一种婴幼儿家庭用多功能饮水机的制作方法与工艺

本发明专利涉及一种家用电器，是一种能计量并控制进/出水容量、可以加热/冷却常温至沸点下任意设置温度予以报警提示、快速提供指定温度的凉开水或温水，同时具备一键式自动出水并停机的新型多功能饮水机，属于家用电器领域。

背景技术：
目前家居及办公等场所中均安装有饮水机，多数的饮水机都只具备提供开水、冷水、消毒的功能，然而对于婴幼儿家庭中，在冲对奶粉或喂小孩水时经常需要温开水。虽然现有技术中有对某单一方面进行创新，但难以综合运用，仍存在如下不足：第一，进、出水的容量不能计量；第二，不能加热指定容量、供给指定温度的凉开水或温水；第三，不能达到一键式自动出水、报警提示并延时停机的节能效果；第四，开水沸腾后难以实现快速冷却；第五，水温度检测元件固定不可调节，难以适用于高原地区使用；第六，现有防烫功能可靠性差、成本高，且不宜推广；第七，现有电动出水的饮水机未配置手动出水口，停电后便不能使用。本发明能很好地解决上述问题，即方便、节能、又保障了安全。

技术实现要素：
本发明目的是针对技术背景中现有技术存在的缺陷与不足，提供一种婴幼儿家庭用多功能饮水机。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：一种婴幼儿家庭用多功能饮水机，包括机壳部分、奶粉控制部分、水路部分、饮水机控制部分，其特征在于：机壳部分包括箱体、接水盘、储物腔，其中箱体左上侧设有奶粉腔，其腔体外壁设有蜂鸣器安装卡槽；右上侧设有圆形的网状通风孔及冷却风机安装孔；前面板设有指示灯、按钮、出水模式转换开关、温控仪、容量开关、按式水开关的安装孔及储水容量观察槽，观察槽旁设有对应的加热罐水容量指示牌；接水盘上端面为条形孔，能够拆卸，其左上侧安装有液位开关；储物腔位于箱体下端。所述奶粉控制部分包括奶粉盒、容量开关、硅胶管、120°弯管接头、出料口、杯体感应开关、奶粉输出开关，其中奶粉盒为能向外抽出的抽屉式盒子，其顶端设有滑盖、中央为漏斗形状、底端设有与硅胶管连接的接口，奶粉盒经硅胶管及120°弯管接头与容量开关、出料口连接为一体，其中出料口与水平方向成60°夹角，其端面与水平面垂直；容量开关由带延时断开常闭触点、延时闭合常开触点、瞬态常开触点的时间继电器和电磁阀组成，并带三组档位触点，其三组档位触点由左至右对应为常闭触点、常开触点、延时断开常闭触点，旋转至左档位时电磁阀导通，旋转至右档位时则通过调节时间继电器的延时时间来控制电磁阀的通断；奶粉输出量由容量开关与杯体感应开关共同控制，在闭合奶粉输出开关后，当有杯体器皿放置在出料口下，并开启容量开关后，杯体感应开关与容量开关导通后输出对应量的奶粉至杯体中。所述水路部分包括聪明座、蓄水槽、加热罐、浮球开关、L型玻璃管、容量开关、硅胶管、出水口、起泡器、按式水开关；聪明座与蓄水槽、容量开关、加热罐、L型玻璃管、硅胶管、按式水开关、出水口、起泡器连接为一体，形成由容量开关控制的热、冷水水路和单独由按式水开关控制的冷水水路；其中加热罐为锥形圆柱状，其首端直径大于尾端，首端设有进、出水接口、清洁排水接口、水位显示接口及浮球开关安装孔，中端顶部设有排气孔与蓄水槽相连，尾端下部设有加热体安装孔，加热体安装后其位置低于出水接口；起泡器安装在出水口上，用于避免出水时的飞溅，按式水开关与冷水出水管连接，用于手动输出冷水。