CN214838670U - 一种具有手动操作功能的智能先导阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有手动操作功能的智能先导阀，包括先导阀以及通过连接法兰与先导阀阀体连接用以通过电动或手动方式设定先导阀控制压力的阀门电动执行器，所述的阀门电动执行器由机壳以及设置在机壳内的控制电路板、电动操作机构、手动操作机构以及压力设定弹簧构成，所述的控制电路板通过与智能终端和监控云平台通信实现对先导阀进行控制压力值的设定与工作状态监测，与现有技术相比，本实用新型采用机电一体化设计，能根据客户用水量的需求在远程设定先导阀的控制压力，并远程监测工作状态，实现在远程对供水管网压力进行实时调节与管理，有效降低供水管网的爆管率和漏损率，并且具有手动操作功能，可在停电或控制系统故障时进行应急操作。

Description

一种具有手动操作功能的智能先导阀

技术领域

本实用新型涉及管网阀门技术领域，尤其是涉及一种具有手动操作功能的智能先导阀。

背景技术

虽然导致管网漏损的原因有很多，如管道腐蚀、地面偏移或交通负荷等，但在多数情况下，爆管是由于管道内过高的压力所导致的，过高的供水压力和压力波动不仅会造成供水管网漏损和爆管，还会导致其它不良后果，例如基础设施寿命的降低，不必要的水泵能耗。目前，通过智能调压阀对管网压力进行科学合理的调控被认为是最简单、最经济效益的管网漏损的控制管理方法。

而现有的先导式水力控制减压阀是一种通过机械方式在水压小范围波动内自动稳定管道出水压力的阀门，若用户需求的供水压力变化范围大，则需要重新标定先导阀的控制压力，现有导阀的控制压力标定方法是通过人工方式在现场调节导阀的压力设定螺杆来实现的，这样就无法在远程根据客户用水量的需求科学合理调的节供水管网压力。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有手动操作功能的智能先导阀。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有手动操作功能的智能先导阀，包括先导阀以及通过连接法兰与先导阀阀体连接用以通过电动或手动方式设定先导阀控制压力的阀门电动执行器，所述的阀门电动执行器由机壳以及设置在机壳内的控制电路板、电动操作机构、手动操作机构以及压力设定弹簧构成，所述的控制电路板通过与智能终端和监控云平台通信实现对先导阀进行控制压力值的设定与工作状态监测。

所述的电动操作机构包括由上至下依次传动连接的电机、减速机齿轮组和丝杆以及套设在丝杆上随丝杆转动实现上下运动的六角驱动轴，所述的六角驱动轴底端通过驱动轴连接键和弹簧盖帽与压力设定弹簧上端固定连接，压力设定弹簧下端通过螺帽与先导阀活塞固定连接，通过压力设定弹簧的压缩与释放动作带动先导阀活塞上下运动控制先导阀膜片从而实现先导阀开度及出口压力的控制和调节。

所述的手动操作机构包括安装在机壳顶部的机壳端盖上的手动齿轴锁头、顶端与手动齿轴锁头连接的手动机构齿轴以及与手动机构齿轴啮合的驱动轴齿轮，所述的六角驱动轴穿过驱动轴齿轮上开设的六角孔，实现六角驱动轴能够穿过六角孔上下运动并且在驱动轴齿轮转动时带动六角驱动轴转动。

所述的手动机构齿轴顶端带有与手动齿轴锁头的六角头配合的内六角孔，当手动齿轴锁头的六角头插入内六角孔内并通过螺钉固定在机壳端盖上时，手动机构齿轴将与其啮合的驱动轴齿轮锁死，控制电路板的控制电路被接通，此时，该智能先导阀的操作模式为电动操作模式。

所述的手动操作机构包括安装在机壳侧面的手动齿轴锁头、通过手动齿轮基座安装在手操机构基座上的手动机构齿轴以及与手动机构齿轴啮合的驱动轴齿轮，所述的驱动轴齿轮与手动机构齿轴上的齿轮均为伞齿轮，所述的六角驱动轴穿过驱动轴齿轮上开设的六角孔，实现六角驱动轴能够穿过六角孔上下运动并且在驱动轴齿轮转动时带动六角驱动轴转动。

