CN109630725A - 一种恒温出水混水阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温出水混水阀，包括传动螺杆、阀芯一、阀体和步进电机一，所述阀体上设置有冷水入口、热水入口和温水出口，所述阀体两端分别设置有所述步进电机一和步进电机二，所述步进电机一通过所述传动螺杆连接到阀芯二上，所述步进电机二通过所述传动螺杆连接到所述阀芯一上，所述步进电机一、所述步进电机二和所述传动螺杆之间都设置有阀盖，所述阀盖分别和所述步进电机一、所述步进电机二之间设置有密封圈防止管内水外溢。有益效果在于：使用方便快捷，操作简单在淋浴过程中一键即可设定淋浴温度，获得最佳淋浴舒适度，同时控制系统能维持该温度节约使用成本。

Description

一种恒温出水混水阀

技术领域

本发明涉及水浴设备技术领域，特别是涉及一种恒温出水混水阀。

背景技术

随着生活水平的提高和科技的进步，人们对智能化、自动化生活品质的要求越来越高。而淋浴作为日常生活中必不可少的一部分，人们当然有理由需要一个更快捷方便、安全舒适的淋浴系统。现在市场上销售的恒温热水器都是即热式的电热水器，而储水式电热水器还没有恒温这一功能，储水式电热水器通过手动调节混水阀，调节出所需要水的温度，即将进入的冷水与胆内的热水在混水阀里经过一定比例的混合，其操作过程存在一定的缺陷，热水器内胆中的热水在使用过程中会逐渐少，因此混合后的水的温度也相应降低，这样在洗浴过程中就要不断的手动调节混水阀热水与冷水的开度，但手动调节过程精度很差，当手柄转动过多时混合后的水温度会偏高，当手柄转动过少时，混合后的出水温度又偏低，而且调节过程中需要操作者通过肢体（如手）触觉进行测量来反映混合后水温是否合适，这样给人们的洗浴带来的极大不便而且费水费电。有的储水式电热水器即使利用热敏元件的感应来辅助调节混水阀门，以此达到恒温的目的，但此种热敏元件调节的灵敏度有限，其本质也属于机械式混水阀的一种，恒温效果不佳。还有些电控恒温阀利用单个步进电机对冷热水阀进行控制，其控制方式很单一，只是冷热水成比例的增加或者减少，不能很好的控制出水温度，而且浪费水电。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种恒温出水混水阀。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种恒温出水混水阀，包括传动螺杆、阀芯一、阀体和步进电机一，所述阀体上设置有冷水入口、热水入口和温水出口，所述阀体两端分别设置有所述步进电机一和步进电机二，所述步进电机一通过所述传动螺杆连接到阀芯二上，所述步进电机二通过所述传动螺杆连接到所述阀芯一上，所述步进电机一、所述步进电机二和所述传动螺杆之间都设置有阀盖，所述阀盖分别和所述步进电机一、所述步进电机二之间设置有密封圈防止管内水外溢，所述阀体外壳和所述阀芯一、所述阀芯二之间均设置有导向件，所述阀体内部连接所述温水出口的管道内设置有温度传感器，所述阀盖和所述阀体之间还设置有垫片用于垫接。

进一步的，所述导向件通过螺栓固定在所述阀体上，所述阀芯一和所述阀芯二上表面均设置有件槽，所述导向件卡合在所述件槽内，所述传动螺杆分别和所述阀芯一、所述阀芯二通过螺纹连接，所述步进电机一、所述步进电机二通过带动所述传动螺杆转动分别驱动所述阀芯一、所述阀芯二做直线运动，此时，所述件槽沿着所述导向件运动，所述导向件的作用是限制所述阀芯一、所述阀芯二上的所述件槽的运动轨迹从而使得所述传动螺杆的螺旋转动转变成所述阀芯一、所述阀芯二的直线运动。

进一步的，所述步进电机一和所述步进电机二连接到控制器便于控制所述步进电机一和所述步进电机二的运行，所述控制器还连接有输入输出设备，所述输入输出设备包括用于信号的输入的按键和用于输出显示的数码管。

