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自动截止 阀

阅读：159发布：2020-05-08

专利汇可以提供自动截止阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于远程控制诸如自来水的流体供应的系统。根据本发明，提供了一种用于远程截止阀的控制单元(100)，该控制单元包括：具有电动机轴(108)的电动机(102)，该电动机轴包括螺纹杆；包括阀构件(112)的阀(110)，该阀构件具有用于容纳螺纹杆的螺纹凹部(114)；以及用于流体的入口(120)和出口(130)，该阀具有打开位置和关闭位置，在打开位置中流体可以从入口流到出口，而在关闭位置中阻止流体从入口流到出口，其中，当电动机工作时，通过阀构件与螺纹杆的拧紧相互作用和旋松相互作用，阀构件可在打开位置和关闭位置之间移动。本发明还提供了包括该控制单元的控制模块 (200、250)及其使用方法，以及包括该控制单元和隔膜阀(310、400)的系统(300)。，下面是自动截止阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于远程截止阀的控制单元，所述控制单元包括：
具有电动机轴的电动机，所述电动机轴包括螺纹杆；
包括阀构件的阀，所述阀构件具有用于容纳所述螺纹杆的螺纹凹部；以及流体的入口和出口，
所述阀具有打开位置和关闭位置，在打开位置中流体可以从所述入口流到所述出口，在关闭位置中阻止流体从所述入口流到所述出口，当所述电动机操作时，通过所述阀构件与所述螺纹杆的拧紧相互作用和旋松相互作用，所述阀构件可在打开位置和关闭位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述螺纹杆与所述电动机轴一体地形成并且构成所述电动机轴的一部分。
3.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述螺纹杆耦接至所述电动机轴。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的控制单元，其中，所述电动机还包括齿轮箱。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，其中，所述阀构件还包括一个或多个O形圈。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，其中，所述阀构件是细长的活塞，所述螺纹凹部位于所述活塞的第一端。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，其中，所述阀构件还包括厚度减小的区域，所述厚度减小的区域在所述阀构件处于打开位置时在所述入口和所述出口之间提供流动路径。
8.根据权利要求7所述的控制单元，其中，所述阀构件在所述厚度减小的区域的每一侧上包括O形圈。
9.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，还包括主体，其中，所述电动机和所述阀容纳在所述主体内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，其中，所述远程截止阀是液压阀，并且其中，所述流体是液体。
11.一种用于控制远程截止阀的控制模块，所述控制模块包括：
壳体；以及
根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的控制单元，所述控制单元容纳在所述壳体内。
12.根据权利要求11所述的控制模块，还包括附接到所述壳体的控制面板。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的控制模块，还包括用于为所述电动机供电的电源。
14.根据权利要求13所述的控制模块，其中，所述电源是电池。
15.根据权利要求14所述的控制模块，其中，所述电源包括被配置为获取电池状态信息的电池传感器。
16.根据权利要求13至权利要求15中任一项所述的控制模块，包括控制面板，其中，所述电源容纳在所述控制面板内。
17.根据权利要求12至权利要求16中任一项所述的控制模块，其中，所述控制面板还包括手动控制开关，所述手动控制开关被配置为控制所述控制单元中的所述电动机。
18.根据权利要求17所述的控制模块，其中，所述手动控制开关为按钮的形式。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的控制模块，其中，所述控制面板包括两个手动控制开关：第一手动控制开关被配置为将所述阀构件设置在打开位置，以及第二手动控制开关被配置为将所述阀构件设置在关闭位置。
20.根据权利要求17至权利要求19中任一项所述的控制模块，包括电池传感器，其中，所述控制面板还包括被配置为控制电池状态测试的电池测试开关。
21.根据权利要求20所述的控制模块，其中，所述控制面板还包括用于指示所述电池状态测试的结果的显示装置。
22.根据权利要求21所述的控制模块，其中，所述显示装置包括LED。
23.根据权利要求11至权利要求22中任一项所述的控制模块，还包括：
被配置为从连接到互联网的网络接收信号的接收器，
被配置为用于向所述网络发送信号的发射器；以及
被配置为响应于由所述接收器接收到的信号来控制所述电动机的换能器，使得当接收到“关闭”信号时将所述阀构件设置在关闭位置，以及当接收到“打开”信号时将所述阀构件设置在打开位置。
24.根据权利要求23所述的控制模块，包括控制面板，其中，所述接收器、所述发射器和所述换能器容纳在所述控制面板内。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的控制模块，其中，所述控制模块被配置为经由无线通信链路与所述网络进行通信。
26.根据权利要求25所述的控制模块，其中，所述网络是局域网，可选地，其中，所述无线通信链路是Wi-Fi或蓝牙。
27.根据权利要求25所述的控制模块，其中，所述网络是蜂窝数据网络，可选地，其中，所述无线通信链路是3G、4G或5G电信链路。
28.根据权利要求23至权利要求27中任一项所述的控制模块，其中，所述网络包括IoT中心，并且所述控制模块被配置为与所述IoT中心通信。
29.根据权利要求23至权利要求28中任一项所述的控制模块，包括电池传感器，其中，所述发射器被配置为将所述电池状态信息发送到所述网络。
30.一种远程截止阀系统，包括：
根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的控制单元；
隔膜阀，所述隔膜阀包括：
入口，
出口，
隔膜阀构件，以及
隔膜阀座；
将所述隔膜阀的入口连接到所述控制单元的入口的第一流体导管；以及
将所述控制单元的出口连接到所述隔膜阀的出口的第二流体导管，
所述隔膜阀构件具有关闭位置和打开位置，在关闭位置，所述隔膜阀构件与所述隔膜阀座接合，并阻止流体从所述隔膜阀的入口流到所述隔膜阀的出口；在打开位置，所述隔膜阀构件不与所述隔膜阀座接合，并且流体可以从所述隔膜阀的入口流到所述隔膜阀的出口。
31.根据权利要求30所述的系统，包括根据权利要求11至权利要求29中任一项所述的控制模块。
32.根据权利要求30所述的系统，包括根据权利要求23至权利要求29中任一项所述的控制模块，还包括连接到网络的IoT中心，其中所述控制模块被配置为与所述IoT中心通信。
33.根据权利要求32所述的系统，还包括与所述IoT中心通信的一个或多个传感器。
34.一种远程控制流体供应的方法，包括：
在根据权利要求11至权利要求29中任一项所述的控制模块处接收信号；以及响应于所述信号而致动所述电动机，使得当接收到“关闭”信号时，将所述阀构件设置在关闭位置，当接收到“打开”信号时，将所述阀构件设置在打开位置。
35.根据权利要求34所述的方法，还包括：
在用户界面上提供一个或多个输入选项；
接收对应于对所述输入选项的一个或多个响应的用户输入，其中在所述用户界面处接收用户输入；以及
从网络向所述控制模块传送信号，所述信号对应于用户输入。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述用户界面是基于网络的。
37.根据权利要求35或权利要求36所述的方法，其中，所述控制模块包括用于测量电池状态信息的电池传感器，所述方法还包括：
从所述控制模块向所述网络传送信号，所述信号对应于所述电池状态信息；
将所述电池状态信息传送到所述用户界面；以及
在所述用户界面上以图形方式表示所述电池状态信息。

