厨房管道自动除垢装置研究

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摘要：1.引言 现如今家居正逐渐走向智能化，智能家居作为物联网、云计算、人工智能三大关键技术的应用载体，有着很高的前景。相关的物联网政策不断出台为智能家居行业提供了强大的支

1.引言

现如今家居正逐渐走向智能化，智能家居作为物联网、云计算、人工智能三大关键技术的应用载体，有着很高的前景。相关的物联网政策不断出台为智能家居行业提供了强大的支撑，核心技术的进步和相关工业体系的完善是行业发展的主要基础。因为切合智能生活、大数据、万物互联等众多概念，智能家居产业被越来越多的人所关注。

本文研究的是对家庭管道进行结构设计和电子设备的安装，设计基于家庭使用滤网的不方便性和智能生活的需求。应用了传感器元件，PLC自动控制模块，使设备实现了根据压力大小和时间长短，来控制自动清理管道功能。

在使用水池时，污垢和污水共同流到设备内部管道的滤网上，过滤网堵塞时，压力传感器达到某一个调节闸值，压力传感器产生电信号，控制PLC使电机推动活塞向前推进运动，将污垢推送至大水管进行排出，当过滤网部分堵塞时没有达到压力闸值，压力传感器无法产生电信号每隔8个小时，时间继电器开始工作，产生电信号，使电机推动活塞进行往复运动，排除污垢。从家庭管道排出的垃圾和污水可被排到楼下的干湿分离装置中。统一做到分离干湿垃圾和垃圾分类。做到垃圾分类的高效化，降低了处理成本，降低了垃圾对环境造成的污染。

2.设计方案

2.1 结构设计

总体结构设计：此结构从上往下依次为电机及PLC控制装备、隔水室、活塞、压力传感设备、滤网。在主管道最左侧电机及PLC控制设备控制着活塞连杆进而控制活塞往复运动。电机右侧设有隔水室，底部连接有管道，当有细微的水通过活塞连杆和隔水室间隙时，可以通过这个管道流走，起到隔水作用。主管道右侧有一闸门起到锁水功能。下方管道顶部设一个压力传感器，感受到水压时发出电信号给电机然后推出推杆，达到清理管道的作用。

2.2 电机装置设计

设置在主管道流水方向的反侧，电机设备因为在管道里面，所以必须有一定的防水性和防腐蚀性。为了使设备使用寿命延长，还要保证电机的散热。在家用电压下正常工作。能稳定运行并通过反复使推杆运作，达到清理的作用。还可加装漏电断路装置，主要是用在设备发生漏电故障时，保护遭受致命危险的人。在电机尾部有安装漏电保护器，有漏电情况立马关闭电源，避免造成更大的人身伤害。

2.3 中央防水室设计

此处为活塞壁和右侧隔水板围起来的一个相对密闭的空间，活塞头和右侧隔水板与管道间隙间可使用橡胶圈进行封闭，保证密闭性。只需保证水能够形成一定的水压，达到满足压力传感器的条件即可。下方压力传感器的临界值需要在不同的管道中测试，才能得到压力临界值。滤网选择空隙偏小的圆孔，保证污垢不会漏出，以此蓄水达到压力临界值。

2.4 管道及其连接设计

使用聚丙烯管道，聚丙烯管无毒、无锈蚀、不结垢。采用热熔连接技术，管道及管件同化熔为一体，不可拆卸的卡垫及连接方式，安全稳定、永远不发生渗漏。管道本身材料属性使其耐得腐蚀，可高效防止其他化学物质中的微粒子对管道的腐蚀作用。管道内壁光滑，系统压力损失小，水流速度快。管重量轻，比重仅为钢管的八分之一，易于安装、运送及连接，可节约在劳动力上的花费。

2.5 压力传感器设计

压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当有大量的液体形成压力时，在极短的时间内会形成大于系统工作压力几倍的极限压力。在此类型的机械和工业液压中，如果设计时没有考虑到这样的极端安装条件，任何压力传感器都会被很快破坏。需要使用抗冲击的压力传感器，压力传感器实现抗冲击采用应变式芯片。此应变式传感器能在各种严酷环境中工作。在持续振动、化学腐蚀等条件下，仅使用了适当措施，就能安全稳定地运作。

2.6 控制设计

主控芯片：采用西门子公司生产的S7-200系统的CPU226，传感器的信号直接输入PLC，使用CPU226来完成其他的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循化次数指示，状态指示，手动完全操控等功能。采用压力传感器便携方便，操作简单，压力可以调节等功能，配备气体驱动气体自动增压泵，可轻松实现输出压力任意可调，可控。采用压力变送器，将被测件上的压力转化成为一种电信号的敏感器件。采用时间继电器H3Y-4，以时间为函数的程序将控制电动机的运行规律。

文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2021/0310/1192.html

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