CN111297186A - 自动调温智能饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动调温智能饮水机，涉及智能饮水机的技术领域，其包括壳体以及设置于壳体内的消毒箱、冷却箱以及调温箱；消毒箱与外界供水管道连通，且与调温箱之间连通有热管，消毒箱内设有加热装置；冷却箱与消毒箱之间连通有水管，水管上设置有控制水流通断的第一电磁阀，且与调温箱之间连通有冷管；调温箱上连通有圆形的调温管，调温管内沿其长度方向设置有将调温管内空间一分为二的隔板，调温管内位于隔板两侧的空间分别连通于冷管与热管，调温管的一端开口侧盖设有呈半圆形的盖板，盖板与调温管转动连接且盖板转动时隔板一侧的空间开口增大或减小。本发明具有方便调节水温以增大水温可调节范围从而提升用户的使用体验效果。

Description

自动调温智能饮水机

技术领域

本发明涉及智能饮水机的技术领域，尤其是涉及自动调温智能饮水机。

背景技术

目前，饮水机是用于将桶装纯净水（或矿泉水）处理后再供人们饮用的装置，广泛应用各种公共场合或家中。饮水机的上方用于放桶装水，水经过加热升温后变成热水，以此方便泡茶。

现有的饮水机更偏向智能化，部分智能饮水机直接通过管道供水，不再采用原来的桶装水供应，而这类智能饮水机一般具有过滤净化、杀菌消毒与调节温度的功能，实用性更强。

公开号为CN208957766U的中国实用新型公开了一种多功能饮水机，包括工作台，所述工作台上设置有保温区域，所述保温区域用于放置水壶；所述工作台与所述保温区域对应的位置处，至少设有第一保温模块和第二保温模块；所述工作台设有控制单元，所述第一保温模块和所述第二保温模块与所述控制单元连接，所述控制单元配置用于分别控制所述第一保温模块和所述第二保温模块的温度。本发明的多功能饮水机，集成了多种保温模块，为用户提供了多种可选择的保温温度，满足了用户的使用需求。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的饮水机的水温调节仅限于热水、冷水、温水等几档，可调节范围小，调节水温的效果较差，使得用户的使用体验不佳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供自动调温智能饮水机，能方便调节水温，增大水温可调节范围，提升用户的使用体验。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

自动调温智能饮水机，包括壳体以及设置于壳体内的消毒箱、冷却箱以及调温箱；所述消毒箱与外界供水管道连通，且与调温箱之间连通有热管，消毒箱内设有加热装置；所述冷却箱与消毒箱之间连通有水管，水管上设置有控制水流通断的第一电磁阀，且与调温箱之间连通有冷管；

所述调温箱上连通有圆形的调温管，所述调温管内沿其长度方向设置有将调温管内空间一分为二的隔板，所述调温管内位于隔板两侧的空间分别连通于冷管与热管，所述调温管的一端开口侧盖设有呈半圆形的盖板，盖板与调温管转动连接且盖板转动时隔板一侧的空间开口增大或减小；

所述壳体上设置有控制盖板转动的驱动装置，所述调温箱内设置有用于检测水温的温度传感器以及与温度传感器、驱动装置电连接的控制器，所述控制器接收对应调温箱内水温的电信号与对应用户输入设定温度的电信号，当设定温度高于调温箱内水温时驱动装置控制盖板转动以增大调温管上与热管连通侧空间的开口，当设定温度低于调温箱内水温时驱动装置控制盖板转动以增大调温管上与冷管连通侧空间的开口。

