一種智能恒溫出水控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱水器出水控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能恒溫出水控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的進(jìn)步，人們對物質(zhì)生活的要求越來越高，對目前所使用的熱水器出水控制裝置提出了更高的要求。傳統(tǒng)的熱水器出水控制裝置調(diào)節(jié)水溫是通過閥門的機(jī)械位置確定冷熱水量，其調(diào)節(jié)過程較為復(fù)雜且浪費水源，即使調(diào)節(jié)好的水溫也會受到水壓的變化或其它相鄰的水龍頭的啟閉而造成熱水器出水水溫的波動，影響使用的舒適性。
[0003]公開號為CN 102878328A的專利公開了一種電子智能恒溫恒流閥，通過步進(jìn)電機(jī)各自帶動其轉(zhuǎn)子閥進(jìn)行冷水熱水的流量控制，并通過溫度傳感器反饋來實現(xiàn)恒溫恒流調(diào)節(jié)。該裝置雖然實現(xiàn)了恒溫恒流的調(diào)節(jié)，但是由于水壓的不同，無法控制冷水熱水的比例控制，仍然會產(chǎn)生出水溫度的波動，不能達(dá)到相對精確的恒溫控制，同時該裝置采用反饋的方式進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，具有一定的延遲量且誤差相對較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種既能智能控制水溫恒定又能調(diào)節(jié)出水總流量的智能恒溫出水控制裝置。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種智能恒溫出水控制裝置，其特征在于:冷水管道和熱水管道在恒溫閥體的內(nèi)部通過半圓恒溫閥與出水管道相通，其中冷水管道、熱水管道和出水管道上分別設(shè)有用于測定冷水管道內(nèi)水溫的冷水水溫傳感器、用于測定熱水管道內(nèi)水溫的熱水水溫傳感器和用于測定出水管道內(nèi)水溫的混合水溫傳感器，冷水管道和熱水管道上分別設(shè)有冷水流速傳感器和熱水流速傳感器，出水管道上設(shè)有流量比例閥，半圓恒溫閥包括連通冷水管道、熱水管道和出水管道的閥腔及設(shè)置于閥腔內(nèi)部的密封擋板、轉(zhuǎn)軸和半圓閥體，密封擋板設(shè)置于閥腔的中部并且在密封擋板的內(nèi)部設(shè)有與密封擋板滑動配合的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸的末端通過固定螺栓固定有與密封擋板垂直且密封配合的半圓閥體，閥腔通過密封擋板和半圓閥體分割成兩個相互之間密封的冷水腔和熱水腔，該冷水腔和熱水腔分別通過半圓閥體與出水管道相通，轉(zhuǎn)軸的另一端延伸至閥腔的外側(cè)并在轉(zhuǎn)軸的末端設(shè)有轉(zhuǎn)軸齒輪，該轉(zhuǎn)軸齒輪與固定于伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒輪相嚙合，恒溫閥體的一側(cè)設(shè)有控制面板，該控制面板包括控制按鈕、蜂鳴器和顯示器，冷水水溫傳感器、熱水水溫傳感器、混合水溫傳感器、冷水流速傳感器、熱水流速傳感器、流量比例閥和伺服電機(jī)等分別通過線路與單片機(jī)的對應(yīng)接口相連。
[0006]本發(fā)明使用半圓恒溫閥代替兩個比例調(diào)節(jié)閥，通過設(shè)計的算法控制實現(xiàn)恒定的出水溫度，有效避免了出水溫度的波動。出水溫度是通過半圓恒溫閥的調(diào)節(jié)實現(xiàn)的，可以通過出水管道上的流量比例閥在不影響出水溫度恒定的前提下實現(xiàn)出水總流量的控制。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的局部剖視圖，圖3是本發(fā)明的線路連接圖。
[0008]圖面說明:1、冷水管道，2、熱水管道，3、恒溫閥體，4、半圓恒溫閥，5、出水管道，6、冷水流速傳感器，7、熱水流速傳感器，8、流量比例閥，9、閥腔，10、密封擋板，11、轉(zhuǎn)軸，12、半圓閥體，13、轉(zhuǎn)軸齒輪，14、伺服電機(jī)，15、齒輪，16、控制面板。
【具體實施方式】