说明书全文

自动截止 阀

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于远程控制流体的供应的系统。特别地，本发明涉及一种用于控制阀以截止诸如水或空气之类的流体的供应的控制单元，以及一种远程操作该控制单元的方法。

背景技术

[0002] 自来水通常通过一条管道进入住宅或房屋。通常提供水龙头(称为“旋塞阀(stop-cock)”)，以便在需要时(例如，如果房屋内出现漏水)，可以截止向住宅的供水。旋塞阀通常位于视线之外，并非总是很容易接近，特别是对于老年人或体弱者。另外，旋塞阀可能多年不需要操作，并且在那段时间可能已经被固定，因此当最终需要时，居住者可能不能操作旋塞阀。

[0003] 本发明人的先前的欧洲专利申请EP2396579和EP1195547描述了一种改进的截止阀系统，其通过提供一种利用差压操作的隔膜阀来解决上述问题。隔膜阀由液压先导阀控制，而液压先导阀又由用户易于操作的拨动开关或翘板开关控制。EP1195547描述了一种升级的系统，其中先导阀和开关可以通过一段管道连接到隔膜阀，从而使开关可以放置在离管道几米距离的方便位置。但是，与现有的旋塞阀一样，仍必须手动操作阀以截止供水。

[0004] 如果在发生泄漏的时候没有人亲自到场来关闭旋塞阀，则泄漏可能会持续若干小时，从而对房屋造成大面积的破坏并造成大量的水浪费。在诸如大学宿舍之类的托管设施中，这可能是一个特殊的问题，这些设施通常一年中会空置数个月，因此漏水可能会在很长一段时间内不能被发现。出租机构和房东还可能管理大量房屋，这些房屋可能在数天或数周内都未被使用，或者其中当前的居住者不知道旋塞阀的位置，从而导致泄漏持续很长时间。

[0005] 消防系统(例如洒水装置)也可能导致严重的水灾，因为在扑灭大火与消防员定位和关闭旋塞阀之间可能会有延迟。监狱犯人故意造成的水破坏也可能是惩教设施的问题。这样的设施可能具有许多单独的旋塞阀，以截止对单个单元或单元块的供水，所有这些都必须手动操作。

[0006] 因此，在许多情况下，为了避免不必要的水破坏，需要遥控或自动控制截止阀而不是手动操作旋塞阀。

[0007] 本发明寻求解决上述问题，并提供一种无需手动操作即可远程或自动控制，或改善或克服与现有技术有关的问题的截止阀，或提供一种有用的替代方案。

[0008] 本发明的发明人最初试图通过将其改进的EP2396579隔膜阀修改为由电池操作来解决该问题，该隔膜阀利用3V DC电动机和凸轮组件将径向运动转换为线性运动。但是，这导致了一个大而笨重的阀，组装起来很费力，并且每个阀都需要单独调节才能使电源和凸轮正常工作。由于操作材料的磨损，这种调节还会出现功能问题，从而导致阀无法正常工作。

[0009] 因此，发明人决定将EP1195547的远程开关改为由电池操作，而不是阀本身。这使得阀的功能保持不受影响，同时还允许通过新开关方便地升级现有的远程操作阀。希望新开关具有以下特征：能够改装到现有的阀上；电池供电；易于制造和组装；包括最少的运动部件；并使未来的产品兼容。

[0010] 在早期的原型中，发明人试图通过修改开关先导阀的活塞以包括齿条来解决上述问题。垂直于活塞安装电动机，并装有小齿轮。电动机将经由齿条和小齿轮界面在单个方向上驱动活塞。可以通过定时持续时间或通过当活塞撞击其停止位置时，电动机会经历的超扭矩来控制驱动。尽管该开关有效且易于制造，但这种电动设计仍存在许多问题。驱动活塞所需的电动机扭矩导致驱动小齿轮过度磨损，从而极大地缩短了产品的使用寿命。包含活塞的歧管也可能会被松开，并且活塞本身可能会发生偏转和弯曲。组件也不是如所需的紧凑。因此，该设计不合适。

[0011] 因此，发明人设计了一种新的开关，它利用电池供电的微型自锁螺线管(micro latching solenoid)而不是电动机。这种设计并不难于组装和制造，并且小巧而紧凑，足以放置在控制模块底盒中。但是，螺线管的成本很高，尽管螺线管能够在正常工作压力下关闭水，但当关闭阀时，背压过高，无法使螺线管再次释放并除去对水流的阻碍。因此，该设计不合适。