饮水机控制部分包括进/出水控制单元、温度控制单元、节能控制单元、安全保护单元，所述进/出水控制单元包括进水选择开关、电磁阀、浮球开关、容量开关、进水继电器、出水模式转换开关、杯体感应开关、液位开关、出水选择开关、按式水开关及控制电路，其中浮球开关为带有热电偶探头不锈钢浮球开关，安装于加热罐中，用于检测水温和水位，其低、高水位均为常闭触点；饮水机加热罐的进水通过浮球开关与容量开关两种途径由进水继电器和容量开关的电磁阀控制，进水继电器的线圈与浮球开关的高、低水位触点串联连接，并与低水位触点形成互锁，进而实现水位低于低水限位后，持续注入冷水。采用浮球开关控制时，加热罐的热水放完至低水位限下时才能注入冷水，达到高水位限时停止注入；采用容量开关控制时，加热罐共有两种注入冷水的方式，一种是通过其左档位的常闭触点接通电磁阀来持续注入冷水，当水位在高水位限下任意位置都可以注入冷水，直至达到高水位限时停止注入，能保持加热罐内长期有水，进而持续提供热水；另一种是通过其右档位的延时断开的常闭触点控制电磁阀通断，进而注入设定容量的冷水，以达到快速烧水、节约用电的效果。饮水机的出水由出水模式转换开关、容量开关、杯体感应开关、出水选择开关、液位开关及进水继电器常闭触点串联后对冷、热水共同控制和由按式水开关对冷水直接控制两种方式构成，其中出水模式转换开关为带触点的三档互锁转换开关，对应温水、开水、凉开水三种模式；杯体感应开关为电容式接近开关，用于判断有无接水器皿；出水选择开关用于对冷、热水出水容量计量的选择；液位开关为常闭的触点开关，用于对接水盘中水位的检测。所述温度控制单元包括加热体、温控仪、保温套、冷却风机、驱动电机、继电器，其中温控仪包括温度显示、设置部分和输出部分，其中输出部分包括沸腾、加热、降温及报警触点，其中沸腾触点为由沸腾点控制的一组常开、常闭触点，其沸腾点能手动设置，沸腾点默认为100℃，即可以根据海拔高度调节沸腾点温度，在沸腾点温度设置为95℃时，当实际温度达到沸腾点95℃时，常开触点动作闭合，常闭触点动作断开，反之当实际温度小于95℃时，常开、常闭触点复位；加热触点为常开触点，当实际温度小于设置温度时，常开触点闭合，反之断开；降温触点为常开触点，当实际温度大于设置温度时，常开触点闭合，反之断开；报警触点为常开触点，当实际温度等于设置温度时，触点闭合，反之断开；保温套为锥形圆柱状，其套内嵌保温材质，穿套在加热罐外层并与其嵌套，保温套下端设有齿条与驱动电机齿轮咬合，齿条上设有互锁式行程开关用于控制驱动电机，所述驱动电机为永磁铁正反转电机；温控仪与加热体、保温套相连形成加热单元，用于加热冷水来供给温水或开水，加热或保温过程中保温套处于与加热罐嵌套的原始位置；温控仪与保温套、冷却风机、驱动电机相连形成冷却单元，用于冷却热水来供给温水或凉开水，冷却过程中温控仪降温触点闭合，驱动电机得电带动保温套右移动离开加热罐与冷却风机接触并形成风道，当保温套与风机壳体端面接触时行程开关动作，驱动电机停止转动，当水温冷却至设定温度时，驱动电机得电反向带动保温套驶离冷却风机与加热罐嵌套，当完全嵌套时行程开关动作，驱动电机停止转动，保温套复位。所述节能控制单元包括报警提示与自动停机两部分，由节能按钮开关、蜂鸣器、报警开关、时间继电器、继电器、温控仪、容量开关共同控制；在手动按下报警开关后，当饮水机加热至所需类型的水温时，蜂鸣器得电进行报警提示；节能按钮开关与容量开关、时间继电器相连接，在容量开关供给冷/热水后，通过调节时间继电器延时断开触点断开饮水机进/出水控制单元的控制电路，实现自动停机，避免了重复长时间加热。