CN220268607U - 一种水流检测结构及其阀体 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水流检测结构及其阀体，通过将水流检测结构设置于管路或阀体中，水流检测结构中的内旋转片沿周向倾斜排列设置至在水流方向上的投影封闭，在水流量较小时，由于水流检测机构中在水流方向上不存在空隙，内旋转片能够稳定地被小水流撞击并以中心轴件为轴进行旋转，进而带动磁性转子旋转产生磁场，最后通过管路或阀体外侧的霍尔元件感应磁场实现水流量的检测。

Description

一种水流检测结构及其阀体

技术领域

本实用新型涉及水流检测领域，尤其涉及一种水流检测结构及其阀体。

背景技术

在农业灌溉等场景中，需要将灌溉用水通过管道引流至各个用水区域，同时在各个用水节点设置相对应的控制阀，在长期的使用中，控制阀会出现结构松动、密封圈老化等问题，导致水流通过控制阀向后端渗漏，造成水资源浪费。对于上述漏水问题，常见的检测方法有压力检测、水流量检测等，通过漏水检测，能够定位漏水位置，以便于进行维修。

在水流量检测方法中，往往使用霍尔元件搭配磁性转子进行水流量检测，其原理是：当水流过时，撞击叶轮，叶轮旋转带动磁性转子转动，磁性转子的转速随着水流量成线性变化，霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小。

在现有技术中，一般使用具有螺旋叶轮的转子，例如专利公开号为CN202793477U的水流量传感器，该实用新型包括壳体、霍尔元件、水流变向套、磁性转子、转子支座，水流变向套放置在壳体内，磁性转子一端***水流变向套，其另一端***转子支座，磁性转子圆周上布置转子叶轮，所述转子叶轮螺旋角为夹角α，水流变向套进水口处设有水流变向叶片，水流变向叶片螺旋角为夹角β，主要技术特征是所述的转子叶轮螺旋角夹角α左旋或右旋，水流变向叶片螺旋角夹角β为右旋或左旋。具有在相同水流量情况下，能有效提高磁性转子的转速，且流量与磁性转子的转速成正比，进而提高了水流量传感器的精度等特点。但是此新型中，只能基于能够推动叶轮转动的情况下提高磁性转子的转速，由于转子叶轮之间具有空隙，在水流较小的情况下，水流可能直接通过间隙流过，叶轮未受到水流的撞击，磁性转子不进行转动，导致磁力不产生变化，可能产生霍尔元件无法进行感应从而无法识别水流的情形。

实用新型内容

为此，需要提供一种水流检测机构及其阀体，解决由于转子叶轮之间具有空隙，在水流较小的情况下，水流可能直接通过间隙流过，叶轮未受到水流的撞击，磁性转子不进行转动，导致磁力不产生变化，可能产生霍尔元件无法进行感应从而无法识别水流的情形的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种水流检测结构，所述水流检测结构设于管路或阀体的内部同时位于霍尔元件的感应位置，水流通过所述水流检测结构时带动位于其内部最外沿的磁性转子转动，所述霍尔元件感应磁场变化实现水流量检测，包括中心轴件和内旋转片；

所述中心轴件的两端可旋转的设置于管路或阀体的内部；

所述内旋转片有多个且沿周向倾斜排列设置于所述中心轴件的外壁上，多个所述内旋转片在水流方向上的投影封闭；

水流撞击每个所述内旋转片时产生的力均能够带动所述中心轴件朝同一方向旋转，即使得所述磁性转子朝同一方向旋转。

进一步地，还包括有外旋转片和套筒件，所述套筒件的内壁与所述内旋转片连接，所述外旋转片有多个且沿周向倾斜排列设置于所述套筒件的外壁上，多个所述外旋转片在水流方向上的投影封闭，所述外旋转片被水流撞击后带动所述磁性转子旋转的方向与所述内旋转片被水流撞击后带动所述磁性转子旋转的方向一致。

