一种智能恒温出水控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热水器出水控制装置技术领域，具体涉及一种智能恒温出水控制装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步，人们对物质生活的要求越来越高，对目前所使用的热水器出水控制装置提出了更高的要求。传统的热水器出水控制装置调节水温是通过阀门的机械位置确定冷热水量，其调节过程较为复杂且浪费水源，即使调节好的水温也会受到水压的变化或其它相邻的水龙头的启闭而造成热水器出水水温的波动，影响使用的舒适性。
[0003]公开号为CN 102878328A的专利公开了一种电子智能恒温恒流阀，通过步进电机各自带动其转子阀进行冷水热水的流量控制，并通过温度传感器反馈来实现恒温恒流调节。该装置虽然实现了恒温恒流的调节，但是由于水压的不同，无法控制冷水热水的比例控制，仍然会产生出水温度的波动，不能达到相对精确的恒温控制，同时该装置采用反馈的方式进行温度调节，具有一定的延迟量且误差相对较大。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题是提供了一种既能智能控制水温恒定又能调节出水总流量的智能恒温出水控制装置。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种智能恒温出水控制装置，其特征在于:冷水管道和热水管道在恒温阀体的内部通过半圆恒温阀与出水管道相通，其中冷水管道、热水管道和出水管道上分别设有用于测定冷水管道内水温的冷水水温传感器、用于测定热水管道内水温的热水水温传感器和用于测定出水管道内水温的混合水温传感器，冷水管道和热水管道上分别设有冷水流速传感器和热水流速传感器，出水管道上设有流量比例阀，半圆恒温阀包括连通冷水管道、热水管道和出水管道的阀腔及设置于阀腔内部的密封挡板、转轴和半圆阀体，密封挡板设置于阀腔的中部并且在密封挡板的内部设有与密封挡板滑动配合的转轴，该转轴的末端通过固定螺栓固定有与密封挡板垂直且密封配合的半圆阀体，阀腔通过密封挡板和半圆阀体分割成两个相互之间密封的冷水腔和热水腔，该冷水腔和热水腔分别通过半圆阀体与出水管道相通，转轴的另一端延伸至阀腔的外侧并在转轴的末端设有转轴齿轮，该转轴齿轮与固定于伺服电机转轴上的齿轮相啮合，恒温阀体的一侧设有控制面板，该控制面板包括控制按钮、蜂鸣器和显示器，冷水水温传感器、热水水温传感器、混合水温传感器、冷水流速传感器、热水流速传感器、流量比例阀和伺服电机等分别通过线路与单片机的对应接口相连。
[0006]本发明使用半圆恒温阀代替两个比例调节阀，通过设计的算法控制实现恒定的出水温度，有效避免了出水温度的波动。出水温度是通过半圆恒温阀的调节实现的，可以通过出水管道上的流量比例阀在不影响出水温度恒定的前提下实现出水总流量的控制。
【附图说明】
[0007]图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的局部剖视图，图3是本发明的线路连接图。
[0008]图面说明:1、冷水管道，2、热水管道，3、恒温阀体，4、半圆恒温阀，5、出水管道，6、冷水流速传感器，7、热水流速传感器，8、流量比例阀，9、阀腔，10、密封挡板，11、转轴，12、半圆阀体，13、转轴齿轮，14、伺服电机，15、齿轮，16、控制面板。
【具体实施方式】
[0009]结合附图详细描述本发明的具体内容。一种智能恒温出水控制装置，冷水管道I和热水管道2在恒温阀体3的内部通过半圆恒温阀4与出水管道5相通，其中冷水管道1、热水管道2和出水管道5上分别设有用于测定冷水管道内水温的冷水水温传感器、用于测定热水管道内水温的热水水温传感器和用于测定出水管道内水温的混合水温传感器，冷水管道I和热水管道2上分别设有冷水流速传感器6和热水流速传感器7，出水管道5上设有流量比例阀8，半圆恒温阀4包括连通冷水管道1、热水管道2和出水管道5的阀腔9及设置于阀腔9内部的密封挡板10、转轴11和半圆阀体12，密封挡板10设置于阀腔9的中部并且在密封挡板10的内部设有与密封挡板10滑动配合的转轴11，该转轴11的末端通过固定螺栓固定有与密封挡板10垂直且密封配合的半圆阀体12，阀腔9通过密封挡板10和半圆阀体12分割成两个相互之间密封的冷水腔和热水腔，该冷水腔和热水腔分别通过半圆阀体12与出水管道5相通，转轴11的另一端延伸至阀腔9的外侧并在转轴11的末端设有转轴齿轮13，该转轴齿轮13与固定于伺服电机14转轴上的齿轮15相啮合，恒温阀体3的一侧设有控制面板16，该控制面板16包括控制按钮、蜂鸣器和显示器，冷水水温传感器、热水水温传感器、混合水温传感器、冷水流速传感器6、热水流速传感器7、流量比例阀8和伺服电机14分别通过线路与单片机的对应接口相连。
[0010]本发明通过单片机计算输出不同的信号，由单片机通过P0.0端口输出脉冲控制伺服电机的转角，通过P0.1端口控制伺服电机转动的方向，Pl.2控制驱动器的使能端，该伺服电机带有规格为2500线编码器，在单次脉冲的作用下的转角为0.144度，单片机通过温度采集模块、水流速采集模块传回的冷热水管道内水的温度，冷热水管中水流的流速等信息到单片机上，单片机对此信息根据算法和内部程序设定作出相应的处理，发出相应脉冲信号，脉冲信号输出脉冲控制伺服电机的转角，伺服电机转轴上的齿轮带动转轴齿轮转动，转轴齿轮固定在转轴上带动转轴转动，转轴和半圆阀体通过固定螺栓固定，转轴带动半圆阀体转到比例的角度达到调温的目的，同时根据传回的数据实时调整，实现恒温控制。半圆阀体的初始状态为热水腔完全封闭，冷水腔完全打开，冷水腔和热水腔通过密封挡板防止交换，转轴在挡板中穿过。如果用户自定义温度与实际温度传感器传回的温度差别较大则启动蜂鸣器报警装置并在LED显示屏上显示出当前水温，如果温度传感器传回的温度符合一定误差范围下用户自定义温度，则正常使用。
