專利名稱：供水溫度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體混合裝置。(國際分類入F16K11/00)可將兩種不同溫度的水(或其它液體)自動(dòng)混合到任意設(shè)定的溫度值。應(yīng)用在浴室或其它需要定溫供水(液)的各種場合。
對相同發(fā)明的描述同類裝置中，一般是采用波紋管，利用其熱漲冷縮的特性，通過連桿和閥芯來改變冷水通路和熱水通路的管道阻力，從而改變冷、熱水的流量配比，達(dá)到定溫供水的目的。(參見中國專利87215790號“浴水溫度自動(dòng)穩(wěn)定裝置”)在這類裝置中，波紋管既是感溫元件又是閥芯驅(qū)動(dòng)力源。由于沒有附加力源，驅(qū)動(dòng)力略顯不足。為了增加動(dòng)作力度，波紋管內(nèi)需充以低沸點(diǎn)介質(zhì)。
原型的批判原型裝置在應(yīng)用中存有下述不足1、控溫精度受進(jìn)入裝置的兩種水的溫度和壓力變化影響較大，因此往往需要設(shè)立前置的穩(wěn)溫和穩(wěn)壓裝置。
2、輸出流量的變化也會(huì)影響混合水的溫度穩(wěn)定。大流量和小流量時(shí)，溫度有較大偏差。
3、易結(jié)垢，維護(hù)工作量較大。
4、調(diào)整不易。要憑經(jīng)驗(yàn)和感覺直接在現(xiàn)場調(diào)試，不能遙測遙控。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠消除上述缺點(diǎn)的全自動(dòng)的、可在遠(yuǎn)處調(diào)控的供水溫度調(diào)節(jié)裝置。達(dá)到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)省各種材料、節(jié)省人力的目的。
發(fā)明實(shí)質(zhì)本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是一套特殊設(shè)計(jì)的、機(jī)電結(jié)合的電子控溫裝置。它用測溫探頭來代替原型中的波紋管來獲取溫度信號，將信號送入控制儀表，并和設(shè)定值進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果，控制儀表可以輸出正向或反向直流電流，來改變特制直流電動(dòng)閥門的開度大小，從而改變冷水和熱水的流量配比，達(dá)到穩(wěn)定出水溫度的目的。
圖表清單附

圖1 供水溫度調(diào)節(jié)裝置全貌圖附圖2 受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥機(jī)械結(jié)構(gòu)圖附圖3 受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥限位電路附圖4 控制儀表原理框圖發(fā)明實(shí)施要點(diǎn)本發(fā)明由測溫探頭、控制儀表及受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥三個(gè)主要部分，經(jīng)管路、管件、導(dǎo)線等附件按照特定要求連接、組配，而構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。裝置全貌參見附圖1。
首先，應(yīng)用現(xiàn)場應(yīng)該滿足“具備熱水水源和冷水水源”這樣一個(gè)起碼條件。并且兩者還應(yīng)當(dāng)具有一定的壓力，能夠保證用量需要。受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(3)串接在冷水支路和熱水支路中水頭壓力較大的一條支路中。對于水頭壓力較小的支路不做控制。冷水和熱水沿各自支路進(jìn)入三通(7)而互相混合。(圖中箭頭所指方向?yàn)樗鞣较?為了加速混勻過程，在三通(7)的出口后面、匯水管路的前緣，設(shè)置縮徑段(5)。(或者在該位置加裝節(jié)流孔板)縮徑段的后面，裝設(shè)插入式的測溫探頭(8)(一只或數(shù)只)。通過導(dǎo)線(4)接到控制儀表的信號輸入端;而受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的兩個(gè)電源端子，則通過導(dǎo)線(2)接到控制儀表的控制輸出端，來接受工作指令。逆止閥(9)的作用是防止冷、熱水由于壓力不均衡而出現(xiàn)的互相串?dāng)n現(xiàn)象的發(fā)生。也可以用在該位置上串接一只截止閥或電磁閥(只需要一只)的辦法來起同樣的作用?？刂苾x表(1)根據(jù)情況裝在易觀察、易操縱的部位。
受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是本裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要由直流伺服電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)和閥門等部分構(gòu)成。在實(shí)施例中(參見附圖2)，閥門(1)選擇為球閥形式，在球閥的驅(qū)動(dòng)軸上，裝有蝸輪(4)。它與蝸桿(8)形成一套蝸輪減速機(jī)構(gòu)。直流伺服電機(jī)(2)通過另一級蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)(7)和蝸桿(8)連軸轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)架(9)起支撐電機(jī)和減速器的作用，把它用螺栓或其它方法固定在閥門體上。以保證伺服電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩通過減速機(jī)構(gòu)，逐級傳遞到閥門的驅(qū)動(dòng)軸上，帶動(dòng)閥芯做開、關(guān)動(dòng)作。限位機(jī)構(gòu)由限位器支架(6)限位開關(guān)(5)、和撥叉(3)構(gòu)成。它的作用是當(dāng)閥門芯體運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)(全打開或全關(guān)閉)，自動(dòng)切斷電源，避免過位。限位開關(guān)共兩只，它們在支架(6)上的安放位置，應(yīng)該保證當(dāng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)到全關(guān)和全開狀態(tài)時(shí)，固定于蝸輪上的撥叉(3)能各觸到一只限位開關(guān)的觸頭。限位機(jī)構(gòu)的工作原理參見附圖3。圖中K1、K2為常閉式限位開關(guān)，D1、D2為能夠適應(yīng)伺服電機(jī)工作電壓和工作電流要求的整流二極管，F(xiàn)代表直流伺服電機(jī)，A、B為電流輸入端。工作過程為當(dāng)電源輸入極性是A為正、B為負(fù)時(shí)，D2處于反向阻斷狀態(tài)。電流流動(dòng)路途為A→D1→K1→F→B;當(dāng)電源輸入極性是A為負(fù)，B為正時(shí)，D1處于反向阻斷狀態(tài)。電流流動(dòng)方向?yàn)锽→F→K2→D2→A。每種情況下，電源只從一只限位開關(guān)的觸點(diǎn)流過。為了能實(shí)現(xiàn)限位，只要讓閥芯向任何方向動(dòng)作時(shí)(打開或關(guān)閉)，撥叉將要會(huì)觸到的那只限位開關(guān)，是正在流過電流的一只，就可以了。
