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模块化水流感应装置及其形成方法

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


模块化水流感应装置及其形成方法

技术领域

本发明涉及家用电泵技术领域,尤其涉及一种配套家用电泵且可实现自动启停功能的模块化水流感应装置及其形成方法。

背景技术

目前市场上水流感应装置(也称水流开关)的应用广泛,大致可分为轴向过流模式和径向过流模式下应用的水流感应装置,这两类水流感应装置可分别采用以下的结构:

类型A、如图1-图7所示,为传统轴向过流模式下采用的挡板拍门式结构,其包括干簧管Ⅰ101、控制盒102、限位紧压块103、磁铁104、拍门105、拍门限位板106、复位弹簧107、底座108。用水时,管道中的水流沿着管道轴向流动时会推开挡板,挡板在转轴作用下带动磁铁,干簧管在磁场作用下导通;当用水结束后管道中没有水流流动,挡板就会在复位弹簧的作用下闭合,此时干簧管失去磁场作用会断开。

类型B、如图7-图13所示,为传统径向过流模式下采用的柱塞往复式结构,其包括干簧管Ⅱ110、锁紧控制块111、弹簧112、磁环113、滑动柱塞114、柱塞密封垫115。用水时,管道中的水流沿着管道径向向上流过会顶起柱塞(如图12所示),连同顶起柱塞上的磁环,干簧管在磁场作用下导通;当用水结束后管道中没有水流流动,柱塞就会在弹簧回复力的作用下落下,此时干簧管失去磁场作用会断开。

上述两种类型结构的水流感应装置,在管道确定情况下,类型A利用杠杆原理,可以在水流较低的流速下推开挡板,实现较小流量下导通干簧管目的,即检测精度高。但是,由于类型A中复位弹簧的存在,拍门的开度会受到限制无法完全打开,从而限制了管道的最大流量。

而类型B采用柱塞结构,可以容易设计成单相逆止作用,实现泵内保压效果。但是,由于类型B所有的作用力都集中在柱塞上,造成对水流开启的阻碍,因此需要较大的流量才能导通干簧管,即开启精度低。

此外,由于上述两种类型都有用于复位的弹簧,在水中弹簧会存在生锈和杂质缠绕等问题,导致故障率高,并影响水流感应装置使用寿命。并且,上述类型A只能检测轴向水流、类型B只能检测径向水流,两者无法通用,使用过程中具有很大局限性,增加使用成本。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题,提供一种模块化水流感应装置及其形成方法,所形成的模块化水流感应装置精度高,流量大,故障率低,寿命长,可在轴向、径向两种不同水流方向下通用,适用范围广,制造与使用成本低。

为实现本发明的上述目的,本发明一方面提供一种形成模块化水流感应装置的方法,包括:

形成具有第一磁铁的第一拍门支架;

将具有第二磁铁和转轴的拍门安装在具有第一磁铁的第一拍门支架上,且使第一磁铁和第二磁铁相对的磁极相同,形成具有拍门和第一磁铁的拍门支架组件;

将拍门支架组件和第二拍门支架对接,形成拍门可相对两个拍门支架转动的拍门组件;

将拍门组件的包括第一磁铁的上部分安置在具有干簧管控制电路的控制盒内,并通过支架底座固定拍门组件中第一拍门支架和第二拍门支架的底部,形成可用于供径向水流或轴向水流通过的电泵管道中的模块化水流感应装置;

其中,当模块化水流感应装置安置在电泵的管道中时,若管道中无水流通过,则拍门在第一磁铁对第二磁铁排斥力的作用下回位而使干簧管控制电路不导通,电泵电源自动断开。

其中,形成具有第二磁铁和转轴的拍门包括:

形成具有拍门磁铁安置腔、磁铁防脱件和转轴的拍门;

将第二磁铁安置在拍门的拍门磁铁安置腔内,并利用磁铁防脱件将第二磁铁固定于拍门磁铁安置腔内。

优选的,所述磁铁防脱件为设置于拍门磁铁安置腔外周的一个或多个凸出部。

优选的,所述拍门磁铁安置腔位于所述转轴上方。

其中,形成具有第一磁铁的第一拍门支架包括:

形成具有支架磁铁安置腔的第一拍门支架;

将第一磁铁安置在第一拍门支架的支架磁铁安置腔内。

优选的,所述第一拍门支架包括直立部、位于直立部下部两侧的弧形挡台部、位于直立部上部的插入部,所述支架磁铁安置腔设置于插入部上。

优选的,所述第一拍门支架的插入部包括:

具有半圆形外壁和半圆形底板的壳体;

设置于底板对称中心处且沿径向延伸的转轴插置部;