发明内容

[0012] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于远程截止阀的控制歧管(也称为控制单元)，控制单元包括：电动机，其具有电动机轴，电动机轴包括螺纹杆；阀，其包括阀构件，阀构件具有用于容纳螺纹杆的螺纹凹部；以及流体的入口和出口，阀具有打开位置和关闭位置，在打开位置中流体可以从入口流到出口，而在关闭位置中阻止流体从入口流到出口，当电动机操作时，通过阀构件与螺纹杆的拧紧相互作用和旋松相互作用，阀构件可在打开位置和关闭位置之间移动。

[0013] 该阀旨在与任何合适的流体(包括液体和气体)一起使用。在一个实施方式中，阀是液压阀，流体是水。在可替代实施方式中，阀是气动阀，而流体是空气。将理解的是，在阀是液压阀的实施方式中，控制单元应该是防水(water-tight)的(在使用中)，以防止不期望的液体泄漏并确保能够产生足够的液压来操作连接的隔膜阀。

[0014] 在使用中，经由由外部开关提供的电压对电动机进行电子控制，从而无需手动拨动开关即可操作阀。电子控制使电动机能够响应例如从无线局域网发送的信号而运行，使得阀可以由用户远程致动，也可以基于例如从适当传感器发送的信号自动致动。在一个实施方式中，以定时脉冲将电压提供给电动机，使得电动机被致动设定的时间值。在可替代实施方式中，将电压提供给电动机，直到检测到电压峰值(由转矩输出的峰值引起)，使得当阀构件达到打开位置或关闭位置的最大极限时停止电动机。这防止了由于在阀构件已经撞到其止动件之后电动机继续运行而导致的阀损坏。

[0015] 螺纹机构将电动机的旋转运动转换为活塞的线性运动，并允许电动机与活塞成一直线放置。这为控制单元提供了有利的纤巧而紧凑的设计，使控制单元可以轻松地安装到新的和现有的控制模块壳体中。在一个实施方式中，电动机是3V DC电动机。在一个实施方式中，电动机包括齿轮箱，该齿轮箱减小电动机的输出速度并增大电动机的输出扭矩。这使得来自电动机的用于驱动活塞的扭矩从电动机本身的输出扭矩增加。在一个实施方式中，电动机轴耦接至独特的螺纹杆，该螺纹杆在电动机操作时与电动机轴一起旋转。在可替代实施方式中，电动机轴本身是带螺纹的，因此螺纹杆与电动机轴一体形成并构成电动机轴的一部分。

[0016] 阀构件在打开位置和关闭位置之间沿着操作轴线在阀腔室内移动。在一个实施方式中，阀构件是在操作轴线的方向上从第一端延伸到第二端的细长活塞，螺纹凹部位于活塞的第二端。在一个实施方式中，阀构件通常是圆柱形的。在另一个实施方式中，阀构件包括(一个或多个)平坦表面，(至少一个)该平坦表面紧靠在阀腔室中的对应平坦表面上，并在电动机操作时防止阀构件旋转。这允许阀构件在螺纹的旋转的驱动下线性移动。

[0017] 在一个实施方式中，阀构件包括厚度减小的区域，当阀构件处于打开位置时，该厚度减小的区域在入口和出口之间提供流动路径。这使得流体能够在厚度减小的区域周围流过阀构件和阀腔室之间的空间。在可替代实施方式中，阀构件包括垂直于操作轴线延伸的孔，当阀构件处于打开位置时，该孔在入口和出口之间提供流动路径。在阀构件包括孔的实施方式中，阀构件的机械强度可能降低，因此阀构件可能需要做得更大以确保其足够耐用。在一个实施方式中，阀构件在其预期的运动方向上是细长的。

[0018] 在一个实施方式中，阀构件还包括一个或多个O形圈，以防止流体不希望地泄漏到阀构件周围的阀腔室中。在阀构件包括厚度减小的区域的实施方式中，可以在厚度减小的区域的每一侧(沿移动方向)布置O形圈，以在该区域周围提供密封并确保当阀构件处于关闭位置时防止流体流动，并且当阀构件处于打开位置时，也可以防止流体泄漏。

[0019] 在一个实施方式中，控制单元还包括主体，电动机和阀容纳在主体内。在一个实施方式中，主体由WRAS批准的材料形成，诸如不锈钢、铜、黄铜或塑料。在一个实施方式中，主体由能够铸造的材料形成。在可替代实施方式中，主体由能够注塑成型的材料形成。在一个实施方式中，控制单元还包括端盖。在一个实施方式中，将端盖拧入主体中。这防止了电动机由于在移动阀构件时产生的力而从主体脱离。在一个实施方式中，主体的窄侧包括多个纵向凹槽或凹部。这使得能够更容易地将主体注塑成型而没有可见的缺陷，并且减少了制造主体所需的材料量。在一个实施方式中，主体的宽侧包括横向凹槽或凹部。这减少了形成内部通道时变形的机会，提高了其制造的准确性，并减少了主体内的材料量。横向凹槽还可用于将控制单元定位在壳体内，通过在壳体中提供一个或多个凹部，该凹部可容纳固定元件，诸如壳体中的闩锁或切口的边缘。

[0020] 在一个实施方式中，入口和出口位于主体的第一端。在一个实施方式中，入口和出口分别经由各自的流动通道连接到阀腔室。在一个实施方式中，每个流动通道包括两个部分。在一个实施方式中，流动通道的第一部分平行于操作轴线从入口或出口延伸到主体中。在另一个实施方式中，流动通道的第二部分垂直于操作轴线从主体的侧面延伸到阀腔室。
在一个实施方式中，流动通道的第二部分通过塞子密封，该塞子插入到主体侧面的开口中并且可选地焊接到位。塞子可以被化学焊接，例如用胶水或超声波焊接。在一个实施方式中，塞上的开口(plugged opening)在主体的侧面上提供凹部。

