浅析智能水表的心脏阀门结构和试验方法智能水表开发至现在已经冇近8年的时间8年时间在市场上投入使川的智能水 表出现一些质量、技术问题这些问题最终集中在执行器上开发商对执行器多多 少少都做过基木功能的实验，来验证其功能在实际使用中的可靠性为什么经过验 证的执行器在用户正式的使用中会出现意想不到的问题呢？我以为行设计结构、试 验方法、试验环境上的综合问题以下就执行器的综合性问题阐述我个人的观点一、设计结构1. 执行器工作的基木原理目前市场上执行器的种类包括：电磁先导阀、电机先导阀、电机球阀、平面叠阀电磁先导阀的T作原理：电磁阀开启时，对阀封压力腔进行泄压，管道内的水压 将阀封推开，智能水表就正常工作；电磁阀关闭时，即关闭了汕压腔的孔，此时在 阀封上的腔内的水压迅速上升，肓至将阀封压住阀口，关闭了岀水口电机先导阀是采用减速机构，为了解决运动件的密封问题，运动杆采用了磁驱动 原理操纵泄压孔的开启与关闭，从而达到阀封的开与关它与电磁先导阀原理相像, 只是时间和反应速度比电磁先导阀慢岀现的问题与电磁先导阀是一样的电机球阀T作原理：由减速机构将电机的转速减慢，将扭矩加大川以推动球阀进 行旋转，达到开启与关闭的功能。
对于球阀木身的制造工艺要求比较高，球阀的旋 转力度要有一个很标准的参数，即旋转球阀必须控制在一组T艺参数的范围内并 且，驱动球运转杆的密封也是一•个关键，其中采用的基木是0型橡胶圈进行密封, 所以，橡胶圈过于紧将增加扭矩，过于松将会导致密封不严而泄漏平面吾阀T作原理：由减速机构将电机的转速减慢，将扭距加大川以推动平面魯 阀进行旋转，达到开启与关闭的功能密封性是由水压上片来保证平面證阀对阀 片的摩擦平面的平面度和光洁度要求相当的高，而且对于采用的材料要求也有很高 的要求为了解决这些问题，平面叠阀下叠片采用了陶瓷基材，上片采用了其它强 度高的耐磨损材料，完全按化T机械密封的原理制造与加T,既保证了合理的接触 面，又保证了最小的摩擦系数2. 结构分析电磁先导阀和电机先导阀在H来水管道实际使用中，已经出现了由于长时间水质 问题导致先导孔的堵塞、泄压阀杆吸附铁质微粒造成阀杆被卡死等问题，通过市场 的使川与反馈的信息，开发商已经了解到这种结构的执行器不适宜我国水司H前的 水质使用由此，开发商又转向了球阀和平面證阀现在使用球阀的更多一点以 下对球阀、平面叠阀的结构进行综合分析：电机球阀：在球阀的结构上，提高工艺水平，将球阀的扭矩控制在一个不会汕•漏 乂在一泄的扭矩参数范I韦I。
这一项工艺要求包含两个方面的要求，第一，球阀与密 封压紧圈之间的松紧稈度，既要保持在…定压力下关闭时不会泄漏；又要在外作用 力下旋转所使用的扭矩在一个参数范围这个参数值应：F>f1+f2+f3式中：F——电机驱动减速机构输出的扭矩力；f1——球旋转的扭矩力；f2——旋转杆橡胶密封的扭矩力:f3——管道动态水压对球阀的作用力:目前市场电机球阀的开关时间从：8秒至14秒有几种，其中对8秒左右结构的 电机球阀和14秒左右的电机球阀进行过试验试验的环境为1-OMPa,供电方式是电池育接供给试验用的是新电池试验的 结果：8秒电机球阀在0.6MPa的动态环境关阀很因难，有时共至关不上；14秒电机球阀在1 .OMPa的动态环境关阀比较正常，没有出现关阀失误现彖根据两种试验的结果，我们可以看出，扭矩对球阀是很重要的我们假设：电机 是相同的参数,那么如果8秒时间的比速是1,则14秒时间的比速则是1.75所 以，电机球阀的关键是减速机构的比速大小问题，但是前面说的几个工艺问题也是 很重要的平血叠阀：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。
工作时阀片是作平血旋转运动，需要克服的是阀片2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吾片在水压强下的摩擦力a 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；(2)IC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.OMPa左右时，对阀门进行开关的运行试验；⑷通过调桀阀门将压力逐步调報至1.5MPao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 .OMPa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5 mA至10mA水压从1 .OMPa升至1.5MPa增加了 50%；电流从50mA升至55 mA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血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I.OMPa,供电方式是电池直供给试验用的是新电池试验结果：8秒平页叠阀在I.OMPa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 表所川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，代表了白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. 右•立杆加双道丁晴橡胶O型密封圈防上水的泄漏；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,而且日前的密封 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 衷，嚴后水中带强磁的齿轮旋转的摩察系数加人，英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，现在仍使川电机先导阀的产品基木没冇 了肓立杆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，开关阀门电流加人；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，这样导致制造成木上升 即使加工丁•艺很成熟，O型密封圈长期在水的压力作川下，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丿r;, 使用了一两年时间，出现阀门关不上或汕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人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0型密封圈和磁驱动的结构方式，在有圧力的管网中，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。
目前出现在用户使用过程中发现的质量问题，主要是漏水、阀门不能完全关闭、 阀门失去功能等这些质量问题的关键是由于阀门驱动采用的密封结构方式而引发 的，如果将阀门驱动的密封结构方式进行改进，则可以彻底解决漏水问题和导致火 去阀门执行功能的技术问题机械密封是一种动密封，在化T行业中普遍采川其密封的可靠性很好，在IC 卡水表行业引进机械密封是提升IC卡水表技术的一个重要举措，同时也是解决IC 卡水表泄漏、在一定时间内丧失执行功能的最佳方法三、试验方法智能水表是一只安装在T家力户老百姓家里的计量仪表，具有自动计量、控制欠 费等功能，平时无需人去进行看护及保养，完全依靠IC卡在进行数据和信息的传 输，实行现代化的管理作为一只出厂的产品，具有的每一项功能都是要进过可靠 试验设备的检验验证是合格的才能出厂一般的试验及试验设备都有，因为计量器 具制造许可证取证时时必须要的，但是，阀门动态试验的设备由于取证时没有具体 的要求，所以一般厂家都不会准备的，这样就造成了阀门动态试验设备根木没有厂 家会去研发和加工制造，造成了根木没有阀门动态的试验，使得IC卡水表阀门在 岀厂时没有进行动态的检验就在用户家里安装造成了目前出现的阀门泄漏、关不了阀门等质量和技术上的问题。
如果想要制 造好一个产品，所有的检测手段都不能缺少阀门动态试验，是一种模拟在正常使用状态的检验这种状态应该是可以覆盖所 有水司环境的检验阀门动态的执行功能还有很重要的一点就是检验的电压，采用 什么样的电压最合适？智能水表中每一家都有一个相同的功能，即当电池电压低于设定值时，单片机会 指令阀门进行关闭的功能动作，此时的电池电压是智能水表中最低的电压，也就是 说，最后的关阀动作是在电池电压最低坏境这样可以设定试验、检验的条件：1. 供水压力：I.OMpa；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斥的工况作为试验、检验的电源作为计呈器具制造许可 证考核部门应将智能水表取证的设备增加阀门动态检测的专用设备，这样才能确保 出厂的产品质量满足使用的要求。