紧贴半圆形外壁一侧设置的半封闭罩,其内具有所述支架磁铁安置腔。

优选的,所述转轴插置部的开口开设于靠近底板直径边所在处。

其中,所述第二拍门支架与第一拍门支架通过对位结构连接。

优选的,所述支架底座与两个拍门支架的底部通过对接结构连接。

其中,所述支架底座为用于与供径向水流通过的管道连接的径向支架底座或用于与供轴向水流通过的管道连接的轴向支架底座。

此外,本发明还提供一种由上述方法形成的模块化水流感应装置。

与现有技术相比,本发明的模块化水流感应装置及其形成方法具有如下有益效果:

本发明方法所形成的模块化水流感应装置,具有拍门组件,通过拍门组件合理的过流设计,保证了电泵管道中水流的检测精度;通过两个磁铁相互排斥作用力实现拍门的复位,解决传统复位弹簧生锈与产生杂质等问题,大大降低了水流感应装置的故障率,提高了使用寿命,并且,去除了传统复位弹簧,让出了管道中原弹簧所挤占的空间,增加了管道的过流面积,在管道内径确定情况下使得管道通过的水流流量更大;各组件采用模块化设计,实现多样的安装方式,满足轴向水流和径向水流管道的不同安装需求,提高了水流感应装置的灵活拓展功能。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是传统轴向水流用水流感应装置的主视图;

图2是图1中轴向水流用水流感应装置的左视图;

图3是图1中轴向水流用水流感应装置的右视图;

图4是图1中轴向水流用水流感应装置A-A向视图的爆炸视图;

图5是图1中轴向水流用水流感应装置的A-A向视图(无轴向水流流过时);

图6是图1中轴向水流用水流感应装置的A-A向视图(有轴向水流流过时);

图7是图2中轴向水流用水流感应装置B-B向视图的爆炸视图;

图8是传统径向水流用水流感应装置的主视图;

图9是图8中径向水流用水流感应装置的左视图;

图10是图8中径向水流用水流感应装置A-A向视图的爆炸视图;

图11是图8中径向水流用水流感应装置的A-A向视图(无径向水流流过时);

图12是图8中径向水流用水流感应装置的A-A向视图(有径向水流流过时);

图13是图9中径向水流用水流感应装置B-B向视图的爆炸视图;

图14是本发明模块化水流感应装置用于径向水流时的主视图;

图15是图14中径向水流用水流感应装置的左视图;

图16是图14中径向水流用水流感应装置的右视图;

图17是图14中径向水流用水流感应装置A-A向视图的爆炸视图;

图18是图14中径向水流用水流感应装置的A-A向视图(无径向水流流过时);

图19是图14中径向水流用水流感应装置的A-A向视图(有径向水流流过时);

图20是本发明径向水流用的模块化水流感应装置的俯视图;

图21是图15中径向水流用水流感应装置的B-B向视图的爆炸视图;

图22是本发明模块化水流感应装置用于轴向水流时的主视图;

图23是图22中轴向水流用水流感应装置的左视图;

图24是图22中轴向水流用水流感应装置的右视图;

图25是图22中轴向水流用水流感应装置的俯视图;

图26是图22中轴向水流用水流感应装置A-A向视图的爆炸视图;

图27是图22中轴向水流用水流感应装置的A-A向视图(无轴向水流流过时);

图28是图22中轴向水流用水流感应装置的A-A向视图(有轴向水流流过时);

图29是图23中轴向水流用水流感应装置的B-B向视图的爆炸视图;

图30是本发明模块化水流感应装置用于复合径向水流时的半剖透视图;

图31是本发明模块化水流感应装置用于复合径向水流管道中的半剖视图;

图32是本发明拍门支架一个视角的爆炸视图;

图33是本发明拍门支架另一视角的爆炸视图;

图34是本发明用于径向水流时支架底座的透视图;

图35是本发明拍门、缓冲垫、磁铁等部件的透视图;

图36是本发明控制盒一个视角的透视图;

图37是本发明控制盒另一视角的透视图;

图38是图31中径向管道的半剖图;

图39是本发明形成模块化水流感应装置的方法的流程图。

具体实施方式

如图39所示,为本发明形成模块化水流感应装置的方法的流程图,由图可知,本发明方法包括:

形成具有第一磁铁3的第一拍门支架7;

将具有第二磁铁6和转轴的拍门4安装在具有第一磁铁的第一拍门支架上,且使第一磁铁和第二磁铁相对的磁极相同,形成具有拍门和第一磁铁的拍门支架组件;

将拍门支架组件和第二拍门支架5对接,形成拍门可相对两个拍门支架转动的拍门组件;

将拍门组件的包括第一磁铁的上部分安置在具有干簧管控制电路的控制盒2内,并通过支架底座固定拍门组件中第一拍门支架和第二拍门支架的底部,形成可用于供径向水流或轴向水流通过的电泵管道中的模块化水流感应装置;

