本實(shí)用新型涉及一種閥門，具體涉及一種控溫閥門。

背景技術(shù)：

在日常生活中，常用來調(diào)節(jié)出水水溫的閥門大多采用冷熱水閥門，但是在使用過程中易出現(xiàn)問題，一方面溫度不能精確確定，另一方面在得到合適的水溫前，一般需要先試幾次，這段過程中會(huì)浪費(fèi)一部分水，造成水資源浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，人們需要使用或者飲用的水，溫度都具有一定范圍要求，例如：沖泡蛋白粉的時(shí)候，水溫最好控制在37℃左右；沖泡奶粉的時(shí)候，一般控制水溫在40～50℃為最佳；沖泡檸檬片的時(shí)候，水溫一般在60～70℃比較合適；沖泡咖啡時(shí)，通常深度烘焙適合稍微低溫75°～79℃或中溫80°～82℃，中度烘焙水溫88℃，淺焙的豆子92～93℃；在泡茶的時(shí)候，水溫因茶而異，對(duì)于各種芽葉細(xì)嫩的名茶(綠茶類名茶)，一般以80℃左右為宜。而現(xiàn)有飲水機(jī)的閥門一般都采用雙閥門，一個(gè)冷水閥門，一個(gè)熱水閥門，在使用過程中，只能根據(jù)大致感覺調(diào)節(jié)冷熱水的量選擇適宜的溫度，不能精準(zhǔn)控制用水的溫度。因此，需要設(shè)計(jì)一種出水溫度精確可控的智能控溫閥門系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能控溫閥門系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有閥門系統(tǒng)不能精確控制出水溫度的問題，并有效減少了水資源的浪費(fèi)，構(gòu)造合理、操作簡(jiǎn)單、使用方便。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型提供了一種智能控溫閥門系統(tǒng)，包括分別對(duì)應(yīng)與外部熱水輸送管和冷水輸送管相連的熱水管和冷水管，所述熱水管和冷水管通過三通連接，三通的另外一端為出水管，熱水管和冷水管上設(shè)有流速計(jì)、入口溫度傳感器和雙管聯(lián)動(dòng)閥門，雙管聯(lián)動(dòng)閥門的開啟或關(guān)閉程度由電機(jī)通過齒輪組調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，所述熱水管和冷水管的截面為方形。

進(jìn)一步，所述雙管聯(lián)動(dòng)閥門包括分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在熱水管和冷水管上的兩個(gè)閥門，兩個(gè)閥門使冷水管和熱水管的過水?dāng)嗝娴目偤团c單個(gè)水管的截面面積相等，保證出水管的出水量恒定。

進(jìn)一步，所述齒輪組包括由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)齒輪、帶動(dòng)雙管聯(lián)動(dòng)閥門同步動(dòng)作的兩個(gè)從動(dòng)齒輪以及同時(shí)與主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪嚙合的變速齒輪，所述變速齒輪包括同軸的大齒輪和小齒輪，大齒輪對(duì)應(yīng)嚙合主動(dòng)齒輪，小齒輪對(duì)應(yīng)嚙合兩個(gè)從動(dòng)齒輪。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過變速齒輪和兩個(gè)從動(dòng)齒輪的傳動(dòng)使得兩個(gè)閥門聯(lián)動(dòng)。

進(jìn)一步，主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)100圈，從動(dòng)齒輪帶動(dòng)雙管聯(lián)動(dòng)閥門旋轉(zhuǎn)2周，實(shí)現(xiàn)水管開閉的整個(gè)動(dòng)態(tài)過程。也就是電機(jī)一圈控制了閥門百分之一的截面變化率，基本實(shí)現(xiàn)溫度控制誤差在1度之內(nèi)。

進(jìn)一步，所述熱水管和冷水管上設(shè)有單向閥，防止在三通中的混合水倒流回?zé)崴芑蚶渌苤校绊懭肟跍囟葌鞲衅鲗?duì)于熱水與冷水溫度的精確量測(cè)。

進(jìn)一步，所述出水管上設(shè)有出口溫度傳感器。

有益效果：本實(shí)用新型根據(jù)冷熱水的水溫、流速及過水面積與混合水水溫存在的定量關(guān)系，在冷熱水管上設(shè)置流速計(jì)和溫度傳感器，通過電機(jī)及齒輪組調(diào)節(jié)雙管聯(lián)動(dòng)閥門的開閉程度來調(diào)節(jié)冷熱水的過水面積，從而獲得所需水溫，解決了現(xiàn)有冷熱水閥門不能精確控制出水溫度和持續(xù)保持溫度的情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)日常用水端出水溫度持續(xù)且精確的控制，給日常生活帶來了極大方便，提高了人們的生活品質(zhì)和質(zhì)量，符合智能家居的發(fā)展方向，不僅可用于廚房、衛(wèi)浴等家居生活，也可以用于對(duì)于水溫有較高要求的工業(yè)生產(chǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例：一種智能控溫閥門系統(tǒng)，如圖1所示，由三通7連接的熱水管4、冷水管3和出水管12構(gòu)成，熱水管4和冷水管3相互平行，熱水管4和冷水管3的一端分別通過旋轉(zhuǎn)接頭11對(duì)應(yīng)連接外部熱水輸送管和外部冷水輸送管，另一端與三通7相連。三通7連接出水管12處設(shè)有出口溫度傳感器8，出水管12上設(shè)有出水閥門10。