通过采用上述技术方案，水通过供水管道进入消毒箱之后通过加热实现高温消毒的效果，之后高温水再通过水管进入冷却箱内进行冷却，消毒箱内的水再次补充加热后产生热水，而冷却箱内的水冷却后产生冷水，以此使冷却箱内的水与消毒箱内的水产生温差；用户设定好所需的饮用水的水温，消毒箱内的水与冷却箱内的水进入调温箱内；当温度传感器检测到调温箱内的水高于或低于设定水温时调节驱动装置，以此使盖板转动，以此调节调温管上位于隔板两侧的开口大小，以此调节热水与冷水进入的比例直至水温接近设定水温，从而达到自动调节水温的效果，提升用户的使用体验。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述冷却箱内设置有呈螺旋状的螺旋管，所述螺旋管两端分别连通于消毒箱与外界供水管道。

通过采用上述技术方案，高温消毒后的水进入冷却箱内进行冷却，饮用水本身还有余热，供水管道内的水流过螺旋状的螺旋管时吸收冷却箱内水的热量再进入消毒箱内，一方面对外来供水进行预热减少加热所需的功耗，起到节能效果，另一方面对冷却箱内的水进行冷却，增大消毒箱内的水与冷却箱内的水的温度差，从而扩大调温范围，提升用户使用体验。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外界供水管道上设置有第二电磁阀，所述消毒箱上设置有用于检测水位的第一水位计，控制器与第二电磁阀、第一水位计电连接且当第一水位计检测到消毒箱内的水位达到设定满水位时控制第二电磁阀关断消毒箱的供水。

通过采用上述技术方案，通过第一水位计检测消毒箱内的水是否加满，当水加满时再启动加热装置进行加热，方便消毒杀菌。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述冷却箱上设置有用于检测水位的第二水位计，控制器与第一电磁阀、第二水位计电连接且当第二水位计检测到冷却箱内的水位达到设定满水位时控制第一电磁阀关断水管。

通过采用上述技术方案，通过第二水位计检测冷却箱内的水量，当水蓄满时关闭第一电磁阀，以此切断消毒箱内与冷却箱内的连通，减少热交换，方便水冷却。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动装置包括同轴固定于盖板上的齿轮、与齿轮啮合连接的同步带以及驱动同步带一端移动的驱动件，所述盖板上设置有带动盖板复位的复位件。

通过采用上述技术方案，驱动件驱动同步带传动，同步带带动齿轮转动，以此带动盖板进行转动，盖板调节调温管两侧开口大小，以此调节冷水与热水的供给比例，以此达到自动调温的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述复位件包括弹簧，所述弹簧的一端与盖板连接，另一端与调温管连接。

通过采用上述技术方案，通过弹簧实现盖板的自动复位，提高盖板调节的灵敏度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述温度传感器位于调温箱底部，所述驱动件包括设置于壳体上的电机以及与电机的输出轴同轴固定的同步轮，所述同步带与同步轮啮合连接且其一端与同步轮固定，所述控制器与电机电连接以控制电机正转或反转。

通过采用上述技术方案，电机带动同步轮转动，同步轮带动同步带传动，同步带带动齿轮转动，以此带动盖板进行转动，盖板调节调温管两侧开口大小，以此调节冷水与热水的供给比例，以此达到自动调温的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述消毒箱内设置有测量水温的第一测温计，所述冷却箱内设置有测量水温的第二测温计，所述控制器与第一测温计、第二测温计电连接以分别读取两者的温度数值。

通过采用上述技术方案，第一测温计与第二测温计分别测量消毒箱与冷却箱的水温，以此得到最低水温与最高水温，方便用户了解可设定的温度范围，便于调温。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：公式：d-t=c/K，其中K为实验所得的常数，t为温度传感器读取调温箱内的水温，c为电机的转动角位移量数值，d为用户设定的出水温度数值，当c＜0时电机正转以减小调温管与热管连通侧空间的开口，当c＞0时电机反转以增大调温管与热管连通侧空间的开口，而当c=0时电机停转。

通过采用上述技术方案，温度传感器所测的温度数值与用户设定的出水温度数值两者的差值与电机的转动角位移数值呈正比，以此提高电机转动的精度，提升盖板调节热水与冷水供给比例的精度，从而提升用户的使用体验。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水管上设置有水泵，所述控制器与水泵电连接，当第一测温计输出的水温数值大于或等于杀毒所需设定温度且第二水位计检测到冷却箱内的水位低于设定最低水位时控制水泵开启以使消毒箱内的水进入冷却箱内。

