一种自供电温控混水阀装置的制造方法_2

文档序号:9928392阅读:来源:国知局
单元I的内部设置有伺服电机11、减速传动装置12、混合水阀13和混合室14,且所述混合室14内部设置有温度传感器141;所述电驱动水阀单元I的外部设置有出水口 15、热水入口 16和冷水入口 17;所述热水入口 16和冷水入口 17通过管道连接到混合水阀13,所述混合水阀13通过管道连接到混合室14,所述混合室14通过管道连接到出水口;所述伺服电机11的动力输出端以机械方式连接到减速传动装置12,所述减速传动装置12的传动输出端以机械方式连接到混合水阀13;
[0034]热水从热水入口进入到混合水阀,冷水从冷水入口进入到混合水阀,冷水和热水会在混合水阀进行混合,之后在混合室进行充分混合,然后从出水口流出。
[0035]所述伺服电机可以为无刷或有刷电动机,将其转动传递给减速传动装置,减速传动装置内部可以为齿轮或蜗杆结构,从而可以更好的减慢转动速度和增大传动力矩,然后将转动传递给混合水阀,调节冷水与热水的混合比例。
[0036]所述混合水阀13设置有手动调节装置131,所述手动调节装置131可以手动调节冷水与热水的比例和出水速度;
[0037]整个自供电温控混水阀装置有可能出现故障,因此需要在混水阀上设置有手动调节装置,以便用户手动调节出水温度和出水速度。
[0038]混合水阀设置有手动调节装置,如同普通混合水阀一样可以进行手动操作,当电子温控混水阀装置出现故障时,该出水控制手柄仍旧可以作为出水控制和温度手动控制之用,整个混水阀装置仍旧可以满足日常使用,只是不及伺服自动操作那样方便,但至少不会让整个装置无法使用。
[0039]所述自供电单元3包括自发电装置,且还包括一次性电池或可充电电池;
[0040]其中自发电装置会利用流经其的水流来发电,
[0041]在实际试验中,发明人发现所述的自供电温控混水阀装置功耗很低,因此可以不依赖外部交流市电供应,采用微型水流体推动发电机或固体温差发电装置提供电源。在水流体推动发电机和固体温差发电装置失效情况下可以采用一次性电池或可充电电池来进行对整个自供电温控混水阀装置提供电能
[0042]由于所述的电子温控混水阀操作功耗极低,发明人在试验中发现,在正常家用环境下采用市面上常见的一次性电池或可充电电池(例如普通碱性电池或锂离子电池)可以在没有配置自发电装置的情况下有效工作一个月以上。
[0043]所述自供电单元3、温度设置单元4、显示单元5、温度传感器141和伺服电机11都电连接到控制单元2;
[0044]所述温度传感器会实时探测混合室中的水温值并发供给控制单元;控制单元会向伺服电机发送控制命令;自供电单元为控制单元和伺服电机提供电能;温度设置单元会向控制单元发送温度设置信息。
[0045]所述控制单元2从温度传感器141接收所探测到的混合室14的混合水温值TM,从温度设置单元4接收混合水温设定值TS、混合水温下限阈值TL和混合水温上限阈值TH;
[0046]当所述混合水温值TM与混合水温设定值TS的差值高于混合水温上限阈值TH时,控制单元2控制伺服电机11转动从而使得混合水阀13降低出水温度;
[0047]当所述混合水温值TM与混合水温设定值TS的差值低于混合水温下限阈值TL时,控制单元2控制伺服电机11转动从而使得混合水阀13提高出水温度;
[0048]当所述混合水温值TM与混合水温设定值TS的差值高于混合水温下限阈值TL且低于混合水温上限阈值TH时,控制单元2控制伺服电机11停止转动。
