一种基于沸腾溢出的管线机的制作方法

本发明涉及管线机。

背景技术

管线机是一种壁挂式的饮水机，通常能够提供热水和冷水两种方式。随着生活水平的不断提高，人们越来越关注饮用水质量。对于管线机而言，由于饮水机的供水通常认为是可直接饮用的水，因此目前市场上大部分饮水机对热水加热不够充分，也就是管线机所提供的热水并非烧开的沸水而仅仅是接近烧开的水，比如水加热至97℃或98℃就算是开水了。对于热水加热充分的问题，特别是即热式的管线机，判断水是否烧开非常复杂，现有技术下缺少缺少很好的解决方案。此外，对用户来说，用户需要热水时，通常需要的是烧开的水，而将并未烧开的水当做热水提供难免有作假之嫌。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题：即热式管线机热水加热充分问题。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种基于沸腾溢出的管线机，包括进水机构、加热机构和出水机构；所述进水机构包括储水箱；所述加热机构包括沸水箱和石英管加热器；所述石英管加热器和所述储水箱通过底部的管道连通，使得所述石英管加热器和所述储水箱保持u型连通；所述沸水箱位于所述石英管加热器上方，所述石英管加热器的石英管顶部和所述储水箱最高水位齐平，使得所述石英管加热器的石英管内的水沸腾时溢出至沸水箱；所述沸水箱设置有沸水出口；所述沸水箱的沸水出口连接所述出水机构。

进一步，所述进水机构还包括水位检测机构和进水控制阀；所述水位检测机构，位于所述储水箱内，用于检测所述储水箱内的水位，和所述进水控制阀相连。

进一步，该管线机还包括控制电路；所述石英管加热器、水位检测机构和进水控制阀连接所述控制电路；所述控制电路用于：在指令所述石英管加热器进行加热后，获取所述水位检测机构检测到的所述储水箱水位；当所述储水箱水位低于第一阈值时，指令所述进水控制阀打开以向所述储水箱注水；当所述储水箱水位达到最高水位时，指令所述进水控制阀关闭以停止向所述储水箱注水。

进一步，该管线机还包括控制电路；所述石英管加热器、水位检测机构和进水控制阀连接所述控制电路；所述控制电路用于：在指令所述石英管加热器进行加热后，获取水位检测机构检测到的所述储水箱水位；当所述储水箱水位低于第二阈值时，指令所述石英管加热器停止加热。

进一步，所述出水机构包括出水嘴机构和混合三通管；所述混合三通管包括两个进水口和一个出水口；所述混合三通管的两个进水口分别连接所述储水箱和所述沸水箱；所述混合三通管的出水口连接所述出水嘴机构。

进一步，所述混合三通管连接所述沸水箱的进水口至内部连通的管道直径逐渐缩小，形成对沸水的流量的限流。

进一步，所述出水嘴机构包括出水管道、蒸汽套盘和蒸汽管道；出水管道顶部为连接所述混合三通管的接口，底部为出水嘴；蒸汽套盘环绕出水管道，形成底部开口的蒸汽腔；蒸汽管道一端通过管道连接所述沸水箱的蒸汽出口，另一端连通蒸汽腔。

进一步，所述储水箱的出水口处设置有三通管；所述石英管加热器的进水口通过所述三通管连通所述储水箱；所述沸水箱的沸水出口处设置有双出口切换阀；所述双出口切换阀包括切换入口、第一出口、第二出口和切换机构；所述切换入口连接所述加热机构的沸水出口，所述第一出口连通所述三通管，所述第二出口连通所述出水机构；所述切换入口能够在所述切换机构的驱动下在连通第一出口和连通第二出口之间切换；所述储水箱的出水口通过冷水电磁阀连通所述出水机构。

进一步，该管线机还包括控制电路，所述石英管加热器、双出口切换阀和冷水电磁阀连接所述控制电路；所述控制电路用于：接收消毒指令；在接收到消毒指令后，指令所述双出口切换阀的切换入口和第一出口相连通，并指令加热机构进行加热，同时按一定时间间隔开关所述冷水电磁阀。

