專利名稱：全自動電腦開水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于日常生活中使用的帶有電腦的全自動電熱開水器。
電熱開水器是各機(jī)關(guān)、企業(yè)、團(tuán)體、賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校乃至家庭等日常生活中飲用開水的理想設(shè)備。目前市場上常見的結(jié)構(gòu)有浮球閥式，采用冷水區(qū)和開水貯存室分開的沸騰式和采用電磁閥的電控式。普遍的問題是產(chǎn)品檔次低，功能簡單，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不能保證長期使用，維修困難。如不能做到預(yù)置定時燒水，使其無需看管、省時省力；不能做到根據(jù)需要設(shè)置水溫度，使其既可燒開水，又可燒熱水；不能根據(jù)需要設(shè)置開水保溫溫度，如保持在適合徹茶的最佳溫度92℃左右等等，使系統(tǒng)節(jié)約電力；不能做到電子測溫，數(shù)字顯示水溫；不能真正做到控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的簡單化、機(jī)電一體化、智能化和全自動化；另外，現(xiàn)有部分產(chǎn)品還存在陰陽水(生水和開水混合)或水垢等問題。
本實(shí)用新型的目的是采用微電腦智能控制技術(shù)，改進(jìn)電熱開水器的進(jìn)水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電熱開水器多功能、高可靠。
本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是安裝在水箱體5上高低水位開關(guān)4的信號通過接口13進(jìn)入微電腦11，微電腦11對13的信號或?qū)ο到y(tǒng)的加電復(fù)位信號進(jìn)行處理后通過電磁閥通斷接口14控制電磁閥2的通斷，安裝在水箱體5上的溫度傳感器6的溫度信號通過A／D轉(zhuǎn)換接口12進(jìn)入微電腦11，微電腦11對12的信號進(jìn)行處理后，通過驅(qū)動器19和加熱元件7控制燒水或?qū)﹂_水保溫。
本實(shí)用新型使開水器實(shí)現(xiàn)智能化，可以設(shè)置溫度和時間，對于開水器工作中出現(xiàn)故障進(jìn)行報警，并能顯示特定錯誤信息。且系統(tǒng)能夠自動檢測，自動保護(hù)，以確保開水器可靠工作。


圖1為本實(shí)用新型全自動電腦開水器的框圖。
圖中1為進(jìn)水管、2為電磁閥、3為強(qiáng)力磁水器，4為一體化高低水位開關(guān)、5為水箱體、6為溫度傳感器、7為加熱元件、8為出水籠頭、9為排污口、10為排蒸汽口、11為微電腦、12為A／D轉(zhuǎn)換接口、13為轉(zhuǎn)換接口、14為電磁閥斷通接口、15為數(shù)碼顯示器、16為開水狀態(tài)指示燈、17為預(yù)置時間和溫度值的開關(guān)、18為聲音輸出口、19為功率驅(qū)動器、20為漏電監(jiān)視保護(hù)。
圖2為一體化高低水位開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中21為支架、22為銷釘、23為浮球、24為滑桿、25為彈簧、26為墊圈、27為傳動拉桿、28為固定面、29為轉(zhuǎn)軸、30為撥叉、31、32為微動開關(guān)。
圖3為全自動電腦開水器的控制原理圖。
下面結(jié)合圖2說明機(jī)械式一體化高低水位開關(guān)的動作原理固定支架(21)固定在水箱體(5)內(nèi)側(cè)的(28)上，滑桿(24)垂直放在支架(21)的孔中，滑桿兩端各有一銷釘(22)，銷釘(22)中間有浮球(23)，滑桿(24)的上部有控制彈簧(25)和墊圈(26)，滑桿(24)的頂端接有聯(lián)動拉桿(27)，聯(lián)動拉桿(27)控制轉(zhuǎn)軸(29)的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸(29)的一端接有撥叉(30)，撥叉(30)兩側(cè)放置二個微動開關(guān)(31)、(32)。如圖所示，當(dāng)水箱體中水位發(fā)生變化時，浮球23將隨水位的變化沿滑桿24上下浮動。很明顯，當(dāng)水位到達(dá)高水位限時，浮球23因浮力將壓迫上銷釘22使滑桿24向上動作，從而聯(lián)動拉桿27驅(qū)使轉(zhuǎn)軸29順時針旋轉(zhuǎn)一定角度，并帶動撥叉30接通高水位微動開關(guān)31；反之，當(dāng)水箱體5中的水位下降到低水位限時，浮球23因重力壓迫下銷釘22與彈簧25，使滑桿24向下動作，從而聯(lián)動拉桿27驅(qū)使轉(zhuǎn)軸29逆時針旋轉(zhuǎn)一定角度并帶動撥叉30接通低水位微動開關(guān)32。當(dāng)水箱體5中水位處于高低水位限之間位置時，滑桿24相連接的拉桿27、轉(zhuǎn)軸29、撥叉30也將恢復(fù)到初始安裝位置。此時微動開關(guān)31與32均處于斷開狀態(tài)。還需特別說明的一點(diǎn)是在本實(shí)用新型的進(jìn)水系統(tǒng)中還安裝了一個強(qiáng)力磁水器3，它安裝在進(jìn)水電磁閥2的前面或后面，處理和磁化水，以改善水質(zhì)，有益健康；利用磁化水技術(shù)減少水垢，即使生成的松散水垢層用戶也容易沖洗并排除。
