CN202561212U - 一种防漏节水智能水阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水阀装置技术，尤其涉及一种防漏节水智能水阀，包括有阀体，阀体内部设有水流通道，阀杆连接活塞密封件，阀杆配置有复位弹簧，活塞密封件封堵水流通道，可切断水流；阀杆上方设置有电磁铁芯，电磁铁芯通过继电器与控制器电连接，控制器的输入端口连接有水流检测装置的输出和按键输入电路，控制器的输出端口连接有指示灯。本实用新型的进水端与水管连接，出水端通过水阀与洗衣机的进水软管连接，进水时，人工启动本装置并可通过按键输入上水时间，当进水的时间超过设置的时间上限时，单片机发出控制指令，驱动继电器控制电磁阀，关闭电磁阀，避免漏水事故的发生，从而保护财产不受损失。

Description

一种防漏节水智能水阀

技术领域

本实用新型涉及水阀装置技术，尤其涉及一种防漏节水智能水阀。

背景技术

自来水是城市家庭必备的生活资源，但随着水管老化或其他原因，导致漏水现象时有发生，给家庭带来经济财产的损失。这种现象在洗衣机水管更是常见，洗衣机作为日用电器已进入千家万户，大大减轻了人们的劳动强度，但洗衣机漏水事故也给千百万家庭带来不便和烦恼，特别是城市化以及高档家装，洗衣机漏水事故带来了损失更多，也引起楼上楼下的邻里纠纷。这主要是由于目前洗衣机的进水口与供水管采用软管连接，以及锁扣紧固方式所引起的。随着工作时间过长，软管老化，或水压过高，也会导致软水管破损，同时锁扣紧固方式也可能脱落，如洗衣机在脱水时，衣物不平衡时所引起的振动会导致洗衣机大幅度移位而导致锁扣松脱。当家中无人照看时，这将引起巨大的损失。目前还尚无该保护装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种水流状态实时检测以保障使用安全的防漏节水智能水阀。

为达上述目的，本实用新型采用的方案为：一种防漏节水智能水阀，包括有阀体、阀杆、活塞密封件，阀体内部设有水流通道，阀杆设置在阀体内部且底部连接所述活塞密封件，阀杆配置有复位弹簧，在复位弹簧的作用下活塞密封件封堵水流通道切断水流；所述阀杆上方设置有电磁铁芯，电磁铁芯的线圈通过继电器与控制器电连接，控制器的输入端口连接有水流检测装置的输出和按键输入电路，控制器的输出端口连接有指示灯；控制器安装在阀体上的控制器室内。

所述水流检测装置包括有水流探头与信号处理电路，水流探头包括有涡轮、连轴、转盘、磁铁、霍尔传感器，涡轮设置在阀体的水流通道内，涡轮连接连轴的一端，连轴的另一端伸出阀体壳体外并连接有转盘，连轴与阀体壳体之间设有密封圈密封，转盘设有磁铁，霍尔传感器用于感应磁铁以产生电脉冲，其连接在转盘上方的塑料密封盖上；霍尔传感器通过信号处理电路后接入控制器，信号处理电路为单稳态触发电路，触发信号为霍尔传感器的输出，输出的双相信号分别连接到控制器的中断输入端口。

所述控制器为配备有最小系统的单片机，单片机采用89C2051芯片。

本实用新型安装于进水软管前，比如洗衣机进水管前端，其进水端与水管连接，出水端通过水阀与进水软管连接，控制器电源外接220V电源供电，当需要进水时，人工启动本装置并可通过按键输入上水时间，检测进水水流状态，当进水的时间超过设置的时间上限时，单片机发出控制指令，驱动继电器控制电磁阀，关闭电磁阀，避免漏水事故的发生，从而保护财产不受损失。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构图。

