CN117781073B - 一种基于物联网的智能水锤预警防护设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及领域，公开了一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，包括安装管、防护机构，防护机构安装于安装管外，防护机构贯穿过安装管且防护机构的左右两端均与安装管相连通，可将本发明中的安装管与防护机构安装并连通于水管，通过安装管与防护机构来预防水管出现水锤效应而导致水管管体的损坏、变形，当管道内的水压骤升并超过8kg的阈值后，水流可冲击单向电磁阀，单向电磁阀被打开并让水涌入缓冲管体内形成缓冲，避免水压的再次上升，而当水冲过单向电磁阀时，与单向电磁阀形成信号连接的预警信号发射器会接收到单向电磁阀被打开的信号，并向终端发送单向电磁阀被打开的信号，提示工作人员管道内出现‘水锤现象’。
Description
技术领域
本发明涉及水锤预警防护设备领域，具体的是一种基于物联网的智能水锤预警防护设备。
背景技术
水锤是在有压力的管路中，由于流体的流速发生突然变化，从而引起压强也发生急剧变化的现象，这种突然的压力变化可能会对管路系统造成破坏，因此需要一种水锤预警防护设备来预警和防止这种事故的发生。
发明内容
本发明提供了一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，其克服了背景技术中所描述的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：
一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，包括安装管、防护机构，所述防护机构安装于安装管外，所述防护机构贯穿过安装管且防护机构的左右两端均与安装管相连通；
所述防护机构的左右两端分别设有第二连通管，而两个第二连通管的末端均通过一单向电磁阀与安装管相连通，水流从第二连通管流向单向电磁阀的方向为单向电磁阀的高阻方向；
所述防护机构靠近安装管的下侧处设有储存水箱，所述储存水箱通过一第三连通管贯穿过安装管，第三连通管与防护机构的中部相连通，而储存水箱连接着一个水泵的输入端，所述水泵的输出端通过一个单向阀与安装管相连通，水流从储存水箱流向单向阀的方向为单向阀的高阻方向；
两个单向电磁阀的外侧均设有一预警信号发射器，两个预警信号发射器均与相邻的单向电磁阀信号连接；
所述防护机构包括缓冲管体、泄压机构，所述泄压机构安装于缓冲管体内，所述泄压机构与缓冲管体之间存在供水流的流道，而两个第二连通管均贯穿延伸至泄压机构内；
所述泄压机构的左右两端分别设有第二支撑板，而两个第二连通管位于缓冲管体内的表面分别设有一第一支撑板，相邻的第一支撑板与第二支撑板之间设有弹簧，并且缓冲管体内端左右两侧分别设有一限位挡板，限位挡板位于相邻的第一支撑板与第二支撑板之间，两个限位挡板分别与相邻的第二支撑板之间存在供泄压机构滑动的间距；
所述弹簧贯穿过限位挡板，并且在泄压机构其中一侧的第二支撑板与相邻的限位挡板相抵时，另一侧的第二连通管依旧置于泄压机构内；
所述泄压机构内设有多个可滑动的滑动件，而泄压机构侧面设有供水流出的排水口，且排水口向外延伸至泄压机构的外表面。
一较佳技术方案：所述流道延伸至泄压机构内，所述滑动件的中部具有供水流过的开口；
所述滑动件的截面呈工字型结构，当相邻的滑动件相抵时，两个开口之间存在间距。
一较佳技术方案：泄压机构内侧面等距设置有多个限位凸起，每两个限位凸起之间形成供滑动件滑动的滑槽，每两相连的限位凸起之间设有一个滑动件，而排水口分别设置于各个限位凸起表面。
一较佳技术方案：所述安装管包括第一连通管、异型管、卡管单体、套管，所述第一连通管分别连通于异型管的左右两端，而卡管单体分别盖设于第一连通管左右两部的上下两侧表面，所述套管分别套设在左右两侧的卡管单体外；
两个第一连通管的末端均设有一第一凸起部，而相邻的卡管单体内侧面具有对应的第一凹槽，当卡管单体盖设在第一连通管外时，第一凸起部嵌入第一凹槽内，并且上下两相邻的卡管单体通过多个螺栓进行连接固定。
一较佳技术方案：所述异型管内设有空心管，所述异型管与空心管为一体化结构，而空心管中部具有供第三连通管穿过的贯穿孔，且第三连通管表面与空心管内侧相抵；
