CN217401809U - 可检测流量的止回装置及水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可检测流量的止回装置及水泵，解决现有技术存在采用涡轮式流量传感器和止回阀两个元器件所存在的问题，采用的技术方案：包括止回阀和霍尔元件，止回阀的阀轴上设置磁体，阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，磁体与所述霍尔元件配合，霍尔元件用于设置在泵体的出水管的管壁上，至少霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，止回阀用于设置在泵体的出水管的内腔中，止回阀用于水止回，止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。其效果：改变止回装置的结构，即能检测流量，又能止回，一个组合的部件替换两个独立的部件，减少部件占用体积，减少加工、维修成本，提高装配、维修效率。

Description

可检测流量的止回装置及水泵

技术领域

本实用新型涉及一种应用于水泵中的止回装置，尤其涉及一种可检测流量的止回装置。

背景技术

目前水泵中的止回装置存在如下现状：

1、止回装置在水泵中运用广泛，特别是智能泵对止回装置的需求极大，不同管径要配备不同尺寸的止回装置，现有的止回装置占用体积巨大，且功能单一，当止回装置规格种类繁多时，占用更多的体积，增加占用空间成本。

2、在传统的水泵中止回装置对水流数据没有统计功能，一般都是通过老式涡轮式流量传感器进行检测，在一个水泵中即有止回装置，又有体积大涡轮式流量传感器，零部件种类较多，不仅存在生产成本和维修成功高的问题，还影响装配维修效率。

3、传统的止回装置中没有设置叶片，止回装置容易被杂质卡住、不能正常工作，并使密封失效，失去止回功能。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种可检测流量的止回装置及水泵，改变止回装置的结构，集成磁体与霍尔元件的配合，用于检测流量，采用设置止回装置后，即具有止回阀的功能，还具有检测流量的功能，通过一个组合的部件替换两个独立的部件，减少部件占用体积，减少加工、维修成本，还提高装配、维修效率；此外，在阀座内设置涡轮式叶轮，并将涡轮式叶轮集成在活塞上，使活塞一个部件具有两种功能，即具有使止回装置内的通道打开或关闭的功能，又具有涡轮式叶轮旋转水流，避免活塞被异物卡住使止回效果和密封效果失效。

本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：可检测流量的止回装置，其特征在于包括止回阀和霍尔元件，所述止回阀的阀轴上设置磁体，所述阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，所述磁体与所述霍尔元件配合，所述霍尔元件用于设置在泵体的出水管的管壁上，至少所述霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，所述止回阀用于设置在泵体的出水管的内腔中，所述止回阀用于水止回，所述止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。改变止回装置的结构，集成磁体与霍尔元件的配合，用于检测流量，采用设置止回装置后，即具有止回阀的功能，还具有检测流量的功能，通过一个组合的部件替换两个独立的部件，减少部件占用体积，减少加工、维修成本，还提高装配、维修效率

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采用如下技术措施：

所述止回阀包括设置在所述阀座内的叶轮腔，设置在所述叶轮腔中的叶轮所述叶轮为涡轮式叶轮，所述叶轮上的叶片的升角Ψ为45度。在阀座内设置涡轮式叶轮，并将涡轮式叶轮集成在活塞上，使活塞一个部件具有两种功能，即具有使止回装置内的通道打开或关闭的功能，又具有涡轮式叶轮旋转水流，避免活塞被异物卡住使止回效果和密封效果失效。

当水流流入止回阀，水冲击叶片的升角Ψ呈45°的叶片面上，通过力的分解，分别给予叶片一个径向和纵向的力，径向力推动叶片转动。转动的叶轮能够防止积沙影响密封、能够避免异物卡住。

水流速度同叶片的转速关系如下：TSR＝πnR/30v，其中TSR为叶尖速比，为叶片尖端线速度与水速的比值，对于确定的叶片形状，其叶尖速比确定，n为转速，R为最大半径，v为水流速度。即能够使叶轮有效旋转，又能推动阀轴上的活塞动作，使得设置叶轮的阀轴具有止回阀的阀芯效果，又具有涡轮式叶片的涡轮旋转效果。在减少零部件的同时，又增加了功能。

