一种供水阀的制作方法

本实用新型属于供水阀门技术领域，具体涉及一种供水阀。

背景技术：

在农业节水灌溉各项技术的推广应用中，灌溉水量控制是实现精量供水、高效用水的基础。若达到预定的供水量时，自动停止供水，既可实现灌水量的控制，又可提高灌水均匀度。对于实现按水量收费和提高灌水效率、提升灌溉管理水平等均具有重要意义。目前，我国正在推广计量用水、灌水总量控制，定流量供水是实现计时用水和计时收费的基础。

目前农田灌溉等行业用水量难以实现精量管理，不能完全按计划用水量执行。进口的定量供水装置，结构复杂、可靠性差、价格昂贵，不适用农田灌溉等低产出行业应用。管道供水流量与供水压力有关，压力变化时，供水流量也随之变化；供水流量不稳定，造成相同供水时间供给的水量不同；大型的供水系统中，压力偏差致使灌水不均匀。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术中的不足之处，提供一种供水阀，可以实现定量供水或恒定流量供水。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种供水阀，包括阀体和阀盖，阀盖位于阀体顶端，且阀盖和阀体固定连接，阀体内设置有套筒，套筒内设置有阀芯，阀芯通过阀杆与电机连接，与阀芯相对应的套筒上设置有过水孔，阀体进水端开设有第一小孔，第一小孔对应的阀体外侧设置有第一压力传感器，阀体出水端开设有第二小孔，第二小孔对应的阀体外侧设置有第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均与仪表电连接；电机和仪表位于阀体外部，且电机位于阀盖的正上部，阀杆穿过阀盖连接电机和阀芯。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果：

当恒定流量供水时，本实用新型利用特制的结构，在阀下游端(如阀板背水面)内置1个压力传感器，监测出阀时的水压；在阀门上游端(如阀板迎水面)，内置1个压力传感器，感知入阀时的水压；以阀门上下游内置的2个压力传感器作为监控信号，通过感知的入阀压力和出阀压力，将2个压力传感器标定后的过水流量作为阀后出水流量；利用内置的2个压力传感器差值信息，反馈给控制阀门开度的电机，调节阀门开度；调节阀门开度，直到内置的2个压力传感器差值达到对应预设的供水流量值时，停止调节阀门开度；若压力变化时，可重复上述信号采集和调节过程，从而实现定流量向阀后供水。本实用新型适用性强，适合于所有采用阀门控制的管道供水；成本低，该定流量供水阀采用阀门生产时的通用模具即可实现，降低了模具成本，提高了阀门模具的通用性；结构简单，只需对现有的闸阀部分零件(如阀板、或进出水口)进行少量的改动，即可实现定流量供水。

当定量供水时，本实用新型采用特制的结构，在阀上游端(如阀板的迎水面)和下游端(如阀板的背水面)各安装1个压力传感器，监测出入阀的压力；在特制的阀体结构中，利用内置的2个压力传感器可测得当前管道内的压力和瞬时过水流量；利用内置的2个压力传感器差值监测水流速度，通过管道面积计算出过水流量，积分得到此刻已通过的水量；上述积分得到的水量与预选设计的供水量对比，若二者相同时，即发出信号，关闭阀门。本实用新型提供的定量供水阀价格低，适合于灌溉等多数行业；结构简单、可靠，减少了使用中错误概率；成本低，只需对现有闸阀的部分零件(如阀板或进出水口)进行少量改动，即可实现定水量供水。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是水流过本实用新型时的流向的示意图。

其中，1是仪表；2是电机；3是阀盖；4是第一压力传感器；5是第一小孔；6是阀体；7是阀杆；8是阀芯；9是套筒；10是第二小孔；11是第二压力传感器；12是过水孔。

具体实施方式

如附图1-2所示，一种供水阀，包括阀体6和阀盖3，阀盖3位于阀体6顶端，且阀盖3和阀体6固定连接，阀体6内设置有套筒9，套筒9内设置有阀芯8，阀芯8通过阀杆7与电机2连接，与阀芯8相对应的套筒9上设置有过水孔12，阀体6进水端开设有第一小孔5，第一小孔5对应的阀体6外侧设置有第一压力传感器4，阀体6出水端开设有第二小孔10，第二小孔10对应的阀体6外侧设置有第二压力传感器11，第一压力传感器4和第二压力传感器11均与仪表1电连接；电机2和仪表1位于阀体6外部，且电机2位于阀盖3的正上部，阀杆7穿过阀盖3连接电机2和阀芯8。

仪表1在本实用新型中相当于控制器，可以进行数值的运算、比较，以及发出指令，控制阀门开合。

采用上述的供水阀进行恒定流量供水的方法，具体步骤如下：

1)水从阀体6的进水端进入，经过过水孔12，从阀体6的出水端流出；

2)利用第一压力传感器4和第二压力传感器11测得阀体6的进水端和出水端的压力；

3)第一压力传感器4和第二压力传感器11将测得的压力值传送给仪表1，仪表1利用下述公式进行计算，得出瞬时流量Q：

其中，s₁，s₂分别为前后放置压力传感器处的管道截面积；v₁为第一压力传感器处的水流流速；p₁，p₂分别为前后压力传感器处的水压力；γ为水的容重，取9.8kN/m³，g取9.8m/s²；Q为测出的流量；