所述空心管与异型管之间具有供水流过的缺口。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
可将本发明中的安装管与防护机构安装并连通于水管，通过安装管与防护机构来预防水管出现水锤效应而导致水管管体的损坏、变形，（即水压骤升时单向电磁阀被打开，而单向电磁阀的压力阈值的调整可随应用管道的平均压力的改变而改变）如生活用水、工业用水等等环境下阈值的不同，当管道内的水压骤升并超过指定的阈值后，水流可冲击单向电磁阀，单向电磁阀被打开并让水涌入缓冲管体内形成缓冲，避免水压的再次上升，而当水冲过单向电磁阀时，与单向电磁阀形成信号连接的预警信号发射器会接收到单向电磁阀被打开的信号，并向终端发送单向电磁阀被打开的信号，提示工作人员管道内出现‘水锤现象’。
而水在冲过单向电磁阀并顺着第二连通管流入缓冲管体内时，会在缓冲管体内进行储存并缓冲压力，然后水会流经第三连通管流入储存水箱内，被水泵抽走并通过单向阀在此输送至安装管内，‘水锤现象’是管道内的水压骤然上升而造成的管道因压力抖动开裂，并不会长时间存在，故而可以将缓冲管体视为对管道内水压的调节器，也可将其视为水的暂存区。
水在通过第二连通管流入缓冲管体内时，水会直接流入泄压机构内，由于此时灌入的水会存在较大的冲击力，因此会带动泄压机构朝水流动的方向移动，并挤压、拉伸拉伸两侧的弹簧，将冲击力通过弹簧进行化解或减缓，
当相邻的滑动件相抵时，两个开口之间存在间距，因此当水涌入泄压机构内时，会冲击滑动件，通过带动滑动件滑动并抵住限位凸起推动整体泄压机构，而开口的设置是为了便于水位蔓延过前一个滑动件上的开口时溢留至下一个滑动件处，增加水流动所消耗的动能，从而减少水的冲击力。
当卡管单体盖设在第一连通管外时，第一凸起部嵌入第一凹槽内，并且上下两相邻的卡管单体通过多个螺栓进行连接固定，如此设置是为了赋予第一连通管、异型管可转动的功能，当安装空间局限或有限制时，可通过旋转第一连通管、异型管以及防护机构来改变相应的位置以便于安装，其中异型管内设有空心管，所述空心管与异型管之间具有供水流过的缺口，可通过第三连通管与空心管相抵来增加安装管对防护机构的支撑性、固定性，并通过缺口来保证原有水流的流通性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为图1的分解示意图。
图3为缓冲管体半剖三维示意图。
图4为图3的分解示意图。
图5为泄压机构半剖三维示意图。
图6为安装管的三维分解示意图。
图7为异型管半剖三维示意图。
图中：安装管1、第一连通管11、第一凸起部111、异型管12、空心管121、缺口122、卡管单体13、第一凹槽131、螺栓132、套管14；
防护机构2、缓冲管体21、第二连通管211、第一支撑板2111、弹簧2112、限位挡板2113、单向电磁阀212、预警信号发射器213、储存水箱22、第三连通管221、水泵23、单向阀231、泄压机构24、第二支撑板241、限位凸起242、滑动件243、开口2431、排水口244。
具体实施方式
如图1-7所示，一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，包括安装管1、防护机构2，所述防护机构2安装于安装管1外，所述防护机构2贯穿过安装管1且防护机构2的左右两端均与安装管1相连通，所述防护机构2的左右两端分别设有第二连通管211，而两个第二连通管211的末端均通过一单向电磁阀212与安装管1相连通，水流从第二连通管211流向单向电磁阀212的方向为单向电磁阀212的高阻方向，所述防护机构2靠近安装管1的下侧处设有储存水箱22，所述储存水箱22通过一第三连通管221贯穿过安装管1，第三连通管221与防护机构2的中部相连通，而储存水箱22连接着一个水泵23的输入端，所述水泵23的输出端通过一个单向阀231与安装管1相连通，水流从储存水箱22流向单向阀231的方向为单向阀231的高阻方向，两个单向电磁阀212的外侧均设有一预警信号发射器213，两个预警信号发射器213均与相邻的单向电磁阀212信号连接；
