一种阀门驱动器、阀门控制系统、阀门及阀门组件的制作方法

本实用新型涉及阀门技术领域，尤其涉及一种阀门驱动器、阀门控制系统阀门及阀门组件。

背景技术：

在供水管网中，阀门起到重要的作用，如减压阀有着稳定管网压力的作用、倒流防止器有着防止倒流污染的作用等。而在面对快速发展的供水需求和合理供水、节约资源、保护环境的发展目标时，传统阀门已经越来越跟不上时代发展的步调。

目前，存在一种智慧阀门能够在保证传统阀门的原有功能的情况下，还可以实现远程监测、控制及智能运行。然而，从供水管网的现状出发，由智慧阀门直接替换传统阀门，必然造成大量的浪费，增加使用成本，且在更换阀门时严重影响用户的正常使用。

因此，亟待需要一种新的驱动器以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供一种阀门驱动器，能够直接应用到传统阀门上，以使传统阀门成为智慧阀门，实现远程电动控制，且能够有效降低成本。

本实用新型的第二个目的在于提供一种阀门控制系统，应用在上述阀门驱动器，能够使阀门驱动器成为智慧阀门驱动器，以实现远程电动控制、监测及智能运行。

本实用新型的第三个目的在于提供一种阀门，通过应用上述阀门控制系统，能够成为智慧阀门，以实现远程电动控制、监测及智能运行。

本实用新型的第四个目的在于提供一种阀门组件，通过应用上述阀门，能够成为智慧阀门，以实现远程电动控制、监测及智能运行。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种阀门驱动器，包括安装架和设置在所述安装架上的驱动机构，所述驱动机构包括：

电动驱动组件，包括微型电机、传动杆和传动块，所述传动杆和所述传动块通过螺纹连接，且所述微型电机能够驱动所述传动杆转动以使所述传动块沿所述传动杆直线移动；

手动驱动组件，包括手动调节轴、第一齿轮组件和第二齿轮组件，所述手动调节轴和所述第一齿轮组件固定连接，所述第二齿轮组件与所述微型电机的输入轴固定连接，所述手动调节轴能够移动以使所述第一齿轮组件与所述第二齿轮组件相配合。

进一步地，还包括：

编码器，与所述微型电机的输出轴或所述传动杆相连接，以检测所述输出轴或所述传动杆的转动圈数。

一种阀门控制系统，包括如上所述的阀门驱动器，所述阀门控制系统还包括控制终端、云平台服务器和阀门控制器，所述控制终端、所述云平台服务器、所述阀门控制器和所述阀门控制器之间通过通讯方式连接，且能够进行数据传输。

进一步地，还包括：

终端检测组件，能够将其检测的数据发送至所述云平台服务器。

进一步地，所述阀门控制器包括电连接的通讯模块、运算模块和执行模块，所述通讯模块用于发送和接受指令；所述运算模块能够将所述指令转换为所述执行模块能够识别的指令，以控制所述驱动器。

进一步地，所述通讯模块包括：

云平台通讯端口，能够通过TCP通讯方式与所述云平台服务器建立通讯关系。

进一步地，所述控制终端为计算机和/或移动终端。

一种阀门，包括如上所述的阀门控制系统，还包括：

倒流防止器，包括控制所述倒流防止器开闭的主阀杆，所述传动块能够与所述主阀杆相抵接以驱动所述主阀杆移动使所述倒流防止器开启或关闭。

一种阀门，包括如上所述的阀门控制系统，还包括：

先导阀，包括相抵接的弹性组件和阀芯组件，所述传动块与所述弹性组件相抵接以驱动所述阀芯组件移动使所述先导阀开启或关闭。

一种阀门组件，包括如上所述的阀门，还包括：

主阀，与所述先导阀相连接，所述主阀为减压阀、持压泄压阀、安全阀、闸阀、蝶阀、球阀、浮球阀、或流量控制阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种阀门驱动器，包括安装架和设置在安装架上的驱动机构，其中，驱动机构包括电动驱动组件和手动驱动组件。电动驱动组件包括微型电机、传动杆和传动块，微型电机的输出轴与传动杆固定连接，传动杆和传动块通过螺纹连接，微型电机能够驱动传动杆转动以使传动块沿传动杆直线移动，传动块能够驱动阀门的主阀杆以使阀门开启或关闭。手动驱动组件包括手动调节轴、第一齿轮组件和第二齿轮组件，手动调节轴和第一齿轮组件固定连接，第二齿轮组件与微型电机的输入轴固定连接，手动调节轴能够移动以使第一齿轮组件能够与第二齿轮组件相配合，通过转动手动调节轴能够使第二齿轮组件旋转，从而使传动杆转动以驱动传动块沿传动杆直线运动。本实用新型提供的阀门驱动器，能够直接应用到传统阀门上，以使传统阀门成为智慧阀门，实现远程电动控制，且能够有效降低成本。

