專利名稱：防長流自關斷自動控制水閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水 閥，特別是一種防長流自關斷自動控制水閥。
背景技術：
全國范圍乃至全球性的供水矛盾日益突出，人類正面臨著來自水資源匱乏和水質 性兩大危機越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，合理地開發(fā)利用和有效地保護水資源已成為全世界共同關 注的熱點。因忘關水閥或者水龍頭損壞以及管道漏水造成的水資源浪費現(xiàn)象非常嚴重，因為 停水造成的忘記關水龍頭造成鄰里矛盾糾紛的事情經常發(fā)生?，F(xiàn)有的感應式IC卡節(jié)能控制系統(tǒng)，應用在公共場所的全自動淋浴器，可做到“人 到水流”、“人走水?！?。該系列閥必須有感應體存在才能開閥出水，應用范圍有限，而且對于 管道漏水、水龍頭損壞的情況不能自動關斷水閥。公告號CN201517652U的專利“磁控停水自鎖閥”(200920269753. 7)屬機械閥，采 用水的壓力浮力磁力相互作用的原理，能解決因為停水忘記關閥造成浪費水的問題，但是 不能解決有水時沒關龍頭以及因為管道漏水、水龍頭損壞而浪費水資源的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能解決因忘關水閥或者水龍頭損壞以及管道漏水的 問題的防長流自關斷自動控制水閥。本發(fā)明的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的一種防長流自關斷自動控制水閥，進水口 管連接水流發(fā)電機，水流發(fā)電機通過連接管與自鎖電磁閥連接，自鎖電磁閥與出水口管相 連；水流發(fā)電機連接控制電路板，控制電路板連接控制自鎖電磁閥。更進一步的，所述的控制電路板由微控制器模塊分別連接電源模塊、自鎖電磁閥 驅動模塊、按鍵模塊、指示模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、故障報警模塊、流量監(jiān)測模 塊、存儲模塊、時鐘模塊構成。更進一步的，所述的控制電路板通過電源模塊接充電電池。更進一步的，所述的控制電路板根據水流發(fā)電機發(fā)電電壓的大小，通過流量監(jiān)測 模塊、微處理器模塊獲取水閥水流量值，將水流量值周期性存儲在對應的存儲模塊中，同時 比對存儲模塊中的用水流量值，如果發(fā)現(xiàn)水流量維持在某一相對穩(wěn)定的數(shù)值，并維持時間 超過某一設定值M，判斷為因為忘記關閥或者閥損壞以及管道漏水導致的長流水狀況，微控 制器模塊關閉水閥，發(fā)出報警指示，同時通過無線發(fā)射模塊發(fā)送報警指令給便攜式集中控 制器，進入報警狀態(tài)，等待故障排除。更進一步的，所述的存儲模塊的讀寫受微控制器模塊控制，存儲模塊中保存三類 數(shù)據，一是常規(guī)用水模式數(shù)據表，二是用戶的平均用水數(shù)據表，三是用戶實時用水數(shù)據。本發(fā)明的積極效果在于
1.通過水流發(fā)電機的發(fā)電通過電源模塊存儲在電池上給系統(tǒng)供電，解決了系統(tǒng)的供電安裝問題；
2.發(fā)電的電壓大小可表示通過水閥的水流量，將流量數(shù)據寫入存儲器，可便于微控制 器分析判斷是否處在長流水狀態(tài)，可省去流量傳感器部分，減少了體積，降低了成本；
3.通過自鎖型電磁閥控制水的通斷，由于自鎖型電磁閥中的自鎖結構可以利用永久磁 石的磁力來維持這種運轉的狀態(tài)，所以在維持狀態(tài)時不需要通電，比起需要長時間通電運 轉的一般電磁閥來講，具有較大的節(jié)能效果；