其中,当模块化水流感应装置安置在电泵的管道11中时,若管道中无水流通过,则拍门在第一磁铁对第二磁铁排斥力的作用下回位而使干簧管控制电路不导通,电泵电源自动断开。

本发明方法所形成的模块化水流感应装置具有拍门组件,通过拍门组件合理的过流设计,保证了电泵管道中水流的检测精度;通过两个磁铁相互排斥作用力实现拍门的复位,解决传统复位弹簧生锈与产生杂质等问题,大大降低了水流感应装置的故障率,提高了使用寿命,并且,去除了传统复位弹簧,让出了管道中原弹簧所挤占的空间,增加了管道的过流面积,在管道内径确定情况下使得管道通过的水流流量更大。

其中,本发明支架底座针对管道中流向拍门的水流的来流方向不同而采用不同的支架底座,并且不同的支架底座均可适配于上述各部件,即,各部件采用模块化设计,从而实现多样的安装方式,满足轴向水流和径向水流管道的不同安装需求,进而提高了水流感应装置的灵活拓展功能。

下面,对本发明形成模块化水流感应装置的方法进行详细说明。

S01、形成具有第一磁铁的第一拍门支架

本发明形成具有第一磁铁的第一拍门支架包括如下步骤:

形成具有支架磁铁安置腔的第一拍门支架;

将第一磁铁安置在第一拍门支架的支架磁铁安置腔内。

其中,形成具有支架磁铁安置腔的第一拍门支架可以采用现有技术方法,如注塑成型的方法,或挤压成型的方法,或压延成型的方法,或热成型方法等,采用的材料可为塑料等。而不论采用何种成型方式,应使形成的第一拍门支架具有支架磁铁安置腔,以用于在其内安置第一磁铁并将半个第一磁铁包覆住,此外,还具有用于转动支撑拍门转轴的转轴插置部。

如图17-图21、图25-图33所示,第一拍门支架7包括一体成型的直立部70、位于直立部下部两侧的弧形挡台部74、位于直立部上部的插入部71,在插入部上设置支架磁铁安置腔76。

具体的,如图32所示,第一拍门支架7的直立部呈弧形,高度根据电泵管道尺寸合理确定,沿着管道直径方向延伸。在直立部下部两侧形成与直立部一体成型的一对弧形挡台部,一对弧形挡台部的半径与直立部半径相同,与直立部下部围成半圆环形,并且,弧形挡台部高度由与直立部连接处朝着远离直立部方向逐渐变小。

插入部位于直立部顶端,该插入部包括:具有半圆形外壁和半圆形底板的壳体;设置于底板对称中心处且沿径向延伸的转轴插置部75;紧贴半圆形外壁一侧设置的半封闭罩,其内具有支架磁铁安置腔76。

其中,壳体底板的下表面与直立部顶端连接,壳体的半圆形外壁环设于底板边缘,该半圆形外壁的圆心与弧形挡台部、直立部的圆心位于同一直线上,且半圆形外壁的半径大于直立部和弧形挡台部的半径。壳体底板对称中心处设置有转轴插置部,沿半径方向延伸,其中心孔的开口开设于靠近底板直径所在边处,制造时,壳体底板中心处还开设沿径向延伸一段的缺口,转轴插置部中心孔的开口与缺口连通。

在壳体半圆形外壁上成型有由外壁朝壳体内延伸的半封闭罩,该半封闭罩高度与壳体高度相等,开口位于穿过壳体直径边的纵剖面上,位于转轴插置。优选的,在半封闭罩内还形成有沿壳体高度方向设置的两层台阶面,上层台阶面紧抵半封闭罩顶部内壁,下层台阶面与半封闭罩顶部内壁之间围成支架磁铁安置腔,该安置腔高度与第一磁铁厚度相当。

此外,还在壳体半圆形外壁的内侧和/或半封闭罩的远离壳体外壁的一侧壁形成底部与下层台阶面平齐、顶部抵至半封闭罩顶部内壁的侧向凹槽,以便第一磁铁可以由侧向凹槽及台阶面限定位置,避免第一磁铁在支架磁铁安置腔内晃动。而在支架磁铁安置腔内设置台阶面,除了可以限定第一磁铁的位置之外,还可以通过台阶面提高壳体半封闭罩的强度。

将第一磁铁安置在支架磁铁安置腔内时,将第一磁铁的一半插置到台阶面上,使另一半外露于壳体。

壳体部的半封闭罩侧表面与壳体部的内壁之间围成方形的容纳腔,该容纳腔用于容纳拍门的磁铁安置部,并为拍门旋转提供空间。

需要说明的是,在形成具有支架磁铁安置腔的第一拍门支架时,还利用同样方法形成与上述第一拍门支架结构相同的第二拍门支架5,两个拍门支架可对接拼装成一个完整的拍门支架,即,上部壳体部拼接后的外壁呈圆形,下部弧形挡台部拼接后呈圆环形,以用于转动支撑拍门。