控制儀表的原理和結(jié)構(gòu)在很大程度上等同于一般的電子控溫儀表?？梢圆捎酶鞣N類型電路形式(分立、集成、單片……)無論采用何種類型電路，都必須具備如圖4，原理框圖所示的各項(xiàng)單元電路，及制約關(guān)系。與一般控溫儀表稍有不同的是本裝置的驅(qū)動(dòng)單元電路，提供的不只是控制繼電器的通和斷。而還要求，向外輸出一個(gè)直流電源。并且應(yīng)有三種輸出狀態(tài)，分別是正向、反向和斷開。來對應(yīng)檢測溫度與設(shè)定溫度之間可能出現(xiàn)的三種比較關(guān)系高于(＞)、低于(＜)和近似等于(≈)。受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與控制儀表引線的連接正確與否的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)是當(dāng)儀表從探頭上檢沒到的溫度值高于人為設(shè)定值時(shí)，電動(dòng)閥的動(dòng)作方向是正在改變這種趨勢(加大冷水流量或減少熱水流量)。反之亦然(減少冷水流量或加大熱水流量)。而當(dāng)兩個(gè)溫度值相近時(shí)，又能夠中斷供電。這樣，可以減少電動(dòng)機(jī)的反復(fù)起動(dòng)次數(shù)，延長電動(dòng)閥的壽命。但控溫精度也相應(yīng)降低，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)精度要求。來調(diào)整比較電路的翻轉(zhuǎn)上、下限間隔。以求最佳效果。
測溫探頭是將溫敏器件(熱敏電阻、PN結(jié)溫度傳感器、熱電偶等均可)封裝在防水保護(hù)殼內(nèi)，引出接線而構(gòu)成。保護(hù)殼盡量做到壁薄、體小，以減小熱慣性。其形狀還應(yīng)充分考慮到安裝的方便性。本裝置在實(shí)地應(yīng)用時(shí)，每套可以只配用一只測溫探頭;但為了消除管路斷面上溫度樣度所造成的測溫誤差，也可以使用兩只或多只，并盡量在同一斷面上，沿管壁園周均勻布放。
技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果本發(fā)明和為了相同目的而設(shè)計(jì)的各種供水調(diào)溫裝置相比，有如下技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
和純機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝置比，本發(fā)明有控溫準(zhǔn)確、調(diào)溫簡便、能遠(yuǎn)距離操縱、過流部件不易結(jié)垢、壓力損失小、對來水的溫度和壓力沒有特殊要求、混合水溫度恒定等效果。和一般的電子調(diào)溫裝置相比，本發(fā)明可以擯除巨大的混水容器。因而占地小、用材少。且調(diào)溫過程快，從開機(jī)至達(dá)到所要求的溫度這段時(shí)間，普通電子調(diào)溫裝置需要數(shù)小時(shí)，本發(fā)明縮短到只有十幾秒。可以減少水源、能源和時(shí)間的浪費(fèi)。
權(quán)利要求
1.一種可以調(diào)節(jié)混合水溫度的液體混合裝置。由測溫探頭、控制儀表、受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等主要部件，經(jīng)管路、管件、導(dǎo)線等附件組配而成。
2.如權(quán)項(xiàng)(1)所述，本裝置的組配特征是受控直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在兩條進(jìn)水支路中的一條上。另一條支路上不進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)項(xiàng)(2)所述，安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的支路，是事先已知為水頭壓力較大的支路。
4.在匯合點(diǎn)后面、匯水管路的前緣，采用縮徑的方式來加速水(液)的混合過程。
5.如權(quán)項(xiàng)(1)所述，裝置中采用了專用的直流電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。其特征為利用直流何服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過減速裝置(一級或數(shù)級)帶動(dòng)閥門做打開、關(guān)閉動(dòng)作。也可以停止在任何中間位置。
6.如權(quán)項(xiàng)(1)所述，控制儀表通過三種輸出方式，控制電動(dòng)閥門的動(dòng)作，分別為正向、反向和停止供電。
全文摘要
本發(fā)明是一種供水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。應(yīng)用于浴室或其它需要定溫供水(液)的各種場合。由于采用了特殊的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并提出了特殊的管路組配方案。因而可以不用任何混水容器，直接混合成所要求的溫度值。能夠收到節(jié)水、節(jié)能、節(jié)省占地和節(jié)省建筑投資的效果。
文檔編號F24D17/00GK1064146SQ9111141
公開日1992年9月2日 申請日期1991年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月10日
發(fā)明者李穆然 申請人:李穆然