CN114232733A - 坐便器用智能冲水装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于家用电器技术领域，尤其是坐便器用智能冲水装置，针对水泵老化等原因会造成水泵性能下降，引起冲水压力变小而降低冲洗效果的问题，现提出以下方案，包括智能冲水装置本体，所述智能冲水装置本体上设有水箱箱体，所述水箱箱体的顶部外壁上分别设有水箱左盖板和水箱右盖板，所述水箱箱体的底部内壁上分别设有刷壁水泵和喷射水泵，所述刷壁水泵和喷射水泵的一侧外壁上分别连接有刷壁管路和喷射管路，所述水箱箱体靠近顶部的一侧外壁上设有进水接口。本发明会根据冲水压力的差异进行自我修正，通过改变冲水运行参数改善水泵的工作状态，提升水泵性能，恢复冲水效果，延长了产品的生命期。

Description

坐便器用智能冲水装置

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及坐便器用智能冲水装置。

背景技术

日常使用的虹吸式坐便器按冲水方式划分，有三种类型：重力虹吸式冲水、旋涡虹吸式冲水、喷射虹吸式冲水，重力虹吸式冲水和旋涡虹吸式冲水归属于重力冲水装置，其冲水动力来自水箱存储一定水量而带来的重力势能,存水越多，位置越高，冲水力度越大，冲洗效果也越好。喷射虹吸式冲水按冲水动力划分，有三种类型：重力喷射虹吸式冲水，水压喷射虹吸式冲水,和动力喷射虹吸式冲水，其中，重力喷射虹吸式冲水归属于重力式冲水装置，遵循国家标准《GB730-2011卫生洁具便器用重力式冲水装置及洁具机架》的规定，其冲水动力来自水箱存储一定水量而带来的的重力势能,存水越多，位置越高，冲水力度越大，冲刷效果也越好。

经检索，在现有技术中还存在有以下不足之处：在实际使用环境中，由于水泵老化等原因会造成水泵性能下降，引起冲水压力变小而降低冲洗效果。因此目前市场亟需一种坐便器用智能冲水装置来保障坐便器的高效率冲水。

发明内容

基于背景技术中提出的水泵老化等原因会造成水泵性能下降，引起冲水压力变小而降低冲洗效果的技术问题，本发明提出了坐便器用智能冲水装置。

本发明提出的坐便器用智能冲水装置，包括智能冲水装置本体，所述智能冲水装置本体上设有水箱箱体，所述水箱箱体的顶部外壁上分别设有水箱左盖板和水箱右盖板，所述水箱箱体的底部内壁上分别设有刷壁水泵和喷射水泵，所述刷壁水泵和喷射水泵的一侧外壁上分别连接有刷壁管路和喷射管路，所述水箱箱体靠近顶部的一侧外壁上设有进水接口，所述水箱箱体靠近顶部另一侧外壁上设有刷壁管路接口，所述刷壁管路的一端连接在刷壁接口的一端，所述水箱右盖板顶部外壁的一侧设有刷壁管路真空破坏器和喷射管路真空破坏器，所述刷壁管路真空破坏器和喷射管路真空破坏器分别连接在刷壁管路和喷射管路上。

优选地，所述水箱右盖板顶部外壁的一侧设有控制器，控制器分别与刷壁水泵和喷射水泵相连，所述水箱左盖板的顶部外壁上设有进水电磁阀。

优选地，所述水箱右盖板的顶部外壁上设有电源模组，电源模组的顶部外壁上连接有市电供电电源线，所述进水管路与进水接口的连接处安装有进水过滤网，进水管路上还设有针阀式进水阀，针阀式进水阀上还包括进水阀浮筒，且针阀式进水阀位于水箱左盖板的下方。

优选地，所述水箱右盖板的顶部外壁上还分别设有刷壁管路压力变送器和喷射管路压力变送器，且刷壁管路压力变送器和喷射管路压力变送器分别位于刷壁管路真空破坏器和喷射管路真空破坏器的两侧，控制器分别与刷壁管路压力变送器和喷射管路压力变送器相连。

优选地，所述水箱右盖板的底部外壁上设有多点液位开关，多点液位开关包括多点液位开关上液位开关、多点液位开关中液位开关和多点液位开关下液位开关，且控制器与多点液位开关相连。