本实用新型提供一种阀门控制系统，应用在上述阀门驱动器上，阀门控制系统还包括云平台服务器、控制终端和阀门控制器。云平台服务器用于数据的收集、记录、显示及分析，并能够接收和发送调节指令；控制终端能够访问云平台服务器，并能够将调节指令发送至云平台服务器；阀门控制器，能够接受云平台服务器的调节指令，并将调节指令发送至驱动器，以控制驱动器的动作。能够使阀门驱动器成为智慧阀门驱动器，以实现远程电动控制、监测及智能运行。

本实用新型提供第一种阀门，通过应用上述阀门驱动器和阀门控制系统，还包括倒流防止器，倒流防止器包括控制倒流防止器开闭的主阀杆，传动块能够与主阀杆相抵接以驱动主阀杆移动使倒流防止器开启或关闭，从而使倒流防止器能够成为智慧阀门，以实现远程电动控制、监测及智能运行。

本实用新型提供第二种阀门，通过应用上述阀门驱动器和阀门控制系统，还包括先导阀，先导阀包括相抵接的弹性组件和阀芯组件，传动块与弹性组件相抵接以驱动阀芯组件移动使先导阀开启或关闭，从而使先导阀能够成为智慧阀门，以实现远程电动控制、监测及智能运行。

本实用新型提供阀门组件，通过应用上述先导阀，主阀的进口与先导阀的第一通道相连通；主阀的出口与先导阀的第二通道相连通；主阀的上腔与先导阀的第三通道相连通，从而使主阀能够成为智慧阀门，能够实现远程控制、监测及智能运行。主阀为减压阀、持压泄压阀、安全阀、闸阀、蝶阀、球阀、浮球阀、流量控制阀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的阀门驱动器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的阀门控制系统的示意图；

图3为本实用新型提供的第一种阀门的结构示意图；

图4为本实用新型提供的第二种阀门的结构示意图；

图5为图4中A-A处的剖视图；

图6为本实用新型提供的阀门组件中主阀的结构示意图。

附图标记：

1-安装架；

2-微型电机；21-输出轴；

3-传动杆；

4-传动块；

5-手动调节轴；51-球轴承；52-弹性垫圈；

6-第一齿轮组件；

7-第二齿轮组件；

8-倒流防止器；81-上盖；82-主阀杆；83-第一弹性隔膜；84-漏水传感器；

9-先导阀；91-驱动器固定架；92-弹性组件；93-阀芯组件；931-第二弹性隔膜；932-阀芯；94-第一通道；95-第二通道；96-第三通道；

10-主阀；101-进口；102-出口；103-上腔。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实施例的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实施例的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是本产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

目前，存在一种智慧阀门能够在保证传统阀门的原有功能的情况下，还可以实现远程监测、控制及智能运行。然而，从供水管网的现状出发，由智慧阀门直接替换传统阀门，必然造成大量的浪费，增加使用成本，且在更换阀门时严重影响用户的正常使用。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种阀门驱动器，包括安装架1和设置在安装架1上的驱动机构，其中，驱动机构还包括电动驱动组件和手动驱动组件。电动驱动组件包括微型电机2、传动杆3和传动块4，微型电机2的输出轴21与传动杆3固定连接，传动杆3和传动块4通过螺纹连接，微型电机2能够驱动传动杆3转动从而使传动块4沿传动杆3直线移动，传动块4能够驱动阀门的主阀杆82以使阀门开启或关闭。手动驱动组件包括手动调节轴5、第一齿轮组件6和第二齿轮组件7，手动调节轴5和第一齿轮组件6固定连接，第二齿轮组件7与微型电机2的输入轴固定连接，手动调节轴5能够移动以使第一齿轮组件6能够与第二齿轮组件7相配合，通过转动手动调节轴5能够使第二齿轮组件7旋转，从而使传动杆3转动以驱动传动块4沿传动杆3直线运动。本实施例提供的阀门驱动器，能够直接应用到传统阀门上，以使传统阀门成为智慧阀门，实现远程电动控制，且能够有效降低成本。