为了在第一拍门支架7和第二拍门支架5拼接后可稳定连接在一起,第二拍门支架与第一拍门支架通过对位结构连接。

如图32、图33所示,对位结构包括第一对位结构,其包括:开设在第一拍门支架7壳体部的端面上且沿与半径平行的方向延伸的一个或多个插接孔72,该端面用于与第二拍门支架5壳体部对接;设置在第二拍门支架5壳体部端面上且朝外延伸的一个或多个插柱54,插柱与插接孔的尺寸适配,且每个插柱的位置与一个插接孔的位置对应。制造时,插接孔与插柱可设置在对应壳体部端面的两侧。

此外,对位结构还可以包括第二对位结构,其包括:开设在第一拍门支架7的每个弧形挡台部端面上且沿与半径平行的方向延伸的一个插孔73,该端面用于与第二拍门支架5对应弧形挡台部端面对接;设置在第二拍门支架5每个弧形挡台部端面上且朝外延伸的一个插杆53,插杆与插孔的尺寸适配,且插杆的位置与插孔的位置对应。

或者,上述对位结构中插接孔可以设置在第二拍门支架5壳体部的端面上,插柱设置在第一拍门支架7壳体部的端面上,插孔可设置在第二拍门支架5弧形挡台部的端面上,插杆可设置在第一拍门支架7弧形挡台部的端面上。

通过对位结构,可使两个拍门支架的壳体部与弧形挡台部对接在一起,既方便制造,也便于组装。

S02、将具有第二磁铁和转轴的拍门安装在具有第一磁铁的第一拍门支架上,且使第一磁铁和第二磁铁相对的磁极相同,形成具有拍门和第一磁铁的拍门支架组件;

在形成具有第一磁铁和转轴插置部的第一拍门支架后,需将具有第二磁铁和转轴的拍门安装在具有第一磁铁的第一拍门支架上。而具有第二磁铁和转轴的拍门的形成过程包括:

形成具有拍门磁铁安置腔、磁铁防脱件和转轴的拍门;

将第二磁铁安置在拍门的拍门磁铁安置腔内,并利用磁铁防脱件将第二磁铁固定于拍门磁铁安置腔内。

其中,形成具有拍门磁铁安置腔、磁铁防脱件和转轴的拍门时,可采用与第一拍门支架相同的方法,如注塑成型的方法,或挤压成型的方法,或压延成型的方法,或热成型方法等,采用的材料也可为塑料等。而不论采用何种成型方式,应使形成的拍门具有拍门磁铁安置腔、磁铁防脱件和转轴。通过转轴与拍门支架转动连接,以便水流通过时可在水流的推动下相对拍门支架旋转而导通干簧管控制电路,使电泵工作;通过拍门磁铁安置腔安置第二磁铁并将半个第二磁铁包覆住;并通过磁铁防脱件将第二磁铁固定于拍门磁铁安置腔内。

具体的,如图21、图29、图35所示,拍门4包括一体成型的转轴部42、位于转轴部上方的磁铁安置部41、位于转轴部下方的挡板部40。

转轴部呈圆柱形,具有中间部和一对伸出部,中间部分别与磁铁安置部和挡板部连接为一体,一对伸出部分别由中间部朝两侧延伸,形成悬伸的用于插入到第一拍门支架和第二拍门支架的转轴插置部内的一对转轴。

挡板部为薄板,呈上方、下圆形。具体的,挡板部包括位于下方的半圆部、与半圆部侧端面无缝连接的方形部以及与方形部顶部侧端面中心无缝连接的略伸出于方形部的连接部,该连接部也呈方形,与转轴部的中间部无缝连接,宽度与中间部宽度可相同,且上述侧端面的法线与转轴部中心轴线垂直相交。

磁铁安置部包括与转轴部的中间部无缝连接的连接部、与连接部顶端面无缝连接的外壳部。外壳部呈方形,上端开口,外壳部内部中空形成用于在其内安置第二磁铁的拍门磁铁安置腔。外壳部的底端面通过连接部与转轴部中间部倾斜连接在一起,倾斜角度根据拍门相对拍门支架旋转角度确定。由于拍门磁铁安置腔位于转轴上方,组装形成感应装置时,磁铁不会占用管道内部面积,从而确保管道的过流面积。

为了使第二磁铁安置在磁铁安置部的拍门磁铁安置腔内后不会由于拍门旋转而松脱,在磁铁安置部上还设置有用于固定第二磁铁的磁铁防脱件。磁铁防脱件可为在拍门磁铁安置腔外周设置的一个或多个凸出部,即,在外壳部顶端面上设置一个或多个朝外延伸的凸出部,优选的,如图35所示,在外壳部顶端面两侧分别设置一个凸出部。制造时,凸出部可为与外壳部采用相同材料制成的突出于外壳部顶端的凸片,该凸片可为长条形,也可以采用其它形状,如爪形等。

