專利名稱：用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其可應(yīng)用于采用熱水集中供暖的串聯(lián)式或并聯(lián)式供熱管網(wǎng)采暖智能管理的智能采暖計(jì)費(fèi)表。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的采暖計(jì)費(fèi)表包括以熱量為計(jì)費(fèi)單位的采暖計(jì)費(fèi)表，其閥門主要存在以下缺點(diǎn)1、采用有線控制方式，安裝困難，成本高，用戶難以接受；2、閥門采用擺式三通閥，電池驅(qū)動擺式三通閥時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩小，電池電壓低時無法帶動三通閥。閥門開關(guān)時運(yùn)動阻力大，開關(guān)難以到位，并且閥門開關(guān)時受供熱壓力的大小影響很大，直接影響使用效果。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其采用無線遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)表主表對智能閥開關(guān)的遙控，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立通斷功能，具有旋轉(zhuǎn)阻力小，容易開關(guān)的特點(diǎn)，并且安裝使用方便，可靠性高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特殊之處在于包括單片機(jī)，單片機(jī)上連有無線遙控接收電路，計(jì)費(fèi)表主表通過無線方式控制相應(yīng)的智能閥。
上述無線遙控接收電路包括與智能閥的單片機(jī)連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。
上述智能閥包括與單片機(jī)連接的閥門開關(guān)控制電路，電機(jī)與閥門開關(guān)控制電路連接，機(jī)械傳動系統(tǒng)與閥門開關(guān)到位檢測電路連接，閥門開關(guān)到位檢測電路并與單片機(jī)連接。
上述機(jī)械傳動系統(tǒng)包括與電機(jī)連接的球形三通閥，球形三通閥與電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)連接，減速機(jī)構(gòu)采用減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機(jī)構(gòu)。
上述球形三通閥與電子線路和器件之間通過隔熱墊隔離。
上述智能閥的單片機(jī)上連有安全控制電路，報警指示燈電路和電池欠壓檢測電路。
上述智能閥的單片機(jī)包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，電池供電電路，對外接口電路。
上述智能閥分為兩部分，由三通閥的轉(zhuǎn)動軸使其相互連接，上部安裝以單片機(jī)為核心的智能閥的控制電路、電機(jī)及傳動系統(tǒng)、電池盒等，并用塑料盒封裝，下部為球形三通閥以及三通閥與供暖管路的連接件。
上述電池盒的蓋子上帶有固定螺釘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1、本實(shí)用新型采用無線遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)表主表對智能閥開關(guān)的遙控，用戶開關(guān)智能閥取暖，只需按動主表上的控制按鍵，通過無線遙控信號對智能閥進(jìn)行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費(fèi)、計(jì)費(fèi)過程，對未交費(fèi)用戶能自動切斷供暖，通過無線遙控信號對智能閥進(jìn)行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費(fèi)、計(jì)費(fèi)過程，對未交費(fèi)用戶能自動切斷供暖，徹底解決了采暖收費(fèi)難的問題，安裝時無須再走明線，安裝使用方便，節(jié)約采暖費(fèi)用。同時，由于收發(fā)遙控信號采用地址編碼技術(shù)，編碼地址可達(dá)53萬個，所以同一地區(qū)的用戶地址碼不會出現(xiàn)重復(fù)，使產(chǎn)品工作安全可靠；2、本實(shí)用新型采用獨(dú)特的智能化球形三通閥以及減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立通斷功能，即某一用戶對智能閥的開關(guān)動作不會影響其他用戶的正常采暖。即使是舊式串聯(lián)供熱管網(wǎng)，也僅需在散熱器進(jìn)口與出口之間加一根旁通管，就可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立通斷。所以本實(shí)用新型尤其適合舊房串聯(lián)式供熱管網(wǎng)改造使用。另外，球形三通閥具有旋轉(zhuǎn)阻力小，容易開關(guān)的特點(diǎn)。減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機(jī)構(gòu)，使電機(jī)作用在三通閥上的扭轉(zhuǎn)力矩大大增加，電機(jī)的功率更容易帶動三通閥的開關(guān)；3、本實(shí)用新型與擺式三通閥相比，開關(guān)閥門所需的扭矩大小與熱管路中熱水壓力關(guān)系很小，可靠性高；4、本實(shí)用新型采用了低功耗CMOS電路器件、單片機(jī)的低功耗休眠狀態(tài)與喚醒狀態(tài)交替、對較大電流工作的器件實(shí)行單片機(jī)控制加電等措施，使智能閥的等待工作狀態(tài)時的電流≤20μA；

