CN212456325U - 一种管道安全阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及控制阀技术领域，公开了一种管道安全阀，包括壳体、连接管、检测组件、阀门组件和控制系统，检测组件包括检测管、超声波换能器和压力传感器，检测管设于连接管的内部，检测管的两端均设有反射板，超声波换能器发射信号至反射板并接收反射信号，压力传感器设于两反射板的之间，该安全阀在居家模式和离家模式之间进行手动或自动切换，超声波换能器对水流量进行检测，当发生大流量漏水时，可关闭阀门组件并提醒用户；压力传感器对水压力进行检测，当发生小流量漏水时，水压力会逐渐减少或保持在较低值，提醒用户发生渗漏情况，实现检测大流量和小流量的漏水情况，而且检测组件为模块化设计，安装简单方便，生产成本低。

Description

一种管道安全阀

技术领域

本实用新型涉及控制阀技术领域，特别是涉及一种管道安全阀。

背景技术

水是人们日常生活中不可缺少的资源。实际生活中的供水系统，常常由于水管老化、渗漏、破裂、水龙头没关紧或者忘记关等意外情况而导致漏水，一方面造成水资源浪费，水费增加，另一方面严重时会危害建筑物导致房屋破坏和财产损失，尤其在住宅密集区，一处漏水可能会给临近及下层多单元造成损失，给居民的日常生活带来不便。

目前，比较常见的是通过超声波漏水检测器安装在水管上进行检测，超声波漏水检测器可以精确计算管道水流流量，当发生大流量的漏水情况时，可及时发出警告通知用户。但是当发生小流量的漏水情况时，现有的超声波漏水检测器无法区别是正常生活用水情况或者是小水流渗漏情况，无法实现对小流量的漏水情况进行检测，具有一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：如何精准化检测水管破裂等大流量漏水情况以及微渗漏等小流量漏水情况。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种管道安全阀，包括壳体、连接管、检测组件、阀门组件以及控制系统，所述连接管设于所述壳体上，所述连接管的一端为延伸至所述壳体的外侧的进水端，所述连接管的另一端为延伸至所述壳体的外侧的出水端，所述检测组件和所述阀门组件设于所述连接管上，所述阀门组件位于所述检测组件和所述进水端之间，所述检测组件、所述阀门组件和所述控制系统位于所述壳体的内部，所述检测组件和所述阀门组件与所述控制系统电连接；

所述检测组件包括检测管、超声波换能器和压力传感器，所述检测管设于所述连接管的内部，所述检测管的两端均设有反射板，两所述反射板呈相对设置，所述超声波换能器设于所述检测管上，以发射信号至所述反射板并接收反射信号，所述压力传感器设于两所述反射板的之间，所述超声波换能器的连接端和所述压力传感器的连接端均与所述控制系统电连接。

作为优选方案，所述检测管的顶部设有供所述反射板插入的条形孔，所述检测管的两侧设有固定所述反射板的夹持板。

作为优选方案，所述夹持板的横截面为U字型，两所述反射板组合成的形状呈倒八字型。

作为优选方案，所述连接管设于所述壳体的底部，所述控制系统设于所述壳体的顶部，所述超声波换能器固定于所述连接管和所述检测管之间，所述压力传感器固定于所述连接管和所述检测管之间，且所述超声波换能器的连接端和所述压力传感器的连接端均朝向所述壳体的顶部。

作为优选方案，所述超声波换能器的测量端位于所述检测管的顶部，所述压力传感器的测量端延伸至所述检测管的中部。

作为优选方案，所述阀门组件包括驱动件和球阀体，所述球阀体设于所述连接管内，所述驱动件与所述控制系统电连接，所述驱动件的动力输出端与所述球阀体相连接。

作为优选方案，所述控制系统包括控制板、电源插头以及干电池，所述电源插头和所述干电池分别与所述控制板电连接，所述壳体的顶部设有用于安装所述控制板的支架，所述壳体的底部设有用于安装所述干电池的安装盒。

