智能表阀一体水表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明专利——一种智能表阀一体水表。该专利由北京慧怡科技有限责任公司申请，并于2019年1月8日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及智能表阀一体水表领域，特别涉及一种智能表阀一体水表。

发明背景

目前大多数IC卡水表采用水表表体加电路控制阀门的分体连接结构，只要将水表基表装上机械计数器、发讯装置再与单独制造的阀门采用螺纹连接方式连接起来，其电池安装在塑料壳的内部、信息读取方式以刷卡为主就构成了IC卡水表，但是现有的IC卡水表存在功能单一，结构复杂，体积较大，安装不便的问题。

因此，发明一种智能表阀一体水表来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能表阀一体水表，通过将控制腔和阀门腔隔离设计在同一壳体内，使整个水表结构简单紧凑，体积较小，便于使用，并且通过将阀门、水表以及过滤机构设置为一体化，解决了用户用水情况不能够实时观看、用水不放心以及需要阀门、水表和过滤器三次安装的麻烦，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能表阀一体水表，包括壳体，所述壳体前侧设有卡槽，所述卡槽顶部设有显示器，所述显示器顶部设有指示灯，所述壳体内部设有控制腔和阀门腔，所述控制腔内部设有电池槽、单片机、GPS定位器和IC卡读卡器，所述阀门腔内部设有电磁阀，所述电磁阀包括阀体、线圈、磁芯、阀杆、活塞和限位检测机构，所述阀体内部设有活塞活动腔，所述活塞活动腔顶部设有阀杆活动腔，所述活塞活动腔顶部和底部对应的阀体内壁设有密封垫，所述阀体一端设有进水管以及另一端设有出水管，所述进水管内部设有温度传感器，所述出水管内部设有流量传感器，所述进水管和出水管一端均设有过滤机构，所述过滤机构端部设有连接管。

优选的，所述壳体设置为方体，所述壳体边角设置为圆角，所述阀门腔设置于控制腔后侧，所述控制腔和阀门腔之间设有隔板。优选的，所述电池槽设置于控制腔顶部，所述电池槽内部设有蓄电池，所述电池槽顶部设有盖板，所述盖板与电池槽活动卡接，所述单片机设置于电池槽底部，所述GPS定位器设置于单片机一侧，所述IC卡读卡器设置于GPS定位器底部且与卡槽相对应，所述卡槽内部设有IC卡。

所述线圈设置于阀体顶部，所述磁芯设置于线圈内侧，所述阀杆设置于活塞活动腔内部，所述活塞设置于阀杆底部，所述阀杆设置于阀杆活动腔内部，所述活塞设置于活塞活动腔内部，所述活塞底部固定设有长杆，所述限位检测机构设置于长杆底部。

所述限位检测机构包括套管，所述套管与阀体固定连接，所述套管内壁两侧设有滑槽，所述滑槽内部活动设有滚珠，所述滚珠活动嵌设于长杆底端外壁，所述套管内腔底部固定设有红外测距传感器，所述红外测距传感器顶端设置于滑槽底端底部。

所述密封垫包括内环垫，所述内环垫外侧设有第一气囊，所述第一气囊外侧设有第二气囊，所述第二气囊外侧设有外环垫，所述第一气囊和第二气囊相连通且第一气囊高度大于第二气囊高度，所述内环垫和外环垫与活塞活动腔顶部和底部边缘对应的阀体内壁固定连接，所述密封垫由硅橡胶制成，所述活塞边缘与第二气囊相对应。

所述过滤机构包括管体，所述管体内部设有反渗透膜，所述管体两端设有插管，所述进水管、出水管和连接管均与插管螺纹连接，所述连接管一端外壁缠绕有热收缩膜。优选的，所述进水管和出水管与阀体一体化成型，所述进水管和出水管端部贯穿壳体外壁且延伸至壳体外部。优选的，所述电磁阀、显示器、指示灯、GPS定位器、温度传感器、流量传感器和IC卡读卡器均与单片机电性连接，所述单片机连接端设有数据库，所述数据库内部设有各个地区的阶梯水价，所述数据库通过网络与全国水费查询网站连接。

本发明的技术效果和优点：

1、通过将控制腔和阀门腔隔离设计在同一壳体内，使整个水表结构简单紧凑，体积较小，便于使用，并且通过将阀门、水表以及过滤机构设置为一体化，解决了用户用水情况不能够实时观看、用水不放心以及需要阀门、水表和过滤器三次安装的麻烦；

2、当整个水表安装时，GPS定位器启动自动定位位置并且将位置信息发送给单片机，单片机提取数据库内部的此地区的阶梯水价，从而根据流量传感器检测的水流量信息计算出水费经显示器显示，并且显示使用的水量和温度传感器检测的水温度信息，方便人们直观的观看到用水情况；

3、当电磁阀关闭时，活塞下压，活塞能够压缩第二气囊，使其内部的气体充入第一气囊内部，第一气囊鼓起，从而提高活塞边缘的密封性，同理当电磁阀开启时，活塞上升挡住阀杆活动腔，顶部的密封垫上的第二气囊压缩，第一气囊鼓起将活塞边缘密封，避免阀杆活动腔内部进水影响阀杆，以及提高整个电磁阀的密封性；

4、通过流量传感器检测水的流量，当正常供水时，水流量较低说明过滤机构发生堵塞，此时可以通过显示器提醒用户更换过滤机构，因为进水管、出水管和连接管均与插管螺纹连接，使过滤机构便于更换，使用方便；

5、套管内壁两侧设有滑槽，滑槽内部活动设有滚珠，滚珠活动嵌设于长杆底端外壁，当长杆上下移动时不会磨损套管，增强活塞的上下移动稳定性，保证密封效好，延长整个水表的使用寿命，并且红外测距传感器能够检测与长杆的间距，从而确定活塞的位置，确认供水情况以及密封情况，保证电磁阀的稳定运行。