进一步的，所述控制器包括电源电路、预置电路、温度采集电路、单片机、数码显示电路和控制电路，其中所述单片机采用STC89C52单片机进行控制。

进一步的，所述控制器的所述温度采集电路连接有检测设备，所述检测设备包含但不仅仅限于所述温度传感器，所述温度采集电路由限流电阻和三极管组成，三极管用于将温度信号进行放大。

进一步的，所述控制器的所述数码显示电路连接有所述数码管，所述数码管用于显示温度，所述数码显示电路基于SN74HC573DW芯片进行控制显示，所述SN74HC573DW芯片的输出管脚通过电阻连接到所述数码管的各个输入管脚。

进一步的，所述控制器通过所述控制电路对所述步进电机一、所述步进电机二进行控制，所述控制电路基于ULN2003芯片进行控制。

进一步的，所述按键的一端接地，另一端接入所述单片机便于控制信号的输入传递。

进一步的，所述电源电路用于给装置供电，所述控制器还连接有电池，便于市电停电时阀门正常使用。

上述结构中，恒温出水混水阀硬件由机械结构件及基于STC单片机的智能恒温控制系统组成，安装连接头可以根据实际需求制成不同的规格和形状，恒温出水混水阀通过所述步进电机一和所述步进电机二来调节所述阀芯一、所述阀芯二的开度，从而控制冷热水的混合比，进而可以调节所述温水出口水温，当所述温水出口水温过高或过低时，通过所述温度传感器实时的监测并反馈所述温水出口水温给所述控制器，又通过所述控制器产生的指令作用于所述步进电机一和所述步进电机二，使所述步进电机一和所述步进电机二的做出相应的转动，并通过所述传动螺杆使所述阀芯一、所述阀芯二调整到合适的开度，最终达到自动调节并保持所述温水出口水温恒定的目的，当使用者按下启动的所述按键，恒温出水混水阀控制系统将自动启动智能控制程序，按照预置部分设定的参数值和所述温度传感器的反馈值，智能控制程序根据智能模糊控制算法，自动控制所述步进电机一和所述步进电机二的旋转度数，进而自动控制所述阀芯一、所述阀芯二的开度，达到实时调节和控制所述温水出口水温的目的。

本发明的有益效果在于：使用方便快捷，操作简单，对使用者自身的要求不高，适用人群广，在淋浴过程中一键即可设定淋浴温度，获得最佳淋浴舒适度，同时控制系统能维持该温度，直至淋浴结束，调节温度的响应时间很短，可以减少水电的浪费，结构简单，易于安装使制造成本大大降低，提高的产品的性价比，能直接对现有的混水阀进行替换，无需对已有的冷热水管线路进行改造。

附图说明

图1是本发明所述一种恒温出水混水阀的结构图;

图2是本发明所述一种恒温出水混水阀的阀体结构图;

图3是本发明所述一种恒温出水混水阀的螺旋传动结构主视图;

图4是本发明所述一种恒温出水混水阀的螺旋传动结构俯视图;

图5是本发明所述一种恒温出水混水阀的立体结构图;

图6是本发明所述一种恒温出水混水阀的工作流程原理图;

图7是本发明所述一种恒温出水混水阀的控制原理图;

图8是本发明所述一种恒温出水混水阀的信号输入端的电路原理图;

图9是本发明所述一种恒温出水混水阀的数码显示电路原理图;

图10是本发明所述一种恒温出水混水阀的控制电路原理图;