所述安全保护单元包括浮球开关、杯体感应开关、液位开关、及其控制电路，其中杯体感应开关量程短、感应面小，能有效地避免误感应引起的误动作，其与出水模式转换开关、容量开关及浮球开关串联控制，当水温与出水模式对应的温度不符时不能出水，当接水盘中水位超过设定液位时，液位开关动作实现自动停止出水，进而有效地减少了误感应或误动作出水造成的烫伤。本发明的有益效果在于：第一，通过容量开关能准确计量进、出加热罐的水容量，即加热、供给指定容量的饮用水，还可通过观察加热罐上安装的L型玻璃管，清楚识别加热罐中的水容量；第二，通过温控仪和出水模式转换开关的共同控制，能供给指定温度的温水、凉开水；第三，选择凉开水或温水模式时，通过控制驱动电机使保温套与加热罐分离形成风道，在冷却风机的作用下冷却加热罐，快速供给凉开水或温水；第四，采用热电偶检测水温，运用沸腾点可设置的温控仪，根据海拔对应的沸点情况调节温控仪的沸腾点值，进而控制沸腾触点使饮水机达到不同的沸腾点时停止加热，进而实现在各种海拔环境中的运用；第五，通过一键式节能按钮与进/出水控制单元的控制电路相结合，当饮水机完成加热或冷却后，能自行报警提示并停机；第六，通过采用电容式接近开关和液位检测开关，加上出水模式的选择，以及一键式节能断电，有效的避免了误动作或误操作引起的烫伤，采用起泡器有效避免了接水时的飞溅；第七，采用浮球开关和容量开关两种模式对加热罐的冷水注入进行控制，在实现自动注入冷水的同时又避免了在供给开水或凉开水时混入冷水，通过容量开关手动注入冷水能实现连续供给温水。第八，通过配置手动按式水开关的出水口，有效解决了现有电动出水饮水机停电后不能使用的情形。附图说明图1是本发明的外形示意图。图2是本发明的箱体内组装示意图。图3本发明的控制电路图。图4是本发明的冷却系统示意图。图中：1.箱体；2.聪明座；3.温控仪；4.指示灯；5.按钮开关；6.出水模式转换开关；7.容量开关刻度指示牌；8.水容量指示牌；9.容量开关；10.冷却风机；11.按式水开关；12.出料口；13.热水出水口；14.手动冷水出水口；15.冷水出水口；16.液位开关；17.接水盘；18.蓄水槽；19.硅胶管；20.电磁阀；21.浮球开关；22.保温套；23.加热罐；24.加热体；25.电磁阀；26.L型玻璃管；27.起泡器；28.电磁阀；29.驱动电机；30.行程开关；31.奶粉盒；32.蜂鸣器；33.硅胶管；34.电磁阀；35.120°弯管接头；36.杯体感应开关。具体实施方式如图1所示，聪明座2、温控仪3、指示灯4、按钮5、出水模式转换开关6、容量开关9、冷却风机10、按式水开关11、奶粉出料口12、热出水口13、手动冷出水口14、冷出水口15、液位开关16、接水盘17安装在饮水机箱体1上，容量开关9的刻度指示牌7贴于容量开关9下，用于提示输出容量；L型玻璃管的液位观察槽指示牌贴于观察槽8旁，用于观察加热罐的剩余水容量。如图2所示，聪明座2放置在蓄水槽21上，进水容量开关的电磁阀20通过硅胶管连接后与加热罐23进水口连接，加热罐23排气孔经硅胶管19与蓄水槽通气孔相连，加热罐23的水位显示接口与L型玻璃管26连接，加热罐出水口与冷热出水容量开关的电磁阀25连接，再经硅胶管与热出水口13连接；冷水水路由硅胶管19直接与蓄水槽18连接后，一路经冷热出水容量开关的电磁阀28连接至冷出水口15，一路由按式水开关直接连接至手动冷出水口14。