一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制阀，特别是涉及一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀。
【背景技术】
[0002]随着我国水资源供需矛盾日益尖锐，农业用水分配额减少的问题日益突出，采用低能耗的以滴灌、喷灌、微灌为代表的自动化节水灌溉技术得到了迅速推广及应用。而灌溉控制阀作为自动化灌溉系统的终端设备，其性能指标与运行可靠性对整个灌溉系统影响重大。现有的灌溉控制阀在实际灌溉系统中存在阀门堵塞、无法稳定开启、无法获取阀门工作状态等问题阻碍了自动化精准灌溉的大面积推广应用。在现有的灌区灌溉系统中，通常仅在首部枢纽处布设有大型过滤系统，而在灌溉控制阀处没有布设小型过滤系统，因而在实际运行中，灌溉管线中仍会进入部分砂石、泥土杂质。灌溉控制阀通常采用先导式隔膜阀结构，借助管线压力完成阀门的启闭，其先导压力控制回路管径通常在5_左右，电磁导阀的锐孔口径在2_左右，极易受到杂质堵塞，从而导致阀门故障。此外灌区水压波动较大，灌溉控制阀的膜片极有可能处于全关与全开之间的中间开度状态，而现有的灌溉控制阀产品通常不具备状态反馈功能，当控制指令下达后，无法获取阀门对控制指令的响应情况，一旦田间灌溉控制阀发生故障时，控制中心无法获知故障阀的准确位置，运管人员需要到田间逐个排查，工作量大，费工费时，工作效率低。为此，新型智能节水灌溉低功耗控制阀首先需要解决的问题即是防堵塞及阀门工作状态反馈。
[0003]有别于传统的管道系统，自动化灌溉系统通常布设与野外，而目前灌区的灌溉系统中，通常仅在首部枢纽处布设有大型过滤系统，而在灌溉控制阀处没有布设小型过滤系统，因而在实际运行中，灌溉管线中仍会进入部分砂石、泥土杂质。此外灌区的各灌溉控制阀的空间分布范围较大，当灌溉控制中心针对某一控制阀发出开启/关闭指令后，需要控制阀能够反馈阀门对于相关指令的执行情况，以方便灌溉控制中心掌握其工作状态，保证整个自动化灌溉系统的可靠稳定运行。而现有的灌溉控制阀在实际灌溉系统中存在阀门堵塞、无法稳定开启、无法获取阀门工作状态等问题，因此新型节水灌溉控制阀迫切需要解决的首要问题即为防堵塞及阀门工作状态反馈。
[0004]中国专利CN201934760U中公开了一种可用于阀门状态反馈的磁控传感器。该阀门状态反馈装置使用了磁力球及干簧管作为检测元件，仅能可靠辨识出全开状态，无法可靠辨识出全关状态以及中间开度状态。中国专利CN203413211U中公开了一种反馈式电磁阀结构，其阀门反馈装置也使用了磁感应传感器，可以反馈全开全关状态，无法辨识中间开度。中国专利CN2658509Y中公布了一种阀门光电信号反馈装置，该反馈装置用于先导式电磁阀，使用了 2组光电接近开关来反馈全开全关信号，同样无法辨识中间开度。中国专利CN2410511Y中公布了一种电子式阀位信号反馈装置。该阀位信号反馈装置使用直滑电位器作为检测元件，通过运算放大器与单片机构成的测量电路获取阀门开度信息。该装置能够辨识阀门开度信息，但是存在结构复杂，动作可靠性低的缺点。中国专利CN102588657A中提出了一种先导孔防堵结构，该结构由排堵针及推拉电磁铁组成，该防堵结构即可在每次阀门关闭开启过程中对先导孔进行清理，亦可通过阀门控制器驱动推拉式电磁头带动排堵针对先导孔进行清理。美国专利US5996608和US6575307中提出了一种采用刮板清洗先导孔滤网的结构，该结构可在隔膜阀开启或关闭过程中对滤网进行刮蹭清洗，但当阀门处于全开或全关稳定状态时，无法对滤网进行清洗。美国专利US008360250B2中提出了一种采用了水力驱动的螺旋桨刮板来去除金属滤网上的杂质防堵结构，该防堵结构依靠阀门开启时的水流运动，驱动螺旋桨，刮蹭滤网表面完成清洗。该结构已由Toto公司应用于其P220-S系列节水灌溉电磁阀中。
【实用新型内容】
[0005]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种具有低功耗、防堵塞及智能状态反馈功能的灌溉控制阀，选用了低功耗、低压力开启的隔膜阀及具有防堵塞功能的先导控制阀，并在此基础上设计了滤网清洗装置及阀门状态反馈装置，具有低功耗、防堵塞及智能状态反馈功能，可通过无线传输方式实现控制阀的自动控制及工作状态信号反馈，结构简单可靠、成本低廉，可较好的满足自动化灌溉系统的运行需求。
