一种使用安全舒适的智能恒温花洒的制作方法

本发明涉及卫浴设备
技术领域：
，特别涉及一种使用安全舒适的智能恒温花洒。
背景技术：
：目前的家庭卫浴中使用的花洒通常为手提式花洒，可以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LED灯；但LED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。现有技术中也有采用水流发电来供给LED灯发光使用，如专利CN201420794524.8中所述的一种LED灯温度显示花洒，其结构包括软管、涡轮、发电机、LED灯、电路板、连接件、叶片、螺纹、温感器，涡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，涡轮带动叶片转动发电传递给温感器，温感器将水温传递给LED灯显示三种颜色来判断水温，避免使用过程中造成身体的伤害，提高了操作的舒适度。但是该技术中的涡轮只具有发电功能，没有对出水水温、流速进行调节的能力，如果花洒需要调节相应的水温、流速，则还需要增加其他的装置，使花洒的结构复杂。为了提高舒适度，现有技术中的花洒也出现了恒温控制装置，一般是使用者预先设定一个温度，然后由恒温控制装置检测花洒出水口处的温度，再依照使用者预先设定的温度对花洒入水口的冷水、热水比例进行调节，使花洒出水口的温度满足设定值，这样的恒温控制装置可以满足花洒出水口处的温度保持恒温。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，人体所感受到的水温温度也不一致，尤其是冬天，将花洒靠近人体时往往感到水温温度过高，而将花洒远离人体，则感到水温温度过低，使花洒的舒适度下降。另外，现有的花洒为了节水，往往使用增压式花洒，这样可以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，这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锈等问题。因此缺少一个结构简单，使用稳定可靠的稳压装置。技术实现要素：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LED照明的智能恒温花洒。为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种使用安全舒适的智能恒温花洒，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涡轮发电装置、流速调节机构，所述涡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；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温度的第一温度传感器；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温度的第二温度传感器，用于检测花洒与竖直平面之间角度的角度传感器；优选的，所述叶轮为铝合金材料铸造而成，所述的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0.7％一1.5％，镁0.8-1.2％，锌0.15％，钛2-5％，硅0.6％-1.2％,铁0.7％，镍2％一3％,铌0.1％-0.2％。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。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。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簧。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啮合，行星锥齿轮与导流片的底部固定连接。导流片也可以采用改进的铝合金材料。根据上述的任意一种使用安全舒适的智能恒温花洒的控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：压力波控制、出水温度控制。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。优选的，所述的出水温度控制步骤为：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、第一温度传感器分别采集花洒盖的喷淋小孔处的水流速度V、水温T，角度传感器采集花洒盖与竖直平面之间的角度α，第二温度传感器采集环境温度T0，控制器根据T0、T、L、V、α计算出喷淋水到达人体时的温度T1，将T1与预设水温T2进行比较，然后改变导流片的角度，使T1接近T2。优选的，当T1大于T2时，减小导流片与叶轮之间的角度；当T1小于T2时，增大导流片与叶轮之间的角度。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、第一温度传感器，第二温度传感器、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，以及水流在这段时间内下降的温度，并根据计算结果调整导流片的角度，以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温度，使花洒与人体之间的距离变化时，人体感受到喷淋水温的温度始终保持恒定；压力稳定装置可以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，以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。附图说明图1为花洒结构示意图；图2为压力稳定装置结构示意图；图3为流速调节机构结构示意图；图4为导流片的角度变化示意图；图5为花洒控制电路原理图；图6为新型铝合金材料耐腐蚀试验照片；图7为6061铝合金材料耐腐蚀试验照片。具体实施方式如图1-图5所示的一种使用安全舒适的智能恒温花洒，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。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。可以是滑动轴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。也可以是所述外筒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的外壁紧贴，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，同时还可以使水流流过把手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。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，电磁铁48由控制器55驱动控制，即可实现滑动轴42的移动。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，而这样的变化可以通过水流通道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。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，这样可使水流速度降低，从而增大水流的压力。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处的水温往往是一个恒定值，这就使人体感受到的水温会发生变化，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温，以保持人在喷淋时感受到的温度始终保持恒定。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啮合，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，其温度会变化，因此通过控制水流从花洒到人体的时间就可以改变水流到达人体时的温度，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温不一致的问题，以达到人在喷淋时感受到的温度保持一致的目的。也可以是导流片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，也可以改变流过导流片64的水流的速度。根据上述的任意一种使用安全舒适的智能恒温花洒的控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：压力波控制、出水温度控制。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。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T0，控制器55根据T0、T、L、V、α计算出喷淋水到达人体时的温度T1，将T1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。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。这样可以有效的保证人在淋雨过程中感受到的水温始终保持一致。为了更好的保证喷淋效果，控制器55可以将花洒盖3喷淋小孔出水口处的水温T设置为始终高于预设水温T2，然后通过调节导流片64来调节到达人体的水温T1。由于家庭用水中含有水锈等杂质，且花洒使用时多为热水，因此叶轮51以及导流片64需要在水中保持良好的耐腐蚀耐热性能，目前在常温下使用的涡轮叶片材料为6061，该材料应用范围广，在常温、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铝合金材料，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0.7％一1.5％，镁0.8-1.2％，锌0.15％，钛2-5％，硅0.6％-1.2％,铁0.7％，镍2％一3％,铌0.1％-0.2％。该新型铝合金材料的化学成分与6061铝合金材料的化学成分对比如下表：材料名称新型铝合金材料6061铝合金材料Cu含量(％)0.15-0.4Mn含量(％)0.7-0.150.15Mg含量(％)0.8-1.20.8-1.2Zn含量(％)0.150.25Cr含量(％)0.04-0.35Ti含量(％)2-50.15Si含量(％)0.6-1.20.4-0.8Fe含量(％)0.70.7Ni含量(％)2-3Nb含量(％)0.1-0.2将分别采用上述两种铝合金材料制作的规格为100mm/100mm/2mm的铝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，两种铝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，新型铝合金板的保护评级Rp等级为9级，6061铝合金板的保护评级Rp等级为7级，结果表明新型铝合金板的耐腐蚀性能较6061更好，因此将该材料作为叶轮51以及导流片64的材料，可以有效延长花洒的使用寿命。当前第1页1 2 3