图11是本发明所述一种恒温出水混水阀的控制主程序流程图。

附图标记说明如下：

1、密封圈；2、传动螺杆；3、阀芯一；4、阀体；5、导向件；6、步进电机一；7、垫片；8、温度传感器；9、阀盖；10、热水入口；11、冷水入口；12、温水出口；13、件槽；14、步进电机二；15、阀芯二；16、检测设备；17、控制器；18、输入输出设备；19、电源电路；20、预置电路；21、温度采集电路；22、单片机；23、数码显示电路；24、控制电路；25、数码管；26、按键；27、SN74HC573DW芯片；28、ULN2003芯片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-11所示，一种恒温出水混水阀，包括传动螺杆2、阀芯一3、阀体4和步进电机一6，阀体4上设置有冷水入口11、热水入口10和温水出口12，阀体4两端分别设置有步进电机一6和步进电机二14，步进电机一6通过传动螺杆2连接到阀芯二15上，步进电机二14通过传动螺杆2连接到阀芯一3上，步进电机一6、步进电机二14,和传动螺杆2之间都设置有阀盖9，阀盖9分别和步进电机一6、步进电机二14之间设置有密封圈1防止管内水外溢，阀体4外壳和阀芯一3、阀芯二15之间均设置有导向件5，阀体4内部连接温水出口12的管道内设置有温度传感器8，阀盖9和阀体4之间还设置有垫片7用于垫接。

本实施例中，导向件5通过螺栓固定在阀体4上，阀芯一3和阀芯二15上表面均设置有件槽13，导向件5卡合在件槽13内，传动螺杆2分别和阀芯一3、阀芯二15通过螺纹连接，步进电机一6、步进电机二14通过带动传动螺杆2转动分别驱动阀芯一3、阀芯二15做直线运动，此时，件槽13沿着导向件5运动，导向件5的作用是限制阀芯一3、阀芯二15上的件槽13的运动轨迹从而使得传动螺杆2的螺旋转动转变成阀芯一3、阀芯二15的直线运动。

本实施例中，步进电机一6和步进电机二14连接到控制器17便于控制步进电机一6和步进电机二14的运行，控制器17还连接有输入输出设备18，输入输出设备18包括用于信号的输入的按键26和用于输出显示的数码管25。

本实施例中，控制器17包括电源电路19、预置电路20、温度采集电路21、单片机22、数码显示电路23和控制电路24，其中单片机22采用STC89C52单片机进行控制。

本实施例中，控制器17的温度采集电路21连接有检测设备16，检测设备16包含但不仅仅限于温度传感器8，温度采集电路21由限流电阻和三极管组成，三极管用于将温度信号进行放大。

本实施例中，控制器17的数码显示电路23连接有数码管25，数码管25用于显示温度，数码显示电路23基于SN74HC573DW芯片27进行控制显示，SN74HC573DW芯片27的输出管脚通过电阻连接到数码管25的各个输入管脚。

在本实施例中，控制器17通过控制电路24对步进电机一6、步进电机二14进行控制，控制电路24基于ULN2003芯片28进行控制。

在本实施例中，按键26的一端接地，另一端接入单片机22便于控制信号的输入传递。

在本实施例中，电源电路19用于给装置供电，控制器17还连接有电池，便于市电停电时阀门正常使用。

在本实施例中，恒温出水混水阀硬件由机械结构件及基于STC单片机的智能恒温控制系统组成，安装连接头可以根据实际需求制成不同的规格和形状，恒温出水混水阀通过步进电机一6和步进电机二14来调节阀芯一3、阀芯二15的开度，从而控制冷热水的混合比，进而可以调节温水出口12水温，当温水出口12水温过高或过低时，通过温度传感器8实时的监测并反馈温水出口12水温给控制器17，又通过控制器17产生的指令作用于步进电机一6和步进电机二14，使步进电机一6和步进电机二14的做出相应的转动，并通过传动螺杆2使阀芯一3、阀芯二15调整到合适的开度，最终达到自动调节并保持温水出口12水温恒定的目的，当使用者按下启动的按键26，恒温出水混水阀控制系统将自动启动智能控制程序，按照预置部分设定的参数值和温度传感器8的反馈值，智能控制程序根据智能模糊控制算法，自动控制步进电机一6和步进电机二14的旋转度数，进而自动控制阀芯一3、阀芯二15的开度，达到实时调节和控制温水出口12水温的目的。

