阅读说明：本技术 无线智能低功耗电动球阀 (Wireless intelligent low-power-consumption electric ball valve ) 是由 费战波 张毅 王海港 张庆磊 于 2019-03-25 设计创作，主要内容包括：本发明无线智能低功耗电动球阀,包括T型三通球阀阀体和控制箱,所述控制箱内含有控制模块、供电模块、无线通讯模块、电动执行器、太阳能电池板、开度传感器；所述T型三通球阀阀体内设有球形带柄阀芯,所述的电动执行器通过所述的球形带柄阀芯驱动阀球旋转；所述阀体内部水平通道为两个出水通道,竖直通道为进水通道,进水通道与出水通道互通,其中进水口设置有压力传感器及水流发电模块,所述压力传感器及水流发电模块均与主控模块相连接；本发明解决了传统电动球阀在管道水压大,阀门动作电动执行器功耗大的弊端,同时在阀球与阀体连接处增加了弹簧预紧装置,阀球与密封垫之间的预紧力维持在一定范围,不受管道水压和环境温度的影响。(The invention discloses a wireless intelligent low-power-consumption electric ball valve, which comprises a T-shaped three-way ball valve body and a control box, wherein the control box comprises a control module, a power supply module, a wireless communication module, an electric actuator, a solar panel and an opening sensor; a spherical valve core with a handle is arranged in the T-shaped three-way ball valve body, and the electric actuator drives the valve ball to rotate through the spherical valve core with the handle; the horizontal channel in the valve body is two water outlet channels, the vertical channel is a water inlet channel, the water inlet channel is communicated with the water outlet channels, a pressure sensor and a water flow power generation module are arranged at the water inlet, and the pressure sensor and the water flow power generation module are both connected with the main control module; the invention solves the defects of large water pressure of a pipeline and large power consumption of a valve action electric actuator of the traditional electric ball valve, and simultaneously, the spring pre-tightening device is added at the joint of the valve ball and the valve body, so that the pre-tightening force between the valve ball and the sealing gasket is maintained in a certain range and is not influenced by the water pressure of the pipeline and the ambient temperature.)

无线智能低功耗电动球阀

技术领域

本发明涉及智能节水灌溉领域，具体地说涉及到一种用于农业节水灌溉的无线智能低功耗电动球阀。

背景技术

随着农业技术的不断进步，智能灌溉技术在现代农业中的应用越加广泛。阀门在农业智能灌溉系统中是不可缺少的，特别是在一些农田面积较大的偏远地区，农田中阀门数量较多，人工开关阀劳动强度大，目前多使用电磁阀，其缺点为长输管道压力损失较大，开关阀功耗大，农田中取电也不是很方便。T型三通球阀在农田灌溉中得到比较广泛的应用，T型三通球阀可以使三个流道相互连通或使其中的两个流道连通，用于介质分流、合流以及流向切换。在实际应用中，由于三通球阀中阀球的安装固定方式受限，导致球阀开关扭矩大、耗电高、易发生渗漏；再者，农业节水灌溉阀门多为塑料材质，应用环境温差过大，塑料材质收到热胀冷缩的影响，使其密封性受其影响，造成阀门泄露。

如何通过现有技术的改进，实现等面积直通介质流通能力强且耗电少的低功耗的阀门，是现有技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种无线智能低功耗电动球阀，已解决现有农业灌溉阀门取电难、功耗大、压力损失大及受环境温度影响阀门容易渗漏的弊端。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

无线智能低功耗电动球阀，包括T型三通球阀阀体和控制箱，所述控制箱安装在所述T型三通球阀阀体的右侧；

所述控制箱内含有控制模块、供电模块、无线通讯模块、电动执行器、太阳能电池板、开度传感器；

所述T型三通球阀阀体内设有球形带柄阀芯，所述的电动执行器通过所述的球形带柄阀芯驱动阀球旋转；

所述阀体内部水平通道为两个出水通道，竖直通道为进水通道，进水通道与出水通道互通，其中进水口设置有压力传感器及水流发电模块，所述压力传感器及水流发电模块均与主控模块相连接；

