专利名称：一种沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动冲洗及更换厕所空气的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置。
本实用新型的是通过如下技术方案完成的一种沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，包括主机10、探测器部分20、贮排水箱30、换气扇40，其特征在于主机10的电源11与探测器部分20、即时控制单元12、滞后控制单元13、周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15及伺服电路16连接，探测器部分20的信号与即时控制单元12电连接，即时控制单元12分别与周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15和换气扇40电连接，间隔控制单元15与滞后控制单元13电连接，滞后控制单元13与伺服电机16电连接，伺服电路16与贮排水箱30非电连接。
所述的电源11由市电经变压器变压，其输出经二极管D1、D2整流，再经三端稳压器IC1、IC2、电容C1滤波，输出电压与探测器部分20、即时控制单元12、滞后控制单元13、周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15提供工作电压。
所述的即时控制单元12接收探测器部分20的信号，经电阻R9与三极管BG4、BG7的基极连接，在电阻R8、R9接点与地之间接有电容C8，三极管BG4的集电极经二极管D3与正电位连接，在二极管D3的两端跨接继电器线圈J1，三极管BG4的发射机接地，在三极管BG4的集电极引出一信号经电阻R10分别与三极管BG5、BG6的基极连接，三极管BG5、BG6的发射极接正电位，三极管BG5的集电极一路经电阻R12接地，一路经电阻R13、电容C9接地，另一路经电阻R14接三极管BG7的集电极，三极管BG6的集电极一路经电阻R11接地，另一路作为输出信号与周期自动冲洗控制单元14的集成电路IC4连接，三极管BG7的发射极接地，在三极管BG7的集电极引出信号与滞后控制单元13连接。
所述的周期自动冲洗控制单元14接收即时控制单元12的信号与集成电路IC4的4、8端连接，集成电路IC4的1端接地，在集成电路IC4的4、8端引信号经电阻R15、R16、电解电容C11接地，集成电路IC4的5端经电容C10接地，集成电路IC4的6端与2端短接并接在电阻R16与电容C11之间，集成电路IC4的3端经电阻R17接三极管BG8的基极，在电阻R15与R16之间引出一信号与集成电路IC4的7端短接并经二极管D4与集成电路IC4的2、6端连接，三极管BG8的发射极与集成电路IC4的4、8端连接，三极管BG8的集电极一路经电阻R18接地，一路经电阻R19输出到滞后控制单元13。
所述的滞后控制单元13接收即时控制单元12的信号，经继电器J3的常闭接点J3-1与三极管BG10的基极连接，三极管BG10的基极经电阻R23接地，对接的三极管BG9的基极一路接收周期自动冲洗控制单元14的信号，一路经电阻R20、干簧管GH接正电位，三极管BG9、BG10的发射极接地，三极管BG9、BG10的集电极一路经二极管D5接正电位，一路经继电器线圈J2接正电位，一路经串联发光二极管LED2和电阻R21接正电位，在三极管BG9、BG10的集电极引出信号经电阻R22与间隔控制单元15连接。
所述的间隔控制单元15接收滞后控制单元13的信号，与并联的三极管BG11、BG12的基极连接，三极管BG11、BG12的的发射机接正电位，三极管BG12的集电极一路经电阻R24接地，一路经电阻R28接三极管BG13的基极，三极管BG11的集电极一路经电阻R25接地，一路经电阻R27、电解电容C12接地，一路经电阻R26接三极管BG13的集电极和三极管BG14的基极，三极管BG13的发射极接地，三极管BG14的集电极与三极管BG15的集电极短接并分别经继电器线圈J3、二极管D6、串联的电阻R29和发光二极管LED3接正电位，三极管BG14的发射极与三极管BG15的基极连接，三极管BG15的发射极接地。
