一种安全饮水装置及其控制方法与流程

本发明涉及饮用水安全保障的技术领域，更具体地，涉及一种安全饮水装置及其控制方法。

背景技术：

桶装水饮水机，因使用方便，逐渐受到消费者的青睐。连接水桶和饮水机体进水管的导流机构，一般采用导水柱把水桶内的水引至饮水机体水箱，该水箱底部设置两个出水口，一出水口与常温水龙头相连接，或者出水口与冰水箱进口连接再与常温水龙头相连，另一个出水口与加热水箱进水口相连接。在出水过程存在气水交换，常将不洁空气、尘埃带入不封闭的水箱和水桶而污染水质；另外，水桶多次循环使用，也容易产生污染，危害身体健康；并且桶装水因其体积大，使用和运输也极其不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全饮水装置及其控制方法，适用于软包装水的取水，生产成本低，密封效果好，避免空气、尘埃对水体的污染；且能够自动清洗和消毒灭菌，改善饮水装置的安全性和卫生性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种安全饮水装置，包括饮水机体，所述饮水机体的上部设有用于放置软包装水的置水腔，置水腔的下方连接有可升降刺破软包装水取水的取水装置，所述饮水机体内部设有安装取水装置的隔板，所述隔板下方设有设备腔；所述饮水机体的外侧安装有取水开关，所述取水装置设有与取水开关连接的第一出水口和第二出水口，所述第一出水口与取水开关之间连接有用于调节出水温度的加热装置，所述第二出水口与取水开关之间连接有用于循环热水实现消毒和自清洗的水泵，所述加热装置、水泵均设于设备腔内。

本发明的安全饮水装置，以软包装水代替桶装水作为饮水器的水源：将软包装水置于置水腔中，取水前启动取水装置上刺破软包装水的包装膜，饮用水在自身重力的作用下流入加热装置，加热装置将水加热到所需温度并由取水开关取水；当需要对饮水装置的管道进行清洗和消毒时，关闭取水开关，启动加热装置将水加热至90℃～100℃，启动水泵使得热水在取水装置、加热装置、水泵间循环，对管道进行清洗、消毒和灭菌。本发明在出水过程不存在气水交换，能够避免空气、尘埃对水体的污染，同时能够避免空桶反复利用带来的运输成本和污水，增加饮用水的安全性；且通过加热装置的设置能够按照用户需求的温度出水，改善用户体验；通过水泵将加热装置加热的热水在取水装置、加热装置、水泵间循环，实现自清洗和消毒灭菌的功能，增强饮水装置的安全性和卫生性。

进一步地，所述加热装置包括与第一出水口、取水开关连通的过水通道，所述过水通道内部设有用于检测水温的温度传感器，过水通道外周设有用于控制水温的加热器，所述温度传感器连接有控制器，所述加热器连接于控制器的输出端，所述控制器的输入端连接有用于调节水温的调节模块。用户通过调节模块输入所需的饮用水温度，控制器控制加热器启动加热，加热过程中温度传感器实时监测过水通道内饮用水温度，当监测饮用水温度达到设定温度时，停止加热；本发明可将过水通道内的水加热至用户设定的饮用水温度，操作便捷，提升用户的使用体验。

进一步地，所述水泵连接于控制器的输出端，所述控制器的输入端连接有控制水泵工作的按键开关，所述控制器的输出端还连接有用于防止热水回流至软包装水内的电磁阀。通过操作按键开关进入饮水装置自清洗模式，控制加热器工作加热过水通道内饮用水温度至90℃～100℃，控制电磁阀关闭、水泵开启，过水通道内饮用水在加热装置、水泵、取水装置之间循环，实现管道的清洗、消毒和灭菌，操作便捷，提高饮水装置的安全性和卫生性。

进一步地，所述取水装置包括刺穿装置、第一导向装置、第二导向装置以及连接于控制器输出端的驱动装置，所述刺穿装置设于第二导向装置内侧，刺穿装置包括连通设置的进水管和出水管，所述进水管的一端设有用于刺破软包装水的针头；所述第二导向装置连接于驱动装置的输出端，且第二导向装置设有带动出水管旋转升降的第二导轨；所述第一导向装置套设于第二导向装置的外侧且固装于驱动装置上，第一导向装置设有防止出水管水平转动的第一导轨；所述出水管穿过第一导轨、第二导轨设置。出水管穿过第一导轨、第二导轨设置，驱动装置驱动第二导向装置在第一导向装置内部旋转，在第二导轨的作用下，出水管可旋转升降；而第一导轨的设置限制了出水管的水平转动，使得出水管及针头仅发生竖直方向的位移；通过控制驱动装置的工作与否控制软包装水的自动刺穿，当软包装水饮用完毕后，驱动装置反向转动回到初始位置，整个取水过程能够避免人为触碰，保证饮水的卫生安全。