所述控制箱外侧设有太阳能电池板，将太阳能转化为电能后向供电模块提供电能；

所述无线通讯模块、电动执行器均与控制模块连接；

所述控制箱内设有开度传感器，所述开度传感器与所述控制模块连接，用于监测所述带柄阀芯的旋转角度；

所述阀体出水管道均设有压力流量传感器，压力流量传感器与控制箱内的控制模块连接；

所述T型三通球阀体内设有球形带柄阀芯，所述球形带柄阀芯左右两端的柄轴上套装有防水轴承；

所述阀体底部左侧设有轴承座，所述的球形带柄阀芯左端套装的防水轴承嵌于阀体底部的轴承座；

所述阀体侧面设有端盖；所述阀体右侧的端盖内设有轴承座，所述的球形带柄阀芯右端套装的防水轴承嵌于阀体右侧端盖的轴承座；

所述阀体内设有三个通道，三个通道内分别依次设有密封环、O型圈、活塞衬套、预紧弹簧、挡圈；

所述阀体的三个通道分别装入密封环，分别用两道O型圈将活塞径向密封于所述阀体，再分别装入活塞衬套、弹簧，将弹簧预紧到适当位置；挡圈与阀体通过螺纹连接；

所述带柄球形阀芯的阀柄上设有密封圈；

本发明的有益效果：

（1）本发明无线智能低功耗电动球阀，采用太阳能电池板和设于进水口的水流发电机向主控模块供电，解决了传统灌溉阀门由于位于偏远地区导致的取电难问题。

（2）本发明无线智能低功耗电动球阀，创新性的在球形阀芯的两端设置有防水轴承，传统球阀在阀门动作时，阀轴与阀体为面接触，管道水压过大时，导致扭矩多大，执行器功耗大，在球形阀芯的两端安装防水轴承，使得阀轴与阀体的面接触变为线接触，扭矩变小，从而降低了执行器的功耗。

（3）本发明无线智能低功耗电动球阀，在阀球与阀体连接的位置增加了弹簧预紧装置，使其在各种温差环境中，阀球与密封垫之间的预紧力维持在一定范围，不受管道水压和环境温度的影响。

（4）本发明无线智能低功耗电动球阀开闭无水压要求且过水过程中水压损失小，节省能量。

（5）本发明无线智能低功耗电动球阀可进水、出水口设置的压力传感器反馈的压力值调节球阀的开度角度，使其具备减压阀的功能。

附图说明

附图1为本发明无线智能低功耗电动球阀阀体部分结构图。

附图2为本发明无线智能低功耗电动球阀结构图。

附图3为本发明无线智能低功耗电动球阀球形带柄阀芯图。

附图4为本发明无线智能低功耗电动球阀电气连接图。

其中：1－压力流量传感器A、2－挡圈、3-预紧弹簧、4-O型圈、5－活塞衬套、6－O型圈、7－密封环、8－带柄阀芯、801－阀球进水口、802－阀球出水口A、803－阀球出水口B、9－阀体、10－压力流量传感器B、11－压力传感器、 12－水流发电模块、13－不锈钢防水轴承、14－O型圈、15－端盖、16－O型圈、17－无线通讯模块、18－太阳能电池板、19-控制仓、20-供电模块、21-控制模块、22-电动执行器、23-开度传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图说明对本发明的技术方案作进一步详细的描述，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护的范围。

如附图1、附图2所示：无线智能低功耗电动球阀，包括T型三通球阀阀体和控制箱，所述控制箱安装在所述T型三通球阀阀体的右侧；控制箱和阀体采用一体式设计，现场施工方便；

如附图2并结合附图4所示： 所述控制箱内含有控制模块（21）、供电模块（20）、无线通讯模块（17）、电动执行器（22）、太阳能电池板（18）、开度传感器（23）；

