隔膜智能阀门系统技术方案

本发明专利技术公开了一种隔膜智能阀门系统，涉及一种利用液体本身压力的原理实现隔膜阀瓣开关的节能节水ＩＣ卡智能控制阀门装置。本发明专利技术包括上位计算机（１００）、ＩＣ卡读写器（２００）、智能阀（３００）、用户ＩＣ卡（４００）和管理员ＩＣ卡（５００）；上位计算机（１００）和ＩＣ卡读写器（２００）连接，ＩＣ卡读写器（２００）和若干智能阀（３００）连接，每个智能阀（３００）分别与若干用户ＩＣ卡（４００）及一个管理员ＩＣ卡（５００）连接。本发明专利技术采用了依靠水体本身压力为主动力的隔膜阀，具有节约能源、配水定量精确、计费准确、控制灵活、操作简单、维护方便的特点；不仅可以广泛用于农村灌区，而且还能用于工业等其它领域，拥有广阔的市场前景，具有很大的社会效益、环境效益和经济效益。

Diaphragm intelligent valve system

The invention discloses a diaphragm intelligent valve system, relating to an energy saving water saving IC card intelligent control valve device with the principle of utilizing the pressure of the liquid itself to realize the diaphragm valve clack switch. The invention includes a host computer (100), the IC card reader (200), (300), intelligent valve (400) and the administrator user IC card IC card (500); the host computer (100) and the IC card reader (200) connected to the IC card reader (200) and a number of intelligent valve (300) connect each intelligent valve (300) respectively with several users (400) and an IC card IC card (500) connected to the administrator. The invention adopts the water pressure as the diaphragm itself relies on active force, has the advantages of saving energy, water distribution, precise accurate billing, flexible control, simple operation, convenient maintenance; not only can be widely used in rural area, but also can be used for industrial and other fields, has a broad market prospects, and has great social environmental and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阀门装置，尤其涉及一种利用液体本身压力的原理实现隔膜阀瓣开关的节能节水IC卡智能控制阀门装置。
技术介绍
我国是一个严重缺水的国家，是世界人均水资源极少的13个贫水国之一。人均水量少于2000立方米的，国际社会称之为严重缺水边缘。中国有9个省(市、区)的人均占有水量为500立方米。中国600个城市中缺水的近400个，严重缺水的有108个。我国水资源在地区分布上很不平衡北方黄河、淮河、海河三大流域的水资源总量仅占全国的7.5％；特别是西北地区，水资源更加贫乏，平均水量仅占全国均值的1/4。而工、农业用水量都很大，用水效率低，浪费现象十分严重。在我国现有400多万眼机井中，大部分机井的地下水已被抽得严重超过警戒线以下了。所以节约用水、提高用水管理水平、保护水资源已成为我国当前的一项重大的战略任务。目前，国内外节水灌溉的设备主要有低压管道输水灌溉、喷灌和微灌等装置，而针对农村节水灌溉的产品很少，可计量的供水控制器基本上采用电磁阀和由机械结构控制的隔膜阀，能耗过大，有的必须要用交流电源，实时控制与管理方面还比较落后，且造价偏高。
技术实现思路
本专利技术提供一种隔膜智能阀门系统，即利用液体本身压力的原理实现隔膜阀瓣开关的IC卡智能控制阀门系统，旨在克服现有技术存在的缺点和不足，满足实施灵活、节能节水的要求。为了达到上述目的，本专利技术主要包括(1)设计和制造一种隔膜阀；(2)设计和制造一种以单片机为核心的采集控制电路；(4)编写系统应用软件。本专利技术采用了IC卡读写技术，实现了“先购水、后用水、谁用水、谁付费”的要求；一套装置可多用户使用，其用水信息亦可通过专用IC卡传送到上位机进行处理和实现网络用水管理，充分体现了“掌握更轻松、管理更有效、操作更方便”人性化设计理念。具体地说，如图1，本专利技术包括上位计算机100、IC卡读写器200、智能阀300、用户IC卡400和管理员IC卡500；上位计算机100和IC卡读写器200连接，IC卡读写器200分别与N个智能阀300连接，每个智能阀300分别与N个用户IC卡和一个管理员IC卡连接；如图2，智能阀300包括依次连接的发讯水表310、电控单元320和隔膜阀330；所述的发讯水表310是一种可拆卸的水轮式水表；所述的电控单元320是一种以单片机为核心的采集控制电路；所述的隔膜阀330是一种通过隔膜阀瓣实现其阀门开关的供水阀门。