进一步地，所述第一导向装置包括第一筒体以及能够容纳针头穿过的套筒，所述套筒设于第一筒体的顶部，所述第一导轨设于第一筒体的侧壁，所述第一导轨为两组且对称设于第一筒体中心线的两侧。第二导向装置在第一筒体内部旋转，刺穿装置与第一导向装置、第二导向装置之间的连接限于出水管与第一导轨、第二导轨间的穿接关系。第一导轨竖直设置，在第二导向装置带动刺穿装置转动上升的同时，第一导轨限制出水管的水平转动，使得刺穿装置仅发生竖直方向的位移，针头在套筒内进出。

进一步地，所述第二导向装置包括第二筒体以及设于第二筒体底部的方体凸起，所述驱动装置设有与方体凸起配合的凹槽；所述第二导轨设于第二筒体的侧壁，所述第二导轨为两组，且两组第二导轨关于第二筒体中心线中心对称。本发明的驱动装置为驱动电机，电机输出端的凹槽与第二筒体底部的方体凸起配合，连接牢靠，传动稳定，保证刺穿装置稳步升降；保证两组第二导轨任一组对应点的连线都经过第二筒体的中心线，第二筒体转动时，出水管在第二导轨内平稳地旋转升降。

进一步地，所述第二导轨包括顺次连接的第一水平段、上升段及第二水平段，所述第一水平段和上升段的连接处设有第一过渡结构，所述第二水平段和上升段的连接处设有第二过渡结构，所述第一水平段与第二水平段平行设置。第一水平段和第二水平段的设置保证刺穿装置升降运动起步稳定，上升段倾斜设置且上升段与第一水平段、第二水平段间夹角为钝角，第一过渡结构与第二过渡结构的设置避免刺穿装置升降过程中发生波动。

进一步地，所述刺穿装置包括可拆卸连接的第一固定板和第二固定板，所述出水管嵌设于第一固定板和第二固定板的连接处；所述进水管近针头的一端环绕设有若干进水口。一方面，刺穿装置与第一固定板、第二固定板固定牢靠；另一方面，第一固定板和第二固定板易于拆卸，便于刺穿装置的更换。软包装水水膜采用韧性材料制成，刺穿后水膜收缩包覆在进水管周围，饮用水从进水口流入进水管中。

进一步地，所述第一出水口及第二出水口设于出水管的两端，且所述第一出水口、第二出水口对称设于进水管的两侧。第一出水口可将饮用水导向至加热装置，软包装水、进水管、出水管、加热装置及取水开关连通形成饮用水出水通路；第二出水口可将饮用水导向至水泵，出水管、第一出水口、加热装置、水泵、第二出水口连通形成自清洗回路。

进一步地，所述置水腔的底部中心处设有凸块，所述凸块内侧设有容纳针头穿过的通孔，所述通孔的中心轴线与套筒的中心轴线重合。设置凸块一方面是为了：一方面为安全饮水装置的刺穿提供支点，一方面使得软包装水中部略微向上凸起，使得饮用水在水膜内四周流动，防止饮用水余量较少时导致的饮用水泄漏。

本发明还提供了一种安全饮水装置的安全控制方法，包括刺穿取水控制方法、出水控制方法、自清洗消毒控制方法以及初始状态恢复控制方法：

刺穿取水控制方法：控制器控制驱动装置工作，驱动针头竖直上升刺破软包装水包装膜，饮水由进水口流入进水管和出水管；

出水控制方法：通过调节模块设定出水温度，控制器控制加热器工作加热出水至设定出水温度；

自清洗消毒控制方法：操作按键开关，控制器控制电磁阀关闭、控制水泵开启，出水管、加热装置、水泵、出水管间连通形成清洗回路，由加热器加热得到的热水在清洗回路中循环；

初始状态恢复控制方法：当软包装水饮用完毕，控制器控制驱动装置工作，驱动针头竖直下降至初始工作状态。

本发明的安全饮水装置的安全控制方法，整个取水过程由控制器控制驱动装置工作实现，无需人为接触，且可控制对饮水装置内部管道进行清洗消毒，保证饮水的安全性和健康性；还可按照设定温度出水，改善用户体验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在取水前，通过取水装置自动刺穿软包装水，饮用水依靠自身重力由进水管和出水管流向加热装置加热或由水泵控制由取水开关流出，避免了水气交换导致的二次污染，同时也避免了空桶反复利用带来的运输成本和污染；