[0006]本实用新型的技术方案为:一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀，其特征是，包括隔膜阀、阀门状态反馈装置、先导控制阀和滤网清洗装置，所述阀门状态反馈装置和先导控制阀分别通过连接线缆与阀门控制器的电气连接；所述先导控制阀通过塑料连接头及PE软管与隔膜阀的上游入口腔室、控制腔室和下游出口腔室连通，构成先导控制回路；所述滤网清洗装置通过螺纹固定于所述隔膜阀的上游管道连接口上；所述阀门状态反馈装置与所述隔膜阀的中部连接，所述阀门状态反馈装置为微动开关式状态反馈装置或光电传感器式状态反馈装置。
[0007]前述的一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀，其特征是，所述的滤网清洗装置包括水平螺旋桨支架、水平螺旋桨、不锈钢滤网、整流罩和环形挡圈，所述不锈钢滤网置于所述水平螺旋桨支架的前端镂空支架上，所述水平螺旋桨通过环形挡圈固定于所述水平螺旋桨支架上，所述水平螺旋桨支架通过螺纹固定于所述隔膜阀的上游管道连接口上，所述整流罩置于所述水平螺旋桨支架的前端。
[0008]前述的一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀，其特征是，所述的整流罩和环形挡圈的材质为聚四氟乙烯。
[0009]前述的一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀，其特征是，所述的微动开关式状态反馈装置包括上壳体、下壳体、端盖、微动开关、支架、滑片、阀杆和密封组件，所述上壳体通过螺纹与下壳体固定连接，且通过O型圈实现密封；所述端盖通过螺纹与上壳体相连接，所述下壳体通过锁紧螺母固定在隔膜阀的阀盖上，由O型圈密封；装有微动开关的支架通过螺钉竖直固定于下壳体上，所述微动开关通过连接线缆与阀门控制器实现电气连接；所述滑片为一块折弯不锈钢片，通过螺钉固定于阀杆顶端；所述阀杆与隔膜阀的阀盖通过密封组件密封，且所述阀杆通过螺纹连接固定于隔膜阀的隔膜紧固芯上，隔膜固定于隔膜紧固芯与隔膜紧固套之间。
[0010]前述的一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀，其特征是，所述的光电传感器式状态反馈装置包括上壳体、下壳体、端盖、反射式光学位移传感器、电路板、阀反射镜片、杆和密封组件，所述上壳体通过螺纹与下壳体固定连接，且通过O型圈实现密封；所述端盖通过螺纹与上壳体相连接，所述下壳体通过锁紧螺母固定在隔膜阀的阀盖上，由O型圈密封；所述反射式光学位移传感器焊接于电路板上，所述电路板通过螺钉固定于阀杆顶端，且所述电路板通过柔性扁平连接线缆实现与阀门控制器的电气连接；所述反射镜片胶粘于端盖内表面上，且所述反射式光学位移传感器发射的光经反射镜片反射后在反射式光学位移传感器的接收范围内；所述阀杆与隔膜阀的阀盖通过密封组件密封，且所述阀杆通过螺纹连接固定于隔膜紧固芯上，隔膜固定于隔膜紧固芯与隔膜紧固套之间。
[0011]前述的一种新型智能节水灌溉低功耗控制阀，其特征是，所述的阀杆密封组件包括星型密封圈、密封适配件和O型密封圈，所述密封适配件通过锁紧螺母固定于下壳体上；所述星型密封圈用于阀杆与密封适配件之间的动态密封；所述O型密封圈用于隔膜阀的阀盖与密封适配件之间的静密封，还用于下壳体与阀盖之间的静密封。
[0012]本实用新型所达到的有益效果:
[0013]1、本实用新型选用了低功耗、低压力开启的隔膜阀及及具有防堵塞功能的先导控制阀，并在此基础上设计了滤网清洗装置及阀门状态反馈装置，成本低廉，且整体结构简单，安装方便。
[0014]2、本实用新型通过电缆连接至相匹配的阀门控制器，通过与上位机无线传输可实现阀门的通与断，同时具有低功耗、防堵塞及智能状态反馈功能，便于准确获知每个灌溉控制阀的工作状态，及时发现问题、排除故障，提高工作效率，降低运行维护成本，保证灌溉系统的运行性能。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型的滤网清洗装置结构示意图；
[0017]图3为本实用新型的微动开关式状态反馈装置结构示意图；
[0018]图4为本实用新型的光电传感器式状态反馈装置结构示意图；
[0019]图5为本实用新型的阀杆密封组件结构示意图；
[0020]图6为本实用新型的工作原理图；
[0021]图7为本实用新型的反射式光学位移传感器距离-相对光电流曲线图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0023]如图1所示，一种灌溉控制阀，包括隔膜阀1、阀门状态反馈装置2、先导控制阀3、滤网清洗装置4、连接线缆、塑料连接头及PE软管。阀门状态反馈装置2和先导控制阀3分别通过连接线缆实现与阀门控制器的电气连接。先导控制阀3通过塑料连接头及