在本实施例中，按下电源开关，调整流量默认值，流量默认值设为0、1、2 三个档位，分别对应小、中、大三种水量，使用者可以根据自己的需要，选择合适的流量大小，如果不选择，将默认为1档（适合大部分使用者舒适淋浴的需求）。流量档位选择好后，按下按键26中的启动按钮，恒温出水混水阀将按照使用者设定的流量档位和系统默认设定的人最适温度40℃，自动开启阀芯一3、阀芯二15，并调节到对应的位置。由于实际情况下冷热水的流量和压强与默认状态下的会有不同，致使温水出口温度会在40℃左右而并非系统默认设定的40℃，这种情况下，设置在出口的温度传感器8会实时监测并反馈出口温度给控制系统，在由控制系统发出指令，调整阀芯一3、阀芯二15的开度，直到温水出口12温度调整并维持在40℃左右（控制系统设定误差为±0.5℃）。如果使用者淋浴过程中感觉温水出口水温依然与自己的舒适体感温度偏低或偏高，还可以调节按键26中的温度加减按钮，对温水出口水温进行调节，直到适合自己舒适淋浴的温度。淋浴完成后按下按键26的关闭按钮，冷热水自动关闭。为保证使用者的安全，在关闭恒温阀的时候，默认先关热水再关冷水。如果热水或冷水突然断水了，将立即自动关闭恒温阀；此外，该恒温阀采用电池供电，并由市电进行充电，所以即使市电停电，也能确保恒温阀控制器安全可靠地正常工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (9)

1.一种恒温出水混水阀，包括传动螺杆、阀芯一、阀体和步进电机一，其特征在于：所述阀体上设置有冷水入口、热水入口和温水出口，所述阀体两端分别设置有所述步进电机一和步进电机二，所述步进电机一通过所述传动螺杆连接到阀芯二上，所述步进电机二通过所述传动螺杆连接到所述阀芯一上，所述步进电机一、所述步进电机二和所述传动螺杆之间都设置有阀盖，所述阀盖分别和所述步进电机一、所述步进电机二之间设置有密封圈防止管内水外溢，所述阀体外壳和所述阀芯一、所述阀芯二之间均设置有导向件，所述阀体内部连接所述温水出口的管道内设置有温度传感器，所述阀盖和所述阀体之间还设置有垫片用于垫接。

2.根据权利要求1所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述导向件通过螺栓固定在所述阀体上，所述阀芯一和所述阀芯二上表面均设置有件槽，所述导向件卡合在所述件槽内，所述传动螺杆分别和所述阀芯一、所述阀芯二通过螺纹连接，所述步进电机一、所述步进电机二通过带动所述传动螺杆转动分别驱动所述阀芯一、所述阀芯二做直线运动。

3.根据权利要求2所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述步进电机一和所述步进电机二连接到控制器便于控制所述步进电机一和所述步进电机二的运行，所述控制器还连接有输入输出设备，所述输入输出设备包括用于信号的输入的按键和用于输出显示的数码管。

4.根据权利要求3所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述控制器包括电源电路、预置电路、温度采集电路、单片机、数码显示电路和控制电路，其中所述单片机采用STC89C52单片机进行控制。

5.根据权利要求3所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述控制器的所述温度采集电路连接有检测设备，所述检测设备包含但不仅仅限于所述温度传感器。

6.根据权利要求3所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述控制器的所述数码显示电路连接有所述数码管，所述数码管用于显示温度，所述数码显示电路基于SN74HC573DW芯片进行控制显示，所述SN74HC573DW芯片的输出管脚通过电阻连接到所述数码管的各个输入管脚。

7.根据权利要求3所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述控制器通过所述控制电路对所述步进电机一、所述步进电机二进行控制，所述控制电路基于ULN2003芯片进行控制。

8.根据权利要求3所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述按键的一端接地，另一端接入所述单片机便于控制信号的输入传递。

9.根据权利要求3所述的一种恒温出水混水阀，其特征在于：所述电源电路用于给装置供电，所述控制器还连接有电池，便于市电停电时阀门正常使用。