所述的探测器部分20为根据蹲位的个数而设置的红外接收和发射探测器，集成电路IC3的3脚经红外晶体发射二极管DH1、DH2、电位器W接地，集成电路IC3的5脚经电容C3接地，集成电路IC3的2脚与6脚短接后经电阻R2、R1接正电位和经电容C4接地，并从电阻R2、R1之间引出一信号与集成电路IC3的7脚连接，集成电路IC3的4、8脚接正电位，1脚接地，红外接收三极管BGH的1端一路经电解电容C6接地，一路经电感线圈L1、电阻R4、电解电容C7接地，红外接收三极管BGH的2端接地，红外接收三极管BGH的3端一路经电阻R3接正电位，一路经电解电容C5接地，在电阻R4与电解电容C7之间引出一信号与三极管BG1的基极连接，三极管BG1的发射极与三极管BG2的基极连接，三极管BG2的发射机接地，三极管BG1的集电极与三极管BG2的集电极连接后经电阻R5、发光二极管LED1接正电位，在三极管BG1的集电极引出一信号经电阻R6接三极管BG3的基极，三极管BG3的集电极接正电位，三极管BG3的发射机一路经电阻R7接地，一路经电阻R8作为引出信号与即时控制单元12连接。
本实用新型的优点在于1>能根据到厕所的不同人群，进行最有效，最节水的便后冲洗工作。
2>能在人进入蹲位的同时进行厕所的空气更新，保证厕所的空气质量。
3>可利用原有高位水箱。只要加上市场很容易买到的标准件，浮球阀和排水阀。只要用一根软线完成主机和排水阀对接即可。安装方便，更便于系统改造。
4>本产品没有沉入水箱中的电磁阀，安全且造价便宜，密封简单。
5>用途广泛。因为它同时具有即时控制和滞后控制两种控制方式所以它不但适合需要即时控制的产品，如小便斗自动冲洗器，小便槽自动冲洗器等，在这些产品中，只要把电磁阀与换气扇并接即可。也可以适合需要滞后控制的产品，如马桶水箱冲洗控制器，单蹲位高位水箱自动冲洗控制器，多蹲位高位水箱自动控制器，它在电机输入端相应并接电磁阀去掉电机，就可以适合滞后用电磁阀控制冲洗的场合。
6>结构简单，造价低廉。
14周期自动冲洗控制单元15间隔冲洗控制单元16冲洗伺服单元17冲洗伺服电机摆臂18摆臂线架19主机和探测器之间连线20探测器包括21.22...........2n个置于蹲位上的探测器30贮排水箱包括31水箱排水阀与主机伺服摆臂架的连线；32排水阀；33排水管；34排水阀溢水管；35浮球阀；36浮球；37浮球阀进水管；38排水阀手动拉线；39排水阀手动拉线杆；40换气扇。
在主机和探测器的电路原理图中包括BX1--保险丝 Mh--换气扇 Ms--伺服电机GH--干簧管 B1--电源变压器 D1～D6--晶体二极管IC1--三端稳压器 IC2--三端稳压器IC3～IC4--555集成电路C1～C12--电容R1～R29--电阻 DH--红外线晶体发射二极管BGH--红外接收三极管 L1--色码电感 BG1～BG15--晶体三极管J1～J3--继电器 LED1～LED3--晶体发光二极管W--电位器CP--磁片电源11双12v电源变压器将进入的市电220v电压变为低压经过整流滤波和两个稳压器稳压后分别变为12v供主机，6v供探测器。
探测器单元2021、222n个探测器，它的发射单元能不停的向正前方有效范围内的蹲位上发射探测的红外波，如蹲位上无人它的接收电路向主机输出低电压，如有人则输出高电压。
即时控制单元12在收到一个或多个探头送来的高电压的信号时，该电路的继电器工作，在使换气工作的同时，一方面是周控电路得电工作，另一方面还给间控电路充电。
滞后控制单元13根据即时控制电路，周期控制电路，间隔控制电路以及伺服反馈信号的不同作用产生伺服驱动，完成冲洗工作。
周期自动控制单元14是在各个蹲位上不间断有人的时间超过设定的时间段时，它能自动产生一个使滞后控制电路工作的命令，完成一次冲洗。若蹲位上还是不间断有人，则该电路直接进行周期冲洗。
