数字电控式调温水龙头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字电控式调温水龙头，该水龙头包括混合腔、出水口和位于所述混合腔两侧的进水管，冷、热水分别通过两侧的进水管进入到所述混合腔中，从所述出水口排出；两侧进水管处均设有用于测试水温的温度传感器以及控制冷、热水流量的自控阀门，所述温度传感器和所述自控阀门与控制模块电连接；所述混合腔中还设有用于增加冷、热水混合效率的叶轮，所述叶轮利用两侧水流的压差绕竖直轴旋转。使用时叶轮浸没在水中，旋转产生机械搅拌的效果并参与导热。本发明专利技术通过在混合腔中设置叶轮，并设计叶轮参与导热，配合进水管位置，大大增加了冷、热水混合效率。

【技术实现步骤摘要】
数字电控式调温水龙头
本技术涉及一种水龙头，尤其涉及一种数字电控式调温水龙头。
技术介绍
在目前家庭当中太阳能热水器使用占有很大的比例，但是太阳能热水器的调节温度方式目前还是凭个人的感觉来转动水龙头进行调节。由于普通太阳能热水器的水温受到日照强度和时间的影响，温度波动范围较大，到了夏季，热水温度高达60多度，容易出现烫伤事故，到了冬天，经过漫长的管道沿路降温，出来的热水温度根本用不了。因此，目前太阳能热水器对温度的调节不够准确，使用起来十分麻烦。本数字电控式太阳能热水器调温水龙头可以简便地替换原普通水龙头即可实现快速精确的水温控制。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上问题，本技术提出一种数字电控式调温水龙头，能够提高冷热水的混合效率，快速准确地调节流出水龙头的水温。技术方案：本技术所采用的技术方案是一种数字电控式调温水龙头，该水龙头包括混合腔、出水口和位于所述混合腔两侧的进水管，冷、热水分别通过两侧的进水管进入到所述混合腔中，从所述出水口排出；两侧进水管处均设有用于测试水温的温度传感器以及控制冷、热水流量的自控阀门，所述温度传感器和所述自控阀门与控制模块电连接；所述混合腔中还设有用于增加冷、热水混合效率的叶轮，所述叶轮绕竖直轴旋转并在水中参与导热。为加速冷热水对流混合，两侧进水管所在的水平位置不同，冷水进水管所在水平面高于热水进水管所在的水平面。一种叶轮的设计方案是，所述叶轮通过竖直连接杆固定安装在所述混合腔的中下部靠近所述出水口处。叶轮固定在中下部有利于提高叶轮所受压差。其中，所述叶轮由碳纤维复合材料或者金属制成。优选的，所述叶轮由热导率100～700W/mK的高导热碳纤维复合材料制成。为了改进刚开始出水时水管中残留冷水造成的流量调温失效，所述混合腔中还设有一套加热装置。所述加热装置采用电加热管，设置于所述叶轮的上方。本技术给出一种自控阀门的结构设计方案，包括内轴步进电机、电机轴和阀门，通过所述控制模块改变阀门打开的角度来控制冷、热水的流量。电机轴穿过进水管，由固定螺母固定位置，阀门为圆形，尺寸与进水管相适应，阀门固定在电机轴上，通过内轴步进电机驱动电机轴旋转来改变阀门的开闭角度；所述步进电机和所述控制模块电连接。进一步的，所述出水口处还设有可控制出水的开关，该设置能够防止水龙头漏水，同时延迟该开关打开还能够使混合腔中的冷热水更充分的混合，进一步提高出水水温的精确度。有益效果：本技术相比现有技术，具有以下有益效果：(1)普通水龙头调试水温会浪费掉大量水资源，本专利技术相比普通水龙头有效节约水资源；(2)本专利技术通过混合腔将一定流量的冷、热水混合后出水，出水水温相比现有的手动调节更加精确；(3)通过在混合腔中设置叶轮，设计叶轮参与导热，配合进水管位置的设计，大大增加了冷、热水混合效率；同时，采用高导热碳纤维复合材料制造的叶轮进一步加快混合速度，更快达到预设水温。本专利技术的水龙头也可以用在太阳能热水器以外的场景中，迅速提供舒适的出水温度。附图说明图1是本专利技术所述的调温水龙头结构示意图；图2是本专利技术所述的混合腔内部结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。本技术所述的数字电控式调温水龙头，其结构示意图如图1所示，包括冷水管16、热水管17、控制模块4、混合腔15和出水口11，冷、热水管侧均设有温度传感器和自控阀门，控制模块4与两个温度传感器以及两个自控阀门电连接。温度传感器1位于冷水管16中，温度传感器探头8从温度传感器1伸出，探入冷水管中，用于探测冷水管中的水温；温度传感器7位于热水管17中，温度传感器探头14从温度传感器7伸出，探入热水管中，用于探测热水管中的水温。位于冷水管16中的自控阀门可以采用电动、气动、液动或电磁驱动等各种方式的可调流量阀门。本例中给出一种具体的结构，包括内轴步进电机3、电机轴2和阀门9，电机轴2穿过冷水管16，由固定螺母10固定位置，电机轴2可绕轴旋转，从而改变阀门9的开闭角度。