其中,在将第二磁铁安置在拍门磁铁安置腔内后,可采用加热的方法使凸片软化、折弯并倒扣在第二磁铁的上表面,从而将磁铁牢牢固定在拍门顶部。

在第二磁铁固定在拍门顶部后,将该拍门安装在具有第一磁铁的第一拍门支架上,且使第一磁铁和第二磁铁相对的磁极相同,形成具有拍门和第一磁铁的拍门支架组件。即,在将第二磁铁安置在拍门磁铁安置腔内、将第一磁铁安置在支架磁铁安置腔内时,应使第一磁铁和第二磁铁的相对面的磁极相同,以便形成的感应装置工作时,可利用两个磁铁之间排斥力的作用带动拍门相对拍门支架旋转以回复原位。

另外,将拍门安装在第一拍门支架上时,还应使拍门挡板部的下边缘位于第一拍门支架弧形挡台部的内侧。

S03、将拍门支架组件和第二拍门支架对接,形成拍门可相对两个拍门支架转动的拍门组件;

在将带有第二磁铁的拍门安装在带有第一磁铁的第一拍门支架上形成拍门支架组件后,将拍门支架组件和第二拍门支架对接,形成拍门可相对两个拍门支架转动的拍门组件。

将拍门支架组件和第二拍门支架对接时,应使第一拍门支架的插入部对准第二拍门支架插入部、第一拍门支架的弧形挡台部对准第二拍门支架的弧形挡台部,使安装在拍门上的半个第二磁铁、拍门的转轴分别对准第二拍门支架上的拍门磁铁安置腔、转轴插置孔,然后将两个拍门支架对接,并通过对位结构将两个拍门支架连接在一起,形成拍门组件。

当两个拍门支架连接在一起形成拍门组件之后,由于拍门上的磁铁安置部伸入到两个拍门支架插入部围成的方形容纳腔内,拍门的转轴与两个拍门支架的转轴插置部转动连接,使得拍门在外力作用下可相对连接在一起的拍门支架旋转。

S04、将拍门组件的包括第一磁铁的上部分安置在具有干簧管控制电路的控制盒内,并通过支架底座固定拍门组件中第一拍门支架和第二拍门支架的底部,形成可用于供径向水流或轴向水流通过的电泵管道中的模块化水流感应装置;

形成拍门组件后,需将拍门组件的包括第一磁铁的上部分安置在具有干簧管控制电路的控制盒内。

其中,形成本发明控制盒时,应使控制盒具有如图36、图37所示的结构,包括:与电泵内部的供水流动的管道可拆卸连接且用于容纳拍门组件的包括第一磁铁的上部分的控制盒连接座21;与控制盒连接座21上表面一体成型的器件安置罩,其内用于安置干簧管1(参见图21、图29)及干簧管控制电路(图中未示出)。其中,控制盒采用的材料也可为塑料等,并由注塑成型等方式制造而成。此外,控制盒上部还设置有用于与器件安置罩顶部可拆卸连接(如螺纹连接或插接等)的顶盖24。

其中,控制盒连接座可呈方形,器件安置罩可呈圆形,两者均为中空结构,且控制盒连接座的外部轮廓尺寸大于器件安置罩的外部尺寸。控制盒连接座与器件安置罩之间通过圆形隔板将两者隔开,该隔板为薄壁隔板,封住器件安置罩的底部。

在隔板的朝向器件安置罩的上表面设置有与器件安置罩内径尺寸相当的栅格板23,通过栅格板可增加器件安置罩及控制盒的强度。并且,由于控制盒也采用塑料并由上述的注塑等方式成型,因此,通过栅格板可防止器件安置罩的缩水问题。

组装时,干簧管、具有干簧管控制电路的电路板通过现有技术方式安装在栅格板上方。而为了防止干簧管紧贴其上布设有干簧管控制电路的电路板并对磁铁磁场造成损失,在栅格板的中间位置(即,沿着隔板直径方向)设置有长条形的限位槽22,干簧管1插置在该限位槽内,并通过限位槽限定干簧管1的位置,使其始终与电路板可保持约0.5cm的间隙。

控制盒连接座的中空内腔为圆形内腔,其形成用于插接拍门组件中的插入部的插置腔25,该插置腔高度大于插入部高度、直径与插入部外轮廓直径相当。

为了防止插入部插置到该插置腔内后相对插置腔旋转,可在控制盒连接座的插置腔内壁设置与控制盒连接座一体成型的一个或多个防晃筋,防晃筋沿着平行控制盒连接座轴向的方向延伸。相应的,在第一拍门支架7和或第二拍门支架5插入部的外壁设置有用于与防晃筋适配的一个或多个防晃槽(如图32示出的防晃槽51)。或者,也可将防晃筋设置在插入部的外壁,将防晃槽设置在控制盒连接座的插置腔内壁上。