间隔控制单元15是为解决进入又很快离开人群之间时间太短以致贮排水箱用于冲洗的水量太少，冲洗效果太差的问题而设置的。该电路可以使这种短间隔进离人群，从第二群开始进行自动记忆，等到达设定的时间周期，根据记忆信号进行冲洗，直到最后一群人离开后的一定时间进行最后一次冲洗并抹去记忆电平。
伺服电路单元16所述的伺服电路单元16由电源通过继电器接点J2-1与伺服电机MS连接，伺服电机摆臂17与贮排水箱30中的线架18连接，干簧管GH的触点与滞后控制单元13电连接。伺服电路单元16根据滞后控制单元信号进行转动，一方面带动摆臂17，提起贮排箱排水阀自动拉线进行排水冲洗，另一方面，摆臂上磁片CP通过主机上的干簧管和滞控电路相连组成一个位置伺服系统，使伺服电机摆臂，每次转动都最后留在摆臂下方位置，以保证冲洗后排水阀能自动关闭。
贮排水箱30它是一种完成冲洗的执行器件，它的浮球阀能使完成冲洗排水后的水箱迅速恢复到一定水位后关闭进水。它的排水阀上有两条控制排水阀工作的拉线。一条是自动拉线和主机摆臂相连进行冲洗，另一条是手动拉线以备停电时手动排水冲洗用。
换气扇40它是在蹲位上有人时进行排去厕所空气的电风扇以保证厕所空气清新。
当主机10的电源线接上220V、50Hz市电后，主机电源11变压器B1初级得电，次级经二极管D1、D2全波整流，电容C1滤波后分别进入三端稳压器IC1和IC2输入端。三端稳压器IC1稳压输出供主机10各级电源，三端稳压器IC2稳压输出经主机10与各探测器之间的红色电源线和零线送各探测器。
所有探测器21、22.........2n均由一个红外方波发射电路，和红外反射方波信号接收电路构成。在以集成电路IC3为核心组成方波振荡器，通电工作时，集成电路IC3的3脚，给红外发射二极管加上方波电压从而产生红外方波信号射向探头前的蹲位上，用两个红外发射二极管DH1、DH2的目的是为增大发射功率，增大探测距离，串入电位器W的目的是为调节发射功率的大小，实现对探测距离的调节。红外接收电路的核心是红外接收三极管BGH，电源电压经过电阻R3、电容C5组成的滤波器，给红外接收三极管BGH的3脚提供正电压，2脚接地，1脚为输出端通过电容C6接地，这种连接使蹲位上无人时，即BGH收不到发射信号时，输出高电平1脚经色码电感L1、电阻R4、电容C7、三极管BG1、BG2、晶体发光二极管LED1、电阻R5组成的反相器电路工作，晶体发光二极管LED1亮，表示电源有电但蹲位上无人，由电阻R6、三极管BG3、电阻R7组成的射随器无输出。而当蹲位上有人时，红外接收三极管BGH的1脚输出低电平，而三极管BG1、BG2组成的复合管反相器输出高电平，三极管BG3射随器有高电压信号经电阻R8、电容C8、电阻R9组成的T型滤波送主机10的即时控制电路12的输入端即三极管BG4和BG7的基极。
主机10的即时控制单元12是由两个NPN型三极管BG4、BG7组成的对正电平反相工作反相器和两个PNP三极管BG5、BG6组成的对低电平反相工作的反相器，三极管BG4反相器是当输入高电平即蹲位上有人时继电器J1工作，使换气扇工作或其他用途下的电磁阀工作。三极管BG5组成的反相器工作时，记忆电容C9经限流电阻R13充电。三极管BG6反相器工作时，主机周期自动控制单元14得高电平而工作。三极管BG7反相器工作时，使电容C9上的充电电压不会输送到滞后控制单元13。这4个反相器蹲位有人时同时工作，同时截止。因为电阻R12阻值很大，所以在继电器J3工作，常闭触点J3-1打开和三极管BG7不工作情况下，电容C9的放电时间很长，这是电容C9能进行记忆的原因。
主机10的周期自动冲洗控制单元14是以555集成块IC4为核心的方波振荡器电路，在3脚高电平输出时，因PNP型三极管BG8反相器作用无输出，低电平输出时三极管BG8输出高电平，经电阻R19送滞后冲洗控制单元13。只要蹲位上不间断有人，即时控制电路就会不间断工作，周期自动冲洗控制单元14也即会周而复始按一定周期给滞后控制单元13发出排水冲洗指令。
