一種智能恒溫出水控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型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
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)生活的要求越來(lái)越高，對(duì)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(guò)閥門的機(jī)械位置確定冷熱水量，其調(diào)節(jié)過(guò)程較為復(fù)雜且浪費(fèi)水源，即使調(diào)節(jié)好的水溫也會(huì)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(dòng)，影響使用的舒適性。
[0003]公開(kāi)號(hào)為CN 102878328A的專利公開(kāi)了一種電子智能恒溫恒流閥，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)各自帶動(dòng)其轉(zhuǎn)子閥進(jìn)行冷水熱水的流量控制，并通過(guò)溫度傳感器反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)恒溫恒流調(diào)節(jié)。該裝置雖然實(shí)現(xiàn)了恒溫恒流的調(diào)節(jié)，但是由于水壓的不同，無(wú)法控制冷水熱水的比例控制，仍然會(huì)產(chǎn)生出水溫度的波動(dòng)，不能達(dá)到相對(duì)精確的恒溫控制，同時(shí)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(duì)較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)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]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)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(guò)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(cè)定冷水管道內(nèi)水溫的冷水水溫傳感器、用于測(cè)定熱水管道內(nèi)水溫的熱水水溫傳感器和用于測(cè)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(dòng)配合的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸的末端通過(guò)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(guò)密封擋板和半圓閥體分割成兩個(gè)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(guò)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(guò)線路與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)接口相連。
[0006]本實(shí)用新型使用半圓恒溫閥代替兩個(gè)比例調(diào)節(jié)閥，通過(guò)設(shè)計(jì)的算法控制實(shí)現(xiàn)恒定的出水溫度，有效避免了出水溫度的波動(dòng)。出水溫度是通過(guò)半圓恒溫閥的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，可以通過(guò)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(shí)現(xiàn)出水總流量的控制。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型的局部剖視圖，圖3是本實(shí)用新型的線路連接圖。
[0008]圖面說(shuō)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(shí)施方式】
[0009]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體內(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(guò)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(cè)定冷水管道內(nèi)水溫的冷水水溫傳感器、用于測(cè)定熱水管道內(nèi)水溫的熱水水溫傳感器和用于測(cè)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(dòng)配合的轉(zhuǎn)軸11，該轉(zhuǎn)軸11的末端通過(guò)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(guò)密封擋板10和半圓閥體12分割成兩個(gè)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(guò)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(guò)線路與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)接口相連。
[0010]本實(shí)用新型通過(guò)單片機(jī)計(jì)算輸出不同的信號(hào)，由單片機(jī)通過(guò)P0.0端口輸出脈沖控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，通過(guò)P0.1端口控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，Pl.2控制驅(qū)動(dòng)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(guò)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(duì)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(hào)，脈沖信號(hào)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(dòng)轉(zhuǎn)軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸齒輪固定在轉(zhuǎn)軸上帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸和半圓閥體通過(guò)固定螺栓固定，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)半圓閥體轉(zhuǎn)到比例的角度達(dá)到調(diào)溫的目的，同時(shí)根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)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(kāi)，冷水腔和熱水腔通過(guò)密封擋板防止交換，轉(zhuǎn)軸在擋板中穿過(guò)。如果用戶自定義溫度與實(shí)際溫度傳感器傳回的溫度差別較大則啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)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(lái)自單片機(jī)的相關(guān)控制信號(hào)控制其工作狀態(tài)，流量比例閥通過(guò)485通訊控制智能電動(dòng)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(dòng)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(gè)LED數(shù)碼管，通過(guò)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(gè)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]本實(shí)用新型的實(shí)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(bào)警，蜂鳴器啟動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，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(kāi)機(jī)，繼續(xù)后續(xù)步驟，此時(shí)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(guò)串行方式傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)已編入的焓值表讀取所對(duì)應(yīng)的水的焓值，通過(guò)混合水溫計(jì)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(duì)應(yīng)的焓值，X、Y為熱水冷水對(duì)應(yīng)的開(kāi)口大小，計(jì)算出冷熱水管所對(duì)應(yīng)的開(kāi)口比例大小X/Y，即初步計(jì)算出半圓閥體所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，單片機(jī)通過(guò)向全數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出脈沖信號(hào)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(kāi)，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(guò)混合水溫計(jì)算公式二 Axvabyv2=Q(Xvayv2)，其中V2分別為熱水與冷水的流速，計(jì)算出冷熱水管所對(duì)應(yīng)的開(kāi)口比例大小X/Υ，進(jìn)一步精確半圓閥門的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，單片機(jī)通過(guò)向全數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出脈沖信號(hào)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(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)控達(dá)到恒溫出水目的。此時(shí)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(hào)控制流量比例閥的開(kāi)口大小和半圓閥體的開(kāi)口比例。停止使用，通過(guò)發(fā)脈沖使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)半圓閥體復(fù)位，同時(shí)伺服電機(jī)具有掉電剎車的功能，保證在不用時(shí)轉(zhuǎn)軸不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證冷水和熱水不會(huì)互串。單片機(jī)的程序用匯編語(yǔ)言或者c語(yǔ)言編寫實(shí)現(xiàn)。
[0013]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理，主要特征和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型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)的本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(guò)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(cè)定冷水管道內(nèi)水溫的冷水水溫傳感器、用于測(cè)定熱水管道內(nèi)水溫的熱水水溫傳感器和用于測(cè)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(dòng)配合的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸的末端通過(guò)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(guò)密封擋板和半圓閥體分割成兩個(gè)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(guò)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(guò)線路與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)接口相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)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。本實(shí)用新型的技術(shù)方案要點(diǎn)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(hào)控制半圓閥體的開(kāi)口比例和流量比例閥的開(kāi)口大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水溫的恒定控制及出水總流量的控制。本實(shí)用新型使用半圓恒溫閥代替兩個(gè)比例調(diào)節(jié)閥，通過(guò)設(shè)計(jì)的算法控制實(shí)現(xiàn)恒定的出水溫度，有效避免了出水溫度的波動(dòng)，出水溫度是通過(guò)半圓恒溫閥的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，可以通過(guò)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(shí)現(xiàn)出水總流量的控制。
【IPC分類】F16K11-10, F16K31-04, F24H9-20, F16K37-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204573200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520264635
【發(fā)明人】郭騰, 周忠坡, 孔金星, 鄭成儀, 邢昊
【申請(qǐng)人】河南師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日