控制盒连接座的四角处设置有通孔,以通过穿过通孔的螺栓或螺钉将控制盒连接座与管道连接在一起,控制盒连接座与管道的连接方式与现有技术相同,在此不再细述。

在将拍门组件的上部分安置在具有干簧管控制电路的控制盒内之前或之后,还可通过支架底座固定拍门组件中第一拍门支架和第二拍门支架的底部,以形成可用于供径向水流或轴向水流通过的电泵管道中的模块化水流感应装置。

其中,支架底座根据形成的模块化水流感应装置所需应用的电泵内部管道中的水流确定,即,当管道内通过的水流为径向水流时,则,支架底座采用如图29所示的轴向支架底座9,而当管道内通过的水流为轴向水流时,则,支架底座采用如图21、图34所示的径向支架底座8。

下面,对本发明的支架底座的结构进行详细描述。

如图34所示,为适用于图31或图19所示的用于供径向水流通过的管道的径向支架底座8,其包括:管道连接部,具有中心孔为过水孔的筒体85和环设在筒体外壁且沿径向朝外凸出的上下平行的第一挡台83和第二挡台84,拍门支架弧形挡台部的底部搭放在第一挡台83上(制造时,应使弧形挡台部的宽度与第一挡台的宽度相当),而第二挡台84用于与径向管道连接;设置在管道连接部上表面的挡水罩80,由筒体85上端朝上延伸然后弯折,用于改变管道内水流的方向。具体的,挡水罩内部中空且与管道连接部的过水孔连通,挡水罩弯折后的端面设有斜切的用于供水流出的倾斜出水口82,通过挡水罩弯折部分改变了由筒体进入的水流的流向,即,由筒体进入的水流与经挡水罩出水口流出的水流方向垂直,从而使流进筒体的径向水流成为经由出水口流出的轴向水流。相应的,组装后拍门组件中的拍门在处于初始状态时(即管道中没有径向水流通过时),拍门的挡板部需挡住出水口82,因此,设计时,拍门中挡板部与磁铁安置部间的角度、挡水罩出水口的倾斜角度要合理确定。此外,出水口的尺寸根据与挡板部接触时的挡板部外轮廓尺寸确定,以便管道中没有水流通过时,挡板部与出水口82之间可实现密封,满足管道内的单向逆止(即水流不能反向流到来流侧)要求。优选的,径向支架底座8的位于挡水罩出水口与管道连接部第一挡台之间的部分的外侧可设置成逐渐下降的阶梯形安置区,以便与拍门支架和拍门底部配合。

而为了防止拍门复位时撞击径向支架底座而降低径向支架底座的使用寿命以及影响拍门与径向支架底座之间的密封性能,还可以在拍门挡板部的朝向管道水流来向的一侧(可简称为来流侧)设置缓冲垫安置座44(如图35所示),该缓冲垫安置座与拍门挡板的来流侧的表面之间形成卡置槽,由弹性材料(如橡胶)制成的缓冲垫10套装在卡置槽外。其中,缓冲垫具有用于与径向支架底座的出水口接触的接触部、与接触部一端无缝连接且用于卡装在卡置槽内的弯折部、与接触部另一端无缝连接的圆形垫片部,接触部的外表面采用直径逐渐增大的弧形面,且逐渐增大的方向与来流的流动方向一致(即,由垫片部至弯折部逐渐增大。相应的,挡水罩的出水口为与缓冲垫接触部外表面尺寸相当的圆形或弧形出水口,且出水口的尺寸要与接触部外缘尺寸相当,以利于管道内水流的单向逆止。

由于径向支架底座用于与第一拍门支架、第二拍门支架底部连接并将两者固定,因此,径向支架底座与两个拍门支架的底部还设置有对接结构。如图34所示,对接结构包括:设置在径向支架底座的管道连接部上的一个或多个插台81,沿着与管道连接部轴向平行的方向延伸,制造时,插台设置在管道连接部的第一挡台83上;设置在两个拍门支架的直立部底部外壁上的插槽(如图32中的第一插槽52、如图33中的第二插槽77)。设计时,插台与插槽的尺寸适配。或者,对接结构还可以为设置在径向支架底座的管道连接部上的插槽、设置在两个拍门支架的直立部底部外壁上的插台。