从上述内容可知，可将本发明中的安装管1与防护机构2安装并连通于水管，通过安装管1与防护机构2来预防水管出现水锤效应而导致水管管体的损坏、变形，生活用水的水压一般在5kg-8kg之间，基于此压力区间，单向电磁阀212的压力阈值便可设置为8.2kg即水压骤升时单向电磁阀212被打开，而单向电磁阀212的压力阈值的调整可随应用管道的平均压力的改变而改变，如生活用水、工业用水等等环境下阈值的不同，当管道内的水压骤升并超过8kg的阈值后，水流可冲击单向电磁阀212，单向电磁阀212被打开并让水涌入缓冲管体21内形成缓冲，避免水压的再次上升；
当水冲过单向电磁阀212时，与单向电磁阀212形成信号连接的预警信号发射器213会接收到单向电磁阀212被打开的信号，并向终端发送单向电磁阀212被打开的信号，提示工作人员管道内出现‘水锤现象’，而终端可设置为电脑、手机上的软件或程序，因实施方式过多，故而本发明并不一一列举，并且单向电磁阀212被冲开朝预警信号发射器213发送电信号的工作原理也属于本领域技术人员所细致的公知常识故而本发明并不对其作进一步赘述，但单向电磁阀212在朝预警信号发射器213发送电信号时，也会朝水泵23发送电信号，并启动水泵23进行工作；
而水在冲过单向电磁阀212并顺着第二连通管211流入缓冲管体21内时，会在缓冲管体21内进行储存并缓冲压力，然后水会流经第三连通管221流入储存水箱22内，被水泵23抽走并通过单向阀231在此输送至安装管1内，需要解释的是‘水锤现象’是管道内的水压骤然上升而造成的管道因压力抖动开裂，并不会长时间存在，故而可以将缓冲管体21视为对管道内水压的调节器，也可将其视为水的暂存区。
基于上述内容，其中，防护机构2包括缓冲管体21、泄压机构24，所述泄压机构24安装于缓冲管体21内，所述泄压机构24与缓冲管体21之间存在供水流的流道，而两个第二连通管211均贯穿延伸至泄压机构24内，所述泄压机构24的左右两端分别设有第二支撑板241，而两个第二连通管211位于缓冲管体21内的表面分别设有一第一支撑板2111，相邻的第一支撑板2111与第二支撑板241之间设有弹簧2112；
水在通过第二连通管211流入缓冲管体21内时，水会直接流入泄压机构24内，由于此时灌入的水会存在较大的冲击力，因此会带动泄压机构24朝水流动的方向移动，并挤压、拉伸拉伸两侧的弹簧2112，将冲击力通过弹簧2112进行化解或减缓，而为了避免泄压机构24在左右晃动时脱离与第二连通管211的套接关系，故而本发明中的缓冲管体21内端左右两侧分别设有一限位挡板2113，限位挡板2113位于相邻的第一支撑板2111与第二支撑板241之间，两个限位挡板2113分别与相邻的第二支撑板241之间存在供泄压机构24滑动的间距，所述弹簧2112贯穿过限位挡板2113，并且在泄压机构24其中一侧的第二支撑板241与相邻的限位挡板2113相抵时，另一侧的第二连通管211依旧置于泄压机构24内。
进一步的，所述流道延伸至泄压机构24内，而泄压机构24侧面设有供水流出的排水口244，为了能够充分的将水的势能传导至泄压机构24上，本发明中的所述泄压机构24内设有多个可滑动的滑动件243，所述滑动件243的中部具有供水流过的开口2431，所述滑动件243的截面呈工字型结构，当相邻的滑动件243相抵时，两个开口2431之间存在间距，因此当水涌入泄压机构24内时，会冲击滑动件243，通过带动滑动件243滑动并抵住限位凸起242推动整体泄压机构24，而开口2431的设置是为了便于水位蔓延过前一个滑动件243上的开口2431时溢留至下一个滑动件243处，增加水流动所消耗的动能，从而减少水的冲击力。
更进一步的，泄压机构24内侧面等距设置有多个限位凸起242，每两个限位凸起242之间形成供滑动件243滑动的滑槽，每两相连的限位凸起242之间设有一个滑动件243，而排水口244分别设置于各个限位凸起242表面，并且向外延伸至泄压机构24的外表面，设置限位凸起242是为了对各个滑动件243的滑动距离进行限制，避免滑动件243的过度滑动而造成不必要的磨损，并且设置限位凸起242也能够让滑动件243在受力时更方便推动整体泄压机构24移动，而在水涌入泄压机构24内时，还可通过排水口244向外排出，流入缓冲管体21与泄压机构24之间的流道内，并通过第三连通管221流入储存水箱22中，以便于水泵23抽取。