本发明的技术效果如下：

1、本发明的结构下，石英管加热器和储水箱通过底部的水管连通，使得石英管加热器和储水箱保持u型连通；沸水箱位于石英管加热器上方，石英管加热器的石英管顶部和储水箱最高水位齐平。也就是说，石英管加热器在未加热或加热不充分的情况下，热水无法从石英管加热器的石英管顶部流出至沸水箱，只有当石英管加热器将石英管内的水加热沸腾后，通过水沸腾时导致石英管顶部的水面波动才能将热水溢出至沸水箱内，因此沸水箱内所流出的水必定是烧开的。

2、本发明的结构下，石英管加热器和储水箱通过底部的水管连通，使得石英管加热器和储水箱保持u型连通。由于储水箱内设置有水位检测机构，由此，可以通过水位检测机构检测石英管加热器的石英管内水位，由此当水位检测机构检测到储水箱内的水位过低时可停止加热，从而避免石英管加热器干烧。

3、本发明的结构下，石英管加热器内的石英管内的热水无法连续溢出至沸水箱，这是因为，当沸水溢出至沸水箱后，导致水位降低，无法再溢出至沸水箱，此时，需要通过储水箱控制进水，直到储水箱的水位回到最高时，才能恢复溢出沸水。由此导致，石英管加热器流向沸水箱的水是间歇式的，从而也导致沸水箱流向出水嘴的沸水也是间歇式的，为此，本发明通过带有限流结构的混合三通管，使得沸水箱流向出水嘴的沸水连续，也通过带有限流结构的混合三通管，避免沸水飞溅的问题。

4、本发明在消毒杀菌时，将热水引入冷水管道，通过按一定时间间隔开关冷水电磁阀，减少通过管道向外排水的水量，从而使得管道内能够维持高温状态进行消毒杀菌。

5、本发明热水和冷水混合后所形成的温水水温为40~50度，适合用户对温水的需求。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例混合三通管的结构示意图。

图3和图4是本发明实施例出水嘴机构的立体结构示意图和剖视示意图。

图5是本发明实施例的控制电路连接关系结构示意图。

其中，1是储水箱，11是进水管，12是进水控制阀，13是储水箱出水口，14是第一三通管，15是第二三通管，16是冷水电磁阀，17是水位检测机构，2是石英管加热器，21是排水管，22是石英管加热器进水口，23是石英管，3是沸水箱，31是蒸汽管，32是双出口切换阀，4是出水嘴机构，41是出水管道，411是出水嘴连接口，412是出水嘴，42是蒸汽套盘，421是蒸汽腔，43是蒸汽管道，431是蒸汽进口，5是混合三通管，51是直管，511是冷水进口，512是混合出口，52是斜管，521是热水进口，522是斜管内部开口，53是混合腔，61是第一管道，62是第二管道，63是第三管道，64是第四管道，65是第五管道，66是第六管道，900是控制电路，901是指令按钮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种带沸水冲刷消毒杀菌的管线机，包括进水机构、加热机构、出水机构和控制电路。进水机构包括储水箱1、进水管11、进水控制阀12和水位检测机构17。加热机构包括沸水箱3和石英管加热器2。出水机构包括出水嘴机构4和混合三通管5。

进水管11的一端通过进水控制阀12连接储水箱1，另一端连接饮用水水源，比如桶装水。水位检测机构17，位于储水箱1内，用于检测储水箱1内的水位。本实施例中，水位检测机构17是设置在储水箱1内的浮球、浮球连杆和传感器所组成浮球式水位检测机构。浮球式水位检测机构为本领域技术人员所熟悉，本说明书不再赘述。水位检测机构17通过控制电路连接进水控制阀12。储水箱1的底部设置有储水箱出水口13。储水箱出水口13设置有单向阀，连接储水箱出水口13的是第一三通管14，也就是，储水箱1的出水口处设置有三通管。第一三通管14的三个开口的连接分别为：第一三通管14的第一个开口连接储水箱出水口13；第一三通管14的第二个开口连接第一管道61；第一三通管14的第三个开口连接第三管道63。

