一种自发电带led照明的智能恒温花洒的制作方法
【专利摘要】本发明具体涉及一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，目的是提供一种提高冲淋舒适度，有效延长花洒使用寿命的自发电带LED照明的智能恒温花洒。所述的花洒包括本体、把手、花洒盖，把手的入水口处设置压力稳定装置；花洒盖的内侧设置涡轮发电装置、流速调节机构，花洒盖上设置距离传感器、水流速度传感器、第一温度传感器，把手内腔处设置水压传感器，把手的外侧设置角度传感器、第二温度传感器。当花洒与人体之间的距离发生变化时，通过改变花洒盖处水流的速度，使水流从花洒盖处喷淋至人体表面的时间发生变化，从而调整到达人体表面的水流的温度，使人体感受到喷淋水温的温度始终保持恒定。
【专利说明】
-种自发电带LED照明的智能恒溫花洒
技术领域
[0001] 本发明设及卫浴设备技术领域，特别设及一种自发电带L邸照明的智能恒溫花洒。
【背景技术】
[0002] 目前的家庭卫浴中使用的花洒通常为手提式花洒，可W将花洒握在手中随意冲 淋，也可将花洒放在固定支架上定点冲淋。为了给人们的生活带来更多的舒适性和方便性， 在一些改进的花洒内部装入了 Lm)灯;但Lm)灯主要是从外部将电源引入花洒中供电，或者 花洒内部装有供电电池。外部将电源引入花洒，电源线无法隐藏，影响美观，并且潮湿的浴 室容易使外接电源的插头、变压器产生安全隐患，另外开关需装在墙上或者是装在把柄处， 对正在淋浴的人来说需经常用手去开关灯，使用极其不方便，并且浪费电能。内部装有供电 电池的花洒，因为电池的电量有限，需要用户经常更换电池或者给电池充电，给使用者带来 极大的不变。
[0003] 现有技术中也有采用水流发电来供给L抓灯发光使用，如专利CN201420794524.8 中所述的一种L邸灯溫度显示花洒，其结构包括软管、满轮、发电机、L邸灯、电路板、连接件、 叶片、螺纹、溫感器，满轮布置在花洒整体与软管的连接处，叶片通过中间轴与发电机连接， 发电机通过连接件与外壳连接固定，满轮带动叶片转动发电传递给溫感器，溫感器将水溫 传递给L邸灯显示Ξ种颜色来判断水溫，避免使用过程中造成身体的伤害，提高了操作的舒 适度。但是该技术中的满轮只具有发电功能，没有对出水水溫、流速进行调节的能力，如果 花洒需要调节相应的水溫、流速，则还需要增加其他的装置，使花洒的结构复杂。
[0004] 为了提高舒适度，现有技术中的花洒也出现了恒溫控制装置，一般是使用者预先 设定一个溫度，然后由恒溫控制装置检测花洒出水口处的溫度，再依照使用者预先设定的 溫度对花洒入水口的冷水、热水比例进行调节，使花洒出水口的溫度满足设定值，运样的恒 溫控制装置可W满足花洒出水口处的溫度保持恒溫。但是冲淋时，使用者使用花洒的方式 是变换的，当花洒与人体之间的距离发生变化时，人体所感受到的水溫溫度也不一致，尤其 是冬天，将花洒靠近人体时往往感到水溫溫度过高，而将花洒远离人体，则感到水溫溫度过 低，使花洒的舒适度下降。
[0005] 另外，现有的花洒为了节水，往往使用增压式花洒，运样可W降低使用者对水量的 需求，但是在使用过程中，花洒的水压调节也是一个关键，水压过大会造成花洒爆裂，现有 技术中的花洒通常是通过改变进水面积来增加出水压力，但是当供水主水管的水压发生波 动变化时，增压式花洒的出水压力也在波动变化，运就使花洒承受了一个交变应力，导致花 洒的使用寿命减小;现有技术中可采用增加稳压阀的方法，但稳压阀成本较高，且只能用于 液压管路中，长时间在水中使用会产生腐蚀生诱等问题。因此缺少一个结构简单，使用稳定 可靠的稳压装置。
【发明内容】
[0006] 针对上述问题，本发明目的是提供一种提高冲淋舒适度、减少出水压力波动，且有 效延长花洒使用寿命的自发电带L邸照明的智能恒溫花洒。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是:一种自发电带Lm)照明的智能 恒溫花洒，所述的花洒包括本体，本体的入水端与把手的出水口连接，本体的出水端处设置 花洒盖;所述把手的入水口处设置压力稳定装置;所述花洒盖的内侧设置满轮发电装置、流 速调节机构，所述满轮发电装置包括可相对于本体旋转的叶轮，叶轮外侧设置磁力发电机， 磁力发电机的输出导线与设置在本体上的蓄电池连接，蓄电池通过导线分别与控制器、LED 灯连接;控制器分别与压力稳定装置、流速调节机构连接；