[0021] 在一个实施方式中，每个流动通道的壁包括衬里，该衬里从入口或出口延伸到流动通道中。在一个实施方式中，衬里由金属形成。在一个实施方式中，每个流动通道都包括用于牢固地紧固管道的固定手段，该管道可以经由入口和出口连接到控制单元。在一个实施方式中，固定手段包括推入配合连接器，该推入配合连接器被配置成与管道的端上的对应的连接器接合或与管道本身接合。在另一个实施方式中，推入配合连接器包括基本为管状的插入件，其可以由塑料、金属或其组合形成。在可替代实施方式中，固定手段包括内螺纹部分，该内螺纹部分允许经由在管的端上的相应的外螺纹部分将管拧入。在一个实施方式中，内螺纹部分设置在流动通道的壁中。在可替代实施方式中，内螺纹部分设置在流动通道的衬里中。

[0022] 根据本发明的第二方面，提供了一种用于控制远程截止阀的控制模块，该控制模块包括壳体，该壳体包含根据本发明的第一方面的控制单元。在一个实施方式中，壳体为浅盒的形式，在使用中，该浅盒被安装在墙壁或其他合适的表面上。在一个实施方式中，壳体包括四个侧壁和一个背板。当安装在墙壁上时，背板直接连接到墙壁上，并且前面保持打开。在可替代实施方式中，前面可以完全或部分封闭。在另一实施方式中，侧壁中的一个包括与控制单元的横截面形状相对应的切口。可以通过切口将控制单元轻松插入壳体，当安装了控制单元时，它还允许管道从控制单元伸出并伸出控制模块。在一个实施方式中，壳体包括用于将控制单元保持在适当位置的支架。在一个实施方式中，壳体还包括用于将控制单元牢固地固定在适当位置的定位夹。在一个实施方式中，定位夹与控制单元的主体的侧面中的凹部接合，并且可以通过手动将定位夹从凹部中移出而释放。在一个实施方式中，主体中的凹部由流动通道的第二部分的塞上的开口提供。

[0023] 在一个实施方式中，控制模块还包括装配在壳体上的控制面板。在一个实施方式中，控制面板具有与壳体的横截面形状基本相同的尺寸和形状的横截面形状。在一个实施方式中，控制面板覆盖控制模块壳体的开放面。在一个实施方式中，控制面板通过固定手段附接到控制模块。在一个实施方式中，固定手段包括螺钉、粘合剂、推入配合连接器或其任意组合。本领域技术人员将理解，可以使用任何合适的固定手段来将控制面板附接到控制模块壳体。在一个实施方式中，控制模块被提供为与壳体和控制面板一体的单元。在可替代实施方式中，控制面板与壳体分开设置，并且控制模块在安装期间组装。

[0024] 在一个实施方式中，控制模块还包括用于为控制单元的电动机供电的电源。在一个实施方式中，电源是电池。安装阀时，水管工可以方便地安装电池供电的控制单元，而无需任何专业的电气培训即可连接到主电源。在一个实施方式中，电源位于控制面板内。在可替代实施方式中，电源位于壳体内。在另一个实施方式中，电源位于控制面板内，另外的电源位于壳体内。在电源位于壳体内的实施方式中，壳体可包括电池隔室。在一个实施方式中，控制模块还包括被配置为测量电池状态信息的电池传感器。在一个实施方式中，电池状态信息包括诸如电量水平或电池状态的信息。

[0025] 在一个实施方式中，控制面板包括手动控制开关，其被配置为控制控制单元中的电动机。在一个实施方式中，当控制模块被安装到墙壁上时，手动控制开关位于控制面板的前面。手动控制开关使阀可以在本地操作，这可能是必要的，例如，超控经由无线网络接收的信号，或者在网络故障阻止远程操作阀的情况下。在一个实施方式中，手动控制开关为按钮形式。在一个实施方式中，在控制面板上提供两个或更多个手动控制开关，其中第一手动控制开关被配置成将阀构件设置在打开位置，第二手动控制开关被配置成将阀构件设置在关闭位置。在一个实施方式中，控制面板包括与每个手动控制开关相对应的显示手段，用于指示确认手动控制开关已经被激活。在一个实施方式中，显示手段包括LED。按下手动控制开关时，LED会短暂点亮。

[0026] 在控制模块包括电池传感器的实施方式中，控制面板可以进一步包括被配置为控制电池状态测试的电池测试开关。在一个实施方式中，电池状态测试包括将电池状态信息从电池传感器传送到处理器，将该信息与期望值进行比较以给出正结果或负结果，并将结果指示给用户。作为示例，电池状态信息可以包括电池的电量水平，并且如果电量水平低于目标百分比，例如10％，则可以指示负结果。可以以任何适当的方式指示结果。在一个实施方式中，结果由声音信号或警报指示。在另一个实施方式中，结果被显示在显示手段上。在另一个实施方式中，显示手段包括LED。在一个实施方式中，LED点亮(可选地以特定的颜色或图案)以指示结果。这会通知用户何时需要更换电池。本领域技术人员将理解，显示手段不限于点亮以指示结果的LED，并且可以包括用于指示这种结果的任何合适的显示手段。在通过声音警报指示电池电量低的实施方式中，可以激活警报而无需按下电池测试开关。