所述的手动操作机构还包括用以与手动操作配合的内六角扳手。

所述的先导阀包括先导阀阀体以及设置在先导阀阀体内部进水口处的滤网。

所述的控制电路板集成有智能物联网模组，该智能物联网模组为NB-IOT/4G 通讯模组。

所述的智能终端包括WEB客户端和手机客户端。

该智能先导阀上还设有用以身份识别和定位的二维码。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、本实用新型提供一种智能先导阀，该智能先导阀压力设定值可在现场或远程通过有线方式，采用电信号进行设定；

二、该智能先导阀压力设定值可通过物联网在WEB客户端和手机客户端进行设定；

三、该智能先导阀具有手/电动切换机构，其压力设定值可通过人工方式采用机械机构进行压力设定。

四、能在远程监测先导阀的工作状态，能根据用户需求远程自动调节供水管网压力。

五、该智能先导阀将传统的先导阀与阀门电动执行器有机的结合在一起形成一个机电一体化的产品，结构紧凑，外形美观。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的智能先导阀处于关闭状态的局剖结构图。

图2为本实用新型实施例1提供的智能先导阀立体局剖图。

图3为本实用新型实施例2提供的智能先导阀处于关闭状态的局剖结构图。

图4为本实用新型实施例2提供的智能先导阀立体局剖图。

图中标记说明：

1、电机，2、控制电路板，3、电机基板，4、减速机支柱，5、减速机底板，6、丝杆，7、手操机构支柱，8、手操机构基座，9、驱动轴连接键，10、压力设定弹簧，11、先导阀膜片压板，12、先导阀膜片，13、先导阀活塞，14、进水口，15、先导阀阀体，16、滤网盖帽，17、滤网，18、出水口，19、连接法兰，20、螺帽， 21、弹簧盖帽，22、手动机构齿轴，23、驱动轴齿轮，24、六角驱动轴，25、减速机齿轮组，26、机壳，27、手动齿轴锁头，28、机壳端盖，29、电缆锁头，30、手动齿轮基座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供一种具有手动操作功能的智能先导阀，该智能先导阀将阀门电动执行器与现有的先导阀有机组合在一起，这样只要在远程输入4-20mA或0-10V 的模拟信号或在智能终端发出压力设定值的指令，阀门电动执行器就能够按照输入的信号或指令自动设定先导阀的控制压力，由此实现根据客户用水量对供水管网压力合理分时调节与科学管理，从而有效降低管网漏损率。

实施例1：

本实用新型是一个机电一体化产品，通过将现有先导式减压阀的先导阀的阀盖去掉，再连接法兰19将小型阀门电动执行器安装在先导阀上形成一体化智能先导阀，通过阀门电动执行器的驱动轴的上下运动来调节先导阀的压力设定弹簧10完成先导阀的压力设定，由于阀门电动执行器的驱动轴的上下运动可通过输入 4-20mA或0-10V的模拟信号或在智能终端发出的指令来控制，因此只要将控制阀门电动执行器的驱动轴的上下运动行程极值的电信号分别与先导阀的最小设定压力值和最大设定压力值对应，即将其最小设定压力值对应4mA或0V，将其最大设定压力值对应20mA或10V，其它压力设定值分别对应输入的4-20mA或0-10V的电信号，将先导阀的从最小设定压力值到最大设定压力值的控制压力范围(即压力设定弹簧的调节范围)按0-100％的比例进行分配，从而实现通过电信号控制阀门电动执行器来远程设定先导阀的控制压力，这样就能作为智能先导阀来根据客户用水量的需求自动对供水管网压力进行合理调节与科学管理。

该智能先导阀的阀门电动执行器还具有手动操作机构，在停电、电源故障以及控制系统故障时，可切换到手动操作模式，通过人工方式采用机械机构进行压力设定。

该智能先导阀具有RS485接口可在远程通过总线方式对其进行监控与操作。

该智能先导阀的控制电路板2还集成了智能物联网模组，该智能物联网模组为NB-IOT/4G通讯模组，能够通过智能终端(包括WEB客户端和手机客户端)与智能监控云平台通信，实现在远程通过智能终端对先导阀进行控制压力值的设定与工作状态监测，从而实现按用户需求远程自动调节供水管网压力，使供水管网压力管理科学化。