作为优选方案，所述控制系统还包括显示屏以及触控笔，所述显示屏与所述控制板电连接，所述触控笔设有用于操控按键的磁性头，所述显示屏设于所述壳体的顶部，所述触控笔可拆卸地设于所述壳体的底部。

作为优选方案，所述控制系统还包括灯带以及扬声器，所述灯带和所述扬声器均与所述控制板电连接，所述灯带设于所述壳体的外侧且围绕所述壳体一整圈设置，所述扬声器设于所述壳体的顶部。

本实用新型所提供的一种管道安全阀与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型中所述连接管的进水端和出水端用于连接供水管道，所述阀门组件可控制所述连接管的开启和关闭，在居家模式和离家模式之间进行手动或自动切换，而且将所述超声波换能器和所述压力传感器安装在检测管上，安装方便且使得整体结构更加紧凑。设置超声波换能器的水流量传感器能对所述连接管的水流量进行检测，当发生水管破裂等大流量漏水时，可及时关闭所述阀门组件并提醒用户；所述压力传感器对所述连接管内的水压力进行检测，通过获取压力值判断是切换成居家模式或者离家模式，而且当发生微渗漏等小流量漏水时，则所述连接管内的水压力会逐渐减少或保持在较低数值，从而提醒用户发生渗漏情况。因此，该安全阀能实现检测大流量和小流量的漏水情况，而且检测组件采用一体式结构实现所述超声波换能器和所述压力传感器的模块化设计，安装简单方便，生产成本低，大大减少整体结构体积。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的管道安全阀的内部结构示意图。

图2为图1中A处的放大结构示意图。

图3是本实用新型优选实施例的管道安全阀的立体结构示意图。

图4为图3另一视角结构示意图。

图中：1.壳体；2.连接管；3.进水端；4.出水端；5.检测管；6.超声波换能器；7.压力传感器；8.反射板；9.条形孔；10.夹持板；11.驱动件；12.球阀体；13.控制板；14.干电池；15.支架；16.安装盒；17.显示屏；18.触控笔；19.灯带；20.扬声器；21.线槽孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实用新型优选实施例提供了一种管道安全阀，包括壳体1、连接管2、检测组件、阀门组件以及控制系统，所述连接管2设于所述壳体1上，所述连接管2的一端为延伸至所述壳体1的外侧的进水端3，所述连接管2的另一端为延伸至所述壳体1的外侧的出水端4，所述检测组件和所述阀门组件设于所述连接管2上，所述阀门组件位于所述检测组件和所述进水端3之间，所述检测组件、所述阀门组件和所述控制系统位于所述壳体1的内部，所述检测组件和所述阀门组件与所述控制系统电连接；

所述检测组件包括检测管5、超声波换能器6和压力传感器7，所述检测管5设于所述连接管2的内部，所述检测管5的两端均设有反射板8，两所述反射板8呈相对设置，所述超声波换能器6设于所述检测管5上，以发射信号至所述反射板8并接收反射信号，所述压力传感器7设于两所述反射板8的之间，所述超声波换能器6的连接端和所述压力传感器7的连接端均与所述控制系统电连接。

基于上述技术特征的管道安全阀，所述连接管2的进水端3和出水端4用于连接供水管道，所述阀门组件可控制所述连接管2的开启和关闭，在居家模式和离家模式之间进行手动或自动切换，而且将所述超声波换能器6和所述压力传感器7安装在检测管5上，安装方便且使得整体结构更加紧凑。设置所述超声波换能器6的水流量传感器对所述连接管2的水流量进行检测，当发生水管破裂等大流量漏水时，可及时关闭所述阀门组件并提醒用户；所述压力传感器7对所述连接管2内的水压力进行检测，通过获取压力值判断是切换成居家模式或者离家模式，而且当发生微渗漏等小流量漏水时，则所述连接管2内的水压力会逐渐减少或保持在较低数值，从而提醒用户发生渗漏情况。因此，该安全阀能实现检测大流量和小流量的漏水情况，而且检测组件采用一体式结构实现所述超声波换能器6和所述压力传感器7的模块化设计，安装简单方便，生产成本低，大大减少整体结构体积。