优选地，所述水箱左盖板的顶部外壁上设有固定机架左安装耳，水箱右盖板的顶部外壁上设有固定机架右安装耳，所述水箱箱体靠近底部的一侧外壁上设有排空排水阀，水箱箱体的底部外壁上设有若干个固定机架橡胶垫。

本发明中的有益效果为：

1.本装置摈弃了现有智能坐便器冲水装置不能形成独立模块的弊端，将所有关联储水功能的零部件全部集成在储水箱上，形成一个独立部件，强化了坐便器的模块化设计，同时也降低了对坐便器陶瓷基座的匹配要求，简化了坐便器陶瓷基座的结构要求，更有利于进一步提升其标准化和模块化程度。让生产变得更方便、安装变得更简单、维修变得更快捷，助推智能坐便器进入了一个完全模块化设计和制造的全新阶段。

2.本装置是基于动力喷射虹吸式冲水技术，因而对供水管网的水压要求极低，即使供水水压不稳和很低的情况下也能正常运行，获取强劲、干净、静音的冲水效果。

3.本装置采用了双电源供电，即使出现市电停电，也能实现动力喷射虹吸式冲水功能。

4.本装置既可以通过外接手控按钮、脚感应器等操控部件直接将普通坐便器升级为智能冲水坐便器。也可以由智能坐便器主控器通过远程接口进行远程控制冲水，具有宽泛的适配性，加大了支持产品细分的可行性。

综上，在冲水运行参数软设置技术支持下，不同规格型号的智能坐便器可以采用同型号的智能冲水装置，通过冲水运行参数的改变来适配不同的陶瓷基座，在产品设计和生产环节上呈现出了更大的快捷性和便利性。在智能坐便器售后使用环节也特显出极大的优越性，若出现水泵老化等原因引起水泵性能下降而减弱冲水效果时，会根据冲水压力的差异进行自我修正，通过改变冲水运行参数改善水泵的工作状态，提升水泵性能，恢复冲水效果，延长了产品的生命期。针对用户对于冲水效果的个性化喜好，用户可以通过特设的冲水强度调节方法，对冲水运行参数调整，从而改变冲水效果，提升了用户的满意度。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本发明提出的坐便器智能冲水装置构成示意图；

图2为本发明提出的储水单元构成示意图；

图3为本发明提出的进水单元构成示意图；

图4为本发明提出的冲水单元构成示意图；

图5为本发明提出的集成水箱安装示意图；

图6为本发明提出的储水单元底部固定机架示意图；

图7为本发明提出的坐便器智能冲水装置控制器原理图；

图8为本发明提出的坐便器智能冲水装置电源模组原理图；

图9为本发明提出的坐便器智能冲水装置控制器进水控制流程图；

图10为本发明提出的坐便器智能冲水装置控制器冲水压力AD转换流程图；

图11为本发明提出的坐便器智能冲水装置控制器冲水控制流程图；

图12为本发明提出的坐便器智能冲水装置控制器电池供电控制流程图；

图13为本发明提出的坐便器智能冲水装置控制器蜂鸣器鸣叫控制流程图；

图14为本发明提出的集坐便器智能冲水装置控制器显示控制流程图；

图15为本发明提出的集坐便器智能冲水装置控制器控制器冲水识别流程图。

图中：1水箱箱体、2水箱右盖板、3进水接口、4进水电磁阀、5固定机架左安装耳、6水箱左盖板、7刷壁管路真空破坏器、8喷射管路真空破坏器、9固定机架右安装耳、10控制器、11电源模组、12市电供电电源线、13排空排水阀、14进水过滤网、15进水阀浮筒、16针阀式进水阀、17刷壁管路压力变送器、18刷壁管路接口、19刷壁水泵、20喷射水泵、21喷射管路压力变送器、22多点液位开关上液位开关、23多点液位开关中液位开关、24多点液位开关下液位开关、25智能冲水装置本体、27固定机架橡胶垫。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明专利实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明专利的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明专利的范围，而是仅仅表示本发明专利的选定实施例。

基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。

涉及到电路、电子元器件和控制模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明专利保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

参照图1-15，坐便器用智能冲水装置，包括智能冲水装置本体25，智能冲水装置本体25上设有水箱箱体1，水箱箱体1的顶部外壁上分别设有水箱左盖板6和水箱右盖板2，水箱箱体1的底部内壁上分别设有刷壁水泵19和喷射水泵20，刷壁水泵19和喷射水泵20的一侧外壁上分别连接有刷壁管路和喷射管路，水箱箱体1靠近顶部的一侧外壁上设有进水接口3，水箱箱体1靠近顶部另一侧外壁上设有刷壁管路接口18，刷壁管路的一端连接在刷壁接口的一端，水箱右盖板2顶部外壁的一侧设有刷壁管路真空破坏器7和喷射管路真空破坏器8，刷壁管路真空破坏器7和喷射管路真空破坏器8分别连接在刷壁管路和喷射管路上；