[0049]本发明提供了一种自供电温控混水阀,包括电动水阀、控制单元、供电单元,所述电动水阀的阀体外部设置有出水口、热水入口和冷水入口 ;所述电驱动水阀单元的内部设置有温控伺服电机、温控减速传动机械装置、混合水阀和混合室;且所述混合室内部设置有温度传感器;温度传感器可以采用具有防水不锈钢套的NTC或PTC热敏电阻,或K型热电偶温度传感器,或其他诸如E型J型热电偶材料的温度传感器,PT100/1000铂电阻作为温度传感器,也可以采用热电堆红外温度传感器;由于水流在管道内的流速很快,因此温度传感器需要有一定响应速度并同时具有一定精度,控制单元内部设有传感放大器将K型热电偶或其他形式的温度传感器产生的微弱电势放大到内部处理单元可以分辨的水平,例如5?1mV每摄氏度,传导到内部处理单元,内部处理单元可以是硬件模式,也可以是软件模式;温度设置单元可以是一个温度设置电位器,该设置电位器可以是数字方式也可以是模拟方式,产生设置信号输送给内部处理单元,处理单元将数字或模拟电位器的设置信号分解为上限阀值TH、下限阀值TL和设定值TS,例如上限阀值TH被设置为设定值+1摄氏度,下限阀值TL被设为设定值-1摄氏度时,此时设定值为中心值,处理单元根据传感器放大单元获得的电信号同数字或模拟电位器的设定值所产生的上限阀值TH、下限阀值HL以及中心值TS进行比较当得知传感器的读取值位于上限阀值TH和下限阀值TL之间时,处理单元发出伺服电机停止的指令,表明现在的出水温度满足设定的范围要求。当处理单元捕捉到传感放大器读取的电信号越过阀值,例如高于阀值TH,或者低于阀值TL时,处理单元发出伺服电机转动指令,此时电动水阀进行相应的混合比改变,使得出水温度再次向数字或模拟电位器设定的中心值靠拢,当调节过程中的混合出水温度等于中心值时,处理单元再次发出伺服电机停止指令,可以看出阀值设置的精度越高,即TH减去HL所获得的差值的绝对值越小,由于水温波动造成的伺服电机运动就会增加,因此在设计时,综合考虑实际生产生活用水的温度精度要求来确定阀值TH和阀值TL的区间,可以减少不必要的机械装置磨损。所述的混合水阀上设置有位置检测开关,控制单元可以根据位置检测开关的状态获取水阀转动的状态并可以做出相应控制。
[0050]优选地,如图2所示,所述述减速传动装置12到混合水阀13的机械连接方式具体为:所述减速传动装置12的输出轴连接到主动皮带轮121,所述主动皮带轮121通过传动皮带122连接到从动皮带轮123,所述混合水阀13的转动轴连接到所述从动皮带轮123。
[0051 ]优选地,所述传动皮带122还连接有张力轮124。
[0052]优选地,所述传动皮带122为无齿光面皮带或有齿皮带。
[0053]采用无齿皮带或有齿皮带(也称同步皮带)传动方式,其中有齿皮带可以传递更大的力矩,通过适当设计有齿从动皮带轮和有齿皮带的齿槽间距和深度,可以获得所希望的起始滑动力矩值,这样便可以实现当传动过程中遇到足够大的阻力或用户直接进行手动操作时,皮带和传动轮之间可以产生相对滑动,避免了齿轮传动的大应力容易受损,不需要机械离合装置,简化了装置结构。
[0054]可选地,所述减速传动装置12到混合水阀13的机械连接方式具体为:减速传动装置12的输出轴连接有主动齿轮,混合水阀13转动轴连接有从动齿轮,所述主动齿轮连接到所述从动齿轮。
[0055]可选地,所述减速传动装置12的输出轴连接有主动蜗杆,混合水阀13转动轴连接有从动齿轮,所述主动蜗杆连接到所述从动齿轮。
[0056]优选地,所述减速传动装置12到混合水阀13的机械连接方式包含机械离合装置。
[0057]机械离合装置可以来实现传动动力的接合和切断。
[0058]优选地,所述自供电单元3中的自发电装置包括水流体推动发电机和/或固体温差发电模块。
[0059]可选地,
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