以下結(jié)合
圖1和圖3具體說明全自動電腦開水器智能控制原理當(dāng)使用全自動電腦開水器時，首先接通電源，微電腦11即處于初始狀態(tài)。通過LED數(shù)碼顯示器15和狀態(tài)指示燈16顯示特定標(biāo)志，并等待預(yù)置時間和溫度值的開關(guān)17的操作。若用戶需設(shè)置參數(shù)，則進(jìn)入?yún)?shù)預(yù)置過程，即可預(yù)置定時燒水時間t0、預(yù)置燒水溫度T1、預(yù)置保溫溫度上下限T2、T3等等，為用戶使用提供一個方便靈活的選擇機(jī)會。所謂預(yù)置定時燒水，即在設(shè)定的小時數(shù)和分鐘數(shù)后系統(tǒng)自動開始燒水，參數(shù)預(yù)置后微電腦11自動計時自動進(jìn)入規(guī)定的燒開水過程即系統(tǒng)開機(jī)后延遲數(shù)秒后開始自動監(jiān)測，此時T1為開水溫度100℃，T2為保溫下限溫度，例如可設(shè)定在徹茶的最佳溫度92℃，T3為保溫上限溫度如T3＝95℃。
進(jìn)入監(jiān)測過程時，微電腦11將通過溫度傳感器6及其接口12測量水溫并通過LED數(shù)碼顯示器15實(shí)時數(shù)字顯示水溫T。如T大于或等于設(shè)定的上限溫度值，例如T≥T3，則表示水箱體中的水已經(jīng)燒開，″開水″指示燈亮表示水開可以飲用，程序進(jìn)入下述自動保溫過程。否則，″缺水″指示燈亮，程序進(jìn)入自動進(jìn)水過程。
有兩種情況可以開始自動進(jìn)水。第一種是當(dāng)系統(tǒng)剛接通電源，而水箱中水位未達(dá)到高水位限時，微電腦11不檢查低水位微動開關(guān)的狀態(tài)，立即控制輸出接口14(雙向可控硅或繼電器)給進(jìn)水電磁閥2線圈加電，打開進(jìn)水電磁閥門，″缺水″指示燈亮，自來水流入水箱體5內(nèi)，保證通電源使用時將生水加滿水箱。
當(dāng)水箱體中水位降到低水位限時，一體化高低水位開關(guān)4將驅(qū)動低水位微動開關(guān)32接通，微電腦11立即控制輸出接口14(雙向可控硅或繼電器)給進(jìn)水電磁閥2線圈加電，打開進(jìn)水電磁閥門，″缺水″指示燈亮，自來水流入水箱體5內(nèi)。
當(dāng)水箱體中水位到達(dá)高水位限時，高水位微動開關(guān)31接通，微電腦11立即控制輸出接口14使進(jìn)水電磁閥2線圈掉電，關(guān)斷進(jìn)水電磁閥門?！迦彼逯甘緹魷纾詠硭Ｖ沽魅胨潴w5內(nèi)。程序進(jìn)入自動燒水過程(四)，″生水″指示燈亮。
當(dāng)電磁閥門打開進(jìn)水的同時，微電腦11自動開始計時。在較低的水壓條件下，根據(jù)電磁閥的流量和水箱體的容積確定一個時間并適當(dāng)放大數(shù)倍，當(dāng)進(jìn)水時間超過這個限度而高水位微動開關(guān)31仍未接通時，微電腦11將發(fā)出聲光信號報警，蜂鳴器或語音片不斷發(fā)出急促的聲音或語音，LED數(shù)碼顯示器15顯示一個錯誤提示如″ERR1″等，提示用戶進(jìn)水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要及時排除。故障原因可能是1.進(jìn)水水龍頭未打開或水壓太小及停水；2.浮球漏水無法浮起或一體化高低水位開關(guān)出現(xiàn)機(jī)械故障；3.進(jìn)水電磁閥損壞等等。
當(dāng)程序進(jìn)入自動燒水過程時，微電腦11立即控制輸出接口19(雙向可控硅或交流接觸器)使開水器加熱元件7通電加熱?！迳逯甘緹袅?，表示是生水不宜飲用。微電腦11還通過溫度傳感器6及其接口12、LED數(shù)碼顯示器15實(shí)時測量和數(shù)字顯示水溫T。如T＜T1，程序繼續(xù)加熱；當(dāng)T≥T1時，表示水箱中的水已燒至預(yù)定溫度，以T1＝100℃為例，當(dāng)水燒開后，LED數(shù)碼顯示器顯示數(shù)字100，程序自動停止加熱，蜂鳴器或語音片發(fā)出聲響一段時間，通知用戶水已燒開，可以飲用。同時″開水″指示燈亮，程序進(jìn)入自動保溫過程(五)。