通过采用上述技术方案，当冷却箱内的水到达设定最低水位且消毒箱内的水加热消毒后时表示冷却箱需要补水且消毒箱内有已消毒的水，此时第二水位计与第一测温计同时响应以使控制器控制水泵、第一电磁阀开启，从而对冷却箱进行补给。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.水进入消毒箱高温消毒后，高温水再通过水管进入冷却箱内进行冷却，消毒箱内的水再次补充加热后产生热水，而冷却箱内的水冷却后产生冷水；用户设定好所需的饮用水的水温，消毒箱内的水与冷却箱内的水进入调温箱内；当温度传感器检测到调温箱内的水高于或低于设定水温时调节驱动装置，以此使盖板转动，以此调节调温管上位于隔板两侧的开口大小，以此调节热水与冷水进入的比例直至水温接近设定水温，从而达到自动调节水温的效果，提升用户的使用体验；

2.高温消毒后的水进入冷却箱内进行冷却，饮用水本身还有余热，供水管道内的水流过螺旋状的螺旋管时吸收冷却箱内水的热量再进入消毒箱内，一方面对外来供水进行预热减少加热所需的功耗，起到节能效果，另一方面对冷却箱内的水进行冷却，增大消毒箱内的水与冷却箱内的水的温度差，从而扩大调温范围，提升用户使用体验；

3.第一测温计与第二测温计分别测量消毒箱与冷却箱的水温，以此得到最低水温与最高水温，方便用户了解可设定的温度范围，便于调温。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例的爆炸结构示意图，主要展示消毒箱；

图3是本实施例的部分爆炸结构示意图，主要展示齿轮；

图4是图3中A部分的局部放大示意图；

图5是本实施例的逻辑框图。

附图标记：1、壳体；11、螺旋管；12、第二电磁阀；2、消毒箱；21、热管；22、加热装置；23、第一水位计；24、水管；241、第一电磁阀；242、水泵；3、冷却箱；31、第二水位计；32、冷管；4、调温箱；41、温度传感器；42、控制器；43、调温管；44、隔板；45、盖板；5、驱动装置；51、齿轮；52、同步带；53、驱动件；531、电机；532、同步轮；54、复位件；541、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1、图2，为本发明公开的自动调温智能饮水机，包括壳体1以及设置于壳体1内的消毒箱2、冷却箱3以及调温箱4。壳体1上开设有两个内腔，两个内腔相邻分布，且消毒箱2、冷却箱3分别位于壳体1的两个内腔内，且均通过螺钉与壳体1固定。

外界供水管道上连通有螺旋管11，螺旋管11穿过冷却箱3与消毒箱2连通，水通过螺旋管11进入消毒箱2内。消毒箱2内设有加热装置22，加热装置22采用加热丝，通过导电发热的原理对消毒箱2内的水进行加热消毒。高温消毒后的水再进入冷却箱3内进行冷却，加热后的饮用水本身还有余热，因此供水管道内的水流过螺旋状的螺旋管11时吸收冷却箱3内水的热量再进入消毒箱2内，以此对外来供水进行预热，减少加热所需的功耗，起到节能效果，另一方面对冷却箱3内的水进行冷却，产生冷水。且螺旋管11位于冷却箱3内的一段呈螺旋状，以此增大与冷却箱3内水的接触面积，提高热交换效率。

外界供水管道上设置有第二电磁阀12，消毒箱2顶部设置有用于检测水位的第一水位计23，壳体上设置有控制器42，控制器42与第二电磁阀12、第一水位计23电连接且当第一水位计23检测到消毒箱2内的水位达到设定满水位时控制第二电磁阀12关断消毒箱2的供水，以此在检测到消毒箱2内的水加满时及时关断供水，避免水溢出，且当水达到设定满水位时第一水位计23触发电信号，控制器42接受到电信号以启动加热装置22进行加热，从而对水进行消毒杀菌。