[0027] 在一个实施方式中，控制模块还包括：接收器和发射器，其被配置为从连接到互联网的网络接收信号并将信号发送到连接到互联网的网络；以及换能器或继电器，其被配置为响应于接收器接收到的信号来控制电动机，使得当接收到“关闭”信号时将阀构件设置在关闭位置，而当接收到“打开”信号时将阀构件设置在打开位置。在一个实施方式中，接收器、发射器和换能器位于控制面板内。在一个实施方式中，控制模块通过无线通信链路与网络通信。在一个实施方式中，网络是局域网，并且无线通信链路是Wi-Fi或蓝牙。这使用户可以通过互联网从任何位置远程控制控制单元(从而操作阀)。在可替代实施方式中，网络是蜂窝数据网络，而无线通信链路是合适的电信链路，诸如3G、4G或5G，尽管可以理解的是也可以使用其他移动电话标准，视情况而定。这允许用户远程控制控制单元，而无需在控制单元所在的房屋中进行本地互联网连接。这是特别有利的，例如，即使没有人居住或租户未订购宽带互联网服务，仍允许房屋管理者控制房屋中的供水。本领域技术人员将理解，局域网无线通信链路不限于Wi-Fi或蓝牙，并且电信链路不限于3G、4G或5G。无线通信链路可以包括用于将控制模块无线连接到网络的任何合适的手段。

[0028] 在使用中，连接互联网的控制模块使附接的旋塞阀成为“物联网”(IoT)的一部分。物联网设备通过多种不同的协议相互通信，并与服务器通信。在一个实施方式中，控制模块通过诸如约束应用协议(CoAP)、消息队列遥测传送(MQTT)协议或数据分发服务(DDS)协议之类的合适的IoT协议与其他设备或更广的互联网通信。本领域技术人员将理解，任何合适的IoT协议可用于该目的。在一个实施方式中，网络包括IoT中心，并且控制模块被配置为与IoT中心通信。在一个实施方式中，IoT中心被插入路由器，并且路由器被连接到互联网。在一个实施方式中，IoT中心被配置为与包括控制模块在内的多个传感器和/或IoT设备通信。

[0029] 在控制模块包括电池传感器的实施方式中，发射器可以被配置为将电池状态信息发送到网络。这使用户可以远程检查电池是否需要更换。在一个实施方式中，控制模块包括阀状态传感器，用于检测阀状态信息，即，阀处于打开位置还是关闭位置。在一个实施方式中，阀状态传感器包括阀内的开关，当阀处于打开位置或关闭位置时，该开关被触发。在一个实施方式中，发射器被配置为将阀状态信息发送到网络，这允许用户远程检查阀是打开还是关闭。

[0030] 根据本发明的第三方面，提供了一种远程截止阀系统，其包括根据本发明的第一方面的控制单元和隔膜阀，该隔膜阀包括：入口；出口；隔膜阀构件；以及隔膜阀座。该系统进一步包括将隔膜阀的入口连接到控制模块内的控制单元的入口的第一流体导管，以及将控制单元的出口连接到隔膜阀的出口的第二流体导管。隔膜阀构件具有关闭位置和打开位置，在关闭位置，隔膜阀构件与隔膜阀座接合，并阻止流体从隔膜阀的入口流到隔膜阀的出口；在打开位置，隔膜阀构件不与隔膜阀座接合，并且流体可以从隔膜阀的入口流到隔膜阀的出口。

[0031] 在使用中，隔膜阀安装在供应流体的管道上。当控制单元的阀构件打开时，流体从入口(从隔膜阀的入口馈送)到出口(馈送到隔膜阀的出口)通过控制单元自由流动。入口和出口处的压力基本相同，因此隔膜阀构件保持在打开位置。当控制单元的阀构件关闭时，阻止了流体从入口流到出口。这导致入口处的压力变得显著高于出口处的压力，这进而导致隔膜阀构件接合隔膜阀座并关闭隔膜阀，从而截止了通过管道的流体供应。在一个实施方式中，隔膜阀是基本上如欧洲专利EP2396579B1中所述的阀。

[0032] 在一个实施方式中，该系统包括根据本发明的第二方面的控制模块。技术人员将理解，控制模块本身包括根据本发明的第一方面的控制单元，因此在其中系统包括控制模块的实施方式中，它也不需要包括单独的控制单元。

[0033] 在一个实施方式中，该系统还包括连接到网络的IoT中心。控制模块配置为与IoT中心通信。在一个实施方式中，将IoT中心插入路由器，并将路由器连接到互联网。在一个实施方式中，IoT中心被配置为与多个控制模块通信。在一个实施方式中，IoT中心被配置为同时与多个控制模块中的所有控制模块通信。在可替代实施方式中，IoT中心被配置为单独与多个控制模块中的每个通信。这使得可以通过连接到网络的单个IoT中心来控制房屋内的多个阀。

[0034] 在一个实施方式中，系统还包括一个或多个传感器，并且IoT中心被配置为从传感器接收信号。在一个实施方式中，一个或多个传感器选自包括烟雾检测器、火检测器、运动传感器，门传感器、流量传感器和照相机的组。在一个实施方式中，IoT中心还被配置为将与从传感器接收的信号相对应的命令信号传送到控制模块。例如，在一个实施方式中，当从火检测器接收到指示有火情存在的信号时，或者当从运动传感器或照相机接收到指示人的存在的信号时，IoT中心可以向控制模块传送“打开”命令信号，从而使阀构件移动到打开位置并打开隔膜阀，从而畅通供水。本领域技术人员将理解，一个或多个传感器可以包括适合于连接到IoT网络的任何传感器，并且IoT中心可以被配置为向控制模块发送与从传感器接收的任何适当信号相对应地命令信号。

[0035] 根据本发明的第四方面，提供了一种远程控制流体供应的方法。该方法包括：在根据本发明第二方面所述的控制模块处接收信号；以及响应于所述信号而致动电动机，使得当接收到“关闭”信号时，阀构件被设置在关闭位置，而当接收到“打开”信号时，阀构件被设置在打开位置。这使得控制模块连接的隔膜阀响应于从远程位置(例如经由互联网从用户)接收到的信号而被关闭。