滞后控制单元13是三极管BG9和BG10是两个NPN三极管的正电平反相器组成的或门电路。负载是继电器J2，保护二极管D5和指示电路LED2和电阻R21，它有三路输入一是即时控制单元12中电容C9上的电压信号经电阻R14、继电器接点J3-1到三级管BG10的基极。此支路为正常冲洗控制支路。另一路是周期自动冲洗控制单元14中三级管BG8经电阻R19到三极管BG9基极的周期自动冲洗控制支路。到三极管BG9基极的还有一个输入支路是电源电压经伺服电路16的干簧管GH来的反馈信号经电阻R20与三极管BG9连接。该信号的作用是保证伺服电机MS摆臂只要一转动定要转动到下方固定位置停止。
间隔控制单元15，是由四个反相器构成两个负电平输入反相器是三极管BG11、BG12基极并接后，经电阻R22连滞后控制单元13中的三极管BG9和BG10集电极。两个NPN型正输入电平反相器是由三极管BG13和两个复合连接的三极管BG14、BG15构成。在滞后控制单元13电路工作时，三极管BG11和BG12同时工作，电阻R28、三极管BG13也同时工作，这时复合管反相器三极管BG14、BG15因三极管BG13的低电压而不工作，三极管BG11使间隔控制充电电容C12经电阻R27充电，在滞后控制单元13停止工作，即三极管BG11、BG12和BG13停止工作时，电容C12上所充电压，经电阻R27、R26使三级管BG14、BG15组成的复合管反相器工作，继电器J3的线圈带电工作，指示灯LED3发亮，继电器J3-1常闭接点打开，在此时间内如有人进离蹲位，电容C9上有记忆电压，但继电器J2不工作，只有到一定时间间隔时继电器J3的常闭接点J3-1闭合时，滞后控制电路单元13工作一次，电容C9放电，抹去记忆电压。
主机伺服电路16由一个减速电动机，磁片CP，摆臂和摆线架组成。当滞后控制电路单元13工作后。继电器J2的常开触点接通伺服电机MS转动，并带动它轴上的摆臂17转动，摆臂离开下方平衡位置，同时摆臂端上的磁片CP离开，干簧管GH，常开触点J2接通，一直到滞后控制电路单元13的其他两个输入信号断开，磁片CP回复原来的位置，干簧管GH的触点断开为止。这对保证正常冲洗是非常必要的。
贮排箱30的主要构件是在箱内安装由溢水管34，排水管33和排水阀32组成的排水阀组件；由进水管37，浮球36和浮球阀35组成的浮球阀组件，由手动排水拉线38手动拉线杆件39组成的手动排水组件，保证无电时进行手动冲洗。浮球阀是水箱中排水后自动充水到设定水位，31是由一端接金属环的软线。线端环套在主机摆臂的摆线架18上另一端与30排水阀32相连。它使蹲位上最后一个人离开后，MS转动，提起排水阀，完成自动冲洗。
换气扇40是由主机12电路控制工作的电风扇，只要有人进入蹲位它便开始工作，直到最后一个人离开蹲位停止。完成一次换气工作。
下面结合图2，图3简述其工作原理和几种实施例的简单构成如图2当几个探测器21.22.........2n在蹲位侧旁墙上安装好，主机10置于贮排箱顶盖位置，连接31连线，装好换气扇40，并把主机10和探测器按同色线对接后，再把主机10电源线接市电220v公用电源，则本系统将进入可以工作的自动探测状态。各个蹲位前的有效探测范围内将昼夜不间断的有红外方波发射信号，如果在某时刻有一个人或一群人先后或同时进入各蹲位，如在蹲位上停留时间少于3秒，系统将不予理睬，超过3秒，相应探头输出高电平信号使主机10工作，一方面使换气扇40工作，另一方面使周期控制单元14开使振荡输出低电平，滞后控制单元13不工作，周期控制单元14电路的振荡周期为T2，假设蹲位上不间断有人的时间段T1＜T2，此时因周期控制单元14没有出现高电平而失去电压，周期控制单元14将没有给滞后控制单元13正电平信号，如果T1＞T2，滞后控制单元13将根据周期控制单元14出现高电平的次数而工作相应的次数。
