CN2430589Y

CN2430589Y - 自控恒温恒流混水阀门

Info

Publication number: CN2430589Y
Application number: CN 00242067
Authority: CN
Inventors: 王玉洁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2001-05-16
Anticipated expiration: 2010-07-14

Abstract

本实用新型为一种自控恒温恒流混水阀门,包含三通阀门,三通阀门阀芯轴端的步进电机,以单片机为核心的用于控制、驱动步进电机的主控制电路和电源电路,步进电机在主控制电路的控制下可实现温度、流量的自动调节。该阀门具有调节灵敏、调节精度高、自动化程度高、节水节能、使用舒适、方便等优点,且使用安全,无触电之忧,是混水阀门中理想的替代产品,可广泛适用于太阳能热水器、贮水式电热水器、煤气热水器等。

Description

自控恒温恒流混水阀门

本实用新型涉及一种阀门，具体为能自动控制、自动调节输出流体的温度、流量的混合阀门，主要用于太阳能热水器、贮水式电热水器、煤气热水器等需要恒温恒流控制的场合。

现有的混水阀门通常为机械式结构，其不但结构复杂，而且调节不灵敏，调节精度低，特别是混水阀到喷头有一定的流程，沐浴者的感觉严重滞后于调节，所以，在调整过程中水温时冷时热，给沐浴者带来不便。

本实用新型的目的为提供一种由单片机控制的能实现恒温恒流自动调节的混水阀门。

本实用新型是采用如下措施实现的：该自控恒温恒流混水阀门包含壳体、固定于壳体内其冷、热水入口混水出口伸出壳体外的三通阀体，三通阀体的冷、热水入口内有由密封圈、静阀片、动阀片、驱动动阀片的轴、套于轴上并与阀体螺纹固定的轴套构成的阀芯总成，本实用新型在壳体内阀芯总成的轴端固定有步进电机，壳体内同时设有控制、驱动步进电机的电路总成，电路总成由主电路和电源电路组成，主电路包含其内预置有程序的单片机，与单片机连有接口芯片，接口芯片的回扫信号输入端口RL0-RL7连有温度、流量设置按钮，该按钮置于壳体面板上，接口芯片的扫描信号输出端口SL0-SL3依次接有显示器数位译码芯片、显示位驱动芯片，接口芯片显示数据输出端口B0-B3、A0-A3接有显示器段驱动芯片，显示器置于壳体面板上，单片机的TXD、RXD端接有测温元件(数字温度计)，该测温元件置于一金属圆桶内，金属圆桶密封置于三通阀体混水出水管侧面所开的孔内，单片机的输出端口P1．0-P1．7接有步进电机驱动芯片，电源电路提供5V电源。电源电路包含由变压器、整流电路、滤波电容、稳压芯片构成的供电主回路，在整流电路的输出端设有由充电芯片TA8523F和充电电池串联而成的备用电源回路，在充电电池正极与供电主回路的输出端设有由开关KG、电阻R、三极管T构成的备用电源启动控制回路，在电源电路中还设有一端经开关KG与充电电池正极相连、另一端与单片机INTO端相连的电压检测芯片TA8505，在变压器前增设有与变压器相连、控制端经开关KG并联于充电电池两端的控制开关。

本实用新型提供了一种微电脑控制的全自动恒温恒流混水阀门，它具有调节灵敏、调节精度高、自动化程度高、节水节能、使用舒适、方便等优点，且使用安全，无触电之忧，是混水阀门中理想的替代产品，可广泛适用于太阳能热水器、贮水式电热水器、煤气热水器等。