4.系統(tǒng)采用無線發(fā)送接收模塊和可擴展的通訊模塊，便于將閥的工作狀態(tài)以及水路故 障情況及時上報，同時便于在故障排除后重啟水閥。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明 圖1為本發(fā)明結構示意圖2為本發(fā)明中控制電路板5的方框圖； 圖3為本發(fā)明中控制電路板5的電路圖； 圖4為本發(fā)明中電源模塊26的方框圖。
具體實施例方式本發(fā)明防長流自關斷自動控制水閥，它采用防長流水自關斷自動控制閥與便攜式 集中控制儀相結合，防長流水自關斷自動控制閥能能夠自動識別因為忘記關閥、水龍頭損 壞、管道漏水導致的長流水現(xiàn)象，并自動關閉閥門同時發(fā)出報警信息，便攜式集中控制儀能 查看防長流水自關斷自動控制閥的工作狀態(tài)，并且可以方便的設置防長流水自關斷自動控 制閥的工作狀態(tài)。如圖1所示，防長流自關斷自動控制水閥由外殼1、水流發(fā)電機2、自鎖電磁閥3、充 電電池4、控制電路板5、自來水進水口管6、自來水出水口管7、連接管8、水流發(fā)電機葉輪 9、水流發(fā)電機線圈10、水流發(fā)電機導線11、自鎖電磁閥導線12構成。其中進水口管6與水 流發(fā)電機2相連，水流發(fā)電機2通過連接管8與自鎖電磁閥3連接，自鎖電磁閥3與出水 口管7相連；水流發(fā)電機3通過兩根導線與控制電路板5相連接，控制電路板5通過兩根導 線與充電電池4連接，控制電路板5通過兩根導線與自鎖電磁閥3連接。具體工作工程當自來水經進水口管7流經水流發(fā)電機2時，水流發(fā)電機2的葉輪 9隨水流轉動，葉輪9帶動發(fā)電機工作，在水流發(fā)電機線圈10上輸出對應的電能，電能通過 水流發(fā)電機導線11送到控制電路板5，控制電路板5將電能存儲在充電電池4中給整個系 統(tǒng)供電，同時控制電路板5將發(fā)電機的發(fā)電電壓信號轉變成微處理器能識別的數(shù)字信號作 為水流量的采樣數(shù)據，便于系統(tǒng)跟蹤水流情況，并根據水流情況以及設定的判斷規(guī)律(相對 恒定的水流量維持超過某一相對時間M，就判斷為故障長流水，M的值與經驗調查數(shù)據表以 及用戶的平均用水記錄數(shù)據表來動態(tài)決定)進而判斷是否為故障原因導致的長流水，如果 為故障原因導致的長流水，控制電路板5通過自鎖電磁閥導線12控制自鎖電磁閥3關閉， 從而防止水資源浪費以及相應的損失和糾紛。如圖2、圖3所示，防長流水自關斷自動控制閥的控制電路板5由微控制器模塊 25、電源模塊26、自鎖電磁閥驅動模塊27、按鍵模塊28、指示模塊29、無線發(fā)射模塊30、無線接收模塊31、故障報警模塊32、流量監(jiān)測模塊33、存儲模塊34、時鐘模塊35構成。防長流 水自關斷自動控制閥能根據水流發(fā)電機2發(fā)電電壓的大小，通過流量監(jiān)測模塊33，微處理 器模塊25獲取水閥水流量值，將水流量值周期性存儲在對應的存儲模塊34存儲單元中，同 時比對存儲器中的用水流量值，如果發(fā)現(xiàn)水流量維持在某一相對穩(wěn)定的數(shù)值，并維持時間 超過某一設定值M(M的值由經驗調查數(shù)據表以及用戶的平均用水記錄數(shù)據表來動態(tài)決定)， 判斷為因為忘記關閥或者閥損壞以及管道漏水導致的長流水現(xiàn)象，微控制器關閉水閥，發(fā) 出報警指示，同時通過無線模塊發(fā)送報警指令給便攜式集中控制器，進入報警狀態(tài)，等待故 障排除。

防長流水自關斷自動控制閥的控制電路板5其具體功能與工作過程如下