[0036] 在一个实施方式中，该方法还包括：在用户界面上提供一个或多个输入选项；接收对应于对所述输入选项的一个或多个响应的用户输入，其中在用户界面处接收用户输入；以及从网络向控制模块传送信号，所述信号对应于用户输入。在一个实施方式中，用户界面是基于网络的。这使用户可以方便地通过互联网从计算机或移动设备关闭或打开其供水。
在另一个实施方式中，用户能够通过用户界面来操作多个控制模块。在一个实施方式中，可以单独地控制多个控制模块。在可替代实施方式中，可以同时控制多个控制模块。

[0037] 在控制模块包括用于测量电池状态信息的电池传感器的实施方式中，该方法还包括：从控制模块向网络传送信号，所述信号对应于电池状态信息；将电池状态信息传送到用户界面；以及在用户界面上以图形方式表示电池状态信息。这使用户可以从其计算机或移动设备发起电池状态检查，并在用户界面上接收测试结果，以便他们可以远程检查是否需要更换电池。

[0038] 在阀包括用于检测阀状态信息的阀状态传感器的实施方式中，该方法还包括：从控制模块向网络传送信号，所述信号对应于阀状态信息；将阀状态信息传送到用户界面；以及在用户界面上以图形方式表示阀状态信息。这使用户可以远程检查阀当前是打开还是关闭。

[0039] 在一个实施方式中，该方法还包括使用运动检测器或照相机检测人的存在，并从检测器或照相机传送“打开”信号到控制模块，从而将阀构件设置在打开位置。这样，当有人进入以前的空置房屋时，供水将自动打开。在一个实施方式中，该方法还包括检测人的不存在，并从检测器或照相机传送“关闭”信号到控制模块，从而将阀构件设置在关闭位置。在一个实施方式中，人的不存在由运动检测器或照相机最后被激活以来的持续时间确定。技术人员将理解，可以使用用于检测人的不存在的任何合适方法。这样一来，当无人居住房屋时，供水将自动关闭，从而避免了无人值守的情况下发生渗漏的可能性。

[0040] 在一个实施方式中，该方法还包括：使用烟雾检测器和/或火检测器检测火情的存在；从检测器传送“打开”信号到控制模块，使得在发生火情时将阀构件设置在打开位置；使用检测器检测没有火情；并从检测器传送“关闭”信号到控制模块，使得在火被扑灭后将阀构件设置在关闭位置。这样可以在发生火情时自动打开供水，以使防火系统正常工作，并在火被扑灭后自动关闭，以防止进一步的水破坏。

[0041] 在一个实施方式中，传感器或检测器经由适当的IoT协议与控制模块通信。技术人员将理解，该方法还可包括从任何类型的适当传感器接收适当信号，并相应地操作阀。附图说明

[0042] 现在将参考附图描述本发明的实施方式，其中：

[0043] 图1a示出了根据本发明的第一方面的实施方式的控制单元的透视图。

[0044] 图1b示出了控制单元的端视图。

[0045] 图2a示出了控制单元的剖视图，其中阀处于打开位置。

[0046] 图2b示出了控制单元的剖视图，其中阀处于关闭位置。

[0047] 图3a示出了根据本发明第二方面的实施方式的、包含控制单元的控制模块的透视图。

[0048] 图3b示出了不包含控制单元的控制模块的透视图。

[0049] 图3c示出了包含控制单元的控制模块的平面图。

[0050] 图4示出了图1a所示的控制单元的替代实施方式，该控制单元在其主体中还包括横向凹槽。

[0051] 图5a示出了根据本发明第二方面的另一实施方式的控制模块的平面图。

[0052] 图5b示出了图4a的控制模块的透视图。

[0053] 图6示出了根据本发明的第三方面的实施方式的远程截止阀系统的示意图。

[0054] 图7a示出了适用于本发明的第三方面的隔膜阀的分解图。

[0055] 图7b示出了隔膜阀的盖构件的剖视图。

[0056] 图8是根据本发明的第四方面的实施方式的、用于远程截止水供应的过程的流程图。

具体实施方式

[0057] 图1a和图1b示出了根据本发明的第一方面的控制单元100。控制单元100包括具有第一端142和第二端144的细长主体140。第一端142包括入口120、出口130和中心孔152，而第二端144包括端盖146。端盖146通过螺钉150(在图2a和图2b中示出)固定到主体上，并包括开口160(在图2a和图2b中示出)，以允许布线穿过端盖146。主体140的每一狭窄侧包括一系列纵向凹槽148和开口154。

[0058] 图2a和图2b示出了通过图1b的线A-A的截面图。控制单元100包括具有电动机轴108的电动机102，电动机轴108包括螺纹杆；阀110包括阀构件112，该阀构件112具有用于容纳螺纹杆108的螺纹凹部114；流体的入口120和出口130。阀110具有打开位置(如图2a所示)和关闭位置(图2b所示)，在打开位置中流体可以从入口120流到出口130，在关闭位置中阻止流体从入口120流到出口130。当电动机102工作时，通过阀构件112与螺纹杆108的拧紧相互作用(threading interaction)和旋松相互作用(unthreading interaction)，阀构件
112可在打开位置和关闭位置之间移动。电动机102位于主体140内朝向第二端144，并且阀
110位于主体140内更靠近第一端142。