进一步地，所述内旋转片和/或所述外旋转片与水流接触的面为曲面。

进一步地，所述内旋转片的宽度大于所述外旋转片的宽度。

进一步地，所述磁性转子设置于所述外旋转片上。

进一步地，还包括有外壳体，所述外壳体的内部设有连接部，所述连接部与所述中心轴件的两端可旋转连接。

进一步地，所述外壳体包括有前外壳体和后外壳体，所述前外壳体和所述后外壳体可拆卸连接。

本实用新型还提供一种阀体，包括：

阀门，用于控制所述阀体的开关状态；

控制模块，所述控制模块上电连接有霍尔元件，所述霍尔元件靠近所述阀体设置；

上述任一项实用新型内容所述的一种水流检测结构，所述水流检测结构设置于所述阀体的内部并位于所述霍尔元件的感应位置，水流通过所述水流检测结构时带动其内部的磁性转子转动，所述霍尔元件感应磁场变化并通过所述控制模块的计算实现水流量检测。

进一步地，所述霍尔元件的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置。

进一步地，所述阀门为电磁阀，所述电磁阀与所述控制模块电连接。

区别于现有技术，上述技术方案通过将水流检测结构设置于管路或阀体中，水流检测结构中的内旋转片沿周向倾斜排列设置至在水流方向上的投影封闭，在水流量较小时，由于水流检测机构中在水流方向上不存在空隙，内旋转片能够稳定地被小水流撞击并以中心轴件为轴进行旋转，进而带动磁性转子旋转产生磁场，最后通过管路或阀体外侧的霍尔元件感应磁场实现水流量的检测。

附图说明

图1为具体实施方式所述一种水流检测结构的立体图；

图2为另一具体实施方式所述一种水流检测结构的立体图；

图3为另一具体实施方式所述一种水流检测结构的截面图；

图4为另一具体实施方式所述一种水流检测结构的左视图；

图5为另一具体实施方式所述一种水流检测结构的右视图；

图6为具体实施方式所述一种阀体的截面图。

附图标记说明：

1、水流检测结构；

10、中心轴件；

20、内旋转片；

11、金属轴；

30、外旋转片；

40、套筒件；

60、磁性转子；

50、外壳体；

501、前外壳体；

502、后外壳体；

504、连接部；

80、阀体；

801、阀门；

802、控制模块；

803、霍尔元件。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。

除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。

在本申请的描述中，用语“和/或”是用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一类“或”的逻辑关系。

在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。

在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。

与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

除非另有明确的规定或限定，在本申请实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本申请所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1到图6，本实施例提供一种水流检测结构1，所述水流检测结构设于管路或阀体80的内部同时位于霍尔元件803的感应位置，水流通过所述水流检测结构时带动位于其内部最外沿的磁性转子60转动，所述霍尔元件803感应磁场变化实现水流量检测，所述水流检测结构包括中心轴件10和内旋转片20；所述中心轴件10的两端可旋转的设置于管路或阀体80的内部，具体地，可以在所述水流检测结构所在的位置，对应设置供所述中心轴件10的两端***的连接结构，所述连接结构可以是由管壁向中心延伸并在中心形成可容置所述中心轴件10的两端的空间。所述中心轴件10可以是塑料或者金属材质，考虑到成本以及小水流的冲击力度较小，优选质量较轻强度较高的塑料材质，例如pom塑料等。另一方面，为了避免长期旋转造成所述中心轴件10的磨损，优选的，可以在所述中心轴件10的轴心位置***金属轴11并固定，金属轴11与连接结构可旋转连接，通过金属的机械强度提高所述中心轴件10的使用寿命。