本装置中的储水单元：由水箱箱体1、水箱左盖板6和水箱右盖板2共同构成。在坐便器的陶瓷基座内后部只有一个用于制造虹吸效应的S型弯排污管，整个空间用来安装储水水箱，并且将涉及到动力喷射虹吸式冲水的所有部件都安装在水箱箱体1上，形成一个模块化的集成水箱；

集成水箱：集成了进水单元、冲水单元，控制单元等部件，集成水箱是一个下沉安装的隐蔽式水箱，为动力喷射虹吸冲水提供足够的储水量，无内部溢流设计，其设计符合《GB/T 730-2011卫生洁具便器用重力式冲水装置及洁具机架》中关于冲水水箱的规定，但取消溢流水位、排水流量和额定出水量的规定；

进水单元：由进水电磁阀4、进水阀和多点液位开关等部件组成。当水箱水位到达上限水位时，多点液位开关上液位开关22闭合，关闭进水电磁阀4，不允许进水管路内的水流进入进水阀；水箱水位低于工作水位时，多点液位开关中液位开关23断开，吸合进水电磁阀4，允许进水管路内的水流进入进水阀，多点液位开关和水箱箱体1的顶部水箱右盖板2固定；

冲水单元：由刷壁水流压力变送器/喷射水流压力变送器，多点液位开关，刷壁管路真空破坏器7/喷射管路真空破坏器8等部件组成。采用两个可调速的直流无刷潜水泵，一个用于控制刷壁水流，称刷壁水泵19，另一个用于控制喷射水流，称喷射水泵20。刷壁水泵19出水管路和喷射水泵20出水管路分别和坐便器陶瓷基座的刷壁冲水口和喷射冲水口连接，通过控制刷壁水泵19和喷射水泵20的运行实现动力喷射虹吸冲水。刷壁水泵19/喷射水泵20固定在水箱内底部，两个由应变片式压力传感器构成的压力变送器分别连接在刷壁水泵19和喷射水泵20的出水管路中，将冲水水流的压力信号转变成模拟电信号输送给控制器10。水流的压力越大，输出的模拟电信号就越大，水箱水位到达工作水位，多点液位开关中液位开关23闭合，允许启动冲水功能；水箱水位低于剩余水位时，多点液位开关下液位开关24断开，终止冲水功能，刷壁水泵19和喷射水泵20出水管路的最高位置必须超过坐便器陶瓷基座的便池溢水口，并安装管路真空破坏器，防止水箱和便池之间出现虹吸现象而造成水污染；

控制单元：由电源模组11和控制器10等组成。控制单元安装在水箱的顶部盖板上，电源模组11采用双电源供电，即市电供电和电池组供电；市电供电通过开关稳压电源将市电交流AC220V转换成直流+24V，为控制单元提供运行电源；电池组供电是多个电池组成的电池组，仅在无交流AC220V市电时为控制单元提供运行电源入；控制器10以16位单芯片微控制器10为核心零件，通过检测水箱水位来控制进水电磁阀4开启和闭合，实现进水控制；通过检测水箱水位和冲水管路水压来控制刷壁水泵19和喷射水泵20的运行状态实现动力喷射虹吸冲水；通过识别本机连接的外部设备或远程接口的指令进行冲水功能的开启和关闭。

参照图1-4，本发明中，水箱右盖板2顶部外壁的一侧设有控制器10，控制器10分别与刷壁水泵19和喷射水泵20相连。

参照图2-3，本发明中，水箱左盖板6的顶部外壁上设有进水电磁阀4。

参照图2，本发明中，水箱右盖板2的顶部外壁上设有电源模组11，电源模组11的顶部外壁上连接有市电供电电源线12。

参照图3，本发明中，进水管路与进水接口3的连接处安装有进水过滤网14，进水管路上还设有针阀式进水阀16，针阀式进水阀16上还包括进水阀浮筒15，且针阀式进水阀16位于水箱左盖板6的下方。

