專利名稱：太陽(yáng)能熱水器上的自動(dòng)上水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于太陽(yáng)能熱水器上的補(bǔ)水器。
目前太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)上水裝置主要有兩大類一類是類似抽水馬桶的形式靠浮球關(guān)水；另一類是利用水的導(dǎo)電原理，設(shè)置一組觸點(diǎn)，測(cè)定水的位置，并通過(guò)電磁閥來(lái)控制開(kāi)關(guān)進(jìn)水。前者會(huì)出現(xiàn)使用時(shí)隨時(shí)進(jìn)水，將熱水器水箱中熱水混冷的缺點(diǎn)。如關(guān)閉進(jìn)水閥，又會(huì)產(chǎn)生新問(wèn)題——可能會(huì)忘開(kāi)進(jìn)水閥，因而達(dá)不到全自動(dòng)的要求。后者缺點(diǎn)有兩個(gè)，一是長(zhǎng)時(shí)間使用后(一年左右)水位觸點(diǎn)會(huì)因水垢等原因?qū)е虏粓?bào)或誤報(bào)水位。二是由于電磁閥是用電磁線圈通電產(chǎn)生吸力拉動(dòng)銜鐵閥芯使閥開(kāi)通，但需保持通電狀態(tài)。電磁線圈斷電后閥芯在回復(fù)彈簧的作用下復(fù)位，將閥關(guān)閉。此類閥一般為直接開(kāi)起式，其作用力一般較大且易泄漏。因其控制器等的最終電源是市電220伏，因長(zhǎng)期在浴室潮濕環(huán)境中使用，會(huì)產(chǎn)生不安全因素。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種全自動(dòng)控制的，安全可靠的自動(dòng)上水器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于自動(dòng)上水器由三部分構(gòu)成——傳感控制器、驅(qū)動(dòng)器、單向控制閥，單向控制閥包括閥體、閥蓋、閥體內(nèi)設(shè)置進(jìn)水腔和出水腔，在進(jìn)水腔和出水腔的橫向位置設(shè)置隔板，隔板與進(jìn)水腔接觸面上開(kāi)設(shè)泄水孔，泄水孔的孔徑大于進(jìn)水孔的孔徑，在泄水孔上方設(shè)置閥芯，閥芯軸向活動(dòng)連接在控制軸末端，控制軸的上端位于閥蓋外，在控制軸上端連接由減速齒輪組、微電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)器，在控制軸的齒輪上連接判斷閥體開(kāi)關(guān)位置的邏輯盤(pán)，邏輯盤(pán)通過(guò)線路與傳感控制器連接。
上述的閥芯為一端面凸輪以及與之固定連接的密封墊，端面凸輪的背部設(shè)置連接桿，連接桿套置在控制軸內(nèi)，控制軸上設(shè)置縱向?qū)虿?，控制軸與端面凸輪間設(shè)置復(fù)位彈簧。
隔板相對(duì)于端面凸輪的接觸面上設(shè)置配合的凸起。
上述傳感控制器包括水位傳感器、單片機(jī)、外圍電路、低電壓報(bào)警電路、驅(qū)動(dòng)電路、單向控制閥開(kāi)關(guān)位置邏輯電路、電池，水位傳感器、低電壓報(bào)警電路、驅(qū)動(dòng)電路、單向控制閥開(kāi)關(guān)位置邏輯電路分別通過(guò)外圍電路與單片機(jī)連接。
在本實(shí)用新型中，邏輯盤(pán)將位置信號(hào)及時(shí)反饋至傳感控制器，通過(guò)微電機(jī)和減速齒輪組驅(qū)動(dòng)控制軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)閥芯上下運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水功能。本單向控制閥的結(jié)構(gòu)為間接開(kāi)啟式，開(kāi)啟作用力小，便于微電機(jī)減速后驅(qū)動(dòng)，其密封也形成自壓式結(jié)構(gòu)，壓力越大，密封越緊，不會(huì)產(chǎn)生低壓滲水、高壓漏水的現(xiàn)象。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于完全意義上的實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制太陽(yáng)能熱水器的上水，使用戶只是在它報(bào)警后更換電池而平時(shí)無(wú)需關(guān)心它。由于使用低功耗設(shè)計(jì)，使一次更換電池的使用壽命超過(guò)半年以上。由于特殊的水位傳感器使用是探頭有更長(zhǎng)的使用壽命，并且單片機(jī)軟件被設(shè)計(jì)為被動(dòng)保護(hù)式即傳感器或線路損壞后自動(dòng)停止上水。該產(chǎn)品還具有低的產(chǎn)品成本和可擴(kuò)充多功能的特點(diǎn)，并且因其獨(dú)立性可同各種新舊太陽(yáng)能熱水器配合使用。
現(xiàn)結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例。


