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    设计智能水表心脏阀门的结构

         智能水表开辟至目下当今已经有许多年的年华。许多年年华在市场上投入利用的智能水表出现1些品格、技艺问题。这些问题终极会集在执行器上。开辟商对执行器多几多许多多少少都做过基础底细服从的实行,来考证其服从无理论利用中的牢靠性。为什么颠末考证的执行器在用户正式的利用中会出现意想不到的问题呢?我以为有办理布局、实验步履、实验环境上的解析问题。如下就阀门的解析性问题叙说我团体的观点。
    1、 布局办理:
    (1)、阀门的布局办理:

    1. 阀门使命的基础底细事理

         今朝市场上阀门的种类囊括:电磁先导阀、电机先导阀、电机球阀、平面叠阀。

    1)、电磁先导阀的使命事理:电磁阀开启时,对阀封压力腔停止泄压,管道内的水压将阀封推开,智能水表就正常使命;电磁阀开启时,即开启了泄压腔的孔,此时在阀封上的腔内的水压敏捷回升,直至将阀封压住阀口,开启了出水口。
    2)、电机先导阀是采用放慢机构,为了打算运动件的密封问题,运动杆采用了磁驱动事理把持泄压孔的开启与开启,从而达到阀封的开与关。它与电磁先导阀事理相像,只是年华和反馈速率比电磁先导阀慢。出现的问题与电磁先导阀是1样的。
    三)、电机球阀使命事理:由放慢机构将电机的转速减慢,将扭矩加大用以促进球阀停止窜改,达到开启与开启的服从。对于球阀巨匠的制作工艺哀求比较高,球阀的窜改力度要有1个很标准的参数,即窜改球阀必须管束在1组工艺参数的范畴内。并且,驱动球运转杆的密封也是1个关头,此中采用的基础底细是O型橡胶圈停止密封,所以,橡胶圈过于紧将削减扭矩,过于松将会导致密封不严而走漏。
    四)、平面叠阀使命事理:由放慢机构将电机的转速减慢,将扭距加大用以促进平面叠阀停止窜改,达到开启与开启的服从。密封性是由水压上片来担保。平面叠阀对阀片的争辩平面的平面度和光洁度哀求相当的高,而且对于采用的材料哀求也有很高的哀求。为了打算这些问题,平面叠阀下叠片采用了陶瓷基材,上片采用了此外强度高的耐磨损材料,完全按化工呆滞密封的事理制作与加工,既担保了公允的兵戈面,又担保了最小的争辩系数。

    2. 布局剖析:

          电磁先导阀和电机先导阀在自来水管道理论利用中,已经出现了因为且自水诘问题导致先导孔的梗塞、泄压阀杆吸附铁质微粒组成阀杆被卡死等问题,经由市场的利用与反馈的消息,开辟商已经相识到这种布局的执行器不适宜我国水司今朝的水质利用。由此,开辟商又转向了球阀和平面叠阀。目下当今利用球阀的更多1点。如下对球阀、平面叠阀的布局停止解析剖析:

    1)、电机球阀:在球阀的布局上,进步工艺水平,将球阀的扭矩管束在1个不会走漏又在1定的扭矩参数范畴。这1项工艺哀求包含两个方面的哀求,第1,球阀与密封压紧圈之间的松紧水平,既要对峙在1定压力下开启时不会走漏;又要在外感召力下窜改所利用的扭矩在1个参数范畴。这个参数值应:

                                         F>f1+f2+f三

    式中:F——电机驱动放慢机构输出的扭矩力;

    f1——球窜改的扭矩力;
    f2——窜改杆橡胶密封的扭矩力;
    f三——管道消息水压对球阀的感召力;

         今朝市场电机球阀的开关年华从:8秒至1四秒有几种,此中对8秒摆布布局的电机球阀和1四秒摆布的电机球阀停止过实验。实验的环境为1.0MPa,供电办法是电池间接供给。实验用的是新电池。实验的后果:

    8秒电机球阀在0.6MPa的消息环境关阀很困难,偶尔致使关不上;
    1四秒电机球阀在1.0MPa的消息环境关阀比较正常,没有出现关阀失误现象。

         根据两种实验的后果,我们可以或许看出,扭矩对球阀是很严重的。我们假如:电机是雷同的参数,那么假设8秒年华的比速是1,则1四秒年华的比速则是1.75。所以,电机球阀的关头是放慢机构的比速大小问题,可是后背说的几个工艺问题也是很严重的。

    2)、平面叠阀:在呆滞密封布局的基础上倒退起来的1种阀门。阀门的本性是水平式的,流向是长进下出,于是阀门开启时水的压力对上阀片是起很大感召的,压力越高密封坚守越好。使命时阀片是作平面窜改运动,需要按捺的是阀片之间的争辩系数,而水压对它的影响没有球阀那样大。但要按捺上叠片在水压强下的争辩力。叠片之间得争辩力经由理论实验,几孚没有削减几多许多多少的力。实验是在同1只水表长停止并按以下步履:

    ⑴将电流表串接在开关电路内,把持开阀、关阀开关停止管束;
    ⑵IC卡水表调度在105m扬程的水泵管路中,水表接口前接压力表和三通调度阀门用以调治管路供水的压力;
    ⑶开启水泵将压力调解在1.0MPa摆布时,对阀门停止开关的运行实验;
    ⑷经由调解阀门将压力逐顺序整至1.5MPa。 
       执行是在动静状况中截止,与理论独霸工矿完全1致,在水压1.0MPa时所须要的电流是:关阀起步50mA,当将要封闭时,电流猛然回升至110mA支配;开阀时电流:开阀起步时电流110mA支配,当阀门1开启电流火速降落至50mA。

         在水压1.5MPa时所须要的电流是:关阀起步55mA,当将要封闭时,电流猛然回升至120mA支配;开阀时电流:开阀起步时电流120mA支配,当阀门开启水从表内流出电流火速降落至55mA。

         从执行结果看到,水压对叠片阀的影响是很小的,回响回响在电流上的改革也便是5mA至10mA。水压从1.0MPa升至1.5MPa增长了50%;电流从50mA升至55mA和从110mA升至120mA支配,增长了10%支配,因此,在叠片阀中水压抬高对阀门开启的力影响是比较小的,关系是1:5。虽然这必须是在特定的材料与摩擦系数的根本上。

          立体叠阀的放慢机构开关工夫为8秒和1四秒。对两种工夫的阀门截止了执行,执行状况为1.0MPa,供电体例是电池直供给。执行用的是新电池。执行结果:

    8秒立体叠阀在1.0MPa的动静状况开关正常;
    1四秒立体叠阀在1.5MPa的动静状况开关正常。

    3. 小结 

          从执行的结果和理论算计的结果,咱们曾经晓得,立体叠阀的结构更适应智能水表所用实验器。在山区屯子水司供水压力高与普通平原屯子的供水压力,而今朝屯子的高层建筑供水压力也会高于普通楼层的水压,没有颠末严密验证的阀门在水压高的状况失掉了应有的效率。智能水表是当代高科技产物,代表了自动化仪表障碍的水平,作为斥地商,智能水表斥地能对劲用户独霸的乞请放在第1位,产物应能覆盖全数的独霸状况。

    (二)、 阀门驱动结构:

          在立体叠阀结构中,今朝用于阀门驱动的结构是:

    1. 挺立杆加双道丁晴橡胶O型密封圈防御水的泄漏;
    2. 上下采纳强磁的磁驱动,以防御水的泄漏。

          这两种动作在结构上看,截止密封理应是磁驱动动作比较公道,而且今朝的密封成绩还是很好。然则,咱们国度的水司输送给用户的自来水水质并不是纯真水,在水中尚有许多的杂质,在杂质中还含有相等的含铁物资。由于水质的原因,在不到6年的工夫里,水中的铁质材料就会将被驱动齿轮的强磁吸引,并将齿轮牢牢的包裹,最后水中带强磁的齿轮旋转的摩察系数加大,以致会呈现旋转通行。这种情况曾经在电机先导阀上呈现多次案例。以是,此刻仍独霸电机先导阀的产物基本没有了。