参照图4，本发明中，水箱右盖板2的顶部外壁上还分别设有刷壁管路压力变送器17和喷射管路压力变送器21，且刷壁管路压力变送器17和喷射管路压力变送器21分别位于刷壁管路真空破坏器7和喷射管路真空破坏器8的两侧，控制器10分别与刷壁管路压力变送器17和喷射管路压力变送器21相连，水箱右盖板2的底部外壁上设有多点液位开关，多点液位开关包括多点液位开关上液位开关22、多点液位开关中液位开关23和多点液位开关下液位开关24，且控制器10与多点液位开关相连。

参照图1-5，本发明中，水箱左盖板6的顶部外壁上设有固定机架左安装耳5，水箱右盖板2的顶部外壁上设有固定机架右安装耳9。

参照图6，水箱箱体1靠近底部的一侧外壁上设有排空排水阀13，水箱箱体1的底部外壁上设有若干个固定机架橡胶垫27。

其中，本发明中的坐便器用智能冲水装置还具有以下实施效果：

1.冲水应用自适配：

本装置既可以安装在普通坐便器的陶瓷基座内部，实现本地智能冲水的功能，又可以安装在智能坐便器的陶瓷基座内部，实现远程智能冲水功能。本地智能冲水：本装置安装在普通坐便器陶瓷基座内部，利用坐便器上安装的手控按钮、脚感应器等，以人工操控方式开启冲水功能。远程智能冲水：本装置安装在智能坐便器陶瓷基座内部，通过远程接口和智能坐便器的主控器相连接，接收主控器的通讯指令来开启和关闭冲水功能，同时将运行状态上传到主控器。

2.冲水运行参数软设置：

冲水功能的运行需要有冲水运行参数的支持，冲水运行参数有二类；一是水泵的扬程大小，二是水泵的运行时间。

冲水运行参数可以通过软设置的方式来改变，即由设置程序来设定冲水运行参数，软设置分三种：本地设置、远程设置和智能设置。

3.本地设置：

通过控制器10上的远程接口接入专用的冲水编程器。冲水编程器可以对刷壁水泵19和喷射水泵20的运行参数进行编程设定，控制器10通过设置程序将远程接口接收到的水泵运行参数固化到智能冲水装置25的算法软件中，以后每次进行冲水功能运行时均按照新的冲水运行参数执行。这种设置方式主要适用于智能冲水装置25和不同坐便器陶瓷基座的匹配，获取最佳的冲洗效果和静音效果。

4.远程设置：

通过控制器10上的远程接口和智能坐便器主控器相连，主控器根据需求改变水泵运行参数并通过远程接口发送到控制器10，控制器10通过设置程序将远程接口接收到的水泵运行参数固化到智能冲水装置25的算法软件中，以后每次进行冲水功能运行时均按照新的冲水运行参数执行。这种设置方式主要适用于提升非水泵性能下降因素引起的冲洗效果减弱等。

5.智能设置：

控制器10检测到刷壁管路/喷射管路中水流的压力低于标准阈值后，自行调节水泵的运行参数来提升扬程，使冲水水流的压力达到标准阈值，并将新的水泵运行参数固化到智能冲水装置25的算法软件中，以后每次进行冲水功能运行时均按照新的冲水运行参数执行。这种设置方式主要适用于提升由于水泵性能下降因素引起的冲洗效果减弱。

6.降低冲水噪音：

喷射虹吸式冲水坐便器的冲水噪音属于冲水噪音，主要是强劲的喷射水流直接喷射到排污管口，撞击管口内壁所产生的噪音。控制器10通过控制水泵的运行参数，在便池底部的存水区域保持足够的水量，降低喷射水流直接撞击排污管口内壁的力度，以降低冲水噪音。

本发明的工作原理：

进水单元由进水电磁阀4、进水阀和多点液位开关等部件组成，放置在水箱内。其中，进水电磁阀4、进水阀固定在水箱左盖板6上；多点液位开关固定在水箱右盖板2上，进水管路通过接口和进水电磁阀4连通，进水电磁阀4和进水阀连通。