圖1為本實(shí)用新型單向控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型管路安裝圖；圖3為控制原理圖；圖4為電路方框圖；圖5為電路圖；圖6為控制軸旋轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)閥芯隔板的狀態(tài)示意圖；圖7為邏輯盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1控制軸、2齒輪、3邏輯盤(pán)、4密封圈、5端面凸輪、6密封腔、7進(jìn)水孔、8進(jìn)水腔、9密封墊、10泄水孔、11隔板、12密封墊、13出水腔、14復(fù)位彈簧、15閥體、16閥蓋、17位定銷、18導(dǎo)板、19水位傳感器、20水箱連通器、21信號(hào)線、22冷水閥、23混水閥、24太陽(yáng)能熱水器水箱、25自動(dòng)上水器、26進(jìn)水管、27單向閥、28淋浴頭、29凸起、30邏輯盤(pán)座、31開(kāi)區(qū)銅面、32關(guān)區(qū)銅面、33接觸片。
如
圖1所示，隔板11橫向套置在閥體15內(nèi)，隔板11上開(kāi)設(shè)進(jìn)水孔7、泄水孔10，隔板11的下方設(shè)置導(dǎo)板18，使導(dǎo)板18配合在出水腔13的口部，并在隔板11下方連接密封墊12。
控制軸1的上端為半圓型，用以連接齒輪2、邏輯盤(pán)3，控制軸1的下端設(shè)置凸臺(tái)、中心圓孔、未端開(kāi)槽，控制軸1下端套在閥蓋16內(nèi)。
在凸臺(tái)與閥蓋16間設(shè)置密封圈4。端面凸輪5的背部設(shè)有連接桿，連接桿套置在控制軸1的未端中心圓孔內(nèi)，并在連接桿上設(shè)置定位銷17，在端面凸輪5的中心連接密封墊9，復(fù)位彈簧14套置在控制軸1的未端，其頂部位于控制軸1的凸臺(tái)下，底部位于端位凸輪5的背部。上述泄水孔10、端面凸輪5、控制軸1為同軸設(shè)置。
閥體進(jìn)水腔通過(guò)進(jìn)水孔7與密封腔6相連通，在無(wú)泄漏的情況下，兩腔壓強(qiáng)相符。由于密封腔6的截面積是進(jìn)水腔8與出水腔13的和，根據(jù)壓力＝壓強(qiáng)×面積，密封腔的壓力大于進(jìn)水腔的壓力，隔板11在出水腔13上，閥被關(guān)閉。當(dāng)泄水孔密封墊9被打開(kāi)后，由于泄水孔10的面積大于進(jìn)水孔7的面積，故密封腔壓強(qiáng)將下降到接近出水腔的壓強(qiáng)。此時(shí)由壓力＝壓強(qiáng)×面積，密封腔的壓力小于進(jìn)水腔的壓力，隔板11將被推向密封腔，進(jìn)水腔8同出水腔13直接連通，閥被打開(kāi)，一直維持。當(dāng)泄水孔密封9將泄水孔10關(guān)閉后，密封腔6只通過(guò)進(jìn)水孔7與進(jìn)水腔8連接，其壓強(qiáng)將增加，當(dāng)壓力大于進(jìn)水腔8與出水腔13的壓力和時(shí)，隔板11被推向出水腔13，閥被關(guān)閉。
圖2正常上水時(shí)水由進(jìn)水口26，通過(guò)打開(kāi)的自動(dòng)上水器25，單向閥27，水箱連通器20，進(jìn)入太陽(yáng)能熱水器水箱24，當(dāng)水滿后傳感器19接到信號(hào)并通過(guò)信號(hào)線21發(fā)送給自動(dòng)上水器25，自動(dòng)上水器25關(guān)閉。使用太陽(yáng)能熱水器水箱的水，需打開(kāi)閥23便可在28處使用熱水，冷水閥22是調(diào)節(jié)冷水大小控制淋浴頭28處的水溫。使用完畢后將冷水閥22，混水23關(guān)閉。單向閥27是防止進(jìn)水管26停水，水箱水倒流。
圖3中單片機(jī)接收水位傳感器的信號(hào)和本身24小時(shí)為周期的計(jì)時(shí)控制、手動(dòng)控制，根據(jù)程序設(shè)定啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá)和減速齒輪組傳動(dòng)，帶動(dòng)單向控制閥的控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)將閥打開(kāi)或關(guān)閉，當(dāng)控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度角并處于開(kāi)或關(guān)的位置時(shí)由同軸連動(dòng)的開(kāi)關(guān)邏輯盤(pán)反饋信號(hào)到單片機(jī)，單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證單向控制閥的開(kāi)關(guān)正確位置。
圖4中單片機(jī)程序完成上電自檢單向控制閥控制軸開(kāi)關(guān)邏輯盤(pán)的狀態(tài)，并控制驅(qū)動(dòng)電路使驅(qū)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)，單向控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)。開(kāi)始24小時(shí)定時(shí)并每日循環(huán)、檢測(cè)水位傳感器的信號(hào)、檢測(cè)單向控制閥控制軸開(kāi)關(guān)邏輯盤(pán)，及本身的手動(dòng)控制的狀態(tài)。