另外，该智能先导阀上还设有用以身份识别和定位的二维码，能够方便的获取当前智能先导阀的身份和位置信息，避免耗费时间进行查询。

本实用新型具有两种操作模式，包括电动操作模式和手动操作模式。

1、电动操作模式：

如图1和2所示，当手动齿轴锁头27的六角头插在手动机构齿轴22上端的内六角孔内，并通过螺钉固定在机壳端盖28上时，控制电路板2的控制电路被接通，同时手动机构齿轴22将与之啮合的驱动轴齿轮23锁死，此时六角驱动轴24无法做旋转运动，六角驱动轴24只能在电机1得电驱动减速机齿轮组25的输出丝杆6 转动时，在驱动轴齿轮23内沿驱动轴齿轮23的轴心方向做上下运动，六角驱动轴 24通过其下端的连接键9和弹簧盖帽21与压力设定弹簧10连接，当六角驱动轴 24做上下运动时，压力设定弹簧10随之被压缩与释放，压力设定弹簧10的压缩与释放，相当于调节先导阀的设定压力，先导阀的压力设定弹簧10的弹簧力直接作用在先导阀的膜片压板11上，先导阀的膜片压板11和先导阀的膜片12及先导阀的活塞13通过螺帽20锁紧并固定在一起，先导阀的阀体15与连接法兰19通过螺丝固定在一起，这样阀门电动执行器就与先导阀组合在一起，从而实现通过阀门电动执行器来调节先导阀的压力设定弹簧10，由于先导阀的开度是由压力设定弹簧10来控制的，先导阀的出口压力是由其开度控制与调节的，由此实现对先导阀出口压力的控制与调节。

控制电路板2将电动执行器的控制电路与智能物联网模组集成在一起，其主要功能是接收现场或远程的控制信号，并将现场的状态信息反馈到远程控制系统和监控云平台；在模拟信号控制模式下，通过输入4-20mA或0-10V的模拟信号控制电机1驱动减速机齿轮组25使其输出丝杆6转动，使得六角驱动轴24根据输入的信号按比例上下运动来调节压力设定弹簧10，实现通过电信号来设定先导阀的控制压力，该模式主要用于现场操作或近距离的远程操作；在数字信号控制模式下，通过总线或物联网方式通讯，控制电路板2收到远程控制系统或远程智能终端的设定压力的指令后，将所需设定压力值由数字信号转换成4-20mA或0-10V模拟信号，然后通过模拟信号控制电机1做相应的运动，来执行远程压力设定指令。

智能物联网模组用于通过NB-IOT/4G方式与控制云平台通讯。然后通过客户端的配套软件对智能先导阀进行远程监控、控制压力设定与信息查询。

2、手动操作模式

将手动齿轴锁头27从机壳端盖28上拆下，控制电路板2的控制电路断开，此时智能先导阀处于手动操作状态，将配套的内六角扳手插入手动机构齿轴22上端的内六角孔内，这时转动该内六角扳手则手动机构齿轴22就将与之啮合的驱动轴齿轮23转动，驱动轴齿轮23在转动时会带动安装在其轴心方向的六角驱动轴24 一起转动，当电机1断电时，电机1输出被内置的刹车机构锁死，这时减速机齿轮组25的输出丝杆6静止不动，若六角驱动轴24转动则六角驱动轴24同时会沿减速机的输出丝杆6的轴向做上下运动，这样就实现了通过手动操作方式使驱动轴 24做上下运动来调节先导阀的压力设定弹簧10，从而实现在停电或控制系统故障时，通过手动操作方式来设定先导阀的控制压力。