圖1為本實(shí)用新型的工作狀態(tài)參考圖；圖2為本實(shí)用新型中智能閥的工作原理框圖；圖3為本實(shí)用新型中智能閥的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型中智能閥的系統(tǒng)工作流程圖。
五具體實(shí)施方式
參見圖1，智能閥安裝在供熱管道上，控制管道的開斷，計(jì)費(fèi)主表通過無線遙控信號對智能閥進(jìn)行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費(fèi)、計(jì)費(fèi)過程，對未交費(fèi)用戶能自動切斷供暖，通過無線遙控信號對智能閥進(jìn)行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費(fèi)、計(jì)費(fèi)過程，對未交費(fèi)用戶能自動切斷供暖。智能閥分為兩部分，由三通閥的轉(zhuǎn)動軸使其相互連接，上部安裝以單片機(jī)為核心的智能閥的控制電路、電機(jī)及傳動系統(tǒng)、電池盒等，并用一塑料盒封裝。下部為球形三通閥以及三通閥與供暖管路的連接件，與控制電路、電機(jī)及傳動系統(tǒng)分離，并用石棉墊隔離，使上部元器件不直接受高溫的影響，工作穩(wěn)定可靠。球形三通閥具有旋轉(zhuǎn)阻力小，容易開關(guān)的特點(diǎn)。減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機(jī)構(gòu)，使電機(jī)作用在三通閥上的扭轉(zhuǎn)力矩大大增加，電機(jī)的功率更容易帶動三通閥的開關(guān)。智能閥的上部還包括電池盒，電池盒的蓋子上帶一個專用固定螺釘，其作用是在更換電池時，卸下螺釘微動開關(guān)就動作，單片機(jī)立即關(guān)閉會引起自動關(guān)閥，以確保智能閥工作的安全，防止盜暖。另外，智能閥的兩個連接螺帽上設(shè)有鋁封，用于防止盜暖。智能閥的頂部電路封裝塑料盒上有兩個鋁封，防止用戶自行拆開。
參見圖2、圖3，智能閥包括單片機(jī)101，單片機(jī)101上連有無線遙控接收電路102，無線遙控接收電路102包括與智能閥的單片機(jī)101連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。智能閥還包括與單片機(jī)101連接的閥門開關(guān)控制電路103，電機(jī)105與閥門開關(guān)控制電路103連接，機(jī)械傳動系統(tǒng)104與閥門開關(guān)到位檢測電路106連接，閥門開關(guān)到位檢測電路106并與單片機(jī)101連接。機(jī)械傳動系統(tǒng)104包括與電機(jī)105連接的球形三通閥，球形三通閥與電機(jī)105通過減速機(jī)構(gòu)連接，減速機(jī)構(gòu)采用減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機(jī)構(gòu)。球形三通閥與電子線路和器件之間通過隔熱墊隔離。智能閥的單片機(jī)101上還連有安全控制電路107，報警指示燈電路和電池欠壓檢測電路108。
其中，單片機(jī)101為采用CMOS工藝制造的低功耗單片機(jī)，包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，電池供電電路，對外接口電路，具有低功耗的耗電模式(耗電＜3μA)，內(nèi)部具有程序存儲器的保密位，可對程序加密，加密后程序不能讀出拷貝。無線遙控接收電路中的射頻接收模塊的輸入端接收來自智能采暖計(jì)費(fèi)表主表發(fā)來的開關(guān)閥門遙控信號，包括開關(guān)指令數(shù)據(jù)及地址編碼數(shù)據(jù)，射頻接收模塊的輸出端將輸入信號放大整形輸出至解碼器。解碼器采用CMOS工藝的低功耗編碼電路，有12位三套地址，可提供531441種地址編碼，解碼器將射頻接收模塊輸出信號進(jìn)行解碼，如果編碼地址相同則解碼輸出有效VT＝1，這時輸出的數(shù)據(jù)碼D0才能作控制開關(guān)閥門的控制數(shù)據(jù)，如果編碼地址不同，則VT＝0，這時數(shù)據(jù)D0也無效。解碼器的輸出信號VT、D0到單片機(jī)的兩個輸入端口，VT＝1、D0＝0，單片機(jī)控制關(guān)閥；VT＝1、D0＝1，單片機(jī)控制開閥；VT＝0、D0＝X，單片機(jī)不控制。
另外，閥門開關(guān)控制電路103包括電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路由電子線路及繼電器組成，并由單片機(jī)輸出端口控制，智能閥接收到計(jì)費(fèi)表傳來的無線遙控指令后，執(zhí)行相應(yīng)開關(guān)閥門的動作，電機(jī)正轉(zhuǎn)為開閥，電機(jī)反轉(zhuǎn)為關(guān)閥。通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動，并經(jīng)過由減速齒輪與蝸輪、蝸桿構(gòu)成的減速裝置減速后，大大增加了扭矩，帶動三通閥的螺桿完成開關(guān)閥門的動作。為了有效控制對應(yīng)于三通閥的開關(guān)的電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，要求三通閥正好開到位或關(guān)到位時，立即停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，為此專門設(shè)置了閥門開關(guān)到位檢測電路106，由兩個微動開關(guān)分別檢測和控制開到位和關(guān)到位。