所述内旋转片20有多个且沿周向倾斜排列设置于所述中心轴件10的外壁上，多个所述内旋转片20在水流方向上的投影封闭，以所述内旋转片20为螺旋叶片为例，以水流方向为基准，每一个螺旋叶片均沿周向规则排列，并且，在旋转方向上，每一个螺旋叶片的前端均延伸至前一个螺旋叶片的后端，在这种结构下，所述水流检测结构旋转至任意位置停下，当水流在任意位置流向所述水流检测结构时，均会与某个所述内旋转片20接触，从而对所述内旋转片20产生作用力，使所述水流检测结构旋转。并且，水流撞击每个所述内旋转片20时产生的力均能够带动所述中心轴件10朝同一方向旋转，具体地，水流的撞击方向与每个所述内旋转片20的迎击面的夹角的同一侧均为锐角或钝角，即水流撞击每个所述内旋转片20时产生的作用力的方向均指向顺时针方向或逆时针方向，即使得所述内旋转片20能够带动所述磁性转子60朝同一方向旋转。可选的，所述内旋转片20的数量为两个。

需要说明的是，为了能够检测小水流，所述内旋转片20的尺寸理所应当的适配于所设置的管路或阀体80内径，即所述内旋转片20的最外沿应靠近管路或阀体80的内壁，并且，为了保证所述内旋转片20的结构强度，所述中心轴件10的直径应与所述内旋转片20的尺寸成正比。还需要说明的是，所述磁性转子60可以设置在所述内旋转片20的最外沿，以保证在一定的角速度下获得更大的线速度，获得更强的磁场变化，使得所述霍尔元件803能够感应到由小水流推动的所述磁性转子60的转动。

本新型通过将水流检测结构设置于管路或阀体80中，水流检测结构中的内旋转片20沿周向倾斜排列设置至在水流方向上的投影封闭，在水流量较小时，由于水流检测机构中在水流方向上不存在空隙，内旋转片20能够稳定地被小水流撞击并以中心轴件10为轴进行旋转，进而带动磁性转子60旋转产生磁场，最后通过管路或阀体80外侧的霍尔元件803感应磁场实现水流量的检测。

在某些实施例中，还包括有外旋转片30和套筒件40，所述套筒件40的内壁与所述内旋转片20连接，所述外旋转片30有多个且沿周向倾斜排列设置于所述套筒件40的外壁上，多个所述外旋转片30在水流方向上的投影封闭，所述外旋转片30被水流撞击后带动所述磁性转子60旋转的方向与所述内旋转片20被水流撞击后带动所述磁性转子60旋转的方向一致。需要说明的是，在本实施例中，所述磁性转子60设置于所述外旋转片30上。本实施例的目的在于进一步提高水流检测结构的结构稳定性同时保证对小水流的检测功能，所述外套筒能够为整体结构提供更强的刚性，在水流较大时避免所述内旋转片20被较强的冲击力破坏，同时，为了不影响水流检测结构对小水流的检测功能，在所述外套筒的外壁设置所述外旋转片30，同样的，以水流方向为基准，每一个所述外旋转片30均沿周向规则排列，并且，在旋转方向上，每一个所述外旋转片30的前端在水流方向上观察时，均延伸至前一个所述外旋转片30的后端，在这种结构下，所述水流检测结构旋转至任意位置停下，当水流在任意位置流向所述水流检测结构时，均会与某个所述外旋转片30接触，从而对所述外旋转片30产生作用力，使所述水流检测结构旋转。当水流足够小时，可以仅靠所述外旋转片30带动所述磁力转子旋转，当水流增大时，所述内旋转片20与所述外旋转片30一起带动所述磁力转子旋转。优选的，所述内旋转片20和/或所述外旋转片30与水流接触的面为曲面，曲面的曲率可以参考现有技术中螺旋桨等相似结构，在同样的水流作用下，提高所述水流检测机构的旋转速度，即所述磁性转子60能够产生更强的磁场，提高霍尔元件803的感应精度。