加热机构包括沸水箱3和石英管加热器2。石英管加热器2由石英管23和环绕石英管23的加热器所组成。石英管加热器2的底部设置有排水管21和石英管加热器进水口22。排水管21用于管线机安装调试时排空石英管加热器2内的水。石英管加热器进水口22通过第五管道65、第二三通管15、第三管道63和第一三通管14连接储水箱出水口13，使得石英管加热器2和储水箱1通过底部的水管连通，使得石英管加热器2和储水箱1保持u型连通。沸水箱3位于石英管加热器2上方。石英管加热器2的石英管23顶部伸入沸水箱3内。石英管加热器2的石英管23顶部和储水箱1的最高水位齐平。沸水箱3设置有蒸汽出口和沸水出口。沸水箱3的蒸汽出口连接蒸汽管31。蒸汽管31连接出水嘴机构4的蒸汽进口。沸水箱3的沸水出口处设置有双出口切换阀32。本实施例的沸水箱3起到水汽分离的作用，因此也可以称为水汽分离器。石英管加热器2加热所产生的水蒸汽通过沸水箱3的蒸汽出口，经蒸汽管31，再经出水嘴机构4排出。

双出口切换阀32是一种由切换入口、第一出口、第二出口和切换机构所组成的切换阀。切换入口能够在切换机构的驱动下在连通第一出口和连通第二出口之间切换。切换机构通常为电磁机构。也就是说，双出口切换阀32中，切换入口或者连通第一出口，或者连通第二出口；当切换入口连通第一出口时，与第二出口不连通；当切换入口与第二出口连通时，与第一出口不连通。本实施例中，双出口切换阀32的切换入口连接沸水箱3的沸水出口。双出口切换阀32的第一出口连接第一管道61，并通过第一管道61连接第一三通管14。双出口切换阀32的第二出口连接第二管道62，并通过第二管道62连接混合三通管5。

混合三通管5，如图2所示，由直管51和斜管52所组成。直管51竖直设置，斜管52和直管51斜向交叉。直管51和斜管52内均设置有管腔。直管51和斜管52的管腔相连通。直管51的顶部是冷水进口511，下方设置有混合腔53。混合腔53的下方设置有混合出口512。斜管52的管腔一端是斜管内部开口522，另一端是热水进口521。冷水进口511和热水进口521是混合三通管5的两个进水口，混合出口512为混合三通管5的出水口。热水进口521高于斜管内部开口522。斜管52的管腔通过斜管内部开口522连通混合腔53。斜管52的管腔呈锥形结构，也就是，热水进口521端的直径较大，斜管内部开口522端的直径较小，使得热水进口521至内部连通的管道逐渐缩小。热水进口521通过第二管道62连接双出口切换阀32。因此，混合三通管5连接双出口切换阀32的第二出口的进水口是热水进口521。热水进口521至内部连通的管道逐渐缩小，也就是，混合三通管5连接双出口切换阀32的进水口至内部连通的管道逐渐缩小，通过斜管52逐渐缩小的管腔形成对沸水的流量的限流。此外，混合腔53直径大于斜管内部开口522的直径。具体到本实施例中，混合腔53直径为10毫米，斜管内部开口522的直径为3毫米。

直管51底部的混合出口512连接第六管道66，并通过第六管道66连接出水嘴机构4。直管51顶部的冷水进口511通过第四管道64连接冷水电磁阀16，冷水电磁阀16的两端分别连接第四管道64和第二三通管15。也就是，储水箱1的出水口通过冷水电磁阀16连通出水机构。第二三通管15的三个开口的连接分别为：第二三通管15的第一开口连接第三管道63，并通过第三管道63连通储水箱出水口13；第二三通管15的第二开口连接冷水电磁阀16，并通过冷水电磁阀16和第四管道64连接混合三通管5的冷水进口；第二三通管15的第三开口连接第五管道65，并通过第五管道65连接石英管加热器2。