参照图2、图3，消毒箱2底部设置有测量水温的第一测温计，控制器42与第一测温计电连接以读取消毒箱2内水的温度数值。当第一测温计检测到消毒箱2内的水温大于或等于消毒所需的设定温度时向控制器42输出信号，此时控制器42控制加热装置22断电，且消毒所需的设定温度低于100摄氏度，以此避免水沸腾。且冷却箱3顶部设置有用于检测水位的第二水位计31，冷却箱3底部与消毒箱2底部之间连通有水管24，水管24上设置有控制水流通断的第一电磁阀241，且水管24上设置有水泵242。

控制器42分别与第二水位计31、第一电磁阀241、水泵242电连接，通过第二水位计31检测冷却箱3内的水量，当第二水位计31检测到冷却箱3内的水位低于设定最低水位且消毒箱2内的水温大于或等于消毒所需的设定温度时，控制器42控制水泵242、第一电磁阀241同时开启以使消毒箱2内的热水进入冷却箱3内进行冷却。而当冷却箱3内的水增加至设定满水位时控制器42控制第一电磁阀241关闭，以此切断消毒箱2与冷却箱3之间的连通，减少热交换，方便水冷却。

参照图3、图4，且冷却箱3底部连通有冷管32，而消毒箱2底部连通有热管21，调温箱4底部连通有圆管状的调温管43，调温管43延伸至消毒箱2与冷却箱3的下方，且其内沿其长度方向设置有将调温管43内空间一分为二的隔板44，隔板44与调温管43一体成型。调温管43两侧空间沿调温管43径向的截面均呈半圆形，且调温管43内位于隔板44两侧的空间分别连通于冷管32与热管21，以此分别接收消毒箱2的热水与冷却箱3的冷水。

调温管43位于调温箱4内的一端开口侧盖设有呈半圆形的盖板45，盖板45与调温管43转动连接且轴向固定，当盖板45转动时隔板44一侧的空间开口增大或减小，以此调节热水与冷水进入的通量比例，以此达到调温的效果，而消毒箱2与冷却箱3内的水温分别为温度调节范围的最高值与最低值。因此在壳体1外部通过螺钉固定液晶屏，冷却箱3底部设置有测量水温的第二测温计，第一测温计与第二测温计分别测量消毒箱2与冷却箱3内的水温，并通过液晶屏进行显示，以此告知用户出水温度的调节范围。

壳体1上设置有控制盖板45转动的驱动装置5，调温箱4内设置有用于检测水温的温度传感器41以及与温度传感器41、驱动装置5电连接的控制器42，温度传感器41位于调温箱4的底部以检测出水温度，控制器42接收温度传感器41的电信号，即对应调温箱4内水温的电信号。控制器42同时接收对应用户输入设定温度的电信号，当设定温度高于调温箱4内水温时驱动装置5控制盖板45转动以增大调温管43上与热管21连通侧空间的开口，以此增加热水的供给比例，提升调温箱4内的水温。当设定温度低于调温箱4内水温时驱动装置5控制盖板45转动以增大调温管43上与冷管32连通侧空间的开口，以此减少热水的供给比例，降低调温箱4内的水温，从而达到自动调节水温的效果。

驱动装置5包括同轴固定于盖板45上的齿轮51、与齿轮51啮合连接的同步带52以及驱动同步带52一端移动的驱动件53，驱动件53包括设置于壳体1顶部的电机531以及与电机531的输出轴同轴固定的同步轮532，电机531采用伺服电机531，具有正反转功能，且与壳体1顶部通过螺钉固定。盖板45上设置有带动盖板45复位的复位件54，复位件54包括弹簧541，弹簧541的一端与调温箱4内壁粘接固定，另一端与同步带52一端粘接固定，同步带52绕过齿轮51且其另一端与同步轮532周侧壁粘接固定，同步带52与同步轮532啮合连接。电机531转动时带动同步轮532转动，同步轮532带动同步带52传动，同步带52带动齿轮51转动，以此带动盖板45进行转动，盖板45调节调温管43两侧开口大小，以此调节冷水与热水的供给比例，以此达到自动调温的目的。其中，弹簧541用于实现盖板45的自动复位，提高盖板45调节的灵敏度。