而用于供轴向水流通过的管道的轴向支架底座9可以采用上述径向支架底座8中的管道连接部,即,轴向支架底座9具有中心孔为过水孔的筒体和环设在筒体外壁且沿径向朝外凸出的上下平行的第一挡台和第二挡台,两个拍门支架弧形挡台部的底部搭放在第一挡台上,而第二挡台用于与轴向管道连接。此外,将拍门组件与轴向支架底座组装后,拍门组件中的拍门在处于初始状态时(即管道中没有轴向水流通过时),拍门的挡板部需挡住出水口,即,组装时,当拍门处于初始状态时,拍门挡板部底部位于阶梯形安置区处。

为了与轴向支架底座或径向支架底座相配合,在轴向水流管道或径向水流管道上均设置相适配的连接结构,下面,以径向水流管道为例,对该连接结构进行描述。

如图38所示,在管道11的用于与支架底座连接的一侧内壁上设置下台阶110,组装时,支架底座的第二挡台搭置在下台阶处;在管道的用于与控制盒连接的另一侧设置带有通孔或螺纹孔的连接座111,连接座中心设通孔,通孔内径略大于拍门插入部外径尺寸,或者,在连接座内壁设置上台阶112,该上台阶112最小内孔尺寸略大于拍门插入部外径尺寸,组装时,控制盒底部搭置在连接座上方并通过螺栓与其连接在一起。

其中,制造时,根据管道内通过水流为径向水流还是轴向水流确定下台阶处的结构,如,当管道内通过径向水流时,在下台阶中心设有用于供水流过的贯穿管道厚度的通水孔(如图38、图19、图31所示);而当管道内通过轴向水流时,下台阶底部不设通水孔,即,管道一侧内壁未被贯穿(如图28所示)。

本发明通过支架底座固定拍门组件中第一拍门支架和第二拍门支架的底部,可防止两个拍门支架分离,从而形成可用于供径向水流或轴向水流通过的电泵管道中的模块化水流感应装置。

综上,本发明模块化水流感应装置的装配包括如下步骤:

步骤一:将第二磁铁装入拍门上部的塑料盒内(即磁铁安置部的拍门磁铁安置腔内),用适当温度的烙铁加热软化塑料盒上两个凸点(或凸片),并向塑料盒盒内弯折,防止第二磁铁脱落。

步骤二:将第一磁铁和步骤一组装的拍门装入第一拍门支架相应的位置,然后对接第二拍门支架组合成拍门组件,完成水流感应主要部位的组装。

步骤三:将组装完成的拍门组件中的两个拍门支架的上部装入控制盒内,使拍门插入部的下部外露于控制盒,并将支架底座装入两个拍门支架的下部,限制拍门支架分离,形成模块化水流感应装置。

下面,对本发明模块化水流感应装置应用于水流为径向水流和轴向水流的电泵管道中的工作原理进行描述:

电泵管道内通过轴向水流时的原理:如图22-图29所示,将轴向支架底座安装在通过轴向水流的轴向管道的一侧内壁上,并通过四颗螺钉将控制盒锁紧在管道另一侧,通过管道的尺寸限制水流感应装置的上下移动。在没有水流流过管道时,装有第二磁铁的拍门在重力和第一磁铁对第二磁铁的排斥力作用下复位(如图27所示)。此时,由干簧管的特性:在第二磁铁形成的感应磁场位于玻璃管中部或者感应磁场远离玻璃管时都不会使干簧管控制电路发生闭合动作。在拍门复位状态下,拍门上的第二磁铁刚好位于干簧管的玻璃管中部,此时干簧管控制电路处于断开状态,电路不导通。在有水流沿着管道轴向流过时,水流推动装有第二磁铁的拍门,在转轴限制下联动第二磁铁也跟着沿与水流方向反向的方向移动,第二磁铁形成的感应磁场由干簧管的中部向软磁簧片的一侧靠近移动,当磁场移动至软磁簧片附近时,即,当第二磁铁靠近第一磁铁时(如图28所示),软磁簧片会在磁场作用下磁化,簧片就会吸合,此时干簧管控制电路处于闭合状态,电路导通。

电泵管道内通过径向水流时的原理:如图14-图21所示,将轴向支架底座安装在通过轴向水流的轴向管道的一侧内壁上,并通过四颗螺钉将控制盒锁紧在管道另一侧,通过管道的尺寸限制水流感应装置的上下移动。在没有水流流过管道时,装有第二磁铁的拍门在重力和第一磁铁对第二磁铁的排斥力作用下复位(如图18所示)。由干簧管的特性在第二磁铁形成的感应磁场位于玻璃管中部或者感应磁场远离玻璃管时都不会使干簧管控制电路发生闭合动作,因此,在拍门复位状态下,拍门上的第二磁铁刚好位于干簧管的玻璃管中部,此时干簧管控制电路处于断开状态,电路不导通。在有水流沿着管道径向流过时,水流在径向支架底座挡水罩的弯管流道的引流下,改变水流的流向为轴向水流,水流推动装有第二磁铁的拍门,在转轴限制下联动第二磁铁也跟着沿与水流方向反向的方向移动,第二磁铁形成的感应磁场由干簧管的中部向软磁簧片的一侧靠近移动,当磁场移动至软磁簧片附近时,即,当第二磁铁靠近第一磁铁时(如图19所示),软磁簧片会在磁场作用下磁化,簧片就会吸合,此时干簧管控制电路处于闭合状态,电路导通。