[0008] 所述花洒盖上设置用于检测花洒盖与人体之间距离的距离传感器，用于检测花洒 盖的喷淋小孔处水流速度的水流速度传感器，用于检测喷淋小孔处水流溫度的第一溫度传 感器;所述把手的入水口处设置用于检测水流压力的水压传感器，把手的外侧设置用于检 测环境溫度的第二溫度传感器，用于检测花洒与竖直平面之间角度的角度传感器。
[0009] 优选的，所述压力稳定装置包括外筒，外筒内设置可沿把手的轴向方向移动的滑 动轴;所述外筒的内壁上设置截面为弧形的内螺旋叶片，所述滑动轴的外壁上设置截面为 弧形的外螺旋叶片，所述内螺旋叶片的边缘与滑动轴的外壁紧贴，所述外螺旋叶片的边缘 与外筒的内壁紧贴，所述内螺旋叶片、外螺旋叶片、滑动轴、外筒之间所包围的区域构成水 流通道。
[0010] 优选的，所述的水流通道从把手的入水口至把手的出水口，其截面面积逐渐变大。
[0011] 优选的，所述滑动轴的两端各设置一块永磁铁，滑动轴套在导轨上且与导轨滑动 连接，导轨固定安装在把手内；所述导轨的两端与永磁铁相对应的位置各设置一块电磁铁， 所述永磁铁与电磁铁之间设置回位弹黃。
[0012] 优选的，所述的流速调节机构包括固定在本体内的电动机，电动机的输出端与太 阳锥齿轮连接，太阳锥齿轮与多个行星锥齿轮晒合，行星锥齿轮与导流片的底部固定连接。
[0013] 根据上述的任意一种自发电带Lm)照明的智能恒溫花洒的控制方法，所述的控制 方法包括W下步骤:压力波控制、出水溫度控制。
[0014] 优选的，所述的压力波控制步骤为:水压传感器检测流入把手入水口处的水压，当 水压的变化超过一定值，控制器控制滑动轴沿把手的轴向滑动，使水流通道的截面面积改 变。
[0015] 优选的，所述的出水溫度控制步骤为：距离传感器采集花洒盖与人体之间的距离 L，水流速度传感器、第一溫度传感器分别采集花洒盖的喷淋小孔处的水流速度V、水溫T，角 度传感器采集花洒盖与竖直平面之间的角度α，第二溫度传感器采集环境溫度TO，控制器根 据TO、T、L、V、α计算出喷淋水到达人体时的溫度T1，将T1与预设水溫T2进行比较，然后改变 导流片的角度，使Τ1接近Τ2。
[0016] 优选的，当Τ1大于Τ2时，减小导流片与叶轮之间的角度；当Τ1小于Τ2时，增大导流 片与叶轮之间的角度。
[0017] 优选的，所述叶轮、导流片为侣合金材料铸造而成，所述的侣合金材料W纯侣为 主，所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为：儘0.7% -1.5%，儀0.8-1.2%，锋 0.15%，铁2-5%，娃0.6%-1.2%,铁0.7%，儀2% - 3%,妮0.!%-0.2%。
[0018] 本发明的有益效果在于：叶轮可带动发电机发电，并将电能传递给LED灯使其发 光，使淋浴更方便;控制器可根据距离传感器、水流速度传感器、第一溫度传感器，第二溫度 传感器、水压传感器、角度传感器计算出水流从花洒盖处喷淋至人体表面的时间，w及水流 在运段时间内下降的溫度，并根据计算结果调整导流片的角度，W改变花洒盖处水流的速 度，从而调整到达人体表面的水流的溫度，使花洒与人体之间的距离变化时，人体感受到喷 淋水溫的溫度始终保持恒定;压力稳定装置可W通过滑动轴与外筒之间的相互运动改变水 流通道的截面面积，W改变流过把手的水流的压力，有效减少花洒内部压力波动，延长花洒 使用寿命。
【附图说明】
[0019] 图1为花洒结构示意图；
[0020] 图2为压力稳定装置结构示意图；
[0021 ]图3为流速调节机构结构示意图；
[0022] 图4为导流片的角度变化示意图；
[0023] 图5为花洒控制电路原理图；
[0024] 图6为新型侣合金材料耐腐蚀试验照片；
[0025] 图7为6061侣合金材料耐腐蚀试验照片。
【具体实施方式】