4)仪表1将求得的瞬时流量Q与预先设定的瞬时流量进行比较，并将比较结果反馈给电机2，由电机2带动阀芯8上下运动，从而调节阀门的开度大小，使得出水流量保持恒定；当求得的瞬时流量Q小于预先设定的瞬时流量时，电机2带动阀芯8向上运动，开大阀门；当求得的瞬时流量Q大于预先设定的瞬时流量时，电机2带动阀芯8向下运动，关小阀门；

5)直到求得的瞬时流量Q等于预先设定的瞬时流量，停止调节阀门开度；若第一压力传感器4和第二压力传感器11测得的压力值有变化，则重复上述信号采集和调节过程，从而实现恒定流量供水。

采用上述的供水阀进行定量供水的方法，具体步骤如下：

1)水从阀体6的进水端进入，经过过水孔12，从阀体6的出水端流出；

2)利用第一压力传感器4和第二压力传感器11测得阀体6的进水端和出水端的压力；

3)第一压力传感器4和第二压力传感器11将测得的压力值传送给仪表1，仪表1利用下述公式进行计算，得出瞬时流量Q：

其中，s₁，s₂分别为前后放置压力传感器处的管道截面积；v₁为第一压力传感器处的水流流速；p₁，p₂分别为前后压力传感器处的水压力；γ为水的容重，取9.8kN/m³，g取9.8m/s²；Q为测出的流量；

4)仪表1再将求得的瞬时流量Q进行积分，求得所求时间段内通过阀体6的总流量，再将求得的总流量与预先设定的总流量进行比较，若求得的总流量小于预先设定的总流量，则电机2不动作，阀体6保持开启状态，若求得的总流量大于或等于预先设定的总流量，则电机2带动阀芯8向下运动，将阀体6关闭。

所用公式的推导过程为：

令p₁-p₂＝Δp z₁-z₂＝Δz

其中：Δz是前后压力传感器的高程差，此处不计；s₁，s₂分别为前后放置压力传感器处的管道截面积；v₁，v₂分别为前后放置压力传感器处的水流流速；p₁，p₂分别为前后压力传感器处的水压力；z₁，z₂分别为前后压力传感器处的位置水头；取α₁＝α₂＝1.0；γ为水的容重，取9.8kN/m³，g取9.8m/s²,h_w为经过阀门的水头损失，此处可不计；Q为测出的流量。

本实用新型的使用方法如下：将本实用新型提供的供水阀安装在管道上，当需要恒定流量供水时，预先通过仪表1设定所需要的瞬时流量，通过电机2打开阀门，阀门开始工作：

1)水从阀体6的进水端进入，经过过水孔12，从阀体6的出水端流出；

2)利用第一压力传感器4和第二压力传感器11测得阀体6的进水端和出水端的压力；

3)第一压力传感器4和第二压力传感器11将测得的压力值传送给仪表1，仪表1利用下述公式进行计算，得出瞬时流量Q：

其中，s₁，s₂分别为前后放置压力传感器处的管道截面积；v₁为第一压力传感器处的水流流速；p₁，p₂分别为前后压力传感器处的水压力；γ为水的容重，取9.8kN/m³，g取9.8m/s²；Q为测出的流量；

4)仪表1将求得的瞬时流量Q与预先设定的瞬时流量进行比较，并将比较结果反馈给电机2，由电机2带动阀芯8上下运动，从而调节阀门的开度大小，使得出水流量保持恒定；当求得的瞬时流量Q小于预先设定的瞬时流量时，电机2带动阀芯8向上运动，开大阀门；当求得的瞬时流量Q大于预先设定的瞬时流量时，电机2带动阀芯8向下运动，关小阀门；

5)直到求得的瞬时流量Q等于预先设定的瞬时流量，停止调节阀门开度；若第一压力传感器4和第二压力传感器11测得的压力值有变化，则重复上述信号采集和调节过程，从而实现恒定流量供水。

当需要定量供水时，预先通过仪表1设定所需要的总流量，通过电机2打开阀门，阀门开始工作：

1)水从阀体6的进水端进入，经过过水孔12，从阀体6的出水端流出；

2)利用第一压力传感器4和第二压力传感器11测得阀体6的进水端和出水端的压力；

3)第一压力传感器4和第二压力传感器11将测得的压力值传送给仪表1，仪表1利用下述公式进行计算，得出瞬时流量Q：

其中，s₁，s₂分别为前后放置压力传感器处的管道截面积；v₁为第一压力传感器处的水流流速；p₁，p₂分别为前后压力传感器处的水压力；γ为水的容重，取9.8kN/m³，g取9.8m/s²；Q为测出的流量；

4)仪表1再将求得的瞬时流量Q进行积分，求得所求时间段内通过阀体6的总流量，再将求得的总流量与预先设定的总流量进行比较，若求得的总流量小于预先设定的总流量，则电机2不动作，阀体6保持开启状态，若求得的总流量大于或等于预先设定的总流量，则电机2带动阀芯8向下运动，将阀体6关闭。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。