1.電源模塊26如圖4所示，防長流水自關斷自動控制閥的電源模塊由橋式整流單元 36、穩(wěn)壓單元37、充電單元38、防反向放電單元39、電池電量監(jiān)測單元40構成。工作過程描 述如下當水流發(fā)電機2產生的交流電能到達控制電路板5時，就經電源模塊26的橋式整 流單元36轉變直流脈動電能，經穩(wěn)壓單元37轉化為較平穩(wěn)的直流電能，直流電能再經38 充電部分，以恒流、恒壓、涓流三種方式中的一種進行充電，防反向放電單元39的作用是當 發(fā)電機發(fā)電電壓較低時，低于充電電池4電壓時，防止充電電池4對發(fā)電機進行反向放電； 電池電量監(jiān)測單元40的作用是監(jiān)測電池的電量及電池的工作狀態(tài)，由微控制器模塊25決 定采用恒流、恒壓、涓流三種方式中的哪種進行充電，有利于提高充電電池4的使用壽命。2、流量監(jiān)測模塊33，由AD轉換器構成，其作用是將代表流量大小的水流發(fā)電機的 發(fā)電電壓這一模擬信號轉換為微控制器模塊25能識別、存儲的數(shù)字信號，便于系統(tǒng)跟蹤用 戶用水情況，并根據用戶用水情況與設定的判斷規(guī)律判斷是否為因忘記關閥等故障造成等 長流水現(xiàn)象。3、自鎖電磁閥驅動模塊27，由晶體管構成的開關電路構成，通過微處理器控制不 同的晶體管導通與截止，形成正向或者反向的電流通路，控制自鎖電磁閥的驅動電機正轉 與反轉，有電機的正反轉動作觸發(fā)自鎖電磁閥的自鎖機構改變并維持電磁閥的狀態(tài)，從而 到達節(jié)能省電的目的。4、存儲模塊34，由E2 PROM存儲器與相應的外圍電路構成，微控制器模塊25控制 E2 PROM存儲器的寫入與讀取，存儲模塊34中保存三類數(shù)據，一是常規(guī)用水模式數(shù)據表，該 數(shù)據通過調查得出普通用戶的用水情況數(shù)據，二是用戶的平均用水數(shù)據表，一分鐘為單位 記錄用戶近期的實際用水數(shù)據的平均值，三是用戶實際，周期性記錄用戶的實時用水數(shù)據， 通過對三個表格數(shù)據的比對，微控制器能判斷出是否為長流水狀態(tài)。5、故障報警模塊32，由蜂鳴器及相關電路構成，其作用為當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)因為忘記關 閥或其他原因造成的長流水情況時關閉閥門并發(fā)出10次/分鐘，IOOhz音頻報警信號。6、時鐘模塊35，由時鐘芯片級相關的電路構成，其作用為系統(tǒng)提供精準的系統(tǒng)時 間，便于系統(tǒng)數(shù)據的同步處理。7、無線發(fā)射模塊30、無線接收模塊31，由編解碼信息的的無線發(fā)射模塊及相關電 路構成，無線發(fā)射模塊作用為將防長流水自關斷自動控制閥的報警信息發(fā)送給便攜式控制 器，便攜式集中控制器便可識別故障閥的位置以及故障時間等信息；無線接收模塊可接受 來自便攜式控制器的信息，通過發(fā)送規(guī)定命令字，便攜式集中控制器可控制防長流水自關 斷自動控制閥的狀態(tài)以及撤銷報警燈功能。
8、指示模塊29，由紅色、綠色、黃色三個發(fā)光二極管構成，紅燈亮為電源指示，只亮綠燈為正常工作狀態(tài)指示，只亮黃燈為故障狀態(tài)指示，綠燈、黃燈同時亮為特殊用水狀態(tài)。 三個燈均具有省電節(jié)能切換功能，及在正常工作并且沒有按鍵調節(jié)或外部無線指令控制的 狀態(tài)維持1分鐘，三個燈均熄滅。9、按鍵模塊28，由開閥按鍵、關閥按鍵、特殊用水按鍵，當按下開閥按鍵時，防長流 水自關斷自動控制閥打開閥門進入正常工作狀態(tài)，當按下關閥按鍵時，自關斷自動控制閥 打開閥門進入故障報警狀態(tài)，當按下特殊用水按鍵時，自關斷自動控制閥打開閥門進入特 殊用水狀態(tài)，當特殊用水時間到的時候，自關斷自動控制閥自動進入正常工作狀態(tài)。10、便攜式集中控制器，由IXD顯示屏、上翻鍵、下翻鍵、開閥鍵、關閥鍵、特殊用水 鍵構成，LCD顯示屏可查看防長流水自關斷自動控制閥的工作狀態(tài)，可通過上翻鍵、下翻 鍵、開閥鍵、關閥鍵、特殊用水鍵設置與改變相應的防長流水自關斷自動控制閥的工作狀 態(tài)。一個便攜式集中控制器，通過無線學習功能控制多個防長流水自關斷自動控制閥。防 長流水自關斷自動控制閥的按鍵輸入與指示模塊由電源指示燈、正常狀態(tài)燈、報警狀態(tài)燈、 開閥鍵、關閥鍵、特殊用水鍵組成，能指示防長流水自關斷自動控制閥的工作狀態(tài)，能設置 修改防長流水自關斷自動控制閥的工作狀態(tài)。