另外，通过扫描智能先导阀上的二维码，实现身份识别与定位功能，这样通过平台，可以将智能先导阀的安装位置在地图上显示出来，可以方便管理。

实施例2

如图3和4所示，本例中的电动操作工作原理与实施例1相同，其不同之处在于手动操作机构，该手动操作机构由一对伞齿轮组成。手动操作时，将手动机构锁头27拆下，将配套的内六角扳手插入手动机构齿轮22的齿轴右端的内六角孔内，这时转动该内六角扳手则手动机构齿轴22就将与之啮合的驱动轴齿轮23转动，驱动轴齿轮23在转动时会转动安装在其轴心方向的六角驱动轴24，当减速机齿轮组 25的输出丝杆6静止时，若六角驱动轴24转动则六角驱动轴24会沿减速机的输出丝杆6的轴向做上下运动，这样就实现了通过手动操作方式使六角驱动轴24做上下运动来调节先导阀的压力设定弹簧10，从而实现在停电或控制系统故障时，通过手动操作方式来设定先导阀的控制压力。

Claims (10)

1.一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，包括先导阀以及通过连接法兰(19)与先导阀阀体(15)连接用以通过电动或手动方式设定先导阀控制压力的阀门电动执行器，所述的阀门电动执行器由机壳(26)以及设置在机壳(26)内的控制电路板(2)、电动操作机构、手动操作机构以及压力设定弹簧(10)构成，所述的控制电路板(2)通过与智能终端和监控云平台通信实现对先导阀进行控制压力值的设定与工作状态监测。

2.根据权利要求1所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的电动操作机构包括由上至下依次传动连接的电机(1)、减速机齿轮组(25)和丝杆(6)以及套设在丝杆(6)上随丝杆(6)转动实现上下运动的六角驱动轴(24)，所述的六角驱动轴(24)底端通过驱动轴连接键(9)和弹簧盖帽(21)与压力设定弹簧(10)上端固定连接，压力设定弹簧(10)下端通过螺帽(20)与先导阀活塞(13)固定连接，通过压力设定弹簧(10)的压缩与释放动作带动先导阀活塞(13)上下运动控制先导阀膜片(12)从而实现先导阀开度及出口压力的控制和调节。

3.根据权利要求2所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的手动操作机构包括安装在机壳(26)顶部的机壳端盖(28)上的手动齿轴锁头(27)、顶端与手动齿轴锁头(27)连接的手动机构齿轴(22)以及与手动机构齿轴(22)啮合的驱动轴齿轮(23)，所述的六角驱动轴(24)穿过驱动轴齿轮(23)上开设的六角孔，实现六角驱动轴(24)能够穿过六角孔上下运动并且在驱动轴齿轮(23)转动时带动六角驱动轴(24)转动。

4.根据权利要求3所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的手动机构齿轴(22)顶端带有与手动齿轴锁头(27)的六角头配合的内六角孔，当手动齿轴锁头(27)的六角头插入内六角孔内并通过螺钉固定在机壳端盖(28)上时，手动机构齿轴(22)将与其啮合的驱动轴齿轮(23)锁死，控制电路板(2)的控制电路被接通，此时，该智能先导阀的操作模式为电动操作模式。

5.根据权利要求2所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的手动操作机构包括安装在机壳(26)侧面的手动齿轴锁头(27)、通过手动齿轮基座(30)安装在手操机构基座(8)上的手动机构齿轴(22)以及与手动机构齿轴(22)啮合的驱动轴齿轮(23)，所述的驱动轴齿轮(23)与手动机构齿轴(22)上的齿轮均为伞齿轮，所述的六角驱动轴(24)穿过驱动轴齿轮(23)上开设的六角孔，实现六角驱动轴(24)能够穿过六角孔上下运动并且在驱动轴齿轮(23)转动时带动六角驱动轴(24)转动。

6.根据权利要求3或5所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的手动操作机构还包括用以与手动操作配合的内六角扳手。

7.根据权利要求3或5所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的先导阀包括先导阀阀体(15)以及设置在先导阀阀体(15)内部进水口(14)处的滤网(17)。

8.根据权利要求1所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的控制电路板(2)集成有智能物联网模组，该智能物联网模组为NB-IOT/4G通讯模组。

9.根据权利要求1所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，所述的智能终端包括WEB客户端和手机客户端。

10.根据权利要求1所述的一种具有手动操作功能的智能先导阀，其特征在于，该智能先导阀上还设有用以身份识别和定位的二维码。

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