本实施例提供的阀门驱动器，在传统阀门的基础上对传统阀门进行智慧化创新，增加该阀门驱动器就能完成升级改造，不会破坏原有管路和阀门就能让传统阀门具有智慧阀门的功能。

在本实施例中，安装架1上开设有与阀门相连通的连通孔，传动杆3和传动块4穿设在连通空内，以与阀门的主阀杆82相抵接。具体而言，传动杆3为传动螺杆，传动块4为传动螺母，两者通过螺纹连接，此外，传动螺母卡接在连通孔的内壁上，从而使得在微型电机2的驱动传动螺杆转动的情况下，传动螺母只能够沿传动螺杆直线移动，而不能旋转，进而实现传动螺母驱动阀门的主阀杆82，使阀门开启或关闭。此外，在本实施例中，微型电机2的输出轴21为扁轴，以使输出轴21与传动螺杆更好地固定连接，避免出现输出轴21与传动螺杆之间发生打滑从而不能带动传动螺杆旋转的情况。

可选地，当电动调节装置出现故障或者无法调节到位时，可通过手动调节组件对阀门进行调节。具体为，在本实施例中，手动调节组件通过螺栓固定在安装架1上，第一齿轮组件6为手动齿轮且与手动调节轴5固定相连，第二齿轮组件7为微型电机2的轴端齿轮，手动调节轴5通过上下移动以使手动齿轮和微型电机2的轴端齿轮相啮合。此外，手动调节轴5上套设有球轴承51、弹性垫圈52，手动调节轴5与球轴承51为间隙配合，球轴承51能够有效减少调节轴转动的摩擦力，弹性垫圈52能够有条件地限制调节轴的上下移动。当需要进行手动调节时，向内推动手动调节轴5，可以使手动齿轮与微型电机2的轴端齿轮咬合，然后转动手动调节轴5即可带动微型电机2的输出轴21转动，调节完成后向外拉出手动调节轴5即可实现手动齿轮与微型电机2的轴端齿轮的分离。

优选地，本实施例中的驱动器还包括编码器，编码器与输出轴21或传动杆3相连接，以检测输出轴21或传动杆3的转动圈数。在本实施例中，编码器与传动杆3相连接，能够实时监测传动杆3的转动圈数，从而根据传动杆3与传动块4的螺纹连接的螺距值以计算传动块4移动的位移，从而可以获取阀门的具体开度值，并可以精确控制阀门的开度。在其他实施例中，编码器还可以安装在微型电机2的输出轴21上，也能够实现上述效果。

本实施例还提供了一种阀门控制系统，包括上述的阀门驱动器，此外，阀门控制系统还包括云平台服务器、控制终端和阀门控制器。云平台服务器用于数据的收集、记录、显示及分析，并能够接收和发送调节指令；控制终端能够访问云平台服务器，并能够将调节指令发送至云平台服务器；阀门控制器，能够接受云平台服务器的调节指令，并将调节指令发送至驱动器，以控制驱动器的动作。此外，阀门控制系统还包括终端检测组件，能够将其检测的数据发送至云平台服务器。

具体而言，控制终端和阀门控制器之间通过云平台服务器进行通讯，云平台服务器上设置有阀门的云平台，用于通过阀门控制器收集阀门数据，通过控制终端展示阀门的运行状态，并向阀门控制器转发控制终端的调节指令，以通过阀门控制器对阀门进行调节。

示例性地，云平台服务器依据其公网IP地址对外发布网站，作为阀门的云平台，云平台服务器可以利用设置于阀门或者给排水管网上的各种终端检测组件实时感知管网参数，实现数据采集、显示、记录、大数据分析、辅助管理人员决策等。同时，云平台服务器还能够接收控制终端的指令，远程控制阀门控制器设定或改变不同管路中阀门的参数，从而远程启/停给排水泵或者远程调节阀门的开度，以实现对于给排水管网中的给排水泵启/停、给排水流量、压力、液位、阀门通/断等控制，按需调节给排水管网负荷，当给排水管网出现故障时可自动修复或自动切断供水，避免出现更大事故或产生浪费、造成污染。终端检测组件可以是压力传感器、泄水传感器等。