在某些实施例中，所述内旋转片20的宽度大于所述外旋转片30的宽度，宽度指径向宽度，所述内旋转片20同时与所述中心轴件10、所述外套筒连接，而所述外旋转片30仅与所述外套筒连接，将所述内旋转片20的宽度适当扩大，所述外旋转片30的宽度适当缩小，有利于提高水流检测结构的刚性强度，使其更加稳固耐冲击，不易损坏，提高使用寿命。

在某些实施例中，还包括有外壳体50，所述外壳体50的内部设有连接部504，所述连接部504与所述中心轴件10的两端可旋转连接。所述连接部504可以是人字形结构，所述连接部504的中心与所述中心轴体的两端可旋转连接，通过所述外壳体50，可以在运输及组装过程中对内部各部件结构进行保护，同时方便安装以及后续进行零件的更换。优选的，所述外壳体50包括有前外壳体501和后外壳体502，所述前外壳体501和所述后外壳体502可拆卸连接，便于加工生产以及组合安装，提高生产效率。

本新型还提供一种阀体80，包括：

阀门801，用于控制所述阀体80的开关状态，优选的，所述阀门801为电磁阀；

控制模块802，所述控制模块802上电连接有霍尔元件803，所述霍尔元件803靠近所述阀体80设置；优选的，所述控制模块802还包括微处理器，所述微处理器可以是为中央处理器(Central Processing Unit)，一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成，所述微处理器与所述霍尔元件803电连接，通过所述微处理器，可以根据所述霍尔元件803的感应脉冲信号，实时计算水流量数据，便于数据的统计与记录；

上述任一项实施例所述的一种水流检测结构，所述水流检测结构设置于所述阀体80的内部并位于所述霍尔元件803的感应位置，水流通过所述水流检测结构时带动其内部的磁性转子60转动，所述霍尔元件803感应磁场变化并通过所述控制模块802的计算实现水流量检测。所述电磁阀与所述控制模块802电连接。通过将水流检测结构设置于阀体80内，小水流漏过阀门801时，水流检测结构能够实现带动磁性转子60旋转并通过霍尔元件803进行磁场感应，控制模块802接收霍尔元件803的信号进行水流量计算，最后通过警示灯、警示音或者通过远程传输信号至上位机，使得管理者能够发现、判断漏水位置，及时进行维护修理，避免水资源的浪费。

当水流导通时，所述水流检测机构内的所述内旋转片20和/或所述外旋转片30在水流作用下进行旋转，同时带动所述磁性转子60进行旋转，当所述磁性转子60进入感应区域时(靠近霍尔元件803时)，霍尔元件803感应并发出脉冲信号，通过控制模块802可以获取脉冲信号，可以统计得到磁性转子60的旋转情况，磁性转子60转动一圈所产生的GS值转换成脉冲信号输出给控制模块802，控制模块802可以根据脉冲信号的数量来计算水流量，最后可以将水流量数值通过显示屏显示或者也可以根据水流量的实时数值通过控制模块802来对外部用电器(例如电磁阀)进行开启或者关闭，图中未视出连接线，参考现有技术即可。