         挺立杆O型圈密封,对带压力的液体截止密封是不梗概的,极度是对IC卡水表独霸那更是有难度,第1,采纳的电机人人功率小,扭矩也小,O型圈过紧会火速增长摩察系数,开关阀门电流加大;第二,O型圈过松会构成密封成绩,繁冗发生活力泄漏。假定要加工成不紧不松的话,工艺乞请就进步了,这样导致制作本钱回升。即使加工工艺很童稚,O型密封圈暂时在水的压力感染下,会发生活力变形,1般水司的水压,会在两年支配的工夫,O型密封圈密封处就会发生活力泄漏。

    A、今朝,IC卡水表的产物资量,曾经越做越好,困扰质量题目常常是在陈列当前,独霸了1两年工夫,呈现阀门关不上或泄漏等题目。假定是磁驱动的阀门,则会在更长的工夫呈现由于摩察系数的加大而关开阀门失灵。如何打点题目,我以为:在IC卡水表中,不拟采纳O型密封圈和磁驱动的结构体例,在有压力的管网中,对水的密封应采纳机械密封的结构体例,用以暂时截止密封,这样身手担保在6年的独霸中确保不会漏水,同时担保阀门效率失掉实现。
    B、今朝呈此刻用户独霸过程中发明的质量题目,主如果漏水、阀门不能完全封闭、阀门失掉效率等。这些质量题指标枢纽是由于阀门驱动采纳的密封结构体例而激发的,假定将阀门驱动的密封结构体例截止改良,则或者彻底打点漏水题目和导致失掉阀门实验效率的妙技题目。

        机械密封是1种动密封,在化工行业中广泛采纳。其密封的牢靠性很好,在IC卡水表行业引进机械密封是晋职IC卡水表妙技的1个重要体例,同时也是打点IC卡水表泄漏、在1定工夫内丢属实验效率的最佳动作。

    二、 执行动作:

          智能水表是1只陈列在千家万户老苍生家里的计量仪表,具有自动计量、控制欠费等效率,平常无需人去截止报告及保养,完全请托IC卡在截止数据和信息的传输,执行当代化的打算。作为1只出厂的产物,具有的每1项效率都是要进过牢靠执行配备的测验验证是合格的身手出厂。1般的执行及执行配备都有,由于计量器具制作许可证取证时常必需要的,然则,阀门动静执行的配备由于取证时没有具体的乞请,以是1般厂家都不会筹备的,这样就构成为了阀门动静执行配备基础底细没有厂家会去研发和加工制作,构成为了基础底细没有阀门动静的执行,使得IC卡水表阀门在出厂时没有进办法态的测验就在用户家里陈列。构成为了今朝呈现的阀门泄漏、关不了阀门等质量和妙技上的题目。假定想要制作好1个产物,全数的检测才智都不能短少。

          阀门动静执行,是1种模拟在正常独霸形态的测验。这种形态理应是或者覆盖全数水司状况的。测验阀门动静的实验效率尚有很重要的1点便是测验的电压,采纳甚么样的电压最符合?

         智能水表中每1家都有1个类似的效率,即当电池电压低于设定值时,单片机会指令阀门截止封闭的效率办法,此时的电池电压是智能水表中最低的电压,也便是说,最后的关阀办法是在电池电压最低状况。
    这样或者设定执行、测验的前提:

    1. 供水压力:1.0Mpa;
    2. 电压:智能水表设置的极限电压的80%稳压电源;

         或者是模拟电池最低电压的工况作为执行、测验的电源。作为计量器具制作许可证稽核全数应将智能水表取证的配备增长阀门动静检测的专用配备,这样身手确保出厂的产物资量对劲独霸的乞请。

     

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