智能水表心脏阀门的结构设计和试验方法

2）、平面叠阀：在机械密封结构的基础上发展起来的一种阀门。阀门的特点是水平式的，流向是上进下出，因此阀门关闭时水的压力对上阀片是起很大作用的，压力越高密封性能越好。工作时阀片是作平面旋转运动，需要克服的是阀片之间的摩擦系数，而水压对它的影响没有球阀那样大。但要克服上叠片在水压强下的摩擦力。叠片之间得摩擦力通过实际试验，几孚没有增加多少的力。试验是在同一只水表上进行并按下列方法：

⑴将电流表串接在开关电路内，操纵开阀、关阀开关进行控制；

⑵IC卡水表安装在105m扬程的水泵管路中，水表接口前接压力表和三通安装阀门用以调节管路供水的压力；

⑶开启水泵将压力调整在1.0MPa左右时，对阀门进行开关的运行试验；

⑷通过调整阀门将压力逐步调整至1.5MPa。

试验是在动态环境中进行，与实际使用工矿完全一致，在水压1.0MPa时所需要的电流是：关阀起步50mA，当将要关闭时，电流突然上升至110mA左右；开阀时电流：开阀起步时电流110mA左右，当阀门一开启电流迅速下降至50mA。

在水压1.5MPa时所需要的电流是：关阀起步55mA，当将要关闭时，电流突然上升至120mA左右；开阀时电流：开阀起步时电流120mA左右，当阀门开启水从表内流出电流迅速下降至55mA。

从试验结果看到，水压对叠片阀的影响是很小的，反应在电流上的变化也就是5mA至10mA。水压从1.0MPa升至1.5MPa增加了50％；电流从50mA升至55mA和从110mA升至120mA左右，增加了10％左右，因此，在叠片阀中水压升高对阀门开启的力影响是比较小的，关系是1：5。当然这必须是在特定的材料与摩擦系数的基础上。

平面叠阀的减速机构开关时间为8秒和14秒。对两种时间的阀门进行了试验，试验环境为1.0MPa，供电方式是电池直供给。试验用的是新电池。试验结果：

8秒平面叠阀在1.0MPa的动态环境开关正常；

14秒平面叠阀在1.5MPa的动态环境开关正常。

3. 小结

从试验的结果和理论计算的结果，我们已经知道，平面叠阀的结构更适应智能水表所用执行器。在山区城市水司供水压力高与普通平原城市的供水压力，而目前城市的高层建筑供水压力也会高于普通楼层的水压，没有经过严密验证的阀门在水压高的环境失去了应有的功能。智能水表是现代高科技产品，代表了自动化仪表发展的水平，作为开发商，智能水表开发能满足用户使用的要求放在第一位，产品应能覆盖所有的使用环境。

(二)、 阀门驱动结构：

在平面叠阀结构中，目前用于阀门驱动的结构是：

1. 直立杆加双道丁晴橡胶O型密封圈防止水的泄漏；

2. 上下采用强磁的磁驱动，以防止水的泄漏。

这两种方法在结构上看，进行密封应该是磁驱动方法比较合理，而且目前的密封效果还是很好。但是，我们国家的水司输送给用户的自来水水质并不是纯净水，在水中还有很多的杂质，在杂质中还含有相当的含铁物质。由于水质的原因，在不到6年的时间里，水中的铁质材料就会将被驱动齿轮的强磁吸引，并将齿轮紧紧的包裹，最后水中带强磁的齿轮旋转的摩察系数加大，甚至会出现旋转迟滞。这种情况已经在电机先导阀上出现多次案例。所以，现在仍使用电机先导阀的产品基本没有了。

直立杆O型圈密封，对带压力的液体进行密封是不可能的，尤其是对IC卡水表使用那更是有难度，第一，采用的电机本身功率小，扭矩也小，O型圈过紧会迅速增加摩察系数，开关阀门电流加大；第二，O型圈过松会造成密封效果，容易产生泄漏。如果要加工成不紧不松的话，工艺要求就提高了，这样导致制造成本上升。即使加工工艺很成熟，O型密封圈长期在水的压力作用下，会产生变形，一般水司的水压，会在两年左右的时间，O型密封圈密封处就会产生泄漏。

A、目前，IC卡水表的产品质量，已经越做越好，困扰质量问题往往是在安装以后，使用了一两年时间，出现阀门关不上或泄漏等问题。如果是磁驱动的阀门，则会在更长的时间出现由于摩察系数的加大而关开阀门失灵。如何解决问题，我认为：在IC卡水表中，不拟采用O型密封圈和磁驱动的结构方式，在有压力的管网中，对水的密封应采用机械密封的结构方式，用以长时间进行密封，这样才能保证在6年的使用中确保不会漏水，同时保证阀门功能得到实现。