所述止回阀还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述阀座配合、另一与所述阀轴配合，所述阀座的外壁设置密封圈结构，所述弹簧用于使所述阀轴复位，所述阀轴上的活塞封闭所述叶轮腔时截断出水管用于止回，所述弹簧受力压缩时，所述阀轴复上的活塞使所述叶轮腔敞开，出水管通畅用于出水。

所述霍尔元件设置在垂直于所述阀轴的轴线的平面上，所述霍尔元件位于所述阀轴的外围空间中。通常情况下设置在水泵的出水管路的管壁上，在出水管路的管壁上钻孔，霍尔元件通过环氧树脂灌封在出水管路的管壁的钻孔中，霍尔元件可以将检测到的磁场大小转化为实际电压值，可通过检测电压值的大小来换算实际流量。由于霍尔元件体积小，能够适配于各种水泵的出水管，将水泵的出水管中的止回阀更好为本技术方案涉及的止回装置，其中，止回阀设置在出水管中，在出水管的管壁上钻孔，在钻孔中封装霍尔元件，本技术方案设计的止回装置通用性强。

所述霍尔元件封装在环氧树脂灌封壳内。

当所述阀轴的外端处于最大伸出状态时，所述霍尔元件的中心与所述磁体的中心位于同一平面。

设置可检测流量的止回装置的水泵，包括泵壳体，所述泵壳体上设置出水管，其特征在于所述出水管的内腔中设置上述的止回阀，所述出水管的管壁中设置上述的霍尔元件，所述止回阀的阀轴上设置磁体，所述阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，所述磁体与所述霍尔元件配合，至少所述霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，所述止回阀用于水止回，所述止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。在水泵运行时，根据不同的水流以及水压，可以将磁体和霍尔元件的垂直距离L值增大，使得磁体与霍尔元件的相对位置发生改变，从而使霍尔元件表面的磁场大小发生变换，用于不同的水泵对性能的要求。

所述磁体的中心和所述霍尔元件的中心的水平距离为d，所述水平距离d用于确定所述霍尔元件的零点电压值V0。

具体来说，所述霍尔元件将检测到的所述磁体的磁场大小转化为实际电压值V，可通过检测电压值的大小来换算成水流流量Q；通过改变所述磁体的中心和所述霍尔元件的中心的水平距离d值来调节零点电压值V0。

可以通过改变磁体和霍尔元件的水平距离d值来调节零点电压值，调剂止回装置的检测灵敏度。

在常态下(没有外部磁场干扰之下)，且霍尔元件在标准电压供电下输出电压V0，由于d值存在结构干涉，当d等于dmin(即d的最小取值)时，此时仅考虑横向磁场，此时磁场最大，当d大于dmin时，磁场逐渐减小，故可以在设计阶段时，针对不同型号的泵，选用对应参数的霍尔元件及设定d值，来调节零点时候的电压，调节灵敏度。

所述磁体的中心距离所述阀座的近端面的距离为L，所述距离L用于确定所述霍尔元件的电压值确定水流流量Q。

具体来说，所述磁体的中心距离所述阀座的近端面的距离为L，当水流经过所述止回阀时，水流对止回阀产生一作用力，推动阀芯朝向出水口方向移动，L值发生变化，电压值变为V1，电压变化值Vf＝|V1-V0|，当L值达到最大值Lmax时，电压值Vout恢复为V0，当L值变化为Lp时，电压值Vout＝V0+Lp/Lmax*Vf，得到水流流量Q＝(Vout-V0)/Vf*Qmax。

当所述磁体的N极朝向出水管路的出水口时，所述霍尔元件感应的电压为Va，当所述磁体的N极朝向出水管路的进水口时，所述霍尔元件感应的电压为Vb，电压Va和Vb用于确定所述霍尔元件工作时的感应电压Vf。