如附图2并结合附图4所示：所述太阳能电池板（18）将太阳能转化为电能后向供电模块提供电能；

如附图2并结合图4所示：所述无线通讯模块（17）、电动执行器均与控制模块连接；

参见图1、图2，本发明所述控制箱内设有开度传感器（23），所述开度传感器与所述控制模块（21）连接，用于监测所述主动轴旋转角度；以便操作者了解所述球形阀芯所在位置，本发明共可实现4种阀门状态：全开、全关、A开（0~90度）B关，A关B开（0~90度），通过开度传感器反馈阀门开关角度及状态，动阀时检测到阀门到位，自动停止动阀。

如附图2：所述阀体进水通道设置有压力传感器（11）及水流发电模块（12），所述压力传感器及水流发电模块均与控制模块（21）相连接；

如附图1并结合附图2所示：所述阀体内设有球形带柄阀芯（8），所述的电动执行器（22）通过所述的球形带柄阀芯驱动阀球旋转，实现阀门的开、闭；所述阀体内部水平通道为两个出水通道，竖直通道为进水通道，进水通道与出水通道互通，两侧出水口设有压力流量传感器A（1）、压力流量传感器B（10），用于检测管道内流量、压力数据，压力流量传感器A、压力流量传感器B与主控模块连接，检测到的流量、压力数据发送至控制模块；

所述无线通讯模块与主控模块连接，可定时上传压力、流量数据。

如附图3所示：所述T型三通球阀可以使三个流道相互连通或使其中的两个流道连通，用于介质分流、合流以及流向切换；所述球形带柄阀芯底端开设有进水孔801，其侧面开设有两个出水孔802、803，所述进水孔与两个所述出水孔通过球形带柄阀芯连通；本发明所述进水孔与所述进水管道连通，旋转所述球形阀芯可以使任意一个所述出水孔与任意一个所述出水管道连通，实现流体的转向；或同时两个所述出水孔802、803与两个所述出水管道连通，实现流体的分流，并可通过所述球形阀芯旋转角度的不同调节两个所述出水管道内流体的流量。

附图2所示：所述进水通道上设有水流发电模块（12），所述水流发电机与所述供电模块连接；

如附图1并结合附图2所示：所述阀体内设有球形带柄阀芯（8），所述球形带柄阀芯左右两端的柄轴上套装有防水轴承（13），此设计的主要目的是：传统球阀在阀门动作时，阀轴与阀体为面接触，管道水压过大时，导致扭矩多大，执行器功耗大，在球形阀芯的两端安装防水轴承，使得阀轴与阀体的面接触变为线接触，扭矩变小，从而降低了执行器的功耗；

如附图1所示：所述阀体底部左侧设有轴承座，所述的球形带柄阀芯左端套装的防水轴承嵌于阀体底部的轴承座内，与阀体紧配合；

如附图2所示：所述阀体侧面设有端盖（15）；所述阀体右侧的端盖内设有轴承座，所述的球形带柄阀芯右端套装的防水轴承嵌于阀体上部端盖的轴承座内。

如附图1所示：所述阀体内设有三个通道，三通道内分别依次设有设有密封环（7）、O型圈（6）、活塞衬套（5）、预紧弹簧（3）、挡圈（2）；本发明特别在阀球与阀体连接的位置增加了弹簧预紧装置，使其在各种温差环境中，阀球与密封垫之间的预紧力维持在一定范围，不受管道水压和环境温度的影响。以水平通道左出水通道为例，所述阀体的左通道装入密封环，分别用两道密封圈（4）和（6）将密封环密封于所述阀体内部，再分别装入活塞衬套、弹簧，将弹簧预紧到适当位置；所述挡圈与所述阀体通过螺纹连接；其余两个通道，即水平通道右通道和竖直通道与左通道的结构一致，在此不再赘述。

如附图2所示：所述球形带柄阀芯的阀杆上设有O型圈（14），与端盖（15）径向密封；

如附图1并结合附图2所示：所述端盖上设有O型圈（16），与阀体（9）径向密封。