[0009]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。一種智能恒溫出水控制裝置，冷水管道I和熱水管道2在恒溫閥體3的內(nèi)部通過半圓恒溫閥4與出水管道5相通，其中冷水管道1、熱水管道2和出水管道5上分別設(shè)有用于測定冷水管道內(nèi)水溫的冷水水溫傳感器、用于測定熱水管道內(nèi)水溫的熱水水溫傳感器和用于測定出水管道內(nèi)水溫的混合水溫傳感器，冷水管道I和熱水管道2上分別設(shè)有冷水流速傳感器6和熱水流速傳感器7，出水管道5上設(shè)有流量比例閥8，半圓恒溫閥4包括連通冷水管道1、熱水管道2和出水管道5的閥腔9及設(shè)置于閥腔9內(nèi)部的密封擋板10、轉(zhuǎn)軸11和半圓閥體12，密封擋板10設(shè)置于閥腔9的中部并且在密封擋板10的內(nèi)部設(shè)有與密封擋板10滑動配合的轉(zhuǎn)軸11，該轉(zhuǎn)軸11的末端通過固定螺栓固定有與密封擋板10垂直且密封配合的半圓閥體12，閥腔9通過密封擋板10和半圓閥體12分割成兩個相互之間密封的冷水腔和熱水腔，該冷水腔和熱水腔分別通過半圓閥體12與出水管道5相通，轉(zhuǎn)軸11的另一端延伸至閥腔9的外側(cè)并在轉(zhuǎn)軸11的末端設(shè)有轉(zhuǎn)軸齒輪13，該轉(zhuǎn)軸齒輪13與固定于伺服電機(jī)14轉(zhuǎn)軸上的齒輪15相嚙合，恒溫閥體3的一側(cè)設(shè)有控制面板16，該控制面板16包括控制按鈕、蜂鳴器和顯示器，冷水水溫傳感器、熱水水溫傳感器、混合水溫傳感器、冷水流速傳感器6、熱水流速傳感器7、流量比例閥8和伺服電機(jī)14分別通過線路與單片機(jī)的對應(yīng)接口相連。
[0010]本發(fā)明通過單片機(jī)計算輸出不同的信號，由單片機(jī)通過P0.0端口輸出脈沖控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，通過P0.1端口控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動的方向，Pl.2控制驅(qū)動器的使能端，該伺服電機(jī)帶有規(guī)格為2500線編碼器，在單次脈沖的作用下的轉(zhuǎn)角為0.144度，單片機(jī)通過溫度采集模塊、水流速采集模塊傳回的冷熱水管道內(nèi)水的溫度，冷熱水管中水流的流速等信息到單片機(jī)上，單片機(jī)對此信息根據(jù)算法和內(nèi)部程序設(shè)定作出相應(yīng)的處理，發(fā)出相應(yīng)脈沖信號，脈沖信號輸出脈沖控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒輪帶動轉(zhuǎn)軸齒輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸齒輪固定在轉(zhuǎn)軸上帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸和半圓閥體通過固定螺栓固定，轉(zhuǎn)軸帶動半圓閥體轉(zhuǎn)到比例的角度達(dá)到調(diào)溫的目的，同時根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)實時調(diào)整，實現(xiàn)恒溫控制。半圓閥體的初始狀態(tài)為熱水腔完全封閉，冷水腔完全打開，冷水腔和熱水腔通過密封擋板防止交換，轉(zhuǎn)軸在擋板中穿過。如果用戶自定義溫度與實際溫度傳感器傳回的溫度差別較大則啟動蜂鳴器報警裝置并在LED顯示屏上顯示出當(dāng)前水溫，如果溫度傳感器傳回的溫度符合一定誤差范圍下用戶自定義溫度，則正常使用。
[0011]流量比例閥用于根據(jù)來自單片機(jī)的相關(guān)控制信號控制其工作狀態(tài)，流量比例閥通過485通訊控制智能電動流量比例閥，以達(dá)到控制水流流量的目的。顯示器用于顯示恒溫出水裝置當(dāng)前狀態(tài)以及用戶設(shè)置信息，如當(dāng)前熱水溫度、設(shè)定溫度和設(shè)定流量，Max7219/7211是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動器，它連接微處理器與8位數(shù)字的7段數(shù)字LED顯示，該顯示器采用6個LED數(shù)碼管，通過Pl.0,PL LP1.2控制顯示，采用串行通信的方式?？刂瓢粹o由矩陣鍵盤組成用于用戶操作恒溫出水裝置，矩陣鍵盤由3*4個鍵盤組成，直接連接到單片機(jī)P2.0-P2.6的I/O上。蜂鳴器由P3.7 口進(jìn)行控制，蜂鳴器采用電壓式蜂鳴器與電磁式蜂鳴器均可。
[0012]本發(fā)明的實施步驟如下:智能恒溫出水控制裝置上電后，判斷其是否存在外部故障，若是則智能恒溫出水控制裝置進(jìn)行故障報警，蜂鳴器啟動發(fā)出報警信號，半圓恒溫閥不工作，流量比例閥處于關(guān)閉狀態(tài)。否則，智能恒溫出水控制裝置正常開機(jī)，繼續(xù)后續(xù)步驟，此時流量比例閥處于關(guān)閉狀態(tài)，單片機(jī)讀取用戶定義的溫度與熱水水溫傳感器與冷水水溫傳感器傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的溫度，通過串行方式傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過已編入的焓值表讀取所對應(yīng)的水的焓值，通過混合水溫計算公式一:AX+BY=Q(X+Y)，其中A、B分別為熱水和冷水的焓值，Q為預(yù)設(shè)溫度所對應(yīng)的焓值，X、Y為熱水冷水對應(yīng)的開口大小，計算出冷熱水管所對應(yīng)的開口比例大小X/Y，即初步計算出半圓閥體所需轉(zhuǎn)動的角度，單片機(jī)通過向全數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動器發(fā)出脈沖信號控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角的度數(shù)，從而初步設(shè)定了半圓閥體的轉(zhuǎn)角，然后流量比例閥根據(jù)用戶設(shè)定的流量打開，再由冷水水流傳感器與熱水水流傳感器傳回單片機(jī)的流速信息進(jìn)一步通過混合水溫計算公式二 