进一步地，控制终端包括但不限于计算机、电脑、智能手机或者PAD等，控制终端还可以是其他移动终端，能够通过互联网访问云平台服务器的公网IP地址，利用该网站与阀门的云平台建立通讯关系。这样管理员就可以通过控制终端向阀门的云平台远程发送启/停给排水泵、调节阀门开度等指令。

优选地，控制器包括电连接的通讯模块、运算模块和执行模块，通讯模块用于发送或接受调节指令；运算模块能够将调节指令转换为执行模块能够识别的指令；执行模块根据接收到的指令以控制驱动器的动作。具体而言，通讯模块为无线通讯模块，通过无线通讯模块发送阀门数据或者接收调节指令，通过运算模块将调节指令中的设定值转换为执行模块能够识别的值，然后由执行模块控制驱动器对阀门进行电动调节。

阀门控制器上配置有云平台服务器的公网IP地址和云平台通讯端口，再通过控制器内置或者外置的无线通讯模块，就可以利用移动网络使控制器通过TCP通讯方式与阀门的云平台建立通讯关系，在接收到管理员通过控制终端向阀门的云平台发送的远程启/停给排水泵、远程调节阀门的开度等指令后，智慧控制器就可以通过运算模块、输入/输出模块和执行模块，来控制阀门驱动器执行与接收到的指令相对应的动作。

本实施例还提供了第一种阀门，包括上述的阀门控制系统和阀门驱动器，还包括倒流防止器8，倒流防止器8包括控制倒流防止器8开闭的主阀杆82，传动块4能够与主阀杆82相抵接以驱动主阀杆82移动使倒流防止器8开启或关闭。此外，在本实施例提供的倒流防止器8中，传动杆3为螺杆，传动块4为调节螺母。倒流防止器8还包括第一弹性隔膜83，主阀杆82穿设在第一弹性隔膜83上，第一弹性隔膜83起密封作用，且第一弹性隔膜83能够在压杆的作用下变形，从而使主阀杆82能够移动，以关闭或开启倒流防止器8。

倒流防止器8的上盖81通过安装架1分别安装有微型电机2、螺杆及调节螺母，微型电机2输出轴21为扁轴，螺杆与输出轴21配合滑动连接，调节螺母与倒流防止器8的主阀杆82相接触。

微型电机2接收控制器的调节信号后动作，带动螺杆转动(螺杆只能转动不能上下移动)，螺杆通过螺纹带动只能上下移动的调节螺母向下动作压紧主阀杆82强行封闭泄水口。故障解决后可通过监控电脑、手机自动调节恢复初始状态或在现场手动调节恢复初始状态。

当需要进行手动调节时，向内推动手动调节轴5，可以使手动齿轮与微型电机2的轴端齿轮咬合，然后转动手动调节轴5即可带动微型电机2的输出轴21转动，调节完成后向外拉出手动调节轴5即可实现手动齿轮与微型电机2的轴端齿轮的分离。

倒流防止器8，还包括压力传感器和漏水传感器84，压力传感器用于检测倒流防止器8的进口、主腔和出口处的压力，漏水传感器84用于检测倒流防止器8是否泄水，当检测到泄水口有漏水现象时，会通过智慧阀门的控制器将泄水信号传送至智慧水务系统的云平台服务器。云平台服务器依据压力传感器采集的P1、P2及P3进行自动分析，首先将4-20ma模拟量信号转换成对应的6400-32000数字量，经运算转换成实际压力值，计算△P12＝P1－P2、△P23＝P2－P3、△P13＝P1－P3，并预先设定正常工作时的最小要求值△’P12和△’P23，然后将计算出的△P12、△P23分别与△’P12和△’P23做减法运算，得出的数值均不小于0时为正常供水，任一值小于0时则判断为回流发生。