更进一步的，所述安装管1包括第一连通管11、异型管12、卡管单体13、套管14，所述第一连通管11分别连通于异型管12的左右两端，而卡管单体13分别盖设于第一连通管11左右两部的上下两侧表面，所述套管14分别套设在左右两侧的卡管单体13外，两个第一连通管11的末端均设有一第一凸起部111，而相邻的卡管单体13内侧面具有对应的第一凹槽131，当卡管单体13盖设在第一连通管11外时，第一凸起部111嵌入第一凹槽131内，并且上下两相邻的卡管单体13通过多个螺栓132进行连接固定，如此设置是为了赋予第一连通管11、异型管12可转动的功能，当安装空间局限或有限制时，可通过旋转第一连通管11、异型管12以及防护机构2来改变相应的位置以便于安装；
其中，所述异型管12内设有空心管121，所述异型管12与空心管121为一体化结构，而空心管121中部具有供第三连通管221穿过的贯穿孔，且第三连通管221表面与空心管121内侧相抵，所述空心管121与异型管12之间具有供水流过的缺口122，可通过第三连通管221与空心管121相抵来增加安装管1对防护机构2的支撑性、固定性，并通过缺口122来保证原有水流的流通性。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (5)
1.一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，其特征在于，包括安装管、防护机构，所述防护机构安装于安装管外，所述防护机构贯穿过安装管且防护机构的左右两端均与安装管相连通；
所述防护机构的左右两端分别设有第二连通管，而两个第二连通管的末端均通过一单向电磁阀与安装管相连通，水流从第二连通管流向单向电磁阀的方向为单向电磁阀的高阻方向；
所述防护机构靠近安装管的下侧处设有储存水箱，所述储存水箱通过一第三连通管贯穿过安装管，第三连通管与防护机构的中部相连通，而储存水箱连接着一个水泵的输入端，所述水泵的输出端通过一个单向阀与安装管相连通，水流从储存水箱流向单向阀的方向为单向阀的高阻方向；
两个单向电磁阀的外侧均设有一预警信号发射器，两个预警信号发射器均与相邻的单向电磁阀信号连接；
所述防护机构包括缓冲管体、泄压机构，所述泄压机构安装于缓冲管体内，所述泄压机构与缓冲管体之间存在供水流入的流道，而两个第二连通管均贯穿延伸至泄压机构内；
所述泄压机构的左右两端分别设有第二支撑板，而两个第二连通管位于缓冲管体内的表面分别设有一第一支撑板，相邻的第一支撑板与第二支撑板之间设有弹簧，并且缓冲管体内端左右两侧分别设有一限位挡板，限位挡板位于相邻的第一支撑板与第二支撑板之间，两个限位挡板分别与相邻的第二支撑板之间存在供泄压机构滑动的间距；
所述弹簧贯穿过限位挡板，并且在泄压机构其中一侧的第二支撑板与相邻的限位挡板相抵时，另一侧的第二连通管依旧置于泄压机构内；
所述泄压机构内设有多个可滑动的滑动件，而泄压机构侧面设有供水流出的排水口，且排水口向外延伸至泄压机构的外表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，其特征在于，所述流道延伸至泄压机构内，所述滑动件的中部具有供水流过的开口；
所述滑动件的截面呈工字型结构，当相邻的滑动件相抵时，两个开口之间存在间距。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，其特征在于，泄压机构内侧面等距设置有多个限位凸起，每两个限位凸起之间形成供滑动件滑动的滑槽，每两相连的限位凸起之间设有一个滑动件，而排水口分别设置于各个限位凸起表面。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，其特征在于，所述安装管包括第一连通管、异型管、卡管单体、套管，所述第一连通管分别连通于异型管的左右两端，而卡管单体分别盖设于第一连通管左右两部的上下两侧表面，所述套管分别套设在左右两侧的卡管单体外；
两个第一连通管的末端均设有一第一凸起部，而相邻的卡管单体内侧面具有对应的第一凹槽，当卡管单体盖设在第一连通管外时，第一凸起部嵌入第一凹槽内，并且上下两相邻的卡管单体通过多个螺栓进行连接固定。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能水锤预警防护设备，其特征在于，所述异型管内设有空心管，所述异型管与空心管为一体化结构，而空心管中部具有供第三连通管穿过的贯穿孔，且第三连通管表面与空心管内侧相抵；
所述空心管与异型管之间具有供水流过的缺口。
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