出水嘴机构4，如图3、图4所示，出水管道41、蒸汽套盘42和蒸汽管道43。出水管道41竖直设置，顶部为出水嘴连接口411，底部是出水嘴412，出水嘴连接口411和出水嘴412之间上下连通。出水嘴连接口411，也就是出水管道41顶部连接混合三通管5的接口，通过第六管道66连接混合三通管5的混合出口512。蒸汽套盘42环绕出水管道41，形成顶部密封、底部开口的蒸汽腔421。蒸汽管道43水平设置。蒸汽管道43的一端为蒸汽进口431，另一端连通蒸汽腔421。蒸汽进口431通过蒸汽管31连接沸水箱3的蒸汽出口。

控制电路，如图5所示，包括处理器，存储器，连接进水控制阀12、水位检测机构17，双出口切换阀32、冷水电磁阀16、石英管加热器2以及指令按钮901。指令按钮901是设置在管线机面板上的控制按钮，包括热水按键、温水按键、冷水按键以及杀菌按键。控制电路的处理器通过执行程序指令完成出热水、温水、冷水以及杀菌消毒功能。具体如下：

当用户按下冷水按键时，控制电路900接收到出冷水指令，然后控制电路900指令冷水电磁阀16打开，此时储水箱1内的冷水经储水箱出水口13内的单向阀，经第一三通管14，再经第三管道63、第二三通管15、冷水电磁阀16、第四管道64，混合三通管5、第六管道66，流入出水嘴机构4，最后从出水嘴412流出。控制电路900指令冷水电磁阀16打开后，开始计时，当到一定时间时，控制电路900指令冷水电磁阀16关闭，此时，从出水嘴412流出的冷水量为200或250毫升。由于储水箱1的水位高于出水嘴412，并且高度差固定，因此，从出水嘴412流出的冷水水速固定，由此可以反推出冷水电磁阀16的打开时间。控制电路900指令冷水电磁阀16打开后，通过水位检测机构17检测储水箱1内的水位，当储水箱1水位低于第一阈值时，指令进水控制阀12打开以向储水箱1注水；当储水箱1水位达到最高水位时，指令进水控制阀12关闭以停止向储水箱1注水。

当用户按下热水按键时，控制电路900接收到出热水指令，然后控制电路900指令石英管加热器2加热，石英管加热器2的石英管23内的水因加热沸腾，由于石英管加热器2的石英管23的顶部高度与储水箱1最高水位齐平，在水沸腾时，因为水面翻腾溢出至沸水箱3。然后沸水箱3内的沸水通过双出口切换阀32的第二开口、第二管道62，经混合三通管5、第六管道66，流入出水嘴机构4，最后从出水嘴412流出。此时水蒸汽则经蒸汽管31，最后通过出水嘴机构4的蒸汽腔421底部开口散出。控制电路900指令石英管加热器2加热时，通过水位检测机构17检测储水箱1内的水位，当储水箱1水位低于第一阈值时，指令进水控制阀12打开以向储水箱1注水；当储水箱1水位达到最高水位时，指令进水控制阀12关闭以停止向储水箱1注水。由于石英管加热器2的石英管23的顶部与储水箱1最高水位齐平，当沸水溢出至沸水箱后，导致水位降低，无法再溢出至沸水箱，此时，需要通过储水箱1控制进水，直到储水箱1的水位回到最高时，才能恢复溢出沸水。由此导致石英管加热器2的石英管23内的沸水无法连续溢出至沸水箱，而是间歇式的。为避免出水嘴412流出的热水也是间歇式的，本实施例，热水通过混合三通管5时，由混合三通管5的斜管52逐渐缩小的管腔进行限流缓冲。混合三通管5的斜管52限流的效果取决于斜管内部开口522的直径。因此，斜管内部开口522的直径与石英管23间歇式溢出的沸水水量相匹配。此外，由于混合三通管5中的混合腔53直径远大于斜管内部开口522的直径，由此，沸水导致管道的空气压力被混合腔53所释放，因此，当热水从出水嘴412流出时，不会因为热水压力导致热水飞溅。此外，石英管23间歇式溢出的沸水是固定的，因此，石英管加热器2加热一定时间就能从出水嘴412流出固定量的热水。

