健康節能數字智能飲水機的製作方法

2023-06-17 07:47:16

專利名稱：健康節能數字智能飲水機的製作方法
技術領域：
本發明與熱水飲水機有關。
背景技術：
傳統的熱膽飲水機由於反覆加熱，浪費能源，產生有害健康的"千 滾水"與"陰陽水"。新近流行的無熱膽直熱飲水機，如專利申請公開
號為CN101093101A公開的無熱膽飲水機，有微電腦與出水電磁閥和環 境溫度感應頭連接，殼體內有快速加熱器直接與電源連接。雖然解決了
"千滾水"的問題，但仍存在五大問題①瞬間功率大，對配電要求高， 大多數的功率都在2000瓦以上；②取水時，需要較長時間的等待；◎ 由於冷熱水管相通，仍然存在陰陽水；④通過檢測環境溫度來控制出水 溫度，水溫大多在9(TC以下，很難得到真正的開水；⑤結構複雜，需設 置防幹燒模塊和多個電節點及匹配的單刀多擲開關。

發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單，水只作一次加熱，水溫控制精 確，無陰陽水，耗能低的健康節能數字智能飲水機。 本發明是這樣實現的
本發明健康節能數字智能飲水機，殼體內有原水儲水鬥通過冷水注 入管與加熱膽連通，冷水注入管上有電磁閥，加熱膽中有加熱體通過導 線與電子開關連接，加熱膽壁或底上有水溫傳感器和第一水位傳感器， 加熱膽通過熱水注入管與熱水保溫儲水膽連通，熱水注入管上有水泵， 熱水保溫儲水膽有出水龍頭，保溫儲水膽壁或底上有第二水位傳感器， 殼體內有控制電路板，控制電路板由微處理器與輸入接口和輸出接口連 接組成，直流電源分別與輸入接口、輸出接口和微處理器連接，輸入接 口的輸入分別與設置健盤、水溫傳感器、第一、二水位傳感器連接，輸 出接口的輸出端分別與電磁閥、水泵和電子開關連接。
冷水注入管上有密繞高頻電磁場線圈，其正極端與輸出接口連接， 其負極與直流電源的負極相連，通過高頻電磁場線圈的信號是由微處理器產生並經輸出接口放大的方波信號，頻率為25—35K赫茲。 輸入接口的輸入與水溫水量設置鍵盤連接。
原水儲水鬥有聰明座，原水儲水鬥通過導氣管與加熱膽連接，原水 儲水鬥有冷水出水管，熱水保溫儲水膽有水位顯示器和水溫顯示器。
輸入接口為A/D轉換器，微控制處理器為51系列單片機、輸出接 口由電晶體驅動放大電路組成，加熱體為電熱管或電熱板或電熱膜，熱 水保溫儲水膽為真空玻璃內膽或真空不鏽鋼內膽，水溫傳感器為耐高溫 專用水溫傳感器(如型號DA-01-RS)，第一、二水位傳感器為壓力式或 電容式(如型號RSC-170)，電子開關為電磁繼電器，設置健盤為輕觸按 鈕。
本發明如下優點
1、 加熱膽中的水只作一次加熱，即刻補充到熱水保溫儲水膽中， 完全杜絕了多次加熱產生的耗能與"千滾水"的問題，節約了能源，保 證了飲水的衛生。
2、 加熱時，加熱膽與原水儲水鬥通過加熱膽冷水注入後被電磁閥5 隔離，阻止了加熱膽與原水儲水鬥中水的對流，避免了加熱過程中熱量 的損失，節約了能源，也徹底避免了 "陰陽水"的產生。
3、 由於冷水注入管上有密繞高頻電磁場線圈，水分子為極性分子， 在高頻電磁場作用下，水分子破碎為單個或較小的締合水分子，水中電 偶極子和金屬離子、酸根離子的分子鍵迅速被打亂，破壞了鈣、鎂等金 屬離子與酸根離子生成鹽類沉積物的能力，使水質軟化，從而達到防垢、 除垢的效果。同時水經過高頻電磁場處理變為磁離子活化水，水離子會 產生自旋，使水體保持新鮮，水的溶解力、滲透力、代謝力都增強，有 利於人體健康。