附图说明：

图1为本实用新型外观结构示意图；

图2为本实用新型电路总成控制多个混水阀门的结构示意图；

图3为混水阀门结构图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为测温元件的固定结构示意图；

图6为步进电机与阀门的固定结构示意图；

图7为图6的剖视图；

图8为单体混水阀门的主电路原理图；

图9为控制多个混水阀门的主电路原理图；

图10／为电源电路原理图；

结合附图对本实用新型进一步描述如下：该自控恒温恒流混水阀门包含壳体1、固定于壳体内其冷、热水入口、混水出口伸出壳体外的三通阀体2，三通阀体的冷、热水入口内有由密封圈3、静阀片4、动阀片5、驱动动阀片的轴6、套于轴上并与阀体螺纹固定的轴套7构成的阀芯总成，本实用新型在壳体内阀芯总成的轴端固定有步进电机8，壳体内同时设有控制、驱动步进电机的电路总成，电路总成由主电路和电源电路组成，主电路包含其内预置有程序的单片机，与单片机相连设有接口芯片，接口芯片的回扫信号输入端口RL0-RL7连有温度、流量设置按钮，该按钮置于壳体面板上，接口芯片的扫描信号输出端口SL0-SL3依次接有显示器数位译码芯片、显示位驱动芯片，接口芯片显示数据输出端口B0-B3、A0-A3接有显示器段驱动芯片，显示器置于壳体面板上，单片机的TXD、RXD端接有测温元件DS1820(数字温度计)，该测温元件置于一金属圆桶10内，金属圆桶10密封置于三通阀体混水出水管侧面所开的孔11内，单片机的输出端口P1．0-P1．7接有步进电机驱动芯片，电源电路包含由变压器、整流电路、滤波电容C、稳压芯片构成的供电主回路，在整流电路的输出端设有由充电芯片TA8523F和充电电池串联而成的备用电源回路，在充电电池正极与供电主回路的输出端之间设有由开关KG、电阻R、三极管T构成的备用电源启动控制回路，在电源电路中还设有一端经开关KG与充电电池正极相连、另一端与单片机INTO端相连的电压检测芯片TA8505，用于检测充电电池的电压状况，在变压器前增设有与变压器相连、控制端经开关KG并联于充电电池两端的控制开关JQX-10B。本实用新型主电路在接口芯片B0-B3、A0-A3端口的显示段驱动芯片的输出端与扫描信号输出端口的显示器位驱动芯片的输出之间设有工作显示二极管和语音报警芯片HY-88。本实用新型的电路总成可控制单个阀门，这时，电路总成、步进电机控制的三通阀门都固定于壳体内，行成单体阀门。本实用新型的电路总成也可同时控制多个阀门，这时，除电路总成中的显示器、按键、开关、阀门、感温元件、步进电机位于各阀门壳体内，电路总成的其余部分置于另外一壳体内，电路总成与各受控阀门之间按电路连接关系由导线连接，这样，由一台共用的电路总成控制多个阀门，大大节约成本，在这种情况下，在单片机的输出端口P2．1-P2．3设有译码芯片74LS138，用于识别和控制不同的受控阀门。可以看出，在不超出本实用新型权利要求的情况下，本申请在结构上可有单体、多体的不同变型，自然地主电路也有相应的变化。本实用新型电路总成中的单片机、接口芯片及所用的其它各种芯片可选用多种可兼容的不同型号，单片机还可选用89C51、MCS-51系列、MCS-96系列，接口芯片还可选用8279、8255、8155、8212、8251，显示译码芯片可选用74LS138、74LS139，显示驱动芯片可选用BIC8708、8718、8728，步进电机的驱动芯片可选用BIC8708、ULN2068、 SN75068，测温元件可选用DS1820、DS1620、DS1621、DS1623、DS1821，电源电路中的稳压芯片选用L78MR05。不同的芯片特别是不同的单片机和接口芯片，根据其初始化及软件内部设定的不同，其相同功能的端口的位置会有所不同，因此，本实用新型在不超出权利要求的范围内，由于选用不同的芯片电路总成可容易地有不同的变型。本实用新型为提高测温元件的测量准确性，放置测温元件的圆桶的下半部一侧做成平面，感温元件紧贴于该平面内壁。本实新型为进一步提高整机的自控程度，在接口芯片的回扫信号输入端口接有人体感应开关芯片SX-3，沐浴过程中人暂时离开时，SX-3感知并向单片机送一信号，单片机向步进电机发出信号，暂时关闭冷热水，当人再次靠近阀门时，SX-3感知并重新打开阀门。本实用新型工作过程如下：插上电源插销，按下面板上的开关(电源电路中的开关)，电源电路中的控制开关带电，电源电路开始供电，单片机开始工作，系统复位、初始化后安装于混水口处的测温元件在单片机的控制下测温，并将结果送至单片机，经过运算、判断，对步进电机发送控制信号，具体调整过程是：单片机向测温元件发测温命令，测温元件接到命令后把当前的温度变成数字信号送至单片机，并在显示器上显示该实测温度，当有人体靠近时步进电机在单片机内部软件的控制下经驱动芯片动作，打开冷、热水阀门，混水出口开始出水，这时，单片机通过TXD口向测温元件发出测温命令，测温元件将测得的出水温度信号经RXD口送至单片机，单片机将测量结果与设定温度比较，当发现温度偏高或偏低，则向阀体中的步进电机发调整命令，调整冷、热水达到恒温并在显示器上显示该实测温度。当沐浴者通过按钮改变设定温度、流量，或由于冷、热水的水压、温度发生变化时，单片机均可通过测温、比较、自动调节使输出恒温恒流，整个调整过程一般需要几秒钟。当出现特殊情况(如停冷水或热水)，整机无法自动调节时，在单片机内的软件的控制下，报警电路报警。使用中出现停电现象时，电源电路中的备用电源启动电路中的三极管导通，备用电源供电。当电压检测芯片检测到充电电池欠压时，其向单片机的INTO端给出信号，单片机控制步进电机关闭冷、热水阀门，关闭整机。本实用新型在正常供电时，充电电池处于充电状态。本实用新型在电源电路变压器前增设的控制开关，其线圈由充电电池供电，电源电路中的开关可直接控制220V电源的通断，实现弱电控制强电。本实用新型应用的特殊性要求其壳体采用防水、防潮措施。