當(dāng)電機(jī)105正轉(zhuǎn)時，三通閥開閥開始，當(dāng)閥門打開到完全開啟狀態(tài)時，微動開關(guān)閉合，發(fā)低電平給單片機(jī)101，由單片機(jī)101立即控制電機(jī)105停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機(jī)105反轉(zhuǎn)時，另一微動開關(guān)以同樣方式控制關(guān)到位，停止電機(jī)105反轉(zhuǎn)。采用微動開關(guān)控制三通閥開關(guān)到位，可以避免電機(jī)105出現(xiàn)很大的堵轉(zhuǎn)電流，如果用時間控制或硬件卡住都會出現(xiàn)近1安培的堵轉(zhuǎn)電流，不僅損害電機(jī)，而且耗電很大。安全控制電路107可檢測更換電池，一旦更換電池，檢測電路通過探測微動開關(guān)位置狀態(tài)給單片機(jī)101，由單片機(jī)101控制自動關(guān)閥，保證更換電池后閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。電池欠壓檢測電路108檢測當(dāng)電池電壓降到3.5V以下時，就有一高電平輸出至單片機(jī)101，由單片機(jī)101控制關(guān)閥，并以燈光報警。報警指示燈電路包括一個LED燈，內(nèi)有兩種顏色，可同時報警兩種狀態(tài)。需要報警的狀態(tài)包括閥門開關(guān)到位的告警，智能閥接收到計(jì)費(fèi)表發(fā)來的有效開關(guān)閥門信號時告警。
參見圖4，智能閥在程序控制下完成接收信號、閥門開關(guān)、報警等各項(xiàng)操作。
權(quán)利要求1.一種用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于包括單片機(jī)(101)，單片機(jī)(101)上連有無線遙控接收電路(102)，計(jì)費(fèi)表主表通過無線方式控制相應(yīng)的智能閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于所述無線遙控接收電路(102)包括與智能閥的單片機(jī)(101)連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于所述智能閥包括與單片機(jī)(101)連接的閥門開關(guān)控制電路(103)，電機(jī)(105)與閥門開關(guān)控制電路(103)連接，機(jī)械傳動系統(tǒng)(104)與閥門開關(guān)到位檢測電路(106)連接，閥門開關(guān)到位檢測電路(106)并與單片機(jī)(101)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于機(jī)械傳動系統(tǒng)(104)包括與電機(jī)(105)連接的球形三通閥，球形三通閥與電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)連接，減速機(jī)構(gòu)采用減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于球形三通閥與電子線路和器件之間通過隔熱墊隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于智能閥的單片機(jī)(101)上連有安全控制電路(107)，報警指示燈電路和電池欠壓檢測電路(108)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于智能閥的單片機(jī)(101)包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，電池供電電路，對外接口電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于智能閥分為兩部分，由三通閥的轉(zhuǎn)動軸使其相互連接，上部安裝以單片機(jī)為核心的智能閥的控制電路、電機(jī)及傳動系統(tǒng)、電池盒，并用塑料盒封裝，下部為球形三通閥以及三通閥與供暖管路的連接件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其特征在于電池盒的蓋子上帶有固定螺釘。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于采暖計(jì)費(fèi)表的智能閥，其采用無線遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)表主表對智能閥開關(guān)的遙控，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立通斷功能，具有旋轉(zhuǎn)阻力小，容易開關(guān)的特點(diǎn)，并且安裝使用方便，可靠性高。本實(shí)用新型包括單片機(jī)，單片機(jī)上連有無線遙控接收電路，計(jì)費(fèi)表主表通過無線方式控制相應(yīng)的智能閥，無線遙控接收電路包括與智能閥的單片機(jī)連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線，智能閥還包括與單片機(jī)連接的閥門開關(guān)控制電路，電機(jī)與閥門開關(guān)控制電路連接，機(jī)械傳動系統(tǒng)與閥門開關(guān)到位檢測電路連接，閥門開關(guān)到位檢測電路并與單片機(jī)連接。
文檔編號F16K31/02GK2634225SQ0321902
公開日2004年8月18日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者王建軍, 陳載群 申請人:西安中元電子有限公司