Axvabyv2=Q(Xvayv2)，其中V1、V2分別為熱水與冷水的流速，計算出冷熱水管所對應(yīng)的開口比例大小X/Y，進(jìn)一步精確半圓閥門的轉(zhuǎn)動角度，單片機(jī)通過向全數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動器發(fā)出脈沖信號控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，從而設(shè)定了半圓閥體的出水比例狀態(tài)，并通過實時監(jiān)控調(diào)控達(dá)到恒溫出水目的。此時根據(jù)人機(jī)接口模塊的矩陣鍵盤輸入用戶自定義水流流量和溫度，單片機(jī)做出相應(yīng)的處理，單片機(jī)輸出信號控制流量比例閥的開口大小和半圓閥體的開口比例。停止使用，通過發(fā)脈沖使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)半圓閥體復(fù)位，同時伺服電機(jī)具有掉電剎車的功能，保證在不用時轉(zhuǎn)軸不會轉(zhuǎn)動，保證冷水和熱水不會互串。單片機(jī)的程序用匯編語言或者c語言編寫實現(xiàn)。
[0013]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和優(yōu)點，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種智能恒溫出水控制裝置，其特征在于:冷水管道和熱水管道在恒溫閥體的內(nèi)部通過半圓恒溫閥與出水管道相通，其中冷水管道、熱水管道和出水管道上分別設(shè)有用于測定冷水管道內(nèi)水溫的冷水水溫傳感器、用于測定熱水管道內(nèi)水溫的熱水水溫傳感器和用于測定出水管道內(nèi)水溫的混合水溫傳感器，冷水管道和熱水管道上分別設(shè)有冷水流速傳感器和熱水流速傳感器，出水管道上設(shè)有流量比例閥，半圓恒溫閥包括連通冷水管道、熱水管道和出水管道的閥腔及設(shè)置于閥腔內(nèi)部的密封擋板、轉(zhuǎn)軸和半圓閥體，密封擋板設(shè)置于閥腔的中部并且在密封擋板的內(nèi)部設(shè)有與密封擋板滑動配合的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸的末端通過固定螺栓固定有與密封擋板垂直且密封配合的半圓閥體，閥腔通過密封擋板和半圓閥體分割成兩個相互之間密封的冷水腔和熱水腔，該冷水腔和熱水腔分別通過半圓閥體與出水管道相通，轉(zhuǎn)軸的另一端延伸至閥腔的外側(cè)并在轉(zhuǎn)軸的末端設(shè)有轉(zhuǎn)軸齒輪，該轉(zhuǎn)軸齒輪與固定于伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的齒輪相嚙合，恒溫閥體的一側(cè)設(shè)有控制面板，該控制面板包括控制按鈕、蜂鳴器和顯示器，冷水水溫傳感器、熱水水溫傳感器、混合水溫傳感器、冷水流速傳感器、熱水流速傳感器、流量比例閥和伺服電機(jī)分別通過線路與單片機(jī)的對應(yīng)接口相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能恒溫出水控制裝置，屬于熱水器出水控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點為：一種智能恒溫出水控制裝置，是根據(jù)人機(jī)接口模塊的矩陣鍵盤輸入用戶自定義水流流量和溫度，單片機(jī)做出相應(yīng)的處理，單片機(jī)輸出信號控制半圓閥體的開口比例和流量比例閥的開口大小，進(jìn)而實現(xiàn)水溫的恒定控制及出水總流量的控制。本發(fā)明使用半圓恒溫閥代替兩個比例調(diào)節(jié)閥，通過設(shè)計的算法控制實現(xiàn)恒定的出水溫度，有效避免了出水溫度的波動，出水溫度是通過半圓恒溫閥的調(diào)節(jié)實現(xiàn)的，可以通過出水管道上的流量比例閥在不影響出水溫度恒定的前提下實現(xiàn)出水總流量的控制。
【IPC分類】F16K31-04, F16K11-10, F24H9-20, F16K37-00
【公開號】CN104776250
【申請?zhí)枴緾N201510208153
【發(fā)明人】周忠坡, 王海英, 郭騰
【申請人】河南師范大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月29日