参照图3、图5，控制器42与电机531电连接以控制电机531正转或反转，设温度传感器41读取调温箱4内的水温为t，设c为电机531的转动角位移量数值，设d为用户设定的出水温度数值，则得到公式：d-t=c/K，其中K为实验所得的常数。当c＜0时电机531正转，以此减小调温管43与热管21连通侧空间的开口，减小热水的供给比例，当c＞0时电机531反转，以此增大调温管43与热管21连通侧空间的开口，增大热水的供给比例，而当c=0时电机531停转。

在另一实施例中，盖板45初始状态下冷水与热水的通量比例为1:1，设a为第一测温计的温度数值，设b为第二测温计的温度数值，设C为电机531的转动角位移量数值，设D为用户设定的出水温度，则得到公式：D-（a+b）/2=C/K，其中K为实验所得的常数。当C＜0时电机531正转，以此减小调温管43与热管21连通侧空间的开口，减小热水的供给比例，当C＞0时电机531反转，以此增大调温管43与热管21连通侧空间的开口，增大热水的供给比例，而当C=0时电机531停转。

热管21与冷管32上均设置有第三电磁阀，壳体1上设置有与第三电磁阀电连接的控制开关，当用户需要接水时只需按动控制开关，控制开关触发时控制第三电磁阀开启，以此使热水与冷水涌入调温管43内，调温箱4底部开设有出水口，以此方便接水。且出水口的通量小于调温管43通量的一半，以此使涌入调温箱4内的水先在调温箱4内流动，以此方便温度传感器41检测水温。

本实施例中，第一水位计23、第二水位计31均采用MIK-RP型号超声波液位计，第一测温计、第二测温计与温度传感器41均采用PT100-WZP型号温度探头，控制器42采用51单片机。

本实施例的实施原理为：水先通过螺旋管11进入消毒箱2内，当第一水位计23检测到水蓄满后加热装置22通过加热水实现高温消毒的效果。当第二水位计31检测到冷却箱3内水低于设定最低水位且消毒箱2内水达到安全温度时，第一电磁阀241与水泵242开启，高温水再通过水管24进入冷却箱3内进行冷却，消毒箱2内的水再次补充加热后产生热水，而冷却箱3内的水冷却后产生冷水，以此使冷却箱3内的水与消毒箱2内的水产生温差。其中，螺旋管11增大消毒箱2内的水与冷却箱3内的水的温度差，进而扩大调温范围，提升用户使用体验。

之后，用户设定好所需的饮用水的水温，开启控制开关以开启第三电磁阀，消毒箱2内的水与冷却箱3内的水进入调温箱4内，当温度传感器41检测到调温箱4内的水高于或低于设定水温时调节驱动装置5，以此使盖板45转动，以此调节调温管43上位于隔板44两侧的开口大小，以此调节热水与冷水进入的通量比例直至水温接近设定水温，从而达到自动调节水温的效果，提升用户的使用体验。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.自动调温智能饮水机，其特征在于，包括壳体(1)以及设置于壳体(1)内的消毒箱(2)、冷却箱(3)以及调温箱(4)；所述消毒箱(2)与外界供水管道连通，且与调温箱(4)之间连通有热管(21)，消毒箱(2)内设有加热装置(22)；所述冷却箱(3)与消毒箱(2)之间连通有水管(24)，水管(24)上设置有控制水流通断的第一电磁阀(241)，且与调温箱(4)之间连通有冷管(32)；