[0026] 如图1-图5所示的一种自发电带LED照明的智能恒溫花洒，包括本体1，本体1的入 水端与把手2的出水口连接，本体1的出水端处设置花洒盖3;所述把手2的入水口处设置压 力稳定装置4;所述花洒盖3的内侧设置满轮发电装置5、流速调节机构6,满轮发电装置5包 括可相对于本体1旋转的叶轮51，叶轮51外侧设置磁力发电机53,磁力发电机53的输出导线 与设置在本体1上的蓄电池54连接，蓄电池54通过导线分别与控制器55、Lm)灯56连接;控制 器55分别与压力稳定装置4、流速调节机构6连接。
[0027] 所述花洒盖3上设置用于检测花洒盖与人体之间距离的距离传感器31，用于检测 花洒盖3的喷淋小孔处水流速度的水流速度传感器32,用于检测喷淋小孔处水流溫度的第 一溫度传感器33;所述把手2的入水口处设置用于检测水流压力的水压传感器35，把手2的 外侧设置用于检测环境溫度的第二溫度传感器34,用于检测花洒与竖直平面之间角度的角 度传感器36。
[0028] 所述把手2的入水口处设置压力稳定装置4;所述压力稳定装置4包括外筒41，外筒 41内设置可沿把手2的轴向方向移动的滑动轴42。可W是滑动轴42为圆锥台结构，外筒41具 有与滑动轴42的形状相适应的圆锥形内腔，通过滑动轴42相对于外筒41轴向滑动，使二者 之间的缝隙产生变化，达到改变水流压力的目的。
[0029] 也可W是所述外筒41的内壁上设置截面为弧形的内螺旋叶片43,所述滑动轴42的 外壁上设置截面为弧形的外螺旋叶片44,所述内螺旋叶片43的边缘与滑动轴42的外壁紧 贝占，所述外螺旋叶片44的边缘与外筒41的内壁紧贴，所述内螺旋叶片43、外螺旋叶片44、滑 动轴42、外筒41之间所包围的区域构成水流通道45。通过滑动轴42的移动改变水流通道45 截面面积，达到改变水流压力的目的，同时还可W使水流流过把手2后在本体1内形成旋转 流动的状态，更好的驱动叶轮51转动。
[0030] 所述滑动轴42的两端各设置一块永磁铁46,滑动轴42套在导轨47上且与导轨47滑 动连接，导轨47固定安装在把手2内，所述导轨47的两端与永磁铁46相对应的位置各设置一 块电磁铁48,所述永磁铁46与电磁铁48之间设置回位弹黃49,电磁铁48由控制器55驱动控 审IJ，即可实现滑动轴42的移动。
[0031] 当供水主水管的压力发生变化时，例如用水高峰期和用水空闲期时，主水管的压 力会有变化，而运样的变化可W通过水流通道45的截面面积变化进行抵消，通过控制器55 控制电磁铁48,使滑动轴42沿把手2的轴向方向移动，水流通道45的截面面积会发生改变， 从而使流出水流通道45的水流压力发生改变，使花洒主体的承压稳定，有效的延长其使用 寿命。
[0032] 为了在稳定水压的同时达到对水流增压的效果，更好的实施方式是，所述的水流 通道45从把手2的入水口至把手2的出水口，其截面面积逐渐变大，运样可使水流速度降低， 从而增大水流的压力。
[0033] 使用花洒喷淋时，有时是将花洒放在固定支架上，有时是拿在手中，花洒与人之间 的距离会随时发生变化，而由于花洒盖3处的水溫往往是一个恒定值，运就使人体感受到的 水溫会发生变化，为了提高花洒使用时的舒适度，需要根据花洒与人之间的距离调节水溫， W保持人在喷淋时感受到的溫度始终保持恒定。因此更好的实施方式是，所述的流速调节 机构6包括固定在本体1内的电动机61，电动机61的输出端与太阳锥齿轮62连接，太阳锥齿 轮62与多个行星锥齿轮63晒合，行星锥齿轮63与导流片64的底部固定连接。电动机61动作 时，导流片64会发生旋转，当导流片64与叶轮51之间的角度发生变化时，流过叶轮51、导流 片64的水流的速度会发生变化，从而使水流从花洒到人体的时间发生改变，则由于水流在 到达人体之前与空气进行热交换，其溫度会变化，因此通过控制水流从花洒到人体的时间 就可W改变水流到达人体时的溫度，然后抵消由于花洒与人体之间距离变换导致的人体感 受水溫不一致的问题，W达到人在喷淋时感受到的溫度保持一致的目的。也可W是导流片 64不旋转，而是其大小可变，如设计成组合式折叠叶片，通过改变导流片64叶片的大小，也 可W改变流过导流片64的水流的速度。