[0011]流量比例阀用于根据来自单片机的相关控制信号控制其工作状态，流量比例阀通过485通讯控制智能电动流量比例阀，以达到控制水流流量的目的。显示器用于显示恒温出水装置当前状态以及用户设置信息，如当前热水温度、设定温度和设定流量，Max7219/7211是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器，它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示，该显示器采用6个LED数码管，通过Pl.0,PL LP1.2控制显示，采用串行通信的方式。控制按钮由矩阵键盘组成用于用户操作恒温出水装置，矩阵键盘由3*4个键盘组成，直接连接到单片机P2.0-P2.6的I/O上。蜂鸣器由P3.7 口进行控制，蜂鸣器采用电压式蜂鸣器与电磁式蜂鸣器均可。
[0012]本发明的实施步骤如下:智能恒温出水控制装置上电后，判断其是否存在外部故障，若是则智能恒温出水控制装置进行故障报警，蜂鸣器启动发出报警信号，半圆恒温阀不工作，流量比例阀处于关闭状态。否则，智能恒温出水控制装置正常开机，继续后续步骤，此时流量比例阀处于关闭状态，单片机读取用户定义的温度与热水水温传感器与冷水水温传感器传输到单片机的温度，通过串行方式传给单片机，单片机通过已编入的焓值表读取所对应的水的焓值，通过混合水温计算公式一:AX+BY=Q(X+Y)，其中A、B分别为热水和冷水的焓值，Q为预设温度所对应的焓值，X、Y为热水冷水对应的开口大小，计算出冷热水管所对应的开口比例大小X/Y，即初步计算出半圆阀体所需转动的角度，单片机通过向全数字伺服电机驱动器发出脉冲信号控制伺服电机转角的度数，从而初步设定了半圆阀体的转角，然后流量比例阀根据用户设定的流量打开，再由冷水水流传感器与热水水流传感器传回单片机的流速信息进一步通过混合水温计算公式二 Axvabyv2=Q(Xvayv2)，其中V1、V2分别为热水与冷水的流速，计算出冷热水管所对应的开口比例大小X/Y，进一步精确半圆阀门的转动角度，单片机通过向全数字伺服电机驱动器发出脉冲信号控制伺服电机的转角，从而设定了半圆阀体的出水比例状态，并通过实时监控调控达到恒温出水目的。此时根据人机接口模块的矩阵键盘输入用户自定义水流流量和温度，单片机做出相应的处理，单片机输出信号控制流量比例阀的开口大小和半圆阀体的开口比例。停止使用，通过发脉冲使伺服电机转动，实现半圆阀体复位，同时伺服电机具有掉电刹车的功能，保证在不用时转轴不会转动，保证冷水和热水不会互串。单片机的程序用汇编语言或者c语言编写实现。
[0013]以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
【主权项】
1.一种智能恒温出水控制装置，其特征在于:冷水管道和热水管道在恒温阀体的内部通过半圆恒温阀与出水管道相通，其中冷水管道、热水管道和出水管道上分别设有用于测定冷水管道内水温的冷水水温传感器、用于测定热水管道内水温的热水水温传感器和用于测定出水管道内水温的混合水温传感器，冷水管道和热水管道上分别设有冷水流速传感器和热水流速传感器，出水管道上设有流量比例阀，半圆恒温阀包括连通冷水管道、热水管道和出水管道的阀腔及设置于阀腔内部的密封挡板、转轴和半圆阀体，密封挡板设置于阀腔的中部并且在密封挡板的内部设有与密封挡板滑动配合的转轴，该转轴的末端通过固定螺栓固定有与密封挡板垂直且密封配合的半圆阀体，阀腔通过密封挡板和半圆阀体分割成两个相互之间密封的冷水腔和热水腔，该冷水腔和热水腔分别通过半圆阀体与出水管道相通，转轴的另一端延伸至阀腔的外侧并在转轴的末端设有转轴齿轮，该转轴齿轮与固定于伺服电机转轴上的齿轮相啮合，恒温阀体的一侧设有控制面板，该控制面板包括控制按钮、蜂鸣器和显示器，冷水水温传感器、热水水温传感器、混合水温传感器、冷水流速传感器、热水流速传感器、流量比例阀和伺服电机分别通过线路与单片机的对应接口相连。
【专利摘要】本发明公开了一种智能恒温出水控制装置，属于热水器出水控制装置技术领域。本发明的技术方案要点为：一种智能恒温出水控制装置，是根据人机接口模块的矩阵键盘输入用户自定义水流流量和温度，单片机做出相应的处理，单片机输出信号控制半圆阀体的开口比例和流量比例阀的开口大小，进而实现水温的恒定控制及出水总流量的控制。本发明使用半圆恒温阀代替两个比例调节阀，通过设计的算法控制实现恒定的出水温度，有效避免了出水温度的波动，出水温度是通过半圆恒温阀的调节实现的，可以通过出水管道上的流量比例阀在不影响出水温度恒定的前提下实现出水总流量的控制。
【IPC分类】F16K31-04, F16K11-10, F24H9-20, F16K37-00
【公开号】CN104776250
【申请号】CN201510208153
【发明人】周忠坡, 王海英, 郭腾
【申请人】河南师范大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月29日