在T1时间内，记忆电容C9上的电位，全部降到电阻R14和R13上，三极管BG7短路经继电器J3的常闭接点J3-1到滞后控制单元13的正电平信号。但当T1结束的瞬间在电容C9上的正电平，经电阻R13、R14和继电器J3的常闭接点J3-1进入滞后控制单元13的三极管BG10基极，滞后控制单元13和伺服控制电路16工作，干簧管GH的点闭合，当电容C9上放电完毕，摆臂17又回归原来的提起排水阀的位置。干簧管GH的接点断开，此时电容C9上充电，信号不能进入滞后控制单元13，电容C9通过电阻R13、R14放电很慢，设放电时间为Ts，因电阻R12较大，所以电容C9能记忆的时间为TS期间蹲位上是否有人进入或离开。如有人进离TS结束，继电器J3的常闭接点J3-1接通，则电容C9上的记忆电压通过电阻R14使滞后控制单元13工作同时因电阻R14和R23串接后与电阻R12并联，使电容C9迅速放电，抹去记忆。
贮排水箱30每次放水后，浮球阀都会使贮排箱自动充水，设间隔电路单元15的周期时间为TJ充到设定水箱水位的时间为TC。因设计安装时TS和TJ都大于TC，所以每次完成自动冲洗，水箱都能保持固定的水位。这就是保证每次冲洗的速度，力度和水量原因。
如果用户想用电磁阀替换贮排水箱30，只要在伺服电机MS输入电源电压处并接一个电磁阀，在自来水管与水箱排水管之间串联一个电磁阀即可。如想用此电路组合成小便槽自动冲洗控制器，作为小便斗的控制将更简单，只用一个探头即可。因为本实用新型实现的控制同时具备即时和滞后两种控制方式，探测控制区域可以是单个地方也可以是多个。它们机动灵活的组合，可以成功多种不同功能的产品。
权利要求1.一种沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，包括主机10、探测器部分20、贮排水箱30、换气扇40，其特征在于主机10的电源11与探测器部分20、即时控制单元12、滞后控制单元13、周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15及伺服电路16电连接，探测器20的信号与即时控制单元12电连接，即时控制单元12分别与周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15和换气扇40电连接，间隔控制单元15与滞后控制单元13电连接，滞后控制单元13与伺服电机16电连接，伺服电路16与贮排水箱30非电连接。
2.根据权利要求1所述的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，其特征在于所述的即时控制单元12接收探测器部分20的信号，经电阻R9与三极管BG4、BG7的基极连接，在电阻R8、R9接点与地之间接有电容C8，三极管BG4的集电极经二极管D3与正电位连接，在二极管D3的两端跨接继电器线圈J1，三极管BG4的发射机接地，在三极管BG4的集电极引出一信号经电阻R10分别与三极管BG5、BG6的基极连接，三极管BG5、BG6的发射极接正电位，三极管BG5的集电极一路经电阻R12接地，一路经电阻R13、电容C9接地，另一路经电阻R14接三极管BG7的集电极，三极管BG6的集电极一路经电阻R11接地，另一路作为输出信号与周期自动冲洗控制单元14的集成电路IC4连接，三极管BG7的发射极接地，在三极管BG7的集电极引出信号与滞后控制单元13连接。
3.根据权利要求1所述的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，其特征在于所述的周期自动冲洗控制单元14接收即时控制单元12的信号与集成电路IC4的4、8端连接，集成电路IC4的1端接地，在集成电路IC4的4、8端引信号经电阻R15、R16、电解电容C11接地，集成电路IC4的5端经电容C10接地，集成电路IC4的6端与2端短接并接在电阻R16与电容C11之间，集成电路IC4的3端经电阻R17接三极管BG8的基极，在电阻R15与R16之间引出一信号与集成电路IC4的7端短接并经二极管D4与集成电路IC4的2、6端连接，三极管BG8的发射极与集成电路IC4的4、8端连接，三极管BG8的集电极一路经电阻R18接地，一路经电阻R19输出到滞后控制单元13。