如图3所示，在未按下箱体面板上的进水选择开关SJX时，加热罐的进水由浮球开关21（见图2）控制，在水位低于低水限位时低水位触点LW为闭合状态，进水继电器KJS得电互锁，进水容量开关SRJ的电磁阀FJ得电向加热罐注入冷水，水位增加到低水限位时其低水位触点LW断开，在水位达到高水限位之前高水位触点HW为闭合状态，当水位到达高水限位时高水位触点HW断开，进水继电器KJS、进水容量开关SRJ的电磁阀FJ失电停止注入冷水，只有当水位低于低水限位后方能注入冷水，进而实现自动注水。在按下进水选择开关SJX后，加热罐23（见图2）的进水由浮球开关21（见图2）和进水容量开关SRJ控制，当旋转进水容量开关SRJ至左档位时，进水继电器KJS、进水容量开关SRJ的电磁阀FJ得电向加热罐23（见图2）注入冷水，当水位到达高水限位时高水位触点HW断开，进水继电器KJS、进水容量开关SRJ的电磁阀FJ失电停止注入冷水，当水位低于高水限位时高水位触点HW闭合继续注水，进而保持了加热罐长期有水，实现温水的持续供应；当旋转进水容量开关SRJ至右档位时，其时间继电器KT2得电计时，进水继电器KJS、进水容量开关SRJ的电磁阀FJ得电向加热罐注入冷水，在水位到达高水限位前，当计时到后KT2延时断开常闭触点断开，进水继电器KJS、进水容量开关SRJ的电磁阀FJ失电停止注入冷水，进而实现注入、加热指定量的冷水，以达到快速烧水、节约用电的效果。如图3所示，当将出水模式转换开关（见虚框01）旋转至左侧选择温水模式时SW闭合，在温控仪上设定所需温水的温度后，第一，当实际水温小于设定温度时，温控仪报警触点TBJ为断开、加热触点TJR为闭合，继电器K6、加热体JRT得电开始加热，同时加热指示灯HJR点亮，当加热至设定温度后，温控仪加热触点TJR断开、报警触点TBJ闭合使温水指示灯HW点亮、继电器K3线圈得电，其常闭触点K3断开，加热体JRT失电停止加热，其常开触点K3闭合与温水触点SW连通后由出水容量开关SRC供给温水。第二，当实际温度大于设定温度时，温控仪报警触点TBJ为断开、降温触点TJW为闭合，冷却风机FAN得电开始冷却，继电器K4线圈得电，其常开触点K4闭合，通过行程开关SQ接通驱动电机M正向触点（见虚框02）致其顺向转动带动保温套离开加热罐，当其接触到冷却风机时行程开关SQ动作使驱动电机M失电形成冷却风道（见图4），当水温冷却至设定温度后，降温触点TJW断开使冷却风机FAN失电停止，温控仪报警触点TBJ闭合一方面使继电器K5线圈得电，其常开触点K5闭合与行程开关SQ接通驱动电机M反向触点（见虚框02）致使驱动风机M反转，带动保温套逆向移动与加热罐嵌套复位（见图3）并对其保温，另一方面使继电器K3线圈得电按上述方式提供温水。如图3所示，当将出水模式转换开关（见虚框01）旋转至中间选择开水模式时SK闭合，加热体JRT得电开始加热，当水温未达到沸点前，温控仪的沸腾触点TFD、TFB分别为常闭、常开状态，其常闭触点TFD与加热体JRT串联，当水温增至温控仪沸点时，其沸腾触点TFD断开致使加热体JRT停止加热，其沸腾触点TFB闭合一方面点亮开水指示灯HK，一方面与开水触点SK连通后由出水容量开关SRC供给开水。由于温控仪具备沸腾点可调节的特性，在高于地区使用时，根据海拔与沸点情况，调节温控仪的沸腾触点，即当水沸腾时沸腾触点动作，进而实现水加热沸腾时停止加热。