Claims

1、一种自控恒温恒流混水阀门，包含壳体1、固定于壳体内其冷、热水入口、混水出口伸出壳体外的三通阀体2，三通阀体的冷、热水入口内有由密封圈3、静阀片4、动阀片5、驱动动阀片的轴6、套于轴上并与阀体冷、热水入口螺纹固定的轴套7构成的阀芯总成，其特征为：在壳体内阀芯总成的轴端固定有步进电机8，壳体内同时设有控制、驱动步进电机的电路总成，电路总成由主电路和电源电路组成，

主电路包含其内预置有程序的单片机，与单片机相连设有接口芯片，接口芯片的回扫信号输入端口RL0-RL7连有温度、流量设置按钮，该按钮置于壳体面板上，接口芯片的扫描信号输出端口SL0-SL3依次接有显示器数位译码芯片、显示器位驱动芯片，接口芯片显示数据输出端口B0-B3、A0-A3接有显示器段驱动芯片，显示器置于壳体面板上，单片机的TXD、RXD端接有测温元件，该测温元件置于一金属圆桶10内，金属圆桶10密封置于三通阀体混水出水管侧面所开的孔11内，单片机的输出端口P1．0-P1．7接有步进电机驱动芯片，

电源电路包含由变压器、整流电路、滤波电容C、稳压芯片构成的供电主回路，在整流电路的输出端设有由充电芯片TA8523F和充电电池串联而成的备用电源回路，在充电电池正极与供电主回路的输出端之间设有由开关KG、电阻R、三极管T构成的备用电源启动控制回路，在电源电路中还设有一端经开关KG与充电电池正极相连、另一端与单片机INTO端相连的电压检测芯片TA8505。

2、如权利要求1所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：该阀门的电路总成可同时控制多个阀门，这时，除电路总成中的显示器、按键、开关、阀门、感温元件、步进电机位于各阀门壳体内，电路总成的其余部分置于另外一壳体内，电路总成与各受控阀门之间按电路连接关系由导线连接，同时在单片机的输出端口P2．1-P2．3设有译码芯片74LS138。

3、如权利要求1、2所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：在电源电路的变压器前增设有与变压器相连、控制端经开关KG并联于充电电池两端的控制开关JQX-10B。

4、如权利要求1、2所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：主电路在接口芯片B0-B3、A0-A3端口的显示器段驱动芯片的输出端与扫描信号输出端口的显示器位驱动芯片的输出之间设有工作显示二极管和语音报警芯片HY-88。

5、如权利要求1、2所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：放置测温元件的圆桶的下半部一侧做成平面，感温元件紧贴于该平面内壁。

6、如权利要求1、2所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：在接口芯片的回扫信号输入端口接有人体感应开关芯片SX-3。

7、如权利要求1所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：单片机选用89C51。

8、如权利要求1所述的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：单片机还可选用MCS-96系列。

9、如权利要求1所述评的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：接口芯片选用8279。

10、如权利要求1所述评的自控恒温恒流混水阀门，其特征为：接口芯片还可选用8255。