图2是本实用新型实施例控制电路原理框图。

图3是本实用新型实施例中水流检测装置的结构示意图。

图4是本实用新型实施例中水流状态传感器与单稳电路原理图。 

图5是本实用新型实施例中按键与时间指示电路原理图。

图6是本实用新型实施例中继电器与电磁阀电路原理图。

图7是本实用新型实施例中的电源电路原理图。

图中标记说明：

1—阀体，2—通道，3—活塞密封件，4—复位弹簧，5—阀杆，6—电磁铁芯，7—通电线圈，8—直流电源，9—控制器室，10—霍尔传感器检测室，11—涡轮，12—220V电源线，13—稳压电源，14—霍尔传感器的导线，15—密封盖，16—霍尔传感器，17—塑料密封盖，18—平衡物料，19—磁铁，20—转盘，21—密封圈，22—连轴。

具体实施方式

为更好理解本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型的方案进行进一步的说明，参见图1至图7：

按本实用新型实施的一种防漏节水智能水阀，主要包括有阀体1、阀杆5、活塞密封件3，阀体1内部设有可分隔的水流通道2，阀杆5设置在阀体1内部分隔处，其底部连接活塞密封件3，阀杆5配置有复位弹簧4，在复位弹簧4的作用下活塞密封件3封堵水流通道以切断水流。所述阀杆5上方设置有电磁铁芯6，电磁铁芯6的通电线圈7通过继电器与控制器电连接，控制器由直流电源8供电，控制器的输入端口分别连接有水流检测装置的输出端、按键输入电路，控制器的输出端口连接有指示灯；控制器安装在阀体上的控制器室9内。

水流检测装置包括有水流探头与信号处理电路, 水流探头的结构主要包括：涡轮11、连轴22、转盘20、磁铁19、霍尔传感器16，涡轮11设置在水流通道内的检测室10内，涡轮11连接连轴22的一端。为防止检测电路短路，连轴的另一端伸出阀体1壳体外并连接有转盘20，连轴22与阀体1壳体之间设有密封圈21密封以，转盘20设有磁铁19，霍尔传感器16用于感应磁铁19以产生电脉冲。为转盘20转动平衡，磁铁19对称位置的转盘20上设置有平衡物料18。霍尔传感器16连接在转盘20上方的塑料密封盖17上。由霍尔传感器的导线14输出信号给信号处理电路，处理后接入控制器。本实施例中霍尔传感器16采用A44E型号，磁铁19接近A44E型霍尔传感器16一次，A44E输出电脉冲一个，A44E为+5V供电，输出信号上拉电阻Ｒ1为2kΩ。

信号处理电路为单稳态触发电路，触发信号为霍尔传感器的输出，输出的双向信号分别连接到控制器的中断输入端口。单稳态电路采用CD14538B芯片，触发信号为霍尔传感器A44E的输出，连接到单稳器件的                                                

端，

端接高电平（电源+5V），单稳态的时间由触脚Rx和Cx决定。输出的双向信号由

和

端输出，分别连接到控制器的输入端，本实施例中控制器采用89C2051型单片机，单稳态触发电路的输出端连接INT0和INT1端口，控制端

接高电平（电源+5V）。当水流连续时，霍尔传感器16输出连续的脉冲串，当水流停止时，输出为高电平或低电平（与水流停止时，涡轮停止旋转，磁铁所处的位置有关），经过单稳态电路处理，得到的信号，其高电平代表水流持续状态，低电平代表水流停止；而

端输出信号与

输出相反，其高电平代表水流停止状态，低电平代表水流停止状态。 

信号的高电平启动单片机内部计时器T1工作，清除计时器T0的值，T1计时代表连续水流时间长度，低电平时，计时器T1停止计时。

信号的高电平启动单片机内部计时器T0工作，清除计时器T1的值，T0计时代表水流停止的时间长度，低电平时，计时器T0停止计时。

本实用新型中的单片机由直流稳压电源提供工作电压和电流，如图7，直流稳压电源将外接的220V交流电转换为直流+12V和+5V。电路中的开关电源控制芯片IC1为WS157，产生+12V输出，后续的DC-DC芯片为LM7805，提供稳定的+5V电源。220V的交流市电经过整流滤波后，在电容C71两端得到约300V的直流电压，经过变压器的初级让偶组，加在IC1（WS157）的D端，给内部供电。R71、C72和二极管D75构成负峰钳位电路，变压器的次级输出方波经过D77、C75、电感和C76的整流滤波得到+12V输出，反馈绕组经D76、R72、C73等整流滤波后加在IC1（WS157）的C端作为采样电压，调节WS157内部的PWM参数，保持输出端的平均直流电压不变。输出+12V给电磁阀供电，并经过IC2（LM7805）转换为+5V，给传感器检测电路、单片机电路、继电器电路供电。