4、 熱水保溫儲水膽中隨時備有製備好了的熱水或開水，克服了目 前直熱飲水機取水時需要長時等待的缺點。同時也克服了直熱飲水機瞬 時功率大的問題，發熱體只需300-500瓦的功率即可滿足日常需要。
5、 使用方便、直觀。由於設計有水位顯示計與水溫顯示器，使用 者一目了然。
6、 結構簡單，水溫控制精確，自動化程度高，操作方便。


圖1為本發明的結構圖。圖2為本發明的控制系統框圖。
圖3為本發明的控制系統^電路原理圖。
具體實施例方式
圖1中本發明一種健康節能飲水機，包含原水儲水鬥1，聰明座
2，冷水出水管3，加熱膽冷水注入管4，加熱膽冷水注入電磁閥5，加 熱膽6，熱水保溫儲水膽7，加熱膽導氣管接頭8，加熱膽導氣管9，加 熱體IO，加熱膽水溫傳感器ll，加熱膽水位傳感器12，保溫儲水膽熱 水補充水泵13，保溫儲水膽水位傳感器15，熱水出水龍頭16，水位顯 示計17，水溫顯示器18，加熱電源電子開關19，加熱電源線20，冷水 出水龍頭21。加熱體10為電熱管，電子開關為電磁繼電器。
加熱膽水溫傳感器11、加熱膽水位傳感器12、保溫儲水膽水位傳 感器15、水溫水量設置鍵盤36的信號通過輸入接口 32輸入到控制電路 板31進行處理。控制電路板31由輸入接口 32、微處理器33、輸出接 口 34、直流穩壓電源35、水溫水量設置鍵盤36組成。輸入接口 32為 獨立元件或置於微處理器中，輸出接口為電晶體驅動放大電路。
輸入接口 32採集如下信號儲水膽、水位，加熱膽水溫、水位， 人工通過鍵盤36設置的加熱水溫、儲水水位。輸出接口 34輸出3路控 制信號控制3個元件的工作加熱膽冷水注入電磁閥5、保溫儲水膽熱 水補充水泵13、加熱電源電子開關19。飲水機的控制系統框圖見附圖2。
高頻電磁場線圈21由漆包銅線繞制而成，為直徑0. 3 0. 5毫米， 一般繞150匝至170匝，線圈的一端與輸出接口線連，另一端與直流電 源35的負極相連。通過高頻電磁場線圈21的信號是由微處理器33產 生的方波信號，頻率為25K-35K赫茲。
圖3為本發明的控制系統電路原理圖。微處理器選用美國Silabs 公司的C8051F351或C8051F351單片機，它是全集成的混合信號系統級 晶片，片內集成了數據採集和控制系統中常用的A/D轉換器，因此無需 再配置A/D轉換器，水溫傳感器與第一、二水位傳感器的信號與微控制 器的引腳AINO.O AINO. 1 AINO. 2 AINO. 3相連。微控制器的輸出引腳 Pl. 0 Pl. 1 Pl. 2 PO. 7通過電阻與三極體(選用2N3904)相連，三極體 的放大輸出作為控制信號電磁閥控制信號，水泵控制信號，加熱電源 控制信號，線圈高頻方波信號。直流電源模塊U2採用美國TI公司的直 流穩壓晶片TPS79333， 5伏直流電源通過穩壓輸出與微處理器的電源引腳相連。微處理器U1的引腳P1.3 P1.4 P1.5作為輸入引腳，分別與設 置健盤的輕觸按鈕S3 S2 Sl相連，輕觸按鈕的另一端均與電源相連。
飲水機的工作過程如下開機通電後，控制電路板31讀取熱水保 溫儲水膽7的儲水水量設置值並與儲水水量當前值進行比較，當儲水量
小於儲水水量設定值時，則計算出應該補充的水量，即進入製取開水的 工作模式。製取開水的工作步驟為1、開啟線圈21的高頻方波信號與 加熱膽冷水注入電磁閥5直到加熱膽6中的冷水注入水量達到熱水保溫 儲水膽7應補充的水量即關閉。2、打開加熱電源電子開關19啟動加熱 體10進行加熱直到水溫達到設定值即關閉加熱體10停止加熱。3、啟 動保溫儲水膽熱水補充水泵13將加熱膽6中已燒好的熱水或開水注入 熱水保溫儲水膽7中進行保溫儲存供使用。當從熱水保溫儲水膽7中取 用開水後控制電路板再次讀取儲水水量，並與儲水水量設定值進行比 較，進入下一循環的製備熱水並補充到熱水保溫儲水膽7的過程。整個 飲水機在控制系統的控制下，隨著熱水保溫儲水膽7中的水被不斷取用 的過程中，不斷重複啟動加熱體10製備開水或熱水並補充到熱水保溫 儲水膽7以被取用。