本发明通过控制驱动装置的工作与否控制软包装水的自动刺穿，当软包装水饮用完毕后，驱动装置反向转动回到初始位置，整个取水过程操作简便，能够避免人为触碰，保证饮水的卫生安全；

本发明通过加热装置的设置能够按照用户需求的温度出水，改善用户体验；本发明通过水泵将加热装置加热的热水在出水管、加热装置、水泵之间循环，能够实现自清洗和消毒灭菌的功能。

附图说明

图1为安全饮水装置的结构示意图；

图2为安全饮水装置的控制原理图；

图3为取水装置的结构示意图i；

图4为取水装置的结构示意图ii。

附图中：1-饮水机体；11-置水腔；12-隔板；13-设备腔；14-取水开关；15-凸块；2-取水装置；21-第一出水口；22-第二出水口；3-加热装置；31-温度传感器；32-加热器；33-调节模块；4-水泵；41-按键开关；42-电磁阀；5-控制器；6-刺穿装置；61-进水管；62-出水管；63-针头；64-第一固定板；65-第二固定板；66-进水口；7-第一导向装置；71-第一导轨；72-第一筒体；73-套筒；74-安装部；75-固定孔；8-第二导向装置；81-第二导轨；82-第二筒体；83-第一水平段；84-上升段；85-第二水平段；9-驱动装置；91-凹槽；92-正转按钮；93-反转按钮。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例一

如图1至图4所示为本发明的安全饮水装置的实施例，包括饮水机体1，饮水机体1的上部设有用于放置软包装水的置水腔11，置水腔11的下方连接有可升降刺破软包装水取水的取水装置2，饮水机体1内部设有安装取水装置2的隔板12，隔板12下方设有设备腔13；饮水机体1的外侧安装有取水开关14，取水装置2设有与取水开关14连接的第一出水口21和第二出水口22，第一出水口21与取水开关14之间连接有用于调节出水温度的加热装置3，第二出水口22与取水开关14之间连接有用于循环热水实现消毒和自清洗的水泵4，加热装置3、水泵4均设于设备腔13内。为便于软包装水的取放及避免空气中尘埃进入置水腔11，可在置水腔11上部设置与饮水机体1活动连接的盖板，或者将置水腔11设置为抽屉结构以实现与饮水机体1的活动连接。

本实施例在实施时，以软包装水代替桶装水作为饮水器的水源：将软包装水置于置水腔11中，取水前启动取水装置上刺破软包装水的包装膜，饮用水在自身重力的作用下流入加热装置14进行制热，且可启动水泵使得热水在取水装置、加热装置、水泵间循环，对管道进行清洗、消毒和灭菌。

如图2所示，加热装置3包括与第一出水口21、取水开关14连通的过水通道，过水通道内部设有用于检测水温的温度传感器31，过水通道外周设有用于控制水温的加热器32，温度传感器31连接有控制器5，加热器32连接于控制器5的输出端，控制器5的输入端连接有用于调节水温的调节模块33。用户通过调节模块33输入所需的饮用水温度，控制器5控制加热器32启动加热，加热过程中温度传感器31实时监测过水通道内饮用水温度，当监测饮用水温度达到设定温度时，停止加热；本实施例可将过水通道内的水加热至用户设定的饮用水温度，操作便捷，提升用户的使用体验。

如图2所示，水泵4连接于控制器5的输出端，控制器5的输入端连接有控制水泵工作的按键开关41，控制器5的输出端还连接有用于防止热水回流至软包装水内的电磁阀42。通过操作按键开关41进入饮水装置自清洗模式，控制加热器工作加热过水通道内饮用水温度至90℃～100℃；控制电磁阀关闭、水泵开启，过水通道内饮用水在加热装置、水泵、取水装置之间循环，实现管道的清洗、消毒和灭菌，操作便捷，提高饮水装置的安全性和卫生性。本实施例中电磁阀42安装在进水管61靠近出水管62的端部，阻止在自清洗过程热水回流至软包装水内。

如图3所示，取水装置包括刺穿装置6、驱动装置9、第一导向装置7以及第二导向装置8：刺穿装置6设于第二导向装置8内侧，包括连通设置的进水管61和出水管62，进水管61的一端设有用于刺破软包装水的针头63；第二导向装置8连接于驱动装置9的输出端，且第二导向装置8设有带动出水管62旋转升降的第二导轨81；第一导向装置7套设于第二导向装置8的外侧且固装于驱动装置9上，第一导向装置7设有防止出水管62水平转动的第一导轨71；出水管62穿过第一导轨71、第二导轨81设置。实施时，出水管62穿过第一导轨71、第二导轨81设置，驱动装置9驱动第二导向装置8在第一导向装置7内部旋转，在第二导轨81的作用下，出水管62可旋转升降；而第一导轨71的设置限制了出水管62的水平转动，使得出水管62及针头63仅发生竖直方向的位移。本实施例中的驱动装置9连接于控制器5的输出端，且在控制器5的输入端设置有正转按钮92和反转按钮93，分别控制驱动装置9正转刺破取水、驱动装置9反转回至原位。