所述调温箱(4)上连通有圆形的调温管(43)，所述调温管(43)内沿其长度方向设置有将调温管(43)内空间一分为二的隔板(44)，所述调温管(43)内位于隔板(44)两侧的空间分别连通于冷管(32)与热管(21)，所述调温管(43)的一端开口侧盖设有呈半圆形的盖板(45)，盖板(45)与调温管(43)转动连接且盖板(45)转动时隔板(44)一侧的空间开口增大或减小；

所述壳体(1)上设置有控制盖板(45)转动的驱动装置(5)，所述调温箱(4)内设置有用于检测水温的温度传感器(41)以及与温度传感器(41)、驱动装置(5)电连接的控制器(42)，所述控制器(42)接收对应调温箱(4)内水温的电信号与对应用户输入设定温度的电信号，当设定温度高于调温箱(4)内水温时驱动装置(5)控制盖板(45)转动以增大调温管(43)上与热管(21)连通侧空间的开口，当设定温度低于调温箱(4)内水温时驱动装置(5)控制盖板(45)转动以增大调温管(43)上与冷管(32)连通侧空间的开口。

2.根据权利要求1所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述冷却箱(3)内设置有呈螺旋状的螺旋管(11)，所述螺旋管(11)两端分别连通于消毒箱(2)与外界供水管道。

3.根据权利要求1所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述外界供水管道上设置有第二电磁阀(12)，所述消毒箱(2)上设置有用于检测水位的第一水位计(23)，控制器(42)与第二电磁阀(12)、第一水位计(23)电连接且当第一水位计(23)检测到消毒箱(2)内的水位达到设定满水位时控制第二电磁阀(12)关断消毒箱(2)的供水。

4.根据权利要求1所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述冷却箱(3)上设置有用于检测水位的第二水位计(31)，控制器(42)与第一电磁阀(241)、第二水位计(31)电连接且当第二水位计(31)检测到冷却箱(3)内的水位达到设定满水位时控制第一电磁阀(241)关断水管(24)。

5.根据权利要求4所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述消毒箱(2)内设置有测量水温的第一测温计，所述冷却箱(3)内设置有测量水温的第二测温计，所述控制器(42)与第一测温计、第二测温计电连接以分别读取两者的温度数值。

6.根据权利要求1所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述驱动装置(5)包括同轴固定于盖板(45)上的齿轮(51)、与齿轮(51)啮合连接的同步带(52)以及驱动同步带(52)一端移动的驱动件(53)，所述盖板(45)上设置有带动盖板(45)复位的复位件(54)。

7.根据权利要求6所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述复位件(54)包括弹簧(541)，所述弹簧(541)的一端与壳体(1)连接，另一端与同步带(52)一端连接。

8.根据权利要求6所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述温度传感器(41)位于调温箱(4)底部，所述驱动件(53)包括设置于壳体(1)上的电机(531)以及与电机(531)的输出轴同轴固定的同步轮(532)，所述同步带(52)与同步轮(532)啮合连接且其一端与同步轮(532)固定，所述控制器(42)与电机(531)电连接以控制电机(531)正转或反转。

9.根据权利要求8所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，公式：d-t=c/K，其中K为实验所得的常数，t为温度传感器(41)读取调温箱(4)内的水温，c为电机(531)的转动角位移量数值，d为用户设定的出水温度数值，当c＜0时电机(531)正转以减小调温管(43)与热管(21)连通侧空间的开口，当c＞0时电机(531)反转以增大调温管(43)与热管(21)连通侧空间的开口，而当c=0时电机(531)停转。

10.根据权利要求5所述的自动调温智能饮水机，其特征在于，所述水管(24)上设置有水泵(242)，所述控制器(42)与水泵(242)电连接，当第一测温计输出的水温数值大于或等于杀毒所需设定温度且第二水位计(31)检测到冷却箱(3)内的水位低于设定最低水位时控制水泵(242)开启以使消毒箱(2)内的水进入冷却箱(3)内。

Images