CN108758061A - 一种家庭高效节水器 - Google Patents

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陈炜坪
王鹤
张慧山
王殿铭
郭世旭
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开的一种家庭高效节水器，包括与家庭水管管路上的角阀连接的直动式电磁阀，直动式电磁阀的出水端设置有流量开关传感器，流量开关传感器的出水端与连接管连接，连接管的末端设置有水龙头，直动式电磁阀上连接有单片机，单片机通过电源开关与电源模块电连接，单片机与流量开关传感器电连接。本发明具有安装空间小，安装方位自由的优点，在家中无人且水龙头忘记关闭时可以有效的节约水资源，避免家中无人而造成水资源大量流失，本发明可以自由的设置断水时间，在家庭用水时可以设置固定的用水时间，限制用水量，逐步提高人们的节约用水意识，实用性好，值得推广。

Description

一种家庭高效节水器
技术领域
本发明属于节水设备技术领域，具体涉及一种家庭高效节水器。
背景技术
据权威调查显示，一个关不紧的水龙头一个月流掉1至6立方米水，更何况有时因自来水断水而忘记关闭水龙头，通水时家中却无人值守，还有水龙头忘记关闭人就出门了的这种情况了，这些情况均会造成水资源的大量流失。家庭用水的种种浪费，让人心痛！专家说，如果全国的城市家庭都开始使用节水产品，每月就可望节水4.9亿吨。面对频频告急的全国用水形势，每个家庭的节水行动对建设节约型社会来说，都是不可或缺的。
在已经公开的1)公告号CN107489190A的中国专利公开了“一种水槽排水节水器”，实现的是家庭中的废水的分类回收和再次利用来实现节约用水的目的。2)公告号CN107217707A的中国专利公开了“一种节水器具”，其与水龙头连接，减小水龙头出水量，实现了在节水的基础上降低水压，保证了使用的舒适性。3)公告号CN107090874A的中国专利公开了“一种生活废水分类收集节水器”，其特点就是按类回收废水，并提高废水利用率。但是，这些节水器均没有涉及到无人管理情况下的节水措施，大多还是主要针对家庭用水的多次利用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种家庭高效节水器，以便解决无人管理情况下的水资源浪费等技术问题。
本发明的技术方案是：
一种家庭高效节水器，包括与家庭水管管路上的角阀连接的直动式电磁阀，所述直动式电磁阀的出水端设置有流量开关传感器，所述流量开关传感器的出水端与连接管连接，所述连接管的末端设置有水龙头，所述直动式电磁阀上连接有单片机，所述单片机通过电源开关与电源模块电连接，所述单片机与流量开关传感器信号连接；
所述流量开关传感器用于水流量的检测，并将所检测到的检测信号发送给单片机；
所述单片机用于接收流量开关传感器发送来的检测信号，并根据预先设定好的时间阈值判定条件进行判定后，发送相应的控制指令信息给直动式电磁阀；
所述直动式电磁阀用于接收单片机发送的控制指令信息，并执行相应的控制指令信息，对水路进行通断的控制。
优选的，所述预先设定好的时间阈值判定条件及相应的控制指令信息是：
当管路中有水流流过时，水流会推动流量开关传感器打开，并产生开信号发送给单片机，单片机收到开信号后，启动单片机内部的定时器开始计时，当定时器上的定时时间等于预设的时间下阈值时，单片机发出控制指令信息给直动式电磁阀使得直动式电磁阀关闭水路；
当管路中水流流过的持续定时时间小于预设的时间下阈值时水龙头就已经被使用者关闭，此时，管路中无水流流过，流量开关传感器复位关闭水路，并产生关信号发送给单片机，单片机收到关信号后，发出复位清零的控制指令信息给内部的定时器，定时器复位，计时时间归零。
优选的，所述单片机电连接有用于显示水流流通时间的显示屏。
优选的，该节水器还包括水管道发电装置，所述水管道发电装置与电源模块电连接，所述水管道发电装置设置在流量开关传感器与水龙头之间的连接管上，所述水管道发电装置用于在连接管内有水流流动的状态下，将水流的动能转化为电能，并将所发电能储存至所述电源模块。
优选的，所述水管道发电装置是型号z-fdv1的微型水力发电机。
优选的，所述电源模块是可充电锂电池。