本发明除了提供上述形成模块化水流感应装置的方法之外,还提供由上述方法形成的模块化水流感应装置,该模块化水流感应装置包括:具有第一磁铁3的第一拍门支架7;具有第二磁铁6和转轴的拍门4,用于安装在具有第一磁铁的第一拍门支架上,以形成具有拍门和第一磁铁的拍门支架组件,其中,第一磁铁和第二磁铁相对的磁极相同;第二拍门支架5,用于与拍门支架组件对接以形成拍门可相对两个拍门支架转动的拍门组件;具有干簧管控制电路的控制盒2,用于在其内安置拍门组件的包括第一磁铁的上部分;支架底座,安装在拍门组件中第一拍门支架和第二拍门支架的底部,以形成可用于供径向水流或轴向水流通过的电泵管道中的模块化水流感应装置;其中,当模块化水流感应装置安置在电泵的管道11中时,若管道中无水流通过,则拍门在第一磁铁对第二磁铁排斥力的作用下回位而使干簧管控制电路不导通,电泵电源自动断开。

其中,具有第一磁铁3的第一拍门支架7、具有第二磁铁6和转轴的拍门4、第二拍门支架5、具有干簧管控制电路的控制盒2以及支架底座均采用上述方法所形成的结构,在此不再重述。

综上所述,相较于传统水流感应装置,本发明模块化水流感应装置及形成方法解决了如下技术问题:

1、本发明模块化水流感应装置采用挡板拍门式,通过合理的过流设计,利用杠杆原理,在水流流速较低的情况下即可推开拍门的挡板部,可以在较小流量下导通干簧管控制电路,即,实现高精度水流检测。

2、本发明利用磁性材料具有相互作用力(同性相斥、异性相吸)的原理,采用两个磁铁的相互作用,取代传统的复位弹簧,并且两个磁铁均由独立的磁铁安置腔包裹防护,解决传统复位弹簧的生锈和杂质缠绕等问题,大大降低水流感应装置的故障率,提高了使用寿命。

3、本发明将用于使拍门复位的第一磁铁插入到控制盒内,可以将传统挤占管道中复位弹簧的位置让出,因此减小了挡板部开度的限制,在管道确定情况下可以增加管道中有效的过流面积,从而增大了水流感应装置的过流能力。

4、本发明采用模块化设计,在主体(包括控制盒、拍门、拍门支架等)通用情况下,可采用两种不同结构的支架底座进行互换,从而可应对轴向水流和径向水流管道的不同安装需求,即,实现一个装置适用不同的管道安装;同时在管道内有单向逆止要求的情况下,可在拍门的挡板部安装密封垫,实现水流感应装置的灵活拓展功能。

5、本发明装置,在拍门上部安装第二磁铁,通过两个对半分开的拍门支架组合成一个完整的拍门支架,在拍门支架组装时将第一磁铁塞进一个拍门支架内部的预留磁铁安置腔内,组合后将两个磁铁均与外部隔开,使磁铁不会吸附水中杂质,同时磁铁无掉落风险,确保装置工作可靠性。

6、本发明控制盒的上半部分主要安装由干簧管、可控硅等器件组成的干簧管控制电路部分,下半部分为磁铁感应区,两者中间隔板的塑料壁面起到水和电的完全隔离,安全可靠。

7、本发明拍门上安置第二磁铁的磁铁安置部留有软化后可折弯倒扣住磁铁的凸点,起到了固定磁铁防止磁铁脱落的作用,解决了如果是通过胶水胶合固定磁铁时,胶水在长时间水中浸泡会被水解失效的问题。塑料加热后折弯则不会有这个问题。

8、本发明拍门支架,一方面起到支撑拍门转轴的作用,使得拍门绕转轴中心线自由转动,并带动第二磁铁产生的磁场靠近或远离干簧管,实现控制电路的通断控制;另一方,拍门支架内设计有第一磁铁的安置腔,当整个拍门支架组装后,第一磁铁就被完全包裹在拍门支架的安置腔内,不需要额外固定支撑,组装方便、快捷。

9、本发明支架底座为模块化设计,不同的支架底座根据不同水流管道可以进行互换,实现了不同水流方向的感应检测及密封功能;此外,支架底座还起到限制两个拍门支架分离的作用。

尽管上文对本发明作了详细说明,但本发明不限于此,本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改,因此,凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

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