[0059] 阀110包括大体上圆柱形的活塞形式的阀构件112，其紧密地装配在腔室116内。腔室116经由第一通道122连接到入口120，并且经由第二通道132连接到出口130。第一通道122和腔室116之间的第一接口124偏离第二通道132和腔室116之间的第二接口134，使得第一接口124位于比第二接口134更靠近控制单元142的第一端的位置。然而，在其他实施方式中(未示出)，第二接口134可以位于比第一接口124更靠近第一端142的位置。也可以理解，在一些实施方式中，特别是在阀构件112包括侧向孔而不是厚度减小的区域，第一接口124和第二接口134可以彼此对准。

[0060] 通过从第一端142钻第一孔126、136和从主体140的侧面钻第二孔128、138，在主体140内的两个部分中方便地形成第一通道122和第二通道132。第二部分128、138的外部开口
154由塞子156密封。入口120和出口130均包括呈大致管状插入件131形式的推入配合连接器，其从入口120和出口130延伸到流动通道122、132的第一部分126、136中。推入配合连接器131使控制单元100牢固地连接到插入入口120和出口130的管道。

[0061] 狭窄的孔152从阀腔室116延伸到主体142的第一端。这使得能够在插入阀构件112之后释放滞留在阀腔室116中的任何空气，否则这些空气将起到阻尼器的作用防止阀构件完全移动到打开位置。孔152还有助于排出可能泄漏到阀构件112周围的腔室116中的任何油脂或流体。

[0062] 活塞112包括厚度减小的区域118。当活塞112处于打开位置时，厚度减小的区域118与第一接口124和第二接口134对准，并在第一通道122和第二通道132之间提供流动路径，使得流体可以从入口120自由地流到出口130。当活塞112处于关闭位置时，厚度减小的区域118不对第二接口134开放，因此流体不能流动进入第二通道132。

[0063] 活塞112还包括三个O形圈119a至119c，以防止流体泄漏到围绕活塞112的腔室116中。两个O形圈119a、119b位于厚度减小的区域118的两侧，从而在该区域周围形成密封，并确保当活塞112处于关闭位置时，没有流体能够从第一接口124流到第二接口134。它们还确保当活塞112处于打开位置时不会发生泄漏。第三O形圈119c被定位成使得当活塞112处于关闭位置时，两个O形圈119b、119c位于第二接口134的两侧。

[0064] 活塞112还包括螺纹凹部114，该螺纹凹部114与电动机轴的螺纹杆108接合。在使用中，电动机102的操作使螺纹杆108旋转。由于防止了电动机102以及因此的螺纹杆108沿着主体140的纵向轴线移动，所以螺纹杆108不会拧入或拧出螺纹凹部114。相反，螺纹杆108的旋转导致活塞112将其自身从杆108上拧上或拧下，从而根据旋转方向在打开位置和关闭位置之间移动。活塞112设有一个平坦表面，该平坦表面紧靠阀腔室116中的相应平坦表面并阻止了活塞112的旋转。这确保了活塞112仅以直线运动的方式移动，从而防止了O形圈119a至119c由于旋转而导致的过度磨损。

[0065] 图3a和图3c示出了根据本发明第二方面的控制模块200。根据本发明的第一方面，控制模块200包括壳体210和控制单元100。壳体210通常是正方形的，并且包括具有四个侧壁222和背板224的隔室。在其他实施方式(未示出)中，壳体可以是矩形或任何合适的形状，而不是正方形。一个侧壁222包括与控制单元100的横截面形状相对应的切口226(在图3b中示出)。壳体还包括用于固定控制面板230以安装在壳体210的敞开的前表面(open front face)的棘爪227。

[0066] 控制单元100通过支架216保持在壳体210内，使得控制单元100的第一端142略微突出穿过切口226，从而提供了方便地进入控制单元100的入口120和出口130。通过将控制单元100插入穿过切口226并推入到支架216中，可以轻松地将控制单元100装配到控制模块200中。壳体210还包括偏置的定位夹228，该定位夹228与在主体140的侧面上的凹部154接合，并且将控制单元100固定在控制模块200内。可以通过手动将定位夹228从凹部154中推出来释放控制单元100。

[0067] 图4示出了图1a所示的控制单元100的替代实施方式101。主体140的每个宽侧包括朝向第一端142定位的一系列横向凹槽149。当装配到诸如图3a至图3c中所示的壳体210之类的壳体中时，横向凹槽可以帮助定位控制单元101在壳体内正确地定位，例如通过与切口226的边缘接合。

[0068] 图5a和图5b示出了控制模块250的另一实施方式，该控制模块250还包括控制面板230，该控制面板230装配到壳体210的敞开的前表面上，从而闭合壳体210。控制面板230包括两个手动控制开关232、234，其为“打开”按钮232和“关闭”按钮234的形式。当按下“打开”按钮232时，信号被传送到控制单元100以致动电动机102以将阀110设定到打开位置。当按下“关闭”按钮234时，信号被传送到控制单元100，以致动电动机102以将阀110设置在关闭位置。盖230还包括凹入部分240，该凹入部分包含与按钮232、234对准的LED 242、244。当按下“打开”按钮232时，与“打开”按钮232对准的LED 242点亮。当按下“关闭”按钮234时，与“关闭”按钮234对准的LED 244点亮。

[0069] 控制面板230还包括控制电池状态测试的电池检查按钮236，并且凹入部分240包括与电池检查按钮236对准的LED 246。当发起电池状态测试时，处理器(未示出)从控制模块内的电池传感器(未示出)获取电池电量水平。例如，如果电量在最小期望水平之上，则LED 246可以显示特定的图案，而如果电量在最小期望水平之下，则LED 246可以显示不同的图案。

[0070] 控制面板230还包含多个未在图中示出的内部部件，诸如电池隔室(当安装时可以连接到控制单元100)，以及耦接到换能器或继电器的无线收发器。换能器响应于由收发器接收的信号，通过向电动机102发送电压脉冲来控制控制单元100的电动机102。电池隔室容纳用于为电动机102和其他电气部件供电的电池。