權利要求
1.一種防長流自關斷自動控制水閥，其特征在于進水口管(6)連接水流發(fā)電機(2)， 水流發(fā)電機(2)通過連接管(8)與自鎖電磁閥(3)連接，自鎖電磁閥(3)與出水口管(7)相 連；水流發(fā)電機(2 )連接控制電路板(5 )，控制電路板(5 )連接控制自鎖電磁閥(3 )。
2.如權利要求1所述的防長流自關斷自動控制水閥，其特征在于所述的控制電路 板(5 )由微控制器模塊(25 )分別連接電源模塊(26 )、自鎖電磁閥驅動模塊(27 )、按鍵模塊 (28)、指示模塊(29)、無線發(fā)射模塊(30)、無線接收模塊(31)、故障報警模塊(32)、流量監(jiān) 測模塊(33 )、存儲模塊(34 )、時鐘模塊(35 )構成。
3.如權利要求1所述的防長流自關斷自動控制水閥，其特征在于所述的控制電路板 (5)通過電源模塊(26)接充電電池(4)。
4.如權利要求1所述的防長流自關斷自動控制水閥，其特征在于所述的控制電路板 (5)根據水流發(fā)電機(2)發(fā)電電壓的大小，通過流量監(jiān)測模塊(33)、微處理器模塊(25)獲 取水閥水流量值，將水流量值周期性存儲在對應的存儲模塊(34)中，同時比對存儲模塊 (34)中的用水流量值，如果發(fā)現(xiàn)水流量維持在某一相對穩(wěn)定的數(shù)值，并維持時間超過某一 設定值M，判斷為因為忘記關閥或者閥損壞以及管道漏水導致的長流水狀況，微控制器模塊 (25)關閉水閥，發(fā)出報警指示，同時通過無線發(fā)射模塊(30)發(fā)送報警指令給便攜式集中控 制器，進入報警狀態(tài)，等待故障排除。
5.如權利要求1或4所述的防長流自關斷自動控制水閥，其特征在于所述的存儲模 塊(34)的讀寫受微控制器模塊(25)控制，存儲模塊(34)中保存三類數(shù)據，一是常規(guī)用水模 式數(shù)據表，二是用戶的平均用水數(shù)據表，三是用戶實時用水數(shù)據。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水閥，特別是一種防長流自關斷自動控制水閥。它采用防長流水自關斷自動控制閥與便攜式集中控制儀相結合的方案，防長流水自關斷自動控制閥由外殼、水流發(fā)電機、自鎖電磁閥、充電電池、控制電路板、自來水進水口管、自來水出水口管、連接管構成，能夠自動識別因為忘記關閥、水龍頭損壞、管道漏水導致的長流水現(xiàn)象，并自動關閉閥門同時發(fā)出報警信息；便攜式集中控制儀能查看防長流水自關斷自動控制閥的工作狀態(tài)，并且可以方便的設置防長流水自關斷自動控制閥的工作狀態(tài)。系統(tǒng)智能化程度高，操作方便。可有效防止長流水造成的水資源浪費以及相應的鄰里糾紛，解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。
文檔編號F03B13/00GK102095008SQ201110061739
公開日2011年6月15日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權日2011年3月15日
發(fā)明者周姣, 歐陽國強, 蔣求生, 陳羅湘 申請人:湘潭職業(yè)技術學院