如图3所示，当将出水模式转换开关（见虚框01）旋转至右侧选择凉开水模式时SL闭合，在温控仪上设定所需凉开水的温度后，加热体JRT得电开始加热，当水温达到沸点后：一方面温控仪的沸腾触点TFD断开使加热体JRT停止加热，温控仪的沸腾触点TFB闭合使继电器K2线圈得电使其常闭触点K2断开加热电路；另一方面温控仪降温触点TJW闭合接通继电器K4和冷却风机FAN，继电器K4的常开触点闭合按上述温水降温过程形成风道进行散热冷却，当温度冷却至设定温度后，温控仪降温触点TJW断开、报警触点TBJ闭合，凉开水指示灯HL点亮、继电器K5线圈得电使其常开触点K5闭合，一方面与行程开关SQ接通驱动电机M反向触点（见虚框02）致使驱动风机反转，带动保温套逆向移动与加热罐嵌套复位并对其保温，一方面与凉开水触点SL连通后由出水容量开关SRC供给开水。如图3所示，饮水机的出水容量经进水继电器KJS的常闭触点KJS、出水模式转换开关（见虚框01）、杯体感应开关GR/GL、出水选择开关SLR、出水容量开关SRC、液位开关GY串联后由出水容量开关SRC进行计量控制，在进水状态下常闭触点KJS断开停止供给饮用水，进而避免了冷水混入开水中；当无接水器皿时杯体感应开关GR/GL不动作，避免了误操作出水；当接水盘中剩水超过设定水位时，液位开关GY动作断开停止供水，避免了一直供给饮用水。饮水机有两种出水模式：第一，不定容量供给，即将出水容量开关SRC旋转至左侧，容量开关导通出水电磁阀得电供给出水，对于冷水可直接按下按式水开关（见图2中11）后直接供给冷水；第二，指定容量供给，即将出水容量开关SRC旋转至右侧，通过调节时间继电器KT3的延时时间来断开出水电磁阀，以供给指定容量的出水；在需对供给冷水容量进行计量时，可按下出水选择开关SLR，通过杯体感应开关GL和出水容量开关SRC对冷水出水进行控制，在放置接水器皿后杯体感应开关GL动作闭合，出水容量开关SRC的电磁阀FL得电供给冷水、其时间继电器KT3得电开始计时，计时到达后，其延时断开常闭触点KT3断开使电磁阀FL失电停止供给冷水。如图1所示，饮水机箱体上设有水位观察槽，通过观察槽及其旁边的水容量指示牌8能轻易、便捷读取加热罐剩余水容量，还能通过其水位刻度线接取大致容量的饮用水。如图3所示，蜂鸣器HA与出水模式转换开关（见虚框01）、延时断开常闭触点KT5、报警开关SBJ串联，按下报警开关SBJ后，当达到对应状态的水温后报警提示延时时间继电器KT5得电，计时到后延时断开常闭触点KT5断开，蜂鸣器失电停止报警提示。如图2所示，奶粉放置于奶粉盒31中，经奶粉容量开关的电磁阀34连接至出料口13，如图3所示，按下奶粉输出开关SNF，调节奶粉容量开关SRN，当奶粉出料口下有器皿时，杯体感应开关GR动作闭合后接通奶粉容量开关SRN的电磁阀FN，输出设定容量的奶粉。由于奶粉出料口13与水平方向成60°夹角，其端面与水平面垂直，因此在供给热水时，其热气难以进入出料口，有效避免了因其湿润阻碍奶粉的输出。如图3所示，在单次使用饮水机加热后需自动停机时，可按下节能开关SJN，当水加热至对应出水模式的温度，感应到有接水器皿时，经出水容量开关SRC供给对应饮用水后，其时间继电器KT3的延时闭合常开触点KT3闭合，一方面继电器K1得电，其常闭触电K1断开电源指示灯DGZ熄灭、待机指示HDJ灯点亮，一方面时间继电器KT1得电计时，计时到后其延时断开常闭触点KT1断开，进而控制回路断电停机，最终达到加热后自动出水、再停机的节能效果。