[0071] 图6示出了根据本发明的第三方面的远程截止阀系统300的示意图。系统300包括具有入口312和出口314的隔膜阀310，以及根据本发明第二方面的控制模块250。隔膜阀310经由两个呈管形式的流体导管302、304连接到控制模块250。第一流体导管302将隔膜阀310的入口312连接到控制模块200中的控制单元100的入口120，而第二流体导管304将隔膜阀310的出口314连接到控制单元100的出口130。管302、304固定在保护套320内。如果颠倒了管的顺序(即入口312连接到出口130，出口314连接到入口120)，则控制单元仍将起作用正常操作隔膜阀。

[0072] 系统300进一步包括IoT中心350和运动检测器360形式的传感器。IoT中心350有线连接到路由器352，路由器352使中心350能够连接到网络并且向前连接到更广的互联网370。中心350与控制模块250和运动检测器360通信。中心350被配置为将与从运动检测器
360或经由路由器352从网络接收的信号相对应的命令信号发送到控制模块250。中心350还被配置为从控制模块250接收信号，并经由路由器352将其传送到网络。这使得隔膜阀的当前打开/关闭状态或电池的状态可以由用户远程检查。

[0073] 图7a示出了适用于本发明的第三方面的系统300的隔膜阀400的示例。将理解的是，能够如下所述地液压操作的任何合适的阀(诸如EP2396579中公开的阀)可与本发明的控制单元一起使用。出口314与阀座404的中空内部402流体连通，而入口312与围绕阀座404的腔室406流体连通。

[0074] 柔性隔膜408被夹紧到主体410，并且是柔性的，使得它可以交替地密封在阀座404上，封闭从腔室306到中空内部402的流体流动并因此从入口312到出口314的流体流动，或者没有阀座404，在这种情况下，流体可以从腔室406流到中空内部402。

[0075] 如图7b所示，隔膜阀400还包括在其中提供控制腔室414的盖构件412，当组装隔膜阀时，该盖构件412位于隔膜408的上方。控制腔室414内的压力确定隔膜阀310是关闭还是打开，即隔膜408是否接合阀座404。

[0076] 在主体410中形成有两个开口416、418，这两个开口通过狭窄的通道(未示出)分别连接到入口312和出口314。隔膜408具有两个穿过其中的孔424，在组装状态下，这些孔与开口416、418对准。在组装状态下，孔424位于控制腔室414的区域之外，使得流体不会通过孔424流入和流出控制腔室414。

[0077] 如图7b所示，盖构件412具有两个流动通道420、422，其在组装状态下与孔424对准，并且因此与相应的开口416、418对准。流动通道420提供第一流体导管302的一部分，流体可通过其从入口312流到控制单元100，而流动通道422提供第二流体导管304的一部分，流体可通过其从控制单元100流到出口314。流动通道420具有一个分支426，其将流体从第一流体导管302传送到控制腔室414。

[0078] 在使用中，远程截止阀系统300被设计成通常打开，对应于通常也是打开的常规旋塞阀。在这种情况下，控制单元100中的阀110将打开，并且流体将流过入口流动通道420，沿着管302，经过阀构件112，沿着管304，并且流过流动通道422流到出口314。由于入口流动通道420的压力接近出口314的压力，因此控制腔室414的压力也接近出口314的压力，在这种情况下，隔膜408将远离其阀座，允许从入口312经过隔膜408流到出口314。

[0079] 当期望停止水的流动时，可通过经由开关104操作电动机102来关闭控制单元100中的阀110，其将阀构件112移动到关闭位置。阀构件112的关闭截止了阀110的入口120与出口130的连接，使得入口流体导管(包括流动通道420和管302)中的压力，以及因此控制腔室414中的压力，相比于出口314的压力大幅度上升。这导致隔膜308紧靠阀座404关闭，截止了从入口312到出口314的流体流动。

[0080] 图8示出了根据本发明第四方面的实施方式的用于远程截止流体供应的方法的流程图。

[0081] 在基于网络或应用(app)的用户界面上提供许多命令输入选项500，诸如“打开”和“关闭”。用户根据要打开还是关闭目标供水来选择一个选项。在一些实施方式中，可以提供另外的辅助输入选项，诸如“电池检查”，用户可以选择这些辅助输入选项来检查控制单元100中的电池的电量水平。用户输入(即命令输入和/或辅助命令输入)在用户界面处被接收
502，并且通过互联网被发送到与目标控制模块250通信的网络。与用户输入相对应的信号然后经由路由器从网络被发送到控制模块250 504。

[0082] 然后响应于在控制模块250处接收的信号506来致动控制单元100中的电动机102 508。例如，如果用户选择“关闭”命令选项，则在控制模块250处接收“关闭”命令信号506，并且致动电动机102 508，使得阀构件112移动到关闭位置，关闭阀110。这又导致隔膜阀310关闭，从而截止通过安装有隔膜阀310的管道的供水。替代地，如果用户选择“打开”命令选项，则在控制模块250处接收“打开”命令信号506，并且致动电动机102 508，使得阀构件112移动到打开位置。这进而导致隔膜阀310打开，恢复供水。

[0083] 将理解的是，如果在阀构件112已经被设置在关闭位置时在控制模块250处接收到“关闭”命令信号506，或者如果在阀构件112已经被设置在打开位置时在控制模块200处接收到“打开”命令信号506，电动机102将不是必须致动。

[0084] 如果用户选择“电池检查”辅助选项，则将“电池检查”辅助信号经由网络传送到控制模块250 504a。在控制模块250处接收“电池检查”辅助信号506a，并且作为反馈，将来自电池传感器的电池状态信息从控制模块250传送到网络510。然后，该信息通过互联网转发到用户界面512，并在用户界面上以图形表示514，以向用户指示电池的电量水平。

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