如图3至图4所示，第一导向装置7包括第一筒体72以及能够容纳针头63穿过的套筒73，套筒73设于第一筒体72的顶部，第一导轨71设于第一筒体72的侧壁，第一导轨71为两组且对称设于第一筒体72中心线的两侧。本实施例的第一导轨71竖直设置，在第二导向装置8带动刺穿装置6转动上升的同时，限制出水管62的水平转动，使得刺穿装置6仅发生竖直方向的位移，带动针头63在套筒73内进出。其中，为便于取水装置在饮水器5上的安装与拆卸，在第一筒体72的底部设有安装部74，且在安装部74上设置有固定孔75。

如图3至图4所示，第二导向装置8包括第二筒体82以及设于第二筒体82底部的方体凸起，驱动装置9设有与方体凸起配合的凹槽91。本实施例的驱动装置9为驱动电机，采用凸起与凹槽91的配合使得驱动电机和第二导向装置8连接牢靠，传动稳定，保证刺穿装置6的稳步升降。其中，第二导轨81设于第二筒体82的侧壁，第二导轨81为两组，且两组第二导轨81关于第二筒体82中心线中心对称，保证两组第二导轨81任一组对应点的连线都经过第二筒体82的中心线，第二筒体82转动时，出水管62在第二导轨81内旋转上升。另外，第二导轨81包括顺次连接的第一水平段83、上升段84及第二水平段85，第一水平段83和上升段84的连接处设有第一过渡结构，第二水平段85和上升段84的连接处设有第二过渡结构，第一水平段83与第二水平段85平行设置；第一水平段83和第二水平段85，保证刺穿装置6升降运动起步稳定；本实施例中的上升段84倾斜设置，上升段84与第一水平段83、第二水平段85间夹角为钝角，且设置第一过渡结构与第二过渡结构避免刺穿装置6升降过程中发生波动。

如图3所示，刺穿装置6包括可拆卸连接的第一固定板64和第二固定板65，出水管62嵌设于第一固定板64和第二固定板65的连接处；一方面，刺穿装置6与第一固定板64、第二固定板65固定牢靠；另一方面，第一固定板64和第二固定板65易于拆卸，便于刺穿装置6的更换和拆卸。其中，进水管61靠近针头63的一端环绕设有若干进水口66，软包装水中的饮用水依靠自身重力从进水口66流入进水管61中并由管导向至15进行制冷或加热装置14进行加热。其中，出水管62设有第一出水口21及第二出水口22，第一出水口21、第二出水口22对称设于进水管61的两侧。

如图1所示，置水腔11的底部中心处设有凸块15，凸块15内侧设有容纳针头穿过的通孔，通孔的中心轴线与套筒的中心轴线重合。一方面是为了：一方面为安全饮水装置的刺穿提供支点，一方面使得软包装水中部略微向上凸起，使得饮用水在水膜内四周流动，防止饮用水余量较少时导致的饮用水泄漏。

实施例二

本实施例为本发明安全饮水装置的控制方法的实施例，包括刺穿取水控制方法、出水控制方法、自清洗消毒控制方法以及初始状态恢复控制方法：

刺穿取水控制方法：控制器5控制驱动装置9工作，驱动针头63竖直上升刺破软包装水包装膜，饮水由进水口66流入进水管61和出水管62；

出水控制方法：通过调节模块33设定出水温度，控制器5控制加热器32工作加热出水至设定出水温度；

自清洗消毒控制方法：操作按键开关41，控制器5控制电磁阀42关闭、控制水泵4开启，出水管62、加热装置3、水泵4、出水管62间连通形成清洗回路，由加热器32加热得到的热水在清洗回路中循环；

初始状态恢复控制方法：当软包装水饮用完毕，控制器5控制驱动装置9工作，驱动针头63竖直下降至初始工作状态。

经过以上步骤，本发明能够实现自动取软包装水及对饮水装置内部管道进行清洗消毒，避免人为触碰和水气交换导致的污染，保证饮水的卫生安全；且能够按照用户设定温度出水，改善用户体验。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。