控制器10进水控制：

水箱水位检测电路由液位开关插座J11、电阻R22～R27和单片机U3的P25～P27输入引脚组成，见图7控制器10原理图。进水电磁阀4控制电路由进水电磁阀4插座J12、三极管Q5、电阻R30～R31和单片机U3的P146输出引脚组成。设计多点液位开关的上液位开关位置位于满水水位，即水箱溢流水位和冲水工作水位中间值,中液位开关的位置位于冲水工作水位。每个液位开关的浮球内有永久磁钢，浮球沿着连杆随着水箱水面的变化而上下移动。当水箱的水位低于冲水工作水位时，中液位开关的浮球随着水面下降而远离中液位干簧管，中液位干簧管失去磁性的耦合而断开；当水箱的水位高于满水水位时，上液位开关的浮球随着水面上升而接近上液位干簧管，通过磁性的耦合，上液位干簧管被吸合而导通。水箱水位检测单元检测到上液位开关(干簧管)闭合，即水箱水位已经到达满水水位高度，通过进水电磁阀4控制单元关闭进水电磁阀4，切断进水管路内的水流进入进水阀；检测到中液位开关(干簧管)断开，即水箱水位已经低于冲水工作水位的高度，通过进水电磁阀4控制单元开启进水电磁阀4，允许进水管路内的水流进入进水阀。

进水阀进水控制：

调节侧进水的针阀式进水阀16的浮筒高度设定进水控制水位等同水箱溢流水位。当水箱储水不足时，浮筒随着水面下降，带动杠杆运动打开阀芯，进水阀开启，使水从进水电磁阀4管路进入水箱；当水箱内的水位升高后，浮筒随着水面升高时，通过杠杆运动关闭阀芯，进水阀关闭，阻断水从进水电磁阀4管路进入水箱。

冲水工作原理：

冲水单元由刷壁水泵19/喷射水泵20,刷壁水流压力变送器/喷射水流压力变送器，多点液位开关，刷壁管路真空破坏器7/喷射管路真空破坏器8等组成，放置在集成水箱内。其中，刷壁水泵19和喷射水泵20固定在集成水箱内底部；刷壁水流压力变送器、刷壁管路真空破坏器7安装在刷壁水泵19出水管路上，并固定在集成水箱内壁上；喷射水流压力变送器、喷射管路真空破坏器8安装在喷射水泵20出水管路上，并固定在集成水箱内壁上；液位开关固定在集成水箱右盖板2上。刷壁水泵19和喷射水泵20的进水口在水箱底部，其出水口分别和刷壁管路/喷射管路压力变送器21相连后，再通过刷壁管路/喷射管路真空破坏器8和坐便器陶瓷基座上的刷壁冲水口和喷射冲水口连通。

控制器10冲水控制：

水箱水位检测电路由液位开关插座J11、电阻R22～R27和单片机U3的P25～P27输入引脚组成。刷壁水流压力检测电路由刷壁压力变送器插座J9、电阻R18～R19和单片机的P20输入引脚组成。喷射水流压力检测电路由喷射压力变送器插座J10、电阻R20～R21和单片机U3的P21输入引脚组成。刷壁水泵19控制电路由刷壁水泵19插座J7、二极管D10～D11、电阻R14～R15和单片机U3的P12～13输出引脚组成。喷射水泵20控制电路由喷射水泵20插座J6、二极管D8～D9、电阻R12～R13和单片机U3的P11～14输出引脚组成。设计多点液位开关的中液位开关的位置位于冲水工作水位，下液位开关的位置位于剩余水位。每个液位开关的浮球内有永久磁钢，浮球沿着连杆随着水箱水面的变化而上下移动。当水箱的水位低于冲水工作水位时，中液位开关的浮球随着水面下降而远离中液位干簧管，中液位干簧管失去磁性的耦合而断开；当水箱的水位高于冲水工作水位时，中液位开关的浮球随着水面上升而接近中液位干簧管，通过磁性的耦合，中液位干簧管被吸合而导通。同样，当水箱的水位低于剩余水位时，低液位干簧管断开；当水箱的水位高于剩余水位时，低液位干簧管闭合。水箱水位检测单元检测到中液位开关(干簧管)闭合，即水箱水位已经到达冲水工作水位，有足够的储水量，允许冲水功能被开启。检测到下液位开关(干簧管)断开，即水箱水位已经低于剩余水位，没有足够的储水量维持水泵运转，强制关闭刷壁水泵19和喷射水泵20，冲水功能被终止。冲水功能被开启后，刷壁水泵19首先被开启，刷壁水流由坐便器便池侧边的刷壁孔喷射出，在便池壁旋转落入池底，形成旋转的涡流，当便池存水水位高于陶瓷基座内的S形弯排污管后，产生虹吸现象；关闭刷壁水泵19同时喷射水泵20被开启，喷射水流由坐便器便池底部正对排污管口喷射口射出，在虹吸产生的吸力和喷射水流产生的推力共同作用下带走便池的污物，而后关闭喷射水泵20同时打开刷壁水泵19，补水后关闭刷壁水泵19，完成动力喷射虹吸冲水功能。压力变送器由应变片式压力传感器将压力信号转变成模拟电压信号，压力越大，输出的电压信号越高。刷壁水流压力检测单元和喷射水流压力检测单元通过采集相应压力变送器输出电压的大小鉴别刷壁出水管路和喷射出水管路中水流压力的大小，从而判定水泵的性能水平。

