蚀的合金或金属材料制成，所述密封垫体（24）采用橡胶、硅胶或高分子聚合物材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述控制盒（2）顶部开设有凹槽（25），所述控制盒（2）内部开设有容置腔（26），所述凹槽（25）中设有与之匹配的光伏板（27），所述容置腔（26）中设有控制板（28），所述控制板（28）上设有备用电源模块（29）、驱动电源模块（30）、开关电源模块（31）、处理模块（32）、存储模块（33）、无线通信模块（34）和扬声器（35），所述控制盒（2）的外侧壁上还设有接口模块（36）、指示灯（37）和扬声孔（38），所述光伏板（27）、接口模块（36）、指示灯（37）和扬声孔（38）均电连接到控制板（28）上。

8.根据权利要求1或7所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述发电机（12）和角动座（20）均通过导线（39）与接口模块（36）电连接。

9.根据权利要求7所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述光伏板（27）采用非晶硅太阳能电池板；所述处理模块（32）采用单片机或PLC中的任意一种；所述备用电源模块（29）、驱动电源模块（30）均采用锂电池；所述无线通信模块（34）的类型采用wifi或蓝牙中的任意一种。

10.根据权利要求7所述的一种单膜片低阻力倒流防止器，其特征在于，所述指示灯（37）采用自闪烁LED灯珠。

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