如图1至图2所示，在本实施例中，所述检测管5的顶部设有供所述反射板8插入的条形孔9，所述检测管5的内部两侧设有固定所述反射板8的夹持板10，利用所述条形孔9实现将所述反射板8安装到所述检测管5的内部，再通过所述夹持板10实现所述反射板8的快速固定安装。所述反射板8的上下两端均与所述检测管5相抵接，对所述反射板8的上下左右位置均起到固定安装作用，稳定性好，保证检测精度。

进一步的，所述夹持板10的横截面为U字型，以实现对所述反射板8的前后侧面的夹持安装，避免所述检测管5内流动的自来水冲击对所述反射板8的安装位置造成影响，保证具有较高的检测精度，两所述反射板8组合成的形状呈倒八字型，也就是所述夹持板10呈倾斜状态设置，将两个所述反射板8对称布置在所述检测管5内，保证所述超声波换能器6能利用时差法进行漏水检测。

在本实施例中，所述连接管2设于所述壳体1的底部，所述控制系统设于所述壳体1的顶部，所述超声波换能器6固定于所述连接管2和所述检测管5之间，所述压力传感器7固定于所述连接管2和所述检测管5之间，且所述超声波换能器6的连接端和所述压力传感器7的连接端均朝向所述壳体1的顶部，所述壳体1的内部结构布局更加合理紧凑，所述连接管2和所述检测管5之间设有用于安装所述超声波换能器6的所述第一安装孔以及用于安装所述压力传感器7的第二安装孔，在所述检测管5固定在所述连接内后，再对所述超声波换能器6和所述压力传感器7进行安装，方便快捷，稳定性高。

进一步的，所述超声波换能器6的测量端位于所述检测管5的顶部，所述压力传感器7的测量端延伸至所述检测管5的中部，保证对水流量和水压力测量的精准度。

在本实施例中，所述阀门组件包括驱动件11和球阀体12，所述球阀体12设于所述连接管2内，所述驱动件11与所述控制系统电连接，所述驱动件11的动力输出端与所述球阀体12相连接，通过所述驱动件11控制所述球阀体12的转动，以实现控制所述连接管2的开启和关闭，其中所述驱动件11采用的是驱动电机。

在本实施例中，所述控制系统包括控制板13、电源插头(附图未标识)以及干电池14，所述电源插头和所述干电池14分别与所述控制板13电连接，所述壳体1的顶部设有用于安装所述控制板13的支架15，所述壳体1的底部设有用于安装所述干电池14的安装盒16，所述电源插头可以插到生活供电系统的插座内，采用市电的方式进行供电，也可以利用所述干电池14进行供电，成本低且便于更换，双电源供电的方式可以实现在无电源场景或停电状态下正常使用，保证阀门打开，保证正常用水。

进一步的，结合图3至图4所示，所述控制系统还包括显示屏17以及触控笔18，所述显示屏17与所述控制板13电连接，所述触控笔18的一端设有用于操控按键的磁性头，所述触控笔18另一端可拆卸地设于所述壳体1的底部的线槽孔21，所述线槽孔21设置铁片用于吸住所述触控笔18，实现内嵌于所述线槽孔21内，当电源线从底部的线槽拿出工作时，所述触控笔18可以保持在所述线槽孔21内，防止由于人为操作导致触控笔18丢失，而影响安全阀的正常操作，同样也便于进行操作，所述显示屏17设于所述壳体1的顶部，通过所述显示屏17可输入或输出该安全阀的控制参数，所述触控笔18与所述显示屏17采用磁吸方式进行按键操控，避免由于人为等不可控因素进行的误触，影响安全阀的正常使用。

进一步的，所述控制系统还包括灯带19以及扬声器20，所述灯带19和所述扬声器20均与所述控制板13电连接，所述灯带19设于所述壳体1的外侧且围绕所述壳体1一整圈设置，通过一整圈发光的所述灯带19，能从各个角度对用户进行提醒，适用水管的多个安装角度，所述扬声器20设于所述壳体1的顶部，能够提醒用户及时关注用水异常，避免造成漏水事故所带来的过多损失。