本专利技术的工作原理是用户IC卡400通过IC卡读写器200在上位计算机100上充值，在智能阀300上刷卡用水消费；管理员专用卡500可以为智能阀300设置相关系数以及将智能阀300中的用户用水信息上传到上位计算机100作进一步处理。一台上位计算机100可以管理数百个智能阀300，每个智能阀300可供多个用户400使用。用户IC卡400刷卡后，电控单元320从卡上扣除用户所设置的购水量后打开隔膜阀330放水并通过发讯水表310开始计量，当达到其购水量时，将关闭隔膜阀330终止供水。本专利技术具有下列优点和积极效果1、采用了依靠水体本身压力为主动力的隔膜阀，具有节约能源、配水定量精确、计费准确、控制灵活、操作简单、维护方便的特点。2、特别适用于无交流电源的有压管道处的供水控制，蓄电池充电一次可工作4年左右；如在有交流电源的无压管道处，可同时开启或关闭水泵机组和阀门来实现供水控制。3、一个智能阀300可有多个用户IC卡400实现刷卡消费，其用户用水信息可通过管理员IC卡500传送到上位计算机100进一步管理。4、本专利技术不仅可以广泛用于农村灌区(包括有电源或无电源的田间机井、有压输配水管网、给水栓等取水口)，而且还能用于工业等其它领域，拥有广阔的市场前景，具有很大的社会效益、环境效益和经济效益。附图说明图1是本专利技术结构框图；图2是智能阀结构框图；图3是隔膜阀阀门关工作原理示意图；图4是隔膜阀阀门开工作原理示意图；图5是隔膜阀阀瓣结构图；图6是电控单元电路原理图；图7是智能阀工作流程图；图8是智能阀管理工作流程图。其中100-上位计算机；200-IC卡读写器；300-智能阀，310-发讯水表，320-电控单元，321-单片机， 322-存储电路，323-IC卡读写单元， 324-时钟/日历芯片，325-液晶显示器， 326-功能键，327-脉冲信号取样与处理电路，328-电池电压监测器， 329-驱动电路； 330-隔膜阀，331-第1先导电磁阀，332-第2先导电磁阀，333-细管道， 334-分流孔，335-阀瓣腔， 336-阀瓣，337-阀体， 338-阀瓣腔盖；400-用户IC卡；500-管理员IC卡。具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明一、主要功能部件1、隔膜阀330如图3、图4、图5，隔膜阀330由第1先导电磁阀331、第2先导电磁阀332、细管道333、分流孔334、阀瓣腔335、阀瓣336、阀体337、阀瓣腔盖338组成；其连接关系是如图3或图4，阀体337是主流道，其出口端的阀瓣腔335即为阀门，阀瓣336固定在阀瓣腔335内；第1先导电磁阀331和第2先导电磁阀332分别通过细管道333接到阀体337和阀瓣腔盖338的两个分流孔334上，控制第1先导电磁阀331和第2先导电磁阀332开和关的状态即可进一步控制阀瓣336向上翻或向下复原的形状，从而实现阀门的开或关。所述的第1先导电磁阀331是一种2位2通脉冲式自保持电磁阀，通过5V和300mA的脉冲信号即可使其阀门开关，是系统的关键部件。所述的第2先导电磁阀332与第1先导电磁阀331结构相同。所述的细管道333是一种标准的耐压塑料软管，通过配套的标准接头将第1先导电磁阀331、第2先导电磁阀332与分流孔334相连。所述的分流孔334是一种开在阀体337和阀瓣腔盖338上带螺纹的孔，用细管道333和第1先导电磁阀331、第2先导电磁阀332相连，目的是通过对压力的分配来控制阀瓣336的开关状态。所述的阀瓣腔335是阀瓣336的工作空间，阀瓣336在阀瓣腔335内的状态决定其阀门的开和关。所述的阀瓣336是一种能使阀门开或关的橡胶瓣，在原始状态时关闭阀门，正面受力变形时开启阀门，是系统的关键部件。工作原理如图3，当隔膜阀330内有水压时，在第1先导电磁阀331开和第2先导电磁阀332关的状态下，水压由分流孔334通过控制细管道333进入阀瓣腔335压迫阀瓣336的凹面，加上橡胶阀瓣336原来形状的弹力，其合力大于阀门体内水对阀瓣336凸面的压力，从而使阀瓣336向下关住阀门。如图4，在第2先导电磁阀332开和第1先导电磁阀331关的状态下，阀门体内水的压力大于阀瓣腔335内的大气压力和阀瓣336变形力的合力，迫使阀瓣向上翻，阀瓣腔335内的水由分流孔334通过控制细管道333排出，阀门打开输水。如图3、图4、图5，阀体337和阀瓣腔盖338为铸铁件；阀瓣336由橡胶制作。2、电控单元320如图2、图6，电控单元320包括单片机321及分别与单片机321连接的存储电路322、IC卡及读写单元323、时钟/日历芯片324、液晶显示器325、功能键326、脉冲信号取样与处理电路327、电池电压监测器328、先导阀门驱动电路329组成。1)单片机321单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔膜智能阀门系统，其特征在于：包括上位计算机（１００）、ＩＣ卡读写器（２００）、智能阀（３００）、用户ＩＣ卡（４００）和管理员ＩＣ卡（５００）；上位计算机（１００）和ＩＣ卡读写器（２００）连接，ＩＣ卡读写器（２００）和若干智能阀 （３００）连接，每个智能阀（３００）分别与若干用户ＩＣ卡（４００）及一个管理员ＩＣ卡（５００）连接；智能阀（３００）包括发讯水表（３１０）、电控单元（３２０）和隔膜阀（３３０）；所述的发讯水表（３１０）是一种可拆卸的水轮式水 表；所述的电控单元（３２０）是一种以单片机为核心的采集控制电路；所述的隔膜阀（３３０）是一种通过隔膜阀瓣实现其阀门开关的供水阀门；用户ＩＣ卡（４００）刷卡后，电控单元（３２０）从卡上扣除用户所设置的购水量后打开隔膜阀 （３３０）放水并通过发讯水表（３１０）开始计量，当达到其购水量时，关闭隔膜阀（３３０）终止供水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童刚，王博，王宁生，于明言，
申请(专利权)人：武汉大学，青岛恒讯水利科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]