具体来说，当所述磁体的N极朝向出水口时，所述霍尔元件感应的电压为Va，当所述磁体的N极朝向出水管的进水口时，所述霍尔元件感应的电压为Vb，所述霍尔元件感应的电压Vf＝|Va-V0|＝|Vb-V0|＝|V1-V0|。

当水流经过止回阀时，水流对止回阀会产生一个作用力，推动阀芯(即阀轴、活塞、涡轮式叶轮的集成体)，使L值发生变化，此时电压发生变化为V1，电压变化值Vf＝|V1-V0|，当L值达到最大值Lmax时，输出电压Vout恢复为V0，当L值发生变化为Lp(L变化值)时候，此时输出电压Vout＝V0+Lp/Lmax*Vf，此时水流大小Q＝(Vout-V0)/Vf*Qmax，Qmax为最大水流，由此可得水流大小。

由于在装配止回阀时，磁体的磁极不能确定，因此，需要对磁体的磁极进行测试，当磁体N极朝出水口时，电压为Va，当磁体N极朝进水口时，电压为Vb，此时电压Vf＝|Va-V0|＝|Vb-V0|＝|V1-V0|。

本实用新型具有的有益效果：改变止回装置的结构，集成磁体与霍尔元件的配合，用于检测流量，采用设置止回装置后，即具有止回阀的功能，还具有检测流量的功能，通过一个组合的部件替换两个独立的部件，减少部件占用体积，减少加工、维修成本，还提高装配、维修效率；在阀座内设置涡轮式叶轮，并将涡轮式叶轮集成在活塞上，使活塞一个部件具有两种功能，即具有使止回装置内的通道打开或关闭的功能，又具有涡轮式叶轮旋转水流，避免活塞被异物卡住使止回效果和密封效果失效。

附图说明

图1是本实用新型涉及的出水管路(图中仅示意出水管路的局部管段)及止回装置配合的一种剖视结构示意图。

图2是本实用新型涉及的止回阀的(止回状态)的一种剖视结构示意图。

图3是本实用新型涉及的止回阀的(开启、水流能通过的状态)的一种剖视结构示意图。

图4是本实用新型涉及的止回阀阀中的阀芯(包括阀轴、活塞及涡轮式叶轮一体形成的结构)的一种剖视结构示意。

图5是本实用新型涉及的止回阀阀中的阀芯(包括阀轴、活塞及涡轮式叶轮一体形成的结构)的一种立体结构示意。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-5所示，可检测流量的止回装置，包括止回阀1和霍尔元件2，所述止回阀的阀轴3上设置磁体4，所述阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，所述磁体与所述霍尔元件配合，所述霍尔元件用于设置在泵体的出水管的管壁上，至少所述霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，所述止回阀用于设置在泵体的出水管的内腔中，所述止回阀用于水止回，所述止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。改变止回装置的结构，集成磁体与霍尔元件的配合，用于检测流量，采用设置止回装置后，即具有止回阀的功能，还具有检测流量的功能，通过一个组合的部件替换两个独立的部件，减少部件占用体积，减少加工、维修成本，还提高装配、维修效率

作为优选，所述止回阀包括设置在所述阀座9内的叶轮腔6，设置在所述叶轮腔中的叶轮7所述叶轮为涡轮式叶轮，所述叶轮上的叶片71的升角Ψ为45度。在阀座内设置涡轮式叶轮，并将涡轮式叶轮集成在活塞8上，使活塞一个部件具有两种功能，即具有使止回装置内的通道打开或关闭的功能，又具有涡轮式叶轮旋转水流，避免活塞被异物卡住使止回效果和密封效果失效。

当水流流入止回阀，水冲击叶片71的升角Ψ呈45°的叶片面上，通过力的分解，分别给予叶片一个径向和纵向的力，径向力推动叶片转动。转动的叶轮能够防止积沙影响密封、能够避免异物卡住。