4.根据权利要求1所述的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，其特征在于所述的滞后控制单元13接收即时控制单元12的信号，经继电器J3的常闭接点J3-1与三极管BG10的基极连接，三极管BG10的基极经电阻R23接地，对接的三极管BG9的基极一路接收周期自动冲洗控制单元14的信号，一路经电阻R20、干簧管GH接正电位，三极管BG9、BG10的发射极接地，三极管BG9、BG10的集电极一路经二极管D5接正电位，一路经继电器线圈J2接正电位，一路经串联发光二极管LED2和电阻R21接正电位，在三极管BG9、BG10的集电极引出信号经电阻R22与间隔控制单元15连接。
5.根据权利要求1所述的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，其特征在于所述的间隔控制单元15接收滞后控制单元13的信号，与并联的三极管BG11、BG12的基极连接，三极管BG11、BG12的的发射机接正电位，三极管BG12的集电极一路经电阻R24接地，一路经电阻R28接三极管BG13的基极，三极管BG11的集电极一路经电阻R25接地，一路经电阻R27、电解电容C12接地，一路经电阻R26接三极管BG13的集电极和三极管BG14的基极，三极管BG13的发射极接地，三极管BG14的集电极与三极管BG15的集电极短接并分别经继电器线圈J3、二极管D6、串联的电阻R29和发光二极管LED3接正电位，三极管BG14的发射极与三极管BG15的基极连接，三极管BG15的发射极接地。
6.根据权利要求1所述的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，其特征在于所述的探测器部分20为根据蹲位的个数而设置的红外接收和发射探测器，集成电路IC3的6脚经红外晶体发射二极管DH1、DH2、电位器W接地，集成电路IC3的1脚经电容C3接地，集成电路IC32脚与7脚短接后经电阻R2、R1接正电位，经电容C4接地，并从电阻R2、R1之间引出一信号与集成电路IC3的3脚短接，集成电路IC3的4、5脚接正电位，8脚接地，红外接收二极管BGH的1端一路经电解电容C6接地，一路经电感线圈L1、电阻R4、电解电容C7接地，红外接收二极管BGH的2端接地，红外接收二极管BGH的3端一路经电阻R3接正电位，一路经电解电容C5接地，在电阻R4与电解电容C7之间引出一信号与三极管BG1的基极连接，三极管BG1的发射极与三极管BG2的基极连接，三极管BG2的发射机接地，三极管BG1的集电极与三极管BG2的集电极连接后经电阻R5、反向发光二极管LED1接正电位并引出一信号经电阻R6接三极管BG3的基极，三极管BG3的集电极接正电位，三极管BG3的发射机一路经电阻R7接地，一路经电阻R8作为引出信号与即时控制单元12连接。
7.根据权利要求1所述的沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置，其特征在于所述的电源11由市电经变压器变压，其输出经二极管D1、D2整流，再经三端稳压器IC1、IC2、电容C1滤波，输出电压与探测器部分20、即时控制单元12、滞后控制单元13、周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15提供工作电压。
专利摘要一种沟槽式多蹲位厕所节水型自动冲洗换气控制装置,主机10的电源11与探测器部分20、即时控制单元12、滞后控制单元13、周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15及伺服电路16电连接,探测器20接收的信号与即时控制单元12电连接,即时控制单元12分别与周期自动冲洗控制单元14、间隔控制单元15和换气扇40电连接,间隔控制单元15与滞后控制单元13电连接,滞后控制单元13与伺服电机16电连接,伺服电路16与贮排水箱30非电连接控制水箱的贮排水。
文档编号E03D5/10GK2515291SQ0127550
公开日2002年10月9日 申请日期2001年11月30日 优先权日2001年11月30日
发明者董国仓, 王向阳, 董耀升, 康付力, 康丰富, 申则雄 申请人:康丰富, 董国仓