刷壁冲水防虹吸：

刷壁水泵19运行时，水箱内的储水被刷壁水泵19抽取后从坐便器便池侧边的刷壁孔喷射出，若此时便池内存水高度超过集成水箱的储水高度，由于喷射管路的连通，就产生了虹吸现象，即便池内的污水经喷射管路和喷射水泵20倒流进集成水箱内，引起水箱污染。由于喷射水泵20出水管路的最高位置超过坐便器陶瓷基座的便池溢水口高度，并安装了管顶大气型真空破坏器，有效破坏了产生虹吸所需要的负压，从而起到了防止了便池和集成水箱之间通过喷射管路产生虹吸现象。

水箱进水防虹吸：

水箱储水不足而进水时，若此时水箱的储水高度超过便池内存水高度，由于喷射管路的连通，就产生了虹吸现象，称进水虹吸，即水箱内的储水经喷射水泵20和喷射管路流进便池内。除非水箱和便池两者水位高度相同才停止进水虹吸现象，但由于水箱的溢流水位高于S形弯排污管，当便池水位高于S形弯排污管后，又产生虹吸现象，称排水虹吸，即便池内存水经S形弯排污管被排出，最后导致水箱一直在进水，坐便器排污口一直在排水。由于喷射水泵20出水管路的最高位置超过坐便器陶瓷基座的便池溢水口高度，并安装了管顶大气型真空破坏器，有效破坏了产生进水虹吸所需要的负压，从而起到了防止了水箱和便池之间通过喷射管路产生虹吸现象，也避免了发生排水虹吸的现象。

便池溢水防虹吸：

坐便器便池的溢水口高于侧边的刷壁孔，若便池出现溢水时，若此时便池内水位超过水箱的水位，由于刷壁管路和喷射管路的连通，就产生了虹吸现象，即便池内的存水经刷壁管路、刷壁水泵19和喷射管路、喷射水泵20倒流进水箱内，引起水箱污染。由于刷壁水泵19和喷射水泵20出水管路的最高位置超过坐便器陶瓷基座的便池溢水口高度，并安装了管顶大气型真空破坏器，有效破坏了产生虹吸所需要的负压，从而起到了防止了便池和集成水箱之间通过刷壁管路和喷射管路产生虹吸现象。

开关稳压电源工作原理：

防雷&EMI滤波电路由市电AC220V电源插座J101、压敏电阻R101、电容C101、保险丝F101、热敏电阻RT101和滤波器L101组成，起到防雷击、抑制浪涌和抑制共模/差模干扰等作用，既对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。整流滤波电路由整流桥DB101和电容C102组成，直接将交流输入电压整流，然后通过滤波电路产生较高的直流电压(通常是300V左右)，称为直流高压。该直流电压为DC/DC变换器的DC输入电压。DC/DC功率变换电路由电阻R102～R112、电容C103～C107、电容CY101、二极管D101～D103、电源管理芯片U101、光耦U102、稳压电路U103和高频变压器T101组成，将DC输入电压变为高频交流电压，施加到高频变压器的初级绕组。高频变压器次级绕组感应出的交流电压经过高频整流，转换为DC电压输出。DC滤波输出电路由电容C108～C109和+24V电源插座J102组成，消除输出DC电压的纹波，提供稳定的+24V电源。

控制器10工作原理：

上电复位电路由电阻R38、电容C9和单片机U3的RESET复位引脚组成，为单片机提供上电复位功能。进水电磁阀4控制电路由进水电磁阀4插座J12、三极管Q5、电阻R30～R31和单片机U3的P146输出引脚组成。打开进水电磁阀4时，单片机P146输出口呈现高电平，驱动三极管Q5导通，插座J12的1脚和2脚之间施加+24V直流电压，进水电磁阀4线圈得电而吸合阀芯，开启了进水电磁阀4。关闭进水电磁阀4时，单片机P146输出口呈现低电平，驱动三极管Q5截止，插座J12的1脚和2脚之间无+24V直流电压，进水电磁阀4线圈失电而释放阀芯，关闭了进水电磁阀4。