需要特別指出的一點(diǎn)是在加熱元件加電的同時，微電腦11自動開始計時。如果在一定時間限度內(nèi)水溫不變或未達(dá)到規(guī)定值，微電腦11將通過聲音輸出接口18自動發(fā)出聲光信號報警，蜂鳴器或語音片不斷發(fā)出急促的聲音或語音，LED數(shù)碼顯示器15顯示一個錯誤提示例如″ERR2″等，提示用戶加熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
當(dāng)″開水″指示燈亮?xí)r，表示水已燒開，用戶可通過出水龍頭8取水。此時程序進(jìn)入自動保溫過程，保證水溫在設(shè)定的T2和T3之間。直至箱中水位下降到低水位限時，程序?qū)⒅貜?fù)進(jìn)行(三)、(四)的進(jìn)水及加熱過程直至用戶關(guān)閉總電源。
當(dāng)″開水″指示燈亮后，微電腦11繼續(xù)通過溫度傳感器6及其接口12、LED數(shù)碼顯示器15實(shí)時測量和數(shù)字顯示水溫。當(dāng)水箱中的水因停止加熱和散熱的原因?qū)е聹囟认陆抵翜囟认孪轙2時，微電腦11立即控制加熱元件7通電，將水加熱至溫度上限T3后停止。從而保持水溫在T2和T3之間變化。
在這個過程中微電腦11將自動開始計錄加熱元件加電將箱體水溫由保溫下限T2加熱至上限的加熱時間 T。顯然這個時間的長短將和水箱中的水量，即水位的高低成正比。對于容積一定的箱體，一定存在一個和最低水位水量相對應(yīng)的加熱時間 T0，如果微電腦11記錄的加熱時間 T≤ T0，說明箱中水位已降至低水位限而一體化高低水位開關(guān)4不能使低水位微動開關(guān)32接通，導(dǎo)致系統(tǒng)控制失靈。此時微電腦11亦將通過聲音輸出口18自動發(fā)出聲光信號報警，蜂鳴器或語音片不斷發(fā)出急促的聲音或語音，LED數(shù)碼顯示器15顯示一個錯誤提示，例如″ERR3″等。在微電腦11上接有漏電監(jiān)視保護(hù)口20，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)漏電時，保護(hù)口20發(fā)出信號。
權(quán)利要求1.全自動電腦開水器有進(jìn)水管(1)，電器閥(2)，強(qiáng)力磁水器(3)，水箱體(5)，加熱元件(7)，出水籠頭(8)，排污口(9)和排蒸汽口(10)，其特征為安裝在水箱體上的一體化高低水位開關(guān)(4)的信號通過接口(13)進(jìn)入微電腦(11)，微電腦對(13)的信號或?qū)ο到y(tǒng)的加電復(fù)位信號處理后，通過電磁閥通斷接口(14)控制電磁閥的通斷，安裝在水箱體上的溫度傳感器(6)的溫度信號通過A/D轉(zhuǎn)換接口(12)進(jìn)入微電腦，微電腦對(12)的信號進(jìn)行處理后，通過功率驅(qū)動器(19)和加熱元件控制燒水或?qū)﹂_水保溫。
2.按權(quán)利要求1所述的開水器，其特征為在微電腦上接有數(shù)碼顯示器(15)和狀態(tài)指示燈(16)。
3.按權(quán)利要求1所述的開水器，其特征為在微電腦上接有預(yù)置時間和溫度值的開關(guān)(17)。
4.按權(quán)利要求1所述的開水器，其特征為在微電腦上接有聲音輸出口(18)。
5.按權(quán)利要求1所述的開水器，其特征為在微電腦上接有漏電監(jiān)視保護(hù)口(20)。
6.按權(quán)利要求1所述的開水器，其特征為所說的一體化高低水位開關(guān)的固定支架(21)固定在水箱體(5)內(nèi)側(cè)的(28)上，滑桿(24)垂直放在支架(21)的孔中，滑桿兩端各有一銷釘(22)，銷釘(22)中間有浮球(23)，滑桿(24)的上部有控制彈簧(25)和墊圈(26)，滑桿(24)的頂端接有聯(lián)動拉桿(27)，聯(lián)動拉桿(27)控制轉(zhuǎn)軸(29)的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸(29)的一端接有撥叉(30)，撥叉(30)兩側(cè)放置二個微動開關(guān)(31)、(32)。
專利摘要全自動電腦開水器采用電磁閥、單個強(qiáng)力磁水器、一體化高低水位開關(guān)、微電腦智能控制器、溫度傳感器和水箱體加熱元件的有機(jī)組合，改進(jìn)電熱開水器的進(jìn)水控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由微電腦進(jìn)行監(jiān)控，使得預(yù)置燒水時間和燒水溫度、自動檢測、自動進(jìn)水、自動燒水、自動保溫、各種數(shù)據(jù)顯示和故障報警等集于一體。保證了開水器的可靠工作。
文檔編號F24H1/00GK2169811SQ9320891
公開日1994年6月22日 申請日期1993年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月12日
發(fā)明者李聲沛, 孫錫茂, 卿德奎, 忻寶祿 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所