按键与时间指示电路包括按键K41和指示灯D41、D42和D43。按键K41连接单片机89C2051的P1.4端口，并接上拉电阻R51，取值2kΩ,按键一次，单片机响应一次，采用软件消抖处理；指示灯D41～D43分别与单片机89C2051的端口P1.7、P1.6和P1.5连接，以及限流电阻R52～R54，取值均为2kΩ。三只指示灯组合表示设置的允许连续水流时间长度，代表时间为5、10、15、20、25、30、35分钟。按键K4.1一次，指示灯循环一次，单片机89C2051内部储存设置的连续水流时间上限。当单片机的计时器T1的值超过设定的连续水流时间上限时，单片机89C2051的端口P1.0输出低电平。单片机89C2051采用32.768kHz时钟工作。

水阀的控制主要通过电磁阀的继电器来完成，单片机的端口P1.0经过限流电阻R61（1KΩ）连接三极管T61的基极，三极管T61的集电极连接继电器J61，并接有续流二极管D61，继电器J61控制电磁阀的电源。

本实用新型的实施过程为：当单片机的计时器T1的值超过设定的连续水流时间上限时，单片机89C2051的端口P1.0输出低电平，三极管T61处于截止状态，线圈J61上无电流，继电器处于常开状态，切断电磁阀的供电，电磁阀处于关闭状态，切断水流。当单片机的计时器T1的值未超过设定的连续水流时间上限时，单片机89C2051的端口P1.0输出高电平，三极管T61处于饱和状态，线圈J61上有电流，继电器处于常闭状态，开关吸合，电磁阀工作。 当单片机的计时器T0的值超过设定的水流停止时间上限时，单片机89C2051的端口P1.0输出低电平，三极管T61处于截止状态，线圈J61上无电流，继电器处于常开状态，切断电磁阀的供电，电磁阀处于关闭状态，切断水流。当没有电源供应时，继电器处于常开状态，切断电磁阀的供电，电磁阀处于关闭状态，切断水流。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种防漏节水智能水阀，包括有阀体（1）、阀杆（5）、活塞密封件（3），阀体（1）内部设有水流通道（2），阀杆（5）设置在阀体（1）内部且底部连接所述活塞密封件（3），阀杆（5）配置有复位弹簧，在复位弹簧的作用下活塞密封件（3）封堵水流通道切断水流；其特征在于：所述阀杆（5）上方设置有电磁铁芯（6），电磁铁芯（6）的通电线圈通过继电器与控制器电连接，控制器的输入端口连接有水流检测装置的输出和按键输入电路，控制器的输出端口连接有指示灯；控制器安装在阀体上的控制器室内。

2.根据权利要求1所述的防漏节水智能水阀，其特征在于：所述水流检测装置包括有水流探头与信号处理电路，水流探头包括有涡轮（11）、连轴（22）、转盘（20）、磁铁（19）、霍尔传感器（16），涡轮（11）设置在阀体（1）的水流通道内，涡轮（11）连接连轴（22）的一端，连轴（22）的另一端伸出阀体（1）壳体外并连接有转盘（20），连轴（22）与阀体（1）壳体之间设有密封圈（21）密封，转盘（20）设有磁铁（19），霍尔传感器（16）用于感应磁铁（19）以产生电脉冲，其连接在转盘（20）上方的塑料密封盖（17）上；霍尔传感器（16）通过信号处理电路后接入控制器，信号处理电路为单稳态触发电路，触发信号为霍尔传感器的输出，输出的双相信号分别连接到控制器的中断输入端口。

3.根据权利要求1所述的防漏节水智能水阀，其特征在于：所述控制器为配备有最小系统的单片机，单片机采用89C2051芯片。

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