同样的目的，本实用新型还提供了一种基于上述管道安全阀的控制方法，包括以下步骤：

通过超声波传感器发射超声波信号至反射板8，再计算接收到反射信号的时间以获取在第一预设时间段内的水流量数值，判断所述水流量数值是否等于或者大于预设流量值，若是，则关闭阀门阻断水流且推断为大流量漏水；

通过压力传感器7获取所述连接管2内的初始压力值，以及在第二预设时间段内的多个第一压力值，判断各所述第一压力值中的最大值是否小于初始压力值，若是，则关闭所述阀门阻断水流且推断为小流量渗漏。

基于上述技术特征的管道安全阀，利用所述超声波传感器与所述反射板8的配合，在第一预设时间段内(例如30min)，获取所述连接管2内的水流量数值，当该时间段内获取的水流量数值达到预设流量值(例如500L)时，这种情况为非正常用水状态，所以关闭阀门阻断水流且推断为大流量漏水。在启动该安全阀时，获取所述连接管2内的初始压力值并存储，检测第二预设时间段内的多个第一压力值，当长时间段内第一压力值的最大值始终小于初始压力值，也就是水的压力没有复位到初始压力值，则表明发生了小流量漏水，降低了水压力，即水压力的变化曲线为“Z”字型，判断为持续的小流量渗漏，则关闭所述阀门阻断水流且推断为小流量渗漏。同时实现大流量以及小流量的漏水情况的精准化检测，具备多种检测功能。

在本实施例中，在关闭阀门阻断水流且推断为大流量漏水的步骤中，还包括：执行灯光和/或声音报警提示，并推送大流量漏水报警信息至用户的移动终端。在关闭所述阀门阻断水流且推断为小流量渗漏的步骤中，还包括：执行灯光和/或声音报警提示，并推送小流量渗漏报警信息至用户的移动终端。也就是发生大流量漏水以及小流量渗漏时，灯带19会进行闪烁，同时扬声器20进行报警提示，强制推送漏水预警或者渗漏预警至用户移动终端的APP上，提醒用户及时处理漏水情况。

在本实施例中，还包括切换工作模式的步骤：通过所述压力传感器7获取所述连接管2在不同时间段内压力变化，在居家模式和离家模式之间进行切换。采用居家以及离家两种模式自主判别进行切换，有效地节约水资源。

进一步的，当处于居家模式时，通过所述压力传感器7获取所述连接管内在第三预设时间段内的多个第二压力值，判断所述第二压力值的最大值和最小值之间的第一差值是否大于或等于第一预设差值，若是，则将阀门保持在打开状态，若否，则关闭阀门并切换至离家模式；当处于离家模式时，通过所述压力传感器7获取所述连接管2内在第四预设时间段内的多个第三压力值，判断所述第三压力值的最大值和最小值之间的第二差值是否大于或等于第二预设差值，若是，则开启阀门并切换至居家模式，若否，则将阀门保持在关闭状态；其中，所述第一差值和第二差值均为绝对值。以实现居家以及离家两种模式自主切换。

具体的，在居家模式中，所述第三预设时间段为15h(可设置15－24h)，在该时间段内，所述连接管2内的所述第二压力值的变化范围是否维持在第一预设差值的平衡状态范围内(例如±0.01Mpa)，则表明在该时间段用户没有使用自来水的需求，则可以关闭阀门切换至离家模式。其中，在该居家模式中，用户正常用水时，水压力的变化曲线为波浪型，也就是压力值会复位到初始压力值，以此区分正常用水以及小流量漏水。

在离家模式中，所述压力传感器7先继续对保留在所述连接管2中的水的压力进行检测，若短时间段内水压力发生骤降，即第四预设时间段内的第三压力值的最大值和最小值之间的第二差值大于或等于第二预设差值，则表明用户有使用自来水的需求的，打开阀门切换至居家模式。其中，在该居家模式中，用户正常用水时，水压力的变化曲线为短时间内发生骤降，也就是压力值发生变化的速度很快，而小流量漏水为长时间段内持续降低，以此区分正常用水以及小流量漏水。