水流速度同叶片的转速关系如下：TSR＝πnR/30v，其中TSR为叶尖速比，为叶片尖端线速度与水速的比值，对于确定的叶片形状，其叶尖速比确定，n为转速，R为最大半径，v为水流速度。即能够使叶轮有效旋转，又能推动阀轴上的活塞动作，使得设置叶轮的阀轴具有止回阀的阀芯效果，又具有涡轮式叶片的涡轮旋转效果。在减少零部件的同时，又增加了功能。

所述止回阀还包括弹簧10，所述弹簧的一端与所述阀座9配合、另一与所述阀轴3配合，所述阀座的外壁设置密封圈11结构，所述弹簧用于使所述阀轴复位，所述阀轴上的活塞封闭所述叶轮腔时截断出水管用于止回，所述弹簧受力压缩时，所述阀轴复上的活塞使所述叶轮腔敞开，出水管通畅用于出水。

所述霍尔元件设置在垂直于所述阀轴的轴线的平面上，所述霍尔元件位于所述阀轴的外围空间中。通常情况下设置在水泵的出水管路的管壁上，在出水管路的管壁上钻孔，霍尔元件通过环氧树脂灌封在出水管路的管壁的钻孔中，霍尔元件可以将检测到的磁场大小转化为实际电压值，可通过检测电压值的大小来换算实际流量。由于霍尔元件体积小，能够适配于各种水泵的出水管，将水泵的出水管中的止回阀更好为本技术方案涉及的止回装置，其中，止回阀设置在出水管中，在出水管的管壁上钻孔，在钻孔中封装霍尔元件，本技术方案设计的止回装置通用性强。

所述霍尔元件封装在环氧树脂灌封壳内。

当所述阀轴的外端处于最大伸出状态时，所述霍尔元件的中心与所述磁体的中心位于同一平面。

设置可检测流量的止回装置的水泵，包括泵壳体，所述泵壳体上设置出水管12，所述出水管的内腔中设置上述的止回阀1，所述出水管的管壁中设置上述的霍尔元件2，所述止回阀的阀轴上设置磁体，所述阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，所述磁体与所述霍尔元件配合，至少所述霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，所述止回阀用于水止回，所述止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。在水泵运行时，根据不同的水流以及水压，可以将磁体和霍尔元件的垂直距离L值增大，使得磁体与霍尔元件的相对位置发生改变，从而使霍尔元件表面的磁场大小发生变换，用于不同的水泵对性能的要求。

所述霍尔元件将检测到的所述磁体的磁场大小转化为实际电压值V，可通过检测电压值的大小来换算成水流流量Q；通过改变所述磁体的中心和所述霍尔元件的中心的水平距离d值来调节零点电压值V0。

可以通过改变磁体和霍尔元件的水平距离d值来调节零点电压值，调剂止回装置的检测灵敏度。

在常态下(没有外部磁场干扰之下)，且霍尔元件在标准电压供电下输出电压V0，由于d值存在结构干涉，当d等于dmin(即d的最小取值)时，此时仅考虑横向磁场，此时磁场最大，当d大于dmin时，磁场逐渐减小，故可以在设计阶段时，针对不同型号的泵，选用对应参数的霍尔元件及设定d值，来调节零点时候的电压，调节灵敏度。

所述磁体的中心距离所述阀座的近端面的距离为L，当水流经过所述止回阀时，水流对止回阀产生一作用力，推动阀芯朝向出水口方向移动，L值发生变化，电压值变为V1，电压变化值Vf＝|V1-V0|，当L值达到最大值Lmax时，电压值Vout恢复为V0，当L值变化为Lp时，电压值Vout＝V0+Lp/Lmax*Vf，得到水流流量Q＝(Vout-V0)/Vf*Qmax。

当所述磁体的N极朝向出水口时，所述霍尔元件感应的电压为Va，当所述磁体的N极朝向出水管的进水口时，所述霍尔元件感应的电压为Vb，所述霍尔元件感应的电压Vf＝|Va-V0|＝|Vb-V0|＝|V1-V0|。