熱水管4和冷水管3的截面均為方形，水管上皆依次設(shè)有電子流速計(jì)1、入口溫度傳感器2、雙管聯(lián)動(dòng)閥門5和單向閥6。雙管聯(lián)動(dòng)閥門5為分別設(shè)置在熱水管4和冷水管3上且位于同一水平面上的兩個(gè)閥門，兩個(gè)閥門的開啟或關(guān)閉程度由伺服電機(jī)9通過齒輪組100調(diào)節(jié)。具體的，齒輪組100包括由伺服電機(jī)9驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)齒輪101、對(duì)應(yīng)帶動(dòng)兩個(gè)閥門同步動(dòng)作的兩個(gè)從動(dòng)齒輪103以及同時(shí)與主動(dòng)齒輪101、從動(dòng)齒輪103嚙合的變速齒輪102，變速齒輪102包括同軸的一個(gè)大齒輪和一個(gè)小齒輪，變速齒輪102的軸與從動(dòng)齒輪103的軸相互平行且位于同一水平面上，其中，大齒輪與主動(dòng)齒輪101嚙合，小齒輪同時(shí)與兩個(gè)從動(dòng)齒輪103嚙合，保證兩個(gè)從動(dòng)齒輪3同步轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)齒輪101的齒數(shù)為10，變速齒輪102的大齒輪齒數(shù)為100，小齒輪齒數(shù)為10，從動(dòng)齒輪103的齒數(shù)為50，上述齒輪的模數(shù)皆為1。電機(jī)9驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪101轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過變速齒輪102和兩個(gè)從動(dòng)齒輪103的傳動(dòng)使得兩個(gè)閥門聯(lián)動(dòng)，當(dāng)伺服電機(jī)9帶動(dòng)主動(dòng)齒輪101旋轉(zhuǎn)100圈時(shí)，通過變速齒輪102帶動(dòng)從動(dòng)齒輪103從而控制雙管聯(lián)動(dòng)閥門5旋轉(zhuǎn)兩周，實(shí)現(xiàn)閥門從全開啟到全關(guān)閉的過程。

開始使用時(shí)，入口溫度傳感器2分別測(cè)得熱水管4和冷水管3中的水溫，如果所需水溫在熱水管4和冷水管3的最高水溫和最低水溫之外，則開啟出水閥門10，通過伺服電機(jī)9與齒輪組100的傳動(dòng)控制雙管聯(lián)動(dòng)閥門5完全打開熱水管4關(guān)閉冷水管3或完全關(guān)閉熱水管4打開冷水管3，來趨近所需溫度，并通過出口溫度傳感器8測(cè)量出水水溫。如果所需水溫在熱水管4和冷水管3的最高水溫和最低水溫之間，通過計(jì)算冷熱水的比例，確定雙管聯(lián)動(dòng)閥門5的開度，通過伺服電機(jī)9和齒輪組100控制閥門，調(diào)節(jié)冷熱水的混合比。

設(shè)置在熱水管4和冷水管3上的電子流速計(jì)1和入口溫度傳感器2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水管中的水溫和流速，假設(shè)：測(cè)得冷水管3的水溫為T_c，熱水管4的水溫為T_h，冷水管3的水流速度為V_c，熱水管4的流速為V_h，出水口的水溫為T_s，根據(jù)熱力學(xué)可知：

Q_c＝cT_cM_c

Q_h＝cT_hM_h

Q_s＝cT_sM_s

其中：Q_c、Q_h、Q_s分別為冷水、熱水、出水的熱量；M_c、M_h、M_s分別為冷水、熱水、出水的質(zhì)量。

而M＝VAT，式中：V為流體速度，A為過流截面積，T為時(shí)間。出水溫度由冷水和熱水結(jié)合確定，根據(jù)能量守恒定律Q_s＝Q_c+Q_h和質(zhì)量守恒定律M_s＝M_c+M_h，則進(jìn)一步可知：

式中：A_c為冷水的過流截面、A_h為熱水的過流截面。

在未開啟閥門時(shí)，冷水管3與熱水管4的水流速度為零，因此，系統(tǒng)將默認(rèn)V_c＝V_h，則

當(dāng)冷水閥門與熱水閥門的截面為方形時(shí)，則控制截面就轉(zhuǎn)化為控制冷水和熱水閥門的位移。