水位检测：

水箱水位检测电路由液位开关插座J11、电阻R22～R27和单片机U3的P25～P27输入引脚组成。当上液位开关闭合时，插座J11的1脚和4脚导通，单片机P25输入口检测到低电平，表明上液位开关已接通；当上液位开关断开时，插座J11的1脚和4脚不导通，单片机P25输入口检测到高电平，表明上液位开关已断开；同理，单片机P输入口和P27输入口分别检测中液位开关和下液位开关的闭合和断开。控制器10就能识别出水箱内不同高度的水位状态。

冲水压力检测：

刷壁水流压力检测电路由刷壁压力变送器插座J9、电阻R18～R19和单片机U3的P20输入引脚组成。随着刷壁水流压力变化，压力变送器插座J9的2脚电压在0～5V内改变，压力越高，电压越高，单片机10位模数转换器将P20输入口的0～5V电压信号转换成范围在0～1024内的数据，经过抗干扰数字滤波和单位换算，控制器10识别出刷壁冲水的水流压力值。喷射水流压力检测电路由喷射压力变送器插座J10、电阻R20～R21和单片机U3的P21输入引脚组成，同刷壁水流压力检测原理，控制器10识别出喷射冲水的水流压力值。刷壁水泵19控制电路由刷壁水泵19插座J7、二极管D10～D11、电阻R14～R15和单片机U3的P12～13输出引脚组成。开启刷壁水泵19时，单片机P12输出口呈现高电平，通过插座J7的2脚输送给水泵，启动水泵运转；同时，单片机根据冲水运行参数计算调速PWM值，通过P13 PWM输出口将正确的PWM脉冲经插座J7的2脚输送给刷壁水泵19，水泵按照PWM值调整转速改变扬程。关闭刷壁水泵19时，单片机P12输出口呈现低电平，通过插座J7的2脚输送给水泵，停止水泵运转，同时，单片机P13 PWM输出口呈现低电平，无PWM脉冲输送给刷壁水泵19。喷射水泵20控制电路由喷射水泵20插座J6、二极管D8～D9、电阻R12～R13和单片机U3的P11～14输出引脚组成。同刷壁水泵19控制原理，控制器10控制喷射水泵20按要求运转。

工作电源：

直流电源电压转换电路由电容C1～C4和三端稳压集成电路U2组成。将+24V转换成+5V为单片机提供工作电源。供电电源切换电路由直流开关电源+24V插座J1、电池组+28.8V插座J2、全冲水钮插座J3、二极管D1、电阻R1～R8、电阻R28～R29、电容C5～C6、场效应管Q1,三极管Q2光耦U1、单片机U3的P31、P74输入引脚和P15输出引脚组成。市电供电时，直流开关电源+24V经二极管D1输送到直流电源电压转换电路。市电断电时，直流开关电源+24V没有输出电压，电阻R7～R8低电平输入给单片机P31输入口。当全冲水钮按下，插座J3的1和2脚导通，电池组+28.8V插座J2的1脚、二极管D3、电阻R1、光耦U1、插座J3构成回路，光耦U1导通后经电阻R2、三极管Q2、电阻R3～R4驱动场效应管Q1导通，将电池组+28.8V经二极管D3、驱动场效应管Q1、二极管D5输送到直流电源电压转换电路，实现电池组供电，同时单片机P31输入口和P74输入口均检测到低电平，并通过P75输出口将高电平经二极管D4、电阻R2施加到三极管Q2上，驱动场效应管Q1导通，电池组+28.8V被输送到直流电源电压转换电路，维持电池组供电。直到冲水运行结束，单片机通过P75输出口将低电平经二极管D4、电阻R2施加到三极管Q2上，驱动场效应管Q1截止，切断电池组+28.8V输送到直流电源电压转换电路。