与现有技术相比，本发明提供的一种家庭高效节水器，当管路中有水流流过时水流会推动流量开关传感器，并产生开信号，单片机会对信号进行识别，并利用单片机内部的定时器开始计时，当单片机内部的定时器达到设置的固定时间后，单片机会发出控制指令，使得直动式电磁阀关闭，达到节水的目的；当管路中有水流流过的持续计时时间未达到设置的固定时间而被使用者关闭时，单片机内部的定时器会复位清零，同时，供电电源是充电电源，其由水管道发电装置提供电能，节省了电能，有益效果是：
1、本发明具有安装空间小，安装方位自由的优点；
2、本发明在家中无人且水龙头忘记关闭时可以有效的节约水资源，避免家中无人而造成水资源大量流失；
3、本发明可以自由的设置断水时间，在家庭用水时可以设置固定的用水时间，限制用水量，逐步提高人们节约用水意识；
4、本发明实用性好，值得推广。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的流量开关传感器立体结构示意图；
图3为本发明的直动式电磁阀立体示意图；
图4为本发明的单片机立体示意图。
附图标记说明：
1、水龙头；2、连接管；3、流量开关传感器；4、单片机；5、直动式电磁阀；6、角阀。
具体实施方式
本发明提供了一种家庭高效节水器，下面结合图1到图4的结构示意图，对本发明进行说明。
如图1所示，本发明提供的一种家庭高效节水器，包括与家庭水管管路上的角阀6连接的直动式电磁阀5，所述直动式电磁阀5的出水端设置有流量开关传感器3，所述流量开关传感器3的出水端与连接管2连接，所述连接管2的末端设置有水龙头1，所述直动式电磁阀5上连接有单片机4，所述单片机4通过电源开关与电源模块电连接，所述单片机4与流量开关传感器3信号连接；
所述流量开关传感器3用于水流量的检测，并将所检测到的检测信号发送给单片机4；
所述单片机4用于接收流量开关传感器3发送来的检测信号，并根据预先设定好的时间阈值判定条件进行判定后，发送相应的控制指令信息给直动式电磁阀5；
所述直动式电磁阀5用于接收单片机4发送的控制指令信息，并执行相应的控制指令信息，对水路进行通断的控制。
进一步的，所述预先设定好的时间阈值判定条件及相应的控制指令信息是：
当管路中有水流流过时，水流会推动流量开关传感器3打开，并产生开信号发送给单片机4，单片机4收到开信号后，启动单片机4内部的定时器开始计时，当定时器上的定时时间等于预设的时间下阈值时，单片机4发出控制指令信息给直动式电磁阀5使得直动式电磁阀5关闭水路；
当管路中水流流过的持续定时时间小于预设的时间下阈值时水龙头就已经被使用者关闭，此时，管路中无水流流过，流量开关传感器3复位关闭水路，并产生关信号发送给单片机4，单片机4收到关信号后，发出复位清零的控制指令信息给内部的定时器，定时器复位，计时时间归零。
进一步的，所述单片机4电连接有用于显示水流流通时间的显示屏，该显示屏还可用于单片机4的参数预设。
进一步的，该节水器还包括水管道发电装置，所述水管道发电装置与电源模块电连接，所述水管道发电装置设置在流量开关传感器3与水龙头1之间的连接管2上，所述水管道发电装置用于在连接管2内有水流流动的状态下，将水流的动能转化为电能，并将所发电能储存至所述电源模块。
进一步的，所述水管道发电装置是型号z-fdv1的微型水力发电机。
进一步的，所述电源模块是可充电锂电池。
其中，单片机4的型号为STM8S103F3。
其中，水管道发电装置是微型的，连接管中有水流过时，水流动时冲着叶片旋转，使得产生的动能转化为电能存储在锂电池内，以供单片机使用，可以自给自足，达到了节能的目的。
其中，角阀6的进水端用来连接家庭墙体中的入水管管路，另一端出水口连接直动式电磁阀5，必要时可采用手动关闭角阀的方式使管道水流关闭，属于装置的一个手动保险设置。
其中，直动式电磁阀5进水口与角阀6出水口连接，直动式电磁阀5的关闭可实现水管管路的开闭，直动式电磁阀5出水口与流量开关传感器3入水口连接。
其中，直动式电磁阀5的型号为2W-160-15K。
其中，单片机4安装在直动式电磁阀5与流量开关传感器3之间，实现外部电源连接、对流量开关传感器信号产生的霍尔信号监测和直动式电磁阀5的开关与水流监测的集成和控制，可实现断水时间的自由设置。
其中，该节水器采用型号为MJ-HZ21WI-60mm1-30L/min±10％的流量开关传感器，流量开关传感器3的出水口与连接管2连接，流量开关传感器3用以监测水流的流动并产生霍尔开关信号，其工作原理是利用一对永磁浮子的磁性相斥力和水流的冲击相互作用，配合干簧管输出开关信号，靠永磁铁之间的相斥力来复位，相对于机械性的弹簧跟稳定更可靠，使用寿命长，启动流量小，通水有信号发出，没水流通过时无信号。