类似的，位于热水管17中的自控阀门包括内轴步进电机6、电机轴5和阀门13，电机轴5穿过热水管，由固定螺母12固定位置，电机轴5可绕轴旋转，从而改变阀门13的开闭角度。其中，阀门为圆形，大小与圆柱形水管内壁大小一致，与电机轴直接相连。通过两侧的温度传感器将冷、热水的水温信息反馈给控制模块4，控制模块4通过控制阀门的开闭角度来控制进入冷、热水的流量，冷水和热水在混合腔15中混合后从出水口11流出。控制模块4包括控制器和交互按键，用户通过交互按键来设定需要的出水温度。为方便用户，本调温水龙头还包括一个液晶显示模块，设定的出水温度值可以通过显示屏显示出来。为了保证冷热水在混合腔15中充分混合，在混合腔15中下部靠近所述出水口处设有叶轮18，如图2所示。叶轮18通过混合腔上壁向下伸出的连杆固定，在冷热水涌入后受到水流作用而旋转，加速冷热水的混合。叶轮18利用两侧水流的压差旋转，叶轮固定在中下部有利于提高叶轮所受压差。使用时叶轮18浸没在水中，旋转产生机械搅拌的效果并参与导热。叶轮18采用碳纤维复合材料或者金属制成。优选的，所述叶轮由热导率100～700W/mK的高导热碳纤维复合材料制成，进一步提高混合效率。为进一步加速冷热水对流混合，两侧进水管设计在不相同的水平位置，冷水进水管所在水平面高于热水进水管所在的水平面。为了改善刚开始出水时水管中残留冷水造成的流量调温失效，所述混合腔中还设有一套加热装置。所述加热装置采用电加热管20，设置于所述叶轮18的上方。本专利技术所述的调温水龙头在使用时，根据用户输入的温度，通过两侧的温度传感器将冷、热水的水温信息反馈给控制模块4，控制模块4根据处理结果通过控制冷、热水管中的自控阀门来控制冷水和热水的流量。具体的，温度数据经由单片机运算出冷热水流量后，对应控制两侧自控阀门分别运行的时间，阀门与电机轴直接相连，内轴步进电机根据指令启动，旋转上述运行时间以控制阀门打开的角度。随后两侧水流入混合腔15混合，由出水口11流出。不使用时，圆形阀门转到与水管横截面平行位置处，以阻断水流。为防止水龙头漏水，在出水口11处还设有一个可控制出水的开关19。同时，延迟该开关打开还能够使混合腔中的冷热水更充分的混合，进一步提高出水水温的精确度。需要说明的是，本专利技术中水龙头在工作中涉及到的冷热水流量计算以及阀门的控制方法属于现有技术，本专利技术并未提供一种新的计算冷热水混合流量的方法或者新的自控阀门控制方法。根据设定温度，已知待混合的两种液体的比热和温度，通过现有的热力学知识，即可计算出混合的流量比例。控制模块完成上述运算，将该流量换算为自控阀门的开度来完成对自控阀门的控制。在家用安装中，只需将原有水龙头拆除，将本设备固定，两侧分别接上冷热水管，通电运行即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字电控式调温水龙头，其特征在于：该水龙头包括混合腔(15)、出水口(11)和位于所述混合腔两侧的进水管(16、17)，冷、热水分别通过两侧进水管(16、17)进入到所述混合腔(15)中，从所述出水口(11)排出；两侧进水管(16、17)处均设有用于测试水温的温度传感器(1、7)以及用于控制冷、热水流量的自控阀门，所述温度传感器(1、7)和所述自控阀门分别与控制模块(4)电连接；所述混合腔(15)中还设有用于增加冷、热水混合效率的叶轮(18)，所述叶轮(18)绕竖直轴旋转并在水中参与导热。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字电控式调温水龙头，其特征在于：该水龙头包括混合腔(15)、出水口(11)和位于所述混合腔两侧的进水管(16、17)，冷、热水分别通过两侧进水管(16、17)进入到所述混合腔(15)中，从所述出水口(11)排出；两侧进水管(16、17)处均设有用于测试水温的温度传感器(1、7)以及用于控制冷、热水流量的自控阀门，所述温度传感器(1、7)和所述自控阀门分别与控制模块(4)电连接；所述混合腔(15)中还设有用于增加冷、热水混合效率的叶轮(18)，所述叶轮(18)绕竖直轴旋转并在水中参与导热。


2.根据权利要求1所述的数字电控式调温水龙头，其特征在于：两侧进水管(16、17)所在的水平位置不同，冷水进水管所在水平面高于热水进水管所在的水平面。


3.根据权利要求1所述的数字电控式调温水龙头，其特征在于：所述叶轮(18)通过竖直连接杆固定安装在所述混合腔(15)的中下部靠近所述出水口处。


4.根据权利要求1所述的数字电控式调温水龙头，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤文豪，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32