为了进一步提高水流量检测的精度，所述霍尔元件803的感应面所在平面穿过所述磁性转子60的旋转面且呈交叉设置。这里的旋转面为磁性转子60的转动起来形成的圆面，该圆面的圆周线可以是磁性转子60上某一点转动一周的路径线。优选的，所述霍尔元件803设置于所述磁性转子60的正下方。需要说明的是，感应面指的是所述霍尔元件803能够感应到磁场的功能区平面，一般地，所述感应面与所述霍尔元件803的上表面平行，这样感应面平铺在霍尔元件803内部，实现更加灵敏的感应。在实际使用时，可以直接将霍尔元件803的顶面(一般是芯片丝印所在面)认为感应面。现有技术中(如申请人的公开号为CN202122386198.X的专利)，都是将霍尔元件803顶面正对或者背对所述磁性转子60设置，此时顶面中心垂直线是穿过所述磁性转子60，申请人通过研究后发现该做法并不是最优做法。本实用新型的所述霍尔元件803的感应面所在平面穿过所述磁性转子60的旋转面且呈交叉设置，这里关键在于感应面所在平面穿过所述磁性转子60的旋转面，而现有的是感应面所在平面的中心垂直线是穿过所述磁性转子60。而后本实用新型还要呈交叉设置，避免处在同一平面的情况，使得感应面可以更加充分感应到磁性转子60的磁性。当然，优选的为所述霍尔元件803的感应面所在平面垂直于所述磁性转子60的旋转面，此时最优选地，所述霍尔元件803的感应面所在平面与所述磁性转子60的转轴线重合。当然，由于机械加工误差，实际上的重合并不能完全做到，可以认为接近重合即可。这样通过将所述霍尔元件803的感应面所在平面穿过所述磁性转子60的旋转面且呈交叉设置，使得所述磁性转子60在转动时候，电磁线可以与感应面有更大的接触，即感应面可以感应到更多的电磁线，使得所述霍尔元件803可以接触到更强的磁场，使得磁性元件靠近霍尔传感器时与远离霍尔传感器时霍尔传感器所能检测到的磁力变化增加，使得所述霍尔元件803对磁性转子60的转动的感应更加灵敏，从而实现对较小流量的水流的识别与测量。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水流检测结构，所述水流检测结构设于管路或阀体的内部同时位于霍尔元件的感应位置，水流通过所述水流检测结构时带动位于其内部最外沿的磁性转子转动，所述霍尔元件感应磁场变化实现水流量检测，其特征在于：包括中心轴件和内旋转片；

所述中心轴件的两端可旋转的设置于管路或阀体的内部；

所述内旋转片有多个且沿周向倾斜排列设置于所述中心轴件的外壁上，多个所述内旋转片在水流方向上的投影封闭；

水流撞击每个所述内旋转片时产生的力均能够带动所述中心轴件朝同一方向旋转，即使得所述磁性转子朝同一方向旋转。

2.根据权利要求1所述的一种水流检测结构，其特征在于：还包括有外旋转片和套筒件，所述套筒件的内壁与所述内旋转片连接，所述外旋转片有多个且沿周向倾斜排列设置于所述套筒件的外壁上，多个所述外旋转片在水流方向上的投影封闭，所述外旋转片被水流撞击后带动所述磁性转子旋转的方向与所述内旋转片被水流撞击后带动所述磁性转子旋转的方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种水流检测结构，其特征在于：所述内旋转片和/或所述外旋转片与水流接触的面为曲面。

4.根据权利要求2所述的一种水流检测结构，其特征在于：所述内旋转片的宽度大于所述外旋转片的宽度。

5.根据权利要求2所述的一种水流检测结构，其特征在于：所述磁性转子设置于所述外旋转片上。

6.根据权利要求1或2所述的一种水流检测结构，其特征在于：还包括有外壳体，所述外壳体的内部设有连接部，所述连接部与所述中心轴件的两端可旋转连接。

7.根据权利要求6所述的一种水流检测结构，其特征在于：所述外壳体包括有前外壳体和后外壳体，所述前外壳体和所述后外壳体可拆卸连接。

8.一种阀体，其特征在于，包括：

阀门，用于控制所述阀体的开关状态；

控制模块，所述控制模块上电连接有霍尔元件，所述霍尔元件靠近所述阀体设置；

权利要求1-7任意一项所述的一种水流检测结构，所述水流检测结构设置于所述阀体的内部并位于所述霍尔元件的感应位置，水流通过所述水流检测结构时带动其内部的磁性转子转动，所述霍尔元件感应磁场变化并通过所述控制模块的计算实现水流量检测。

9.根据权利要求8所述的一种阀体，其特征在于：所述霍尔元件的感应面所在平面穿过所述磁性转子的旋转面且呈交叉设置。

10.根据权利要求8所述的一种阀体，其特征在于：所述阀门为电磁阀，所述电磁阀与所述控制模块电连接。