當(dāng)有手動(dòng)上水信號(hào)時(shí)單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路使驅(qū)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)將閥打開(kāi)上水，上滿后水位傳感器給單片機(jī)信號(hào)，單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路使驅(qū)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)將閥關(guān)閉。當(dāng)24小時(shí)定時(shí)到時(shí)，先檢測(cè)水位傳感器是否滿水，滿則不動(dòng)作，不滿則上水。在單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，同時(shí)給電池低電壓報(bào)警電路一信號(hào)，使其檢測(cè)電池電壓是否足夠，不夠則驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，直到更換電池。
圖5中，低電壓報(bào)電路由運(yùn)算放大器LM324，電阻R8、R9、R10，發(fā)光二極管LED，三極管BG2、BG3，電阻R6、R7、R5，二極管D1、D2，音樂(lè)芯片MUSIC IC，蜜鳴器BUZZER組成，驅(qū)動(dòng)電路由電阻R4，三極管BG1，3V馬達(dá)MOTOR，電容C3、C4組成，單向控制閥開(kāi)關(guān)位置邏輯電路由電阻R2、R3，邏輯盤(pán)SW3組成，外圍電路由電阻R1，干簧管SW1，晶振CRYSTAL3278Hz，電容C1、C2，點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)SW2組成。其中，R1、R2、R3均為1M、R4、R7為1K，R5為10K，R6為150K，R8為110K，R90為100K，R10為2K，C1、C2為15PF，C3、C4為0.1UF，D1、D2為IN4001，LED為3MMLED，BG1為8050，BG2為9014，BG3為9015，MUSIC IC為3V。
圖7中，邏輯盤(pán)為敷銅板上腐蝕出開(kāi)區(qū)、關(guān)區(qū)銅面31、32，接觸片33置于邏輯盤(pán)上，并固定于邏輯盤(pán)外，邏輯盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接觸片通過(guò)開(kāi)區(qū)、關(guān)區(qū)分別接通或斷開(kāi)。
權(quán)利要求1.太陽(yáng)能熱水器上的自動(dòng)上水器，其特征在于自動(dòng)上水器包括單向控制閥、驅(qū)動(dòng)器、傳感控制器，單向控制閥包括閥體、閥蓋，在閥體內(nèi)設(shè)置進(jìn)水腔和出水腔，在進(jìn)水腔和出水腔的橫向位置設(shè)置隔板，隔板與進(jìn)水腔接觸面上開(kāi)設(shè)泄水孔，泄水孔的孔徑大于進(jìn)水孔的孔徑，在泄水孔上方設(shè)置閥芯，閥芯軸向活動(dòng)連接在控制軸末端，控制軸的上端位于閥蓋外，在控制軸上端連接由減速齒輪組、微電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)器，在控制軸的齒輪上連接判斷閥體開(kāi)關(guān)位置的邏輯盤(pán)，邏輯盤(pán)通過(guò)線路與傳感控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)上水器，其特征在于所述閥芯為一端面凸輪以及與之固定連接的密封墊，端面凸輪的背部設(shè)置連接桿，連接桿套置在控制軸內(nèi)，控制軸上設(shè)置縱向?qū)虿?，控制軸與端面凸輪間設(shè)置復(fù)位彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)上水器，其特征在于在隔板相對(duì)于端面凸輪的接觸面上設(shè)置配合的凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)上水器，其特征在于所述傳感控制器包括水位傳感器、單片機(jī)、外圍電路、低電壓報(bào)警電路、驅(qū)動(dòng)電路、單向控制閥開(kāi)關(guān)位置邏輯電路、電池，水位傳感器、低電壓報(bào)警電路、驅(qū)動(dòng)電路、單向控制閥開(kāi)關(guān)位置邏輯電路分別通過(guò)外圍電路與單片機(jī)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于太陽(yáng)能熱水器的自動(dòng)上水器,由傳感控制器、驅(qū)動(dòng)器、單向控制閥組成,在單向控制閥的進(jìn)、出水腔橫向設(shè)置隔板,隔板與進(jìn)水腔間設(shè)泄水孔,泄水孔上方設(shè)閥芯,閥芯軸向連接在控制軸末端,控制軸上端連接驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器與傳感控制器相連,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水,性能穩(wěn)定,不會(huì)產(chǎn)生低壓滲水、高壓漏水的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)F24J2/40GK2396343SQ9922955
公開(kāi)日2000年9月13日 申請(qǐng)日期1999年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者傅剛 申請(qǐng)人:黃永立