综上，本实用新型实施例提供一种管道安全阀及其控制方法具有以下优点：(1)利用一体式的所述检测组件进行安装，模式化的结构设计，具有低成本，安装简单方便的优点。(2)可安装在管道井或者橱柜底下等场所，双电源供电的方式能够保证产品在无电源场景中正常使用。并且在停电状态下，电池会持续进行供电，保证阀门打开，保证正常用水。(3)利用压力传感器7进行判断，以实现居家模式和离家模式之间进行自主切换，利用超声波换能器6对用水量进行检测，判断是否发生大流量漏水，利用压力传感器7检测压力是否会持续降低，以此判断是否发生小流量渗漏。(4)所述显示屏17和触控笔18采用磁吸方式进行按键控制，避免由于人为等不可控因素进行的误触，影响正常使用。(5)灯带19以及扬声器20两种提示效果能够提醒用户及时关注用水异常，避免造成漏水事故带来过多损失。(6)与用户的手机或平板等移动终端的APP进行连接，实现远程操作控制。

上方所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种管道安全阀，其特征在于，包括壳体、连接管、检测组件、阀门组件以及控制系统，所述连接管设于所述壳体上，所述连接管的一端为延伸至所述壳体的外侧的进水端，所述连接管的另一端为延伸至所述壳体的外侧的出水端，所述检测组件和所述阀门组件设于所述连接管上，所述阀门组件位于所述检测组件和所述进水端之间，所述检测组件、所述阀门组件和所述控制系统位于所述壳体的内部，所述检测组件和所述阀门组件与所述控制系统电连接；

所述检测组件包括检测管、超声波换能器和压力传感器，所述检测管设于所述连接管的内部，所述检测管的两端均设有反射板，两所述反射板呈相对设置，所述超声波换能器设于所述检测管上，以发射信号至所述反射板并接收反射信号，所述压力传感器设于两所述反射板的之间，所述超声波换能器的连接端和所述压力传感器的连接端均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的管道安全阀，其特征在于，所述检测管的顶部设有供所述反射板插入的条形孔，所述检测管的两侧设有固定所述反射板的夹持板。

3.根据权利要求2所述的管道安全阀，其特征在于，所述夹持板的横截面为U字型，两所述反射板组合成的形状呈倒八字型。

4.根据权利要求1所述的管道安全阀，其特征在于，所述连接管设于所述壳体的底部，所述控制系统设于所述壳体的顶部，所述超声波换能器固定于所述连接管和所述检测管之间，所述压力传感器固定于所述连接管和所述检测管之间，且所述超声波换能器的连接端和所述压力传感器的连接端均朝向所述壳体的顶部。

5.根据权利要求4所述的管道安全阀，其特征在于，所述超声波换能器的测量端位于所述检测管的顶部，所述压力传感器的测量端延伸至所述检测管的中部。

6.根据权利要求1所述的管道安全阀，其特征在于，所述阀门组件包括驱动件和球阀体，所述球阀体设于所述连接管内，所述驱动件与所述控制系统电连接，所述驱动件的动力输出端与所述球阀体相连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的管道安全阀，其特征在于，所述控制系统包括控制板、电源插头以及干电池，所述电源插头和所述干电池分别与所述控制板电连接，所述壳体的顶部设有用于安装所述控制板的支架，所述壳体的底部设有用于安装所述干电池的安装盒。

8.根据权利要求7所述的管道安全阀，其特征在于，所述控制系统还包括显示屏以及触控笔，所述显示屏与所述控制板电连接，所述触控笔设有用于操控按键的磁性头，所述显示屏设于所述壳体的顶部，所述触控笔可拆卸地设于所述壳体的底部。

9.根据权利要求7所述的管道安全阀，其特征在于，所述控制系统还包括灯带以及扬声器，所述灯带和所述扬声器均与所述控制板电连接，所述灯带设于所述壳体的外侧且围绕所述壳体一整圈设置，所述扬声器设于所述壳体的顶部。

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