声光指示：

蜂鸣器电路由电阻R32～R34、三极管Q6、蜂鸣器B1和单片机U3的P10输出引脚组成。蜂鸣器发声，单片机P10输出口4KHz的脉冲信号，通过三极管Q6施加到蜂鸣器引脚两端，蜂鸣器鸣叫。蜂鸣器静默，单片机P10输出口呈现低电平，三极管Q6截止，蜂鸣器引脚两端无脉冲信号，蜂鸣器不发声。LED指示灯电路由电阻R36R35、红色发光二极管D6、绿色发光二极管D7和单片机U3的P16～P17输出引脚组成。点亮红色LED指示灯，单片机P17输出口呈现低电平，电流流过发光二极管，红色LED发光二极管被点亮。熄灭红色LED指示灯，单片机P17输出口呈现高电平，无电流流过发光二极管，红色LED发光二极管不被点亮。同理，点亮和熄灭绿色发光二极管。

智能冲水：

全冲水操控电路由全冲水钮(常开型)插座J3、电阻R28～R29和单片机U3的P74输入引脚组成，当全冲水钮按下时，插座J3的1和2脚导通，单片机P74输入口检测到低电平，表明全冲水钮按下，需要开启全冲水功能。半冲水操控电路由半冲水钮(常开型)插座J4、电阻R11和单片机U3的P73输入引脚组成。当半冲水钮按下时，插座J4的1和2脚导通，单片机P73输入口检测到低电平，表明半冲水钮按下，需要开启半冲水功能。脚感冲水操控电路由脚感应器插座J5、电阻R9～R10和单片机U3的P72输入引脚组成，当脚靠近时，脚感应器输出呈低电平，否则一直维持高电平，单片机P72输入口检测到低电平转变成高电平，表明有脚离开，需要开启半冲水功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.坐便器用智能冲水装置，包括智能冲水装置本体(25)，所述智能冲水装置本体(25)上设有水箱箱体(1)，其特征在于，所述水箱箱体(1)的顶部外壁上分别设有水箱左盖板(6)和水箱右盖板(2)，所述水箱箱体(1)的底部内壁上分别设有刷壁水泵(19)和喷射水泵(20)，所述刷壁水泵(19)和喷射水泵(20)的一侧外壁上分别连接有刷壁管路和喷射管路，所述水箱箱体(1)靠近顶部的一侧外壁上设有进水接口(3)，所述水箱箱体(1)靠近顶部另一侧外壁上设有刷壁管路接口(18)，所述刷壁管路的一端连接在刷壁接口的一端，所述水箱右盖板(2)顶部外壁的一侧设有刷壁管路真空破坏器(7)和喷射管路真空破坏器(8)，所述刷壁管路真空破坏器(7)和喷射管路真空破坏器(8)分别连接在刷壁管路和喷射管路上。

2.根据权利要求1所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱右盖板(2)顶部外壁的一侧设有控制器(10)，控制器(10)分别与刷壁水泵(19)和喷射水泵(20)相连。

3.根据权利要求1所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱左盖板(6)的顶部外壁上设有进水电磁阀(4)。

4.根据权利要求1所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱右盖板(2)的顶部外壁上设有电源模组(11)，电源模组(11)的顶部外壁上连接有市电供电电源线(12)。

5.根据权利要求3所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述进水管路与进水接口(3)的连接处安装有进水过滤网(14)，进水管路上设有针阀式进水阀(16)，针阀式进水阀(16)上还包括进水阀浮筒(15)，且针阀式进水阀(16)位于水箱左盖板(6)的下方。

6.根据权利要求2所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱右盖板(2)的顶部外壁上还分别设有刷壁管路压力变送器(17)和喷射管路压力变送器(21)，且刷壁管路压力变送器(17)和喷射管路压力变送器(21)分别位于刷壁管路真空破坏器(7)和喷射管路真空破坏器(8)的两侧，控制器(10)分别与刷壁管路压力变送器(17)和喷射管路压力变送器(21)相连。

7.根据权利要求2所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱右盖板(2)的底部外壁上设有多点液位开关，多点液位开关包括多点液位开关上液位开关(22)、多点液位开关中液位开关(23)和多点液位开关下液位开关(24)，且控制器(10)与多点液位开关相连。

8.根据权利要求8所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱左盖板(6)的顶部外壁上设有固定机架左安装耳(5)，水箱右盖板(2)的顶部外壁上设有固定机架右安装耳(9)。

9.根据权利要求1所述的坐便器用智能冲水装置，其特征在于，所述水箱箱体(1)靠近底部的一侧外壁上设有排空排水阀(13)，水箱箱体(1)的底部外壁上设有若干个固定机架橡胶垫(27)。

Images