当用户按下温水按键时，控制电路900接收到出温水指令，然后控制电路900指令石英管加热器2加热，并同时指令冷水电磁阀16打开，此时，从第二管道62流入混合三通管5的沸水和从第四管道64流入混合三通管5的冷水在混合三通管5内混合，形成温水。最后温水从出水嘴412流出。控制电路900指令石英管加热器2加热，并指令冷水电磁阀16打开后，通过水位检测机构17检测储水箱1内的水位，当储水箱1水位低于第一阈值时，指令进水控制阀12打开以向储水箱1注水；当储水箱1水位达到最高水位时，指令进水控制阀12关闭以停止向储水箱1注水。

当用户按下杀菌按键时，控制电路900接收到消毒指令，然后指令双出口切换阀32的切换入口和第一出口相连通，并启动石英管加热器2进行加热，同时按一定时间间隔开关冷水电磁阀16。当冷水电磁阀16关闭时，由于热水比重较轻，沸水箱3流出的热水经第一管道61流入第一三通管14，再经第三管道63、第二三通管15、第五管道65以及石英管加热器2之间形成循环，从而将第一管道61、第一三通管14、第三管道63、第二三通管15、以及第五管道65内的水都加热至接近沸腾的状态，从而实现对第一管道61、第一三通管14、第三管道63、第二三通管15、以及第五管道65实现杀菌消毒。由于储水箱出水口13设置有单向阀，因此，热水无法从管道井储水箱出水口13回流至储水箱1内。当第一管道61、第一三通管14、第三管道63、第二三通管15、以及第五管道65内的水都加热至接近沸腾的状态时，打开冷水电磁阀16后，热水经第四管道64、混合三通管5、第六管道66经出水嘴412流出，从而实现对第四管道64和混合三通管5的消毒杀菌。此时，由于第一管道61、第一三通管14、第三管道63、第二三通管15、以及第五管道65内的水位下降较多，储水箱1内的冷水注入管道，导致管道内水温降低，水温降低后无法对第四管道64和混合三通管5起到消毒作用，因此，需要将冷水电磁阀16再次关闭。由此反复操作，最终实现第四管道64和混合三通管5多次热水冲刷，以达到消毒的目的。因此，控制电路需要按一定时间间隔开关冷水电磁阀16。具体来说，比如，冷水电磁阀16关闭25秒，然后打开5秒，再关闭25秒，再打开5秒，以此反复操作。

需要指出的是，本实施例中，无需热水管道的电磁阀，因为在石英管加热器2不工作时，水无法从石英管加热器2的石英管23流入沸水箱3而流出，只有当石英管加热器2工作时，水沸腾后才能从石英管加热器2的石英管23溢出至沸水箱3而流出。

此外，本实施例中，石英管加热器2通过第五管道65、第二三通管15、第三管道63和第一三通管14与储水箱1保存u型连通关系，因此，当石英管加热器2加热时，控制电路900可通过水位检测机构17检测储水箱1内的水位，储水箱1内的水位也就是石英管加热器2的石英管23内的水位，当储水箱1水位低于第二阈值时，指令石英管加热器2停止加热。由此可避免石英管加热器2在水量不足时加热。通常，石英管加热器2自身带有过热保护装置，以避免干烧。因此，本实施例中，石英管加热器2受到双重保护。显而易见地，第二阈值的水位高度低于前述第一阈值的水位高度，第一阈值的水位高度低于储水箱最高水位高度。本实施例中，储水箱最高水位和第一阈值的水位高度差为1厘米，储水箱最高水位和第二阈值的水位高度差为5厘米，储水箱处于最高水位时容量为500毫升。

需要指出的是，本实施例中，控制电路通过管线机面板上的指令按钮接收各种控制指令，本领域技术人员理解，控制电路也可以通过通信模块连接远程服务器，用户可以通过移动终端和远程服务器向控制电路发出各种相应的控制指令，完成出热水、温水、冷水以及杀菌消毒的功能。