本实施例还提供了第二种阀门，包括上述的阀门控制系统和阀门驱动器，还包括先导阀9，先导阀9包括相抵接的弹性组件92和阀芯组件93，传动块4与弹性组件92相抵接以驱动阀芯组件93移动使先导阀9开启或关闭。在本实施例提供的先导阀9中，传动块4卡接在先导阀9的内壁上，从而使传动块4只能沿传动杆3直线移动，以驱动弹性组件92上下移动，从而使阀芯组件93开启或关闭先导阀9。此外，在本实施例中，传动杆3为调节螺杆，传动块4为调节螺母，弹性组件92为调节弹簧。此外，在本实施例中，阀芯组件93包括第二弹性隔膜931和阀芯932，第二弹性隔膜931起密封作用，且第二弹性隔膜931能够在调节弹簧的作用下变形，从而使阀芯932能够移动，以关闭或开启先导阀9。

微型电机2通过驱动器固定架91及螺栓固定在阀盖上端，微型电机2的输出轴21为扁轴，调节螺杆与扁轴配合，当微型电机2接收到控制器发送的调节信号后，扁轴旋转，可带动调节螺杆作旋转运动。调节螺杆在阀盖内只可做旋转运动而不能上下运动，通过调节螺杆的旋转可带动调节螺母作上下运动，调节螺母卡在阀盖内部竖向的槽内，因此调节螺母只能做上下运动而不能做旋转运动。调节螺母与调节弹簧接触，通过调节螺母的上下运动就可以改变调节弹簧的力的大小，即实现了电动方式调节弹簧力的大小，以实现调节弹簧驱动阀芯组件93上下移动。

当需要现场手动调节时，可压下微型电机2上端的手动调节轴5，可以使手动齿轮与微型电机2的轴端齿轮咬合，然后转动手动调节轴5即可带动微型电机2的输出轴21转动，调节完成后向外拉出手动调节轴5即可实现手动齿轮与微型电机2的轴端齿轮的分离，恢复为电动状态。

本实施例还提供了阀门组件，包括上述的阀门、阀门控制系统和阀门驱动器，还包括主阀10，主阀10为减压阀、持压泄压阀、安全阀、闸阀、蝶阀、球阀、浮球阀、或流量控制阀。在本实施例提供的主阀10中，主阀10的进口101与先导阀9的第一通道94相连通；主阀10的出口102与先导阀9的第二通道95相连通；主阀10的上腔103与先导阀9的第三通道96相连通，从而使主阀10成为智慧阀门，能够实现远程控制、监测及智能运行。

具体而言，主阀10包括但不限于：智慧减压阀、智慧持压泄压阀、智慧倒流防止器8、远程电动阀(含电动闸阀、电动蝶阀、电动球阀等)、智慧浮球阀、智慧流量控制阀及水源地泵房远程控制器等。在阀门控制器的控制下，本阀门内的主阀杆82或者调节弹簧可以由阀门驱动器来驱动，从而调节阀门开度。

给排水管网中的各个分支管路上一般都安装有减压阀，将减压阀的出口压力设定为某设定值以后，不管上游压力如何变化，减压阀总能保证出口压力稳定在设定值(除非减压阀的进口压力值低于该设定值)。但是每条分支管路的给排水压力需求往往是不一样的，现实中每条管网的供水压力也不可能永远不变，需要根据用户的需求和资源的高效、合理分配原则，对减压阀的出口压力做出调整。在调节出口压力设定值的时候，传统的减压阀需要人工手动调整。而在安装先导阀9形成智慧减压阀之后，每一台先导阀9在云平台服务器中都有地理位置定位，并且在云平台上实时显示进口压力值和出口压力值，能够实时掌控先导阀9的运行情况。只需要在连接到云平台服务器的控制终端上找到要调整出口压力设定值的智慧减压阀，同时输入调整值就能快速完成出口压力值的调节。同时智慧减压阀可以设定不同时段自动调节出口压力值，满足分时段的用水需求。

智慧流量控制阀也是通过将先导阀9安装到传统的流量控制阀上形成的，与智慧减压阀的原理相同，只是智慧减压阀是用于保证出口压力值的稳定与远程设定、调节，而智慧流量控制阀是用于保证出口流量值的稳定与远程设定、调节的。

在整个给排水管网中，针对一些突发问题，如突然的爆管，需要关闭上游距离最近的阀门，避免造成更大的损失及污染。而传统的阀门需要人工手动调节，当发生紧急情况，人工赶到现场又需要一定的时间，费时费力。智慧远程电动阀可以直接通过控制终端比如监控电脑等登录云平台服务器进行控制，更加快速、高效。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。