其中，流量开关传感器和直动式常开型电磁阀均采用铜制，电磁阀阀芯采用不锈钢制。
当管路中有水流流过时水流会推动流量开关传感器，并产生开信号，单片机会对信号进行识别，并利用单片机内部的定时器开始计时，当单片机内部的定时器达到设置的固定时间后，单片机会发出控制指令，使得直动式电磁阀关闭，达到节水的目的；当管路中有水流流过的持续计时时间未达到设置的固定时间而被使用者关闭时，单片机内部的定时器复位，计时时间归零。
其中，本发明的检测是通过流量开关传感器实现的，流量开关传感器采集信号并发送行给信号处理单元，信号处理单元是单片机，所述的单片机可以实现水流持续时间的设置，还将流量开关传感器产生的信号通过放大和滤波，最后和预设的阈值进行比较，并将最终分析结果转化为相应的执行指令发送给执行单元直动式电磁阀做出通断的响应，实现水路控制。
本发明的家庭高效节水器由角阀、电磁阀、传感器、单片机、连接管，水龙头等组成，其中角阀与电磁阀之间采用螺纹连接，传感器则与电磁阀和连接管进行螺纹连接组装，连接管与水龙头螺纹连接。角阀进水端用来连接家庭墙体中的水管管路，另一端出水口连接电磁阀，可以手动旋转角阀实现水管管路的关闭；电磁阀进水口与角阀出水口连接，电磁阀的关闭可实现水管管路的开闭；电磁阀出水口与传感器入水口连接；传感器出水口与连接管连接；单片机安装在电磁阀与传感器之间，实现电源连接和电磁阀的开关与水流监测的集成和控制，可实现断水时间的自由设置。
与现有技术相比，本发明提供的一种家庭高效节水器，具有安装空间小，安装方位自由的优点，在家中无人且水龙头忘记关闭时可以有效的节约水资源，避免家中无人而造成水资源大量流失，本发明可以自由的设置断水时间，在家庭用水时可以设置固定的用水时间，限制用水量，逐步提高人们节约用水意识，同时，供电电源是充电电源，其由水管道发电装置提供电能，节省了电能，实用性好，值得推广。
以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种家庭高效节水器，其特征在于，包括与家庭水管管路上的角阀(6)连接的直动式电磁阀(5)，所述直动式电磁阀(5)的出水端设置有流量开关传感器(3)，所述流量开关传感器(3)的出水端与连接管(2)连接，所述连接管(2)的末端设置有水龙头(1)，所述直动式电磁阀(5)上连接有单片机(4)，所述单片机(4)通过电源开关与电源模块电连接，所述单片机(4)与流量开关传感器(3)信号连接；
所述流量开关传感器(3)用于水流量的检测，并将所检测到的检测信号发送给单片机(4)；
所述单片机(4)用于接收流量开关传感器(3)发送来的检测信号，并根据预先设定好的时间阈值判定条件进行判定后，发送相应的控制指令信息给直动式电磁阀(5)；
所述直动式电磁阀(5)用于接收单片机(4)发送的控制指令信息，并执行相应的控制指令信息，对水路进行通断的控制。
2.根据权利要求1所述的一种家庭高效节水器，其特征在于，所述预先设定好的时间阈值判定条件及相应的控制指令信息是：
当管路中有水流流过时，水流会推动流量开关传感器(3)打开，并产生开信号发送给单片机(4)，单片机(4)收到开信号后，启动单片机(4)内部的定时器开始计时，当定时器上的定时时间等于预设的时间下阈值时，单片机(4)发出控制指令信息给直动式电磁阀(5)使得直动式电磁阀(5)关闭水路；
当管路中水流流过的持续定时时间小于预设的时间下阈值时水龙头就已经被使用者关闭，此时，管路中无水流流过，流量开关传感器(3)复位关闭水路，并产生关信号发送给单片机(4)，单片机(4)收到关信号后，发出复位清零的控制指令信息给内部的定时器，定时器复位，计时时间归零。
3.根据权利要求1所述的一种家庭高效节水器，其特征在于，所述单片机(4)电连接有用于显示水流流通时间的显示屏。
4.根据权利要求1所述的一种家庭高效节水器，其特征在于，该节水器还包括水管道发电装置，所述水管道发电装置与电源模块电连接，所述水管道发电装置设置在流量开关传感器(3)与水龙头(1)之间的连接管(2)上，所述水管道发电装置用于在连接管(2)内有水流流动的状态下，将水流的动能转化为电能，并将所发电能储存至所述电源模块。
5.根据权利要求4所述的一种家庭高效节水器，其特征在于，所述水管道发电装置是型号z-fdv1的微型水力发电机。
6.根据权利要求4所述的一种家庭高效节水器，其特征在于，所述电源模块是可充电锂电池。
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