1.本发明涉及热水器除垢技术领域，具体为一种利用超声波强化去垢的热水器及其内部污染物排出方法。
背景技术：2.热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置；热水器里面都有加热棒，热水器的加热棒是用来加热所需要的热水的，在加热的过程中，如果水中钙物质过多，就可能出现结垢的情况，水垢的形成一般情况下起初为水烧开或加热(60℃～70℃以上)后，水中钙镁盐类物质浓度逐渐升高达到过饱和状态从水中析出，然后这些结晶的钙镁盐类物质在受热面上形成各种不同密度和不同成分的固体附着物，表现为水垢或悬浮在溶液中的水渣，水垢的不断积累降低热效率，水循环的速度和流动阻力致使升温效果明显下降，腐蚀金属内壁。
3.然而现有的热水器没有除垢功能，部分电热水器采用镁棒除垢，或者前段安装净水器，以上两种方案均有耗材，经济性不高，成本过高，并需要定期更换耗材，用于作业难度大；现有的除水垢的方法需要将热水器进行拆卸再对其内部进行清理，而拆开热水器时热水器自身无法使用，导致热水器利用率的降低，同时，对热水器拆开后的清洗还增加了工作人员拆装热水器的步骤，还延长了热水器除水垢的时间，减缓了热水器水垢清理的进度，从而降低热水器内部清洗的工作效率；并且，热水器定期的拆开清洗，增加了热水器的拆装次数，对热水器多次的拆装会造成零部件之间连接的松动，导致热水器安装后密封性的降低，造成热水器的损坏，缩短了热水器的使用寿命；在水垢的排出时易造成排污管的堵塞，增加了工作人员人工疏通的步骤。
技术实现要素：4.本发明提供了一种利用超声波强化去垢的热水器及其内部污染物排出方法，解决了上述背景技术所提出的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用超声波强化去垢的热水器，包括热水器本体，所述热水器本体的正面螺栓连接有挡板，所述热水器本体的内壁固定连接有超声波发生器和温度传感器；所述超声波发生器和温度传感器配置有防水壳体，所述超声波发生器连接有杆式换能器，所述杆式换能器延伸至防水壳体外，所述杆式换能器与防水壳体之间设有密封套，所述超声波发生器和温度传感器都与控制器连接。
6.可选的，所述挡板的正面安装控制器和温度显示屏，所述温度显示屏的下方设置有总电源开关键，所述总电源开关键的右侧安装有温度调节按键，所述温度显示屏、总电源开关键和温度调节按键都与控制器连接。
7.可选的，所述挡板的上端面固定安装有烟尘排放管，所述热水器本体的下端面固定连接有污垢导出管，所述污垢导出管的右侧安装有热水出水管，所述热水器本体的下端面固定连接有位于热水出水管右侧的冷水进水管，所述冷水进水管和热水出水管的内壁均
活动安装有过滤板。
8.可选的，所述过滤板的左右两侧均固定安装有l型杆，所述l型杆远离过滤板一端的内壁设置有定位装置，所述定位装置的外壁活动套接有卡合块，且卡合块的一侧与热水出水管的一侧固定连接。
9.可选的，所述热水器本体的内部设置有污垢清理装置，所述污垢清理装置的一端固定连接有清洁毛刷，所述污垢清理装置包括有与热水器本体内部活动套接有一号螺纹杆，所述一号螺纹杆的外壁螺纹套接有活动块，所述活动块的左右两侧均固定安装有连接杆，且连接杆远离活动块的一端与清洁毛刷的一侧固定连接，所述活动块的背面固定连接有一号限位杆；所述一号螺纹杆的上端固定连接位于热水器本体上方的伺服电机，且伺服电机的输出轴上设置有减速器，所述伺服电机的外壁安装有保护箱，且保护箱的下端面与热水器本体的上表面固定连接，所述伺服电机与控制器连接。
10.可选的，所述污垢导出管的下端面固定连接有污垢排出管，所述污垢导出管的内部设置有污垢疏通装置，所述污垢疏通装置下端的外壁固定套接有主动齿轮，所述主动齿轮的上端面安装有支撑杆，且支撑杆远离主动齿轮的一端与污垢导出管下端面的内部活动套接，所述支撑杆的右侧活动连接有从动齿轮，所述从动齿轮的内壁固定套接有转动杆，且转动杆远离从动齿轮的一端与热水器本体下端面的内壁活动连接；所述一号螺纹杆远离伺服电机的一端固定连接有第一传动轮，所述转动杆固定有第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮通过传动带传动连接。
11.可选的，所述污垢疏通装置包括有与污垢导出管内部活动套接的二号螺纹杆，且二号螺纹杆下端的外壁与主动齿轮的内壁固定套接，所述二号螺纹杆的外壁螺纹套接有密封塞，所述密封塞的外壁均匀分布有二号限位杆。
12.可选的，所述定位装置包括有与l型杆一侧的内壁连接的弹簧，所述弹簧远离l型杆的一端安装有定位块，且定位块的外壁与卡合块的内壁活动套接。