[0034] 根据上述的任意一种自发电带Lm)照明的智能恒溫花洒的控制方法，所述的控制 方法包括W下步骤:压力波控制、出水溫度控制。
[0035] 所述的压力波控制步骤为:水压传感器35检测流入把手2入水口处的水压，当水压 的变化超过一定值，控制器55控制滑动轴42沿把手2的轴向滑动，使水流通道45的截面面积 改变。
[0036] 所述的出水溫度控制步骤为:距离传感器31采集花洒盖3与人体之间的距离L，水 流速度传感器32、第一溫度传感器33分别采集花洒盖3的喷淋小孔处的水流速度V、水溫T， 角度传感器36采集花洒盖3与竖直平面之间的角度α，第二溫度传感器34采集环境溫度TO， 控制器55根据T0、T、L、V、a计算出喷淋水到达人体时的溫度T1，将T1与预设水溫T2进行比 较，然后改变导流片64的角度，使T1接近T2。
[0037] 如图4所示的，当T1大于T2时，减小导流片64与叶轮51之间的角度；当T1小于T2时， 增大导流片64与叶轮51之间的角度。运样可W有效的保证人在淋雨过程中感受到的水溫始 终保持一致。为了更好的保证喷淋效果，控制器55可W将花洒盖3喷淋小孔出水口处的水溫 T设置为始终高于预设水溫T2,然后通过调节导流片64来调节到达人体的水溫T1。
[0038] 由于家庭用水中含有水诱等杂质，且花洒使用时多为热水，因此叶轮51W及导流 片64需要在水中保持良好的耐腐蚀耐热性能，目前在常溫下使用的满轮叶片材料为6061， 该材料应用范围广，在常溫、干燥的条件下具有一定的耐腐蚀性能，但作为水管内放置的设 备的材料时，其耐腐蚀性能较差，需要使用耐腐蚀效果更好的侣合金材料，因此更好的实施 方式是:所述叶轮51、导流片64为新型侣合金材料铸造而成，所述的新型侣合金材料W纯侣 为主，所添加的各合金元素的化学成分质量百分比为:儘0.7% -1.5%，儀0.8-1.2%，锋 0.15%，铁2-5%，娃0.6%-1.2%,铁0.7%，儀2% - 3%,妮0.!%-0.2%。
[0039] 该新型侣合金材料的化学成分与6061侣合金材料的化学成分对比如下表：
[0040]
[0041] ~将分别采用上述两种侣合金材料制作的规格为l〇〇mm/l〇〇mm/2mm的侣合金板本色' 阳极化处理后，按照《GB/T10125-97人造气氛腐蚀试验盐雾试验》中所述的试验方法进行 48h盐雾试验，得到的结果分别如图6、图7所示，两种侣合金材料的耐腐蚀性能根据《GB/ T6461-2002金属基体上金属和其它无机覆盖层经腐蚀试验后的试样》进行评定，结果表明， 新型侣合金板的保护评级化等级为9级，6061侣合金板的保护评级化等级为7级，结果表明 新型侣合金板的耐腐蚀性能较6061更好，因此将该材料作为叶轮51W及导流片64的材料， 可W有效延长花洒的使用寿命。
【主权项】
1. 一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，所述的花洒包括本体（1)，本体（1)的入水端 与把手(2)的出水口连接，本体(1)的出水端处设置花洒盖(3);其特征在于:所述把手(2)的 入水口处设置压力稳定装置(4);所述花洒盖(3)的内侧设置涡轮发电装置(5)、流速调节机 构(6)，涡轮发电装置(5)包括可相对于本体(1)旋转的叶轮(51)，叶轮(51)外侧设置磁力发 电机(53)，磁力发电机(53)的输出导线与设置在本体(1)上的蓄电池(54)连接，蓄电池(54) 通过导线分别与控制器(55)、LED灯(56)连接;控制器(55)分别与压力稳定装置(4)、流速调 节机构(6)连接； 所述花洒盖（3)上设置用于检测花洒盖与人体之间距离的距离传感器（31)，用于检测 花洒盖(3)的喷淋小孔处水流速度的水流速度传感器(32)，用于检测喷淋小孔处水流温度 的第一温度传感器（33);所述把手（2)的入水口处设置用于检测水流压力的水压传感器 (35)，把手(2)的外侧设置用于检测环境温度的第二温度传感器(34)，用于检测花洒与竖直 平面之间角度的角度传感器(36)。2. 