当水流经过止回阀时，水流对止回阀会产生一个作用力，推动阀芯(即阀轴、活塞、涡轮式叶轮的集成体)，使L值发生变化，此时电压发生变化为V1，电压变化值Vf＝|V1-V0|，当L值达到最大值Lmax时，输出电压Vout恢复为V0，当L值发生变化为Lp(L变化值)时候，此时输出电压Vout＝V0+Lp/Lmax*Vf，此时水流大小Q＝(Vout-V0)/Vf*Qmax，Qmax为最大水流，由此可得水流大小。

由于在装配止回阀时，磁体的磁极不能确定，因此，需要对磁体的磁极进行测试，当磁体N极朝出水口时，电压为Va，当磁体N极朝进水口时，电压为Vb，此时电压Vf＝|Va-V0|＝|Vb-V0|＝|V1-V0|。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。在上述实施例中，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.可检测流量的止回装置，其特征在于包括止回阀和霍尔元件，所述止回阀的阀轴上设置磁体，所述阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，所述磁体与所述霍尔元件配合，所述霍尔元件用于设置在泵体的出水管的管壁上，至少所述霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，所述止回阀用于设置在泵体的出水管的内腔中，所述止回阀用于水止回，所述止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。

2.根据权利要求1所述的可检测流量的止回装置，其特征在于所述止回阀包括设置在所述阀座内的叶轮腔，设置在所述叶轮腔中的叶轮所述叶轮为涡轮式叶轮，所述叶轮上的叶片的升角Ψ为45度。

3.根据权利要求2所述的可检测流量的止回装置，其特征在于所述止回阀还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述阀座配合、另一与所述阀轴配合，所述阀座的外壁设置密封圈结构，所述弹簧用于使所述阀轴复位，所述阀轴上的活塞封闭所述叶轮腔时截断出水管用于止回，所述弹簧受力压缩时，所述阀轴复上的活塞使所述叶轮腔敞开，出水管通畅用于出水。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的可检测流量的止回装置，其特征在于所述霍尔元件设置在垂直于所述阀轴的轴线的平面上，所述霍尔元件位于所述阀轴的外围空间中。

5.根据权利要求4所述的可检测流量的止回装置，其特征在于所述霍尔元件封装在环氧树脂灌封壳内。

6.根据权利要求4所述的可检测流量的止回装置，其特征在于当所述阀轴的外端处于最大伸出状态时，所述霍尔元件的中心与所述磁体的中心位于同一平面。

7.设置可检测流量的止回装置的水泵，包括泵壳体，所述泵壳体上设置出水管，其特征在于所述出水管的内腔中设置权利要求1-6中任选一项所述的止回装置，所述出水管的管壁中设置所述的霍尔元件，所述止回阀的阀轴上设置磁体，所述阀轴相对于所述止回阀的阀座可轴向移动，所述磁体与所述霍尔元件配合，至少所述霍尔元件的内端伸入到出水管的内腔中，所述止回阀用于水止回，所述止回阀与所述霍尔元件配合用于检测泵体的出水管中的水流量。

8.根据权利要求7所述的设置可检测流量的止回装置的水泵，其特征在于所述磁体的中心和所述霍尔元件的中心的水平距离为d，所述水平距离d用于确定所述霍尔元件的零点电压值V0。

9.根据权利要求7所述的设置可检测流量的止回装置的水泵，其特征在于所述磁体的中心距离所述阀座的近端面的距离为L，所述距离L用于确定所述霍尔元件的电压值确定水流流量Q。

10.根据权利要求9所述的设置可检测流量的止回装置的水泵，其特征在于当所述磁体的N极朝向出水管路的出水口时，所述霍尔元件感应的电压为Va，当所述磁体的N极朝向出水管路的进水口时，所述霍尔元件感应的电压为Vb，电压Va和Vb用于确定所述霍尔元件工作时的感应电压Vf。

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