水位傳感器為RSC—170壓力式傳感器，位於加熱膽和儲水膽的底 部。水溫傳感器為DA—01—RS。
權利要求
1、健康節能數字智能飲水機，其特徵在於殼體內有原水儲水鬥(1)通過冷水注入管(4)與加熱膽(6)連通，冷水注入管(4)上有電磁閥(5)，加熱膽(6)中有加熱體(10)通過導線(20)與電子開關(19)連接，加熱膽(6)壁或底上有水溫傳感器(11)和第一水位傳感器(12)，加熱膽(6)通過熱水注入管(22)與熱水保溫儲水膽(7)連通，熱水注入管(22)上有水泵(13)，熱水保溫儲水膽(7)有出水龍頭(16)，保溫儲水膽(7)壁或底上有第二水位傳感器(15)，殼體內有控制電路板(31)，控制電路板(31)由微處理器(33)與輸入接口(32)和輸出接口(34)連接組成，直流電源(35)分別與輸入接口、輸出接口和微處理器連接，輸入接口(32)的輸入分別與水溫傳感器、第一、二水位傳感器連接，輸出接口(34)的輸出端分別與電磁閥、水泵和電子開關連接。
2、 根據權利要求1所述的飲水機，其特徵在於冷水注入管(4)上 有密繞高頻電磁場線圈(21)，其正極端與輸出接口 (34)相連，其負 極端與直流電源(35)的負極相連，通過高頻電磁場線圈(21)的信號 是由微處理器(33)產生再由輸出接口 (34)放大的高頻交流信號。
3、 根據權利要求1所述的飲水機，其特徵在於輸入接口 (32)的 輸入與水溫水量設置鍵盤(36)連接。
4、 根據權利要求l所述的飲水機，其特徵在於原水儲水鬥(1)有 聰明座(2)，原水儲水鬥通過導氣管(9)與加熱膽(6)連接，原水儲 水鬥有冷水出水管(3)，熱水保溫儲水膽(7)有水位顯示器(17)和 水溫顯示器(18)。
5、 根據權利要求1所述的飲水機，其特徵在於輸入接口為A/D轉 換器，微處理器為51系列單片機、輸出接口由電晶體驅動放大電路組 成，加熱體為電熱管或電熱板或電熱膜，熱水保溫儲水膽為真空玻璃內 膽或真空不鏽鋼內膽，水溫傳感器為耐高溫水溫傳感器，第一、二水位 傳感器為壓力式或電容式傳感器，電子開關為電磁繼電器，設置健盤為 輕觸按鈕，A/D轉換器為獨立元件或置入微處理器中。
全文摘要
本發明為健康節能數字智能飲水機，解決已有飲水機耗能高，水質不良，易結水垢，水溫控制不精確的問題，殼體內有原水儲水鬥(1)與加熱膽(6)連通，冷水注入管(4)上有電磁閥(5)，加熱膽(6)中有加熱體(10)與電子開關(19)連接，加熱膽(6)有水溫傳感器(11)和第一水位傳感器(12)，熱水注入管(22)上有水泵(13)，保溫儲水膽(7)底部有第二水位傳感器(15)，控制電路板的輸入接口(32)的輸入分別與設置健盤(36)、第一、二水溫傳感器、水位傳感器連接，輸出接口(34)的輸出端分別與電磁閥、水泵和電子開關連接。
文檔編號F24H9/14GK101298936SQ20081004540
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月27日 優先權日2008年6月27日
發明者甘國工, 嵐 蔣, 陳良璞 申請人:甘國工