根据权利要求1所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，其特征在于:所述压 力稳定装置（4)包括外筒（41)，外筒（41)内设置可沿把手（2)的轴向方向移动的滑动轴 (42);所述外筒(41)的内壁上设置截面为弧形的内螺旋叶片(43)，所述滑动轴(42)的外壁 上设置截面为弧形的外螺旋叶片(44)，所述内螺旋叶片(43)的边缘与滑动轴(42)的外壁紧 贝占，所述外螺旋叶片(44)的边缘与外筒(41)的内壁紧贴，所述内螺旋叶片(43)、外螺旋叶片 (44)、滑动轴(42)、外筒(41)之间所包围的区域构成水流通道(45)。3. 根据权利要求2所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，其特征在于:所述的 水流通道(45)从把手(2)的入水口至把手(2)的出水口，其截面面积逐渐变大。4. 根据权利要求2所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，其特征在于:所述滑 动轴(42)的两端各设置一块永磁铁(46)，滑动轴(42)套在导轨(47)上且与导轨(47)滑动连 接，导轨(47)固定安装在把手(2)内；所述导轨(47)的两端与永磁铁(46)相对应的位置各设 置一块电磁铁(48)，所述永磁铁(46)与电磁铁(48)之间设置回位弹簧(49)。5. 根据权利要求1所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，其特征在于:所述的 流速调节机构(6)包括固定安装在本体(1)内的电动机(61)，电动机(61)的输出端与太阳锥 齿轮(62)连接，太阳锥齿轮(62)与多个行星锥齿轮(63)啮合，行星锥齿轮(63)与导流片 (64)的底部固定连接。6. 根据权利要求1至权利要求5所述的任意一种自发电带LED照明的智能恒温花洒的控 制方法，其特征在于:所述的控制方法包括以下步骤:压力波控制、出水温度控制。7. 根据权利要求6所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒的控制方法，其特征在 于:所述的压力波控制步骤为:水压传感器(35)检测流入把手(2)入水口处的水压，当水压 的变化超过一定值，控制器(55)控制滑动轴(42)沿把手(2)的轴向滑动，使水流通道(45)的 截面面积改变。8. 根据权利要求6所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒的控制方法，其特征在 于:所述的出水温度控制步骤为:距离传感器(31)采集花洒盖(3)与人体之间的距离L，水流 速度传感器(32)、第一温度传感器(33)分别采集花洒盖(3)的喷淋小孔处的水流速度V、水 温T，角度传感器(36)采集花洒盖(3)与竖直平面之间的角度α，第二温度传感器(34)采集环 境温度Τ0,控制器(55)根据TO、T、L、V、a计算出喷淋水到达人体时的温度Τ1，将Τ1与预设水 温T2进行比较，然后改变导流片(64)的角度，使T1接近T2。9. 根据权利要求8所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒的控制方法，其特征在 于：当T1大于T2时，减小导流片（64)与叶轮（51)之间的角度；当T1小于T2时，增大导流片 (64)与叶轮(51)之间的角度。10. 根据权利要求2所述的一种自发电带LED照明的智能恒温花洒，其特征在于:所述叶 轮(51)、导流片(64)为新型铝合金材料铸造而成，所述的新型铝合金材料以纯铝为主，所添 加的各合金元素的化学成分质量百分比为:锰〇.7%-1.5%，镁0.8-1.2%，锌0.15%，钛2-5%，硅0·6%-1·2%，铁0.7%，镍2% - 3%，铌0·1%-0·2%。
【文档编号】B05B1/30GK105964430SQ201610581019
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】朱卫东, 胡顺利, 方瑞青
【申请人】黄山市花瓣雨建材有限公司