13.可选的，所述控制器内置数据处理模块、超声成像模块和模型生成模块，所述控制器连接有超声回波接收器和水质检测器；
14.所述水质检测器安装在冷水进水管用于检测水质，所述超声回波接收器用于接收热水器本体的内壁反射的超声回波，所述数据处理模块用于采用神经网络对接收到的超声回波数据进行处理，所述超声成像模块根据数据处理模块处理后的超声回波形成反映热水器本体内壁污垢情况的内壁超声图像；
15.采用模型生成模块，根据热效应各影响因子参数，生成热水器的三维热效应模型，并进行训练；以训练后的三维热效应模型得到热水器本体内部的温度场分布情况；
16.通过内壁超声图像和温度场分布情况的演变推断当前水质情况下热水器的热效率衰减率，根据热效率衰减率确定或者调整热水器除垢周期。
17.一种利用超声波强化去垢的热水器的内部污染物排出方法，包括以下操作步骤：
18.s1、热水器本体内部水垢的清洗
19.1.1、首先，开启超声波发生器的电源，超声波发生器开启后即可实现对热水器本体内部进行超声波的清洗；
20.1.2、然后，开启伺服电机的电源，并通过减速器的设置调节伺服电机的输出轴的转速，伺服电机输出轴转动后带动一号螺纹杆的同步转动，一号螺纹杆圆周转动的同时受
到一号限位杆的限制，使得活动块在一号螺纹杆的外壁做竖直方向的升降运动，活动块运动的同时通过连接杆的连接带动清洁毛刷的同方向运动，清洁毛刷的运动即可实现对热水器本体内壁上依附的水垢的清洗；
21.1.3、最后，被清洁毛刷清扫下的水垢会从污垢导出管的内部排出至热水器本体的外部。
22.s2、热水器本体内部水垢的排出
23.2.1、首先，对转动杆进行转动，转动杆转动的同时带动从动齿轮的同步转动，从动齿轮圆周转动的同时带动主动齿轮的同步转动，主动齿轮的转动带动二号限位杆的同时转动，此时，二号螺纹杆的圆周转动受到二号限位杆的限制，使得密封塞在二号螺纹杆的外壁做竖直方向的升降运动，将密封塞从污垢排出管的内部运动至污垢导出管的内部时，水垢即可从热水器本体的内部流经污垢导出管的内部后，再通过污垢排出管的内部排出至热水器本体的外部；
24.2.2、然后，按压定位块向l型杆的内部运动，定位块运动的同时压缩弹簧，直至定位块与卡合块分离时，即可将左侧的过滤板从热水出水管的内部抽出在更换，随后，重复上述的步骤，将右侧的过滤板从冷水进水管的内部抽出再更换；
25.2.3、拿取新的过滤板插至热水出水管的内部，并按压定位块至l型杆的内部，利用弹簧的回弹，将定位块从卡合块的内部弹出，即可达到左侧的过滤板的安装，同时，重复上述的步骤对右侧的过滤板的安装；
26.2.4、最后，再反向转动转动杆，转动杆转动的同时通过从动齿轮与支撑杆之间齿纹啮合的关系，即可实现二号螺纹杆的反向转动，二号螺纹杆转动的同时则会带动密封塞向污垢排出管内部的运动，直至密封塞对污垢排出管进行密封，即可停止对转动杆的反向转动。
27.本发明具备以下有益效果：
28.1、该利用超声波强化去垢排出热水器内污染物的方法，将超声波发生器设置在热水器本体内部，采用杆式换能器探出防止壳体，让杆式换能器在超声波发生器的驱动下直接在热水器本体内部起作用，减少了对超声波的阻碍和削弱，强化了超声波的除垢效果。
29.2、通过热水器本体、超声波发生器、过滤板和冷水进水管之间的配合，利用过滤板的安装，实现了对冷水进水管内部的初级过滤的作用，有效地解决了水中的杂质进入到热水器本本体的内部问题，采用水与杂质的分离方式，减少了杂质进入到热水器本体内部的量，降低了污垢对热水器本体内壁的损伤，从而延长了热水器本体的使用寿命。
30.3、该利用超声波强化去垢排出热水器内污染物的方法，通过热水器本体、污垢疏通装置、污垢导出管和污垢排出管之间的配合，利用污垢疏通装置中二号螺纹杆的圆周转动，实现了密封塞的竖直方向的升降运动的作用，有效地解决了污垢堵塞污垢排出管的问题，采用密封塞的活动方式，节省了人工对污垢疏通装置的步骤，减轻了工作人员的工作量，从而提高了热水器本体内部污垢清理的工作效率。
31.4、该利用超声波强化去垢排出热水器内污染物的方法，通过热水器本体、超声波发生器、污垢清理装置和清洁毛刷之间的配合，利用超声波发生器的安装，通过其所发出超声波的作用，使污垢变得分散、松散、粉碎甚至脱落，污垢不附着或者附着不牢固；再配合清洁毛刷的使用，实现了超声波干扰破坏水垢的形成作用，达到了对热水器本体内部污垢的
清理效果，有效地解决了拆机清理的问题，简化了热水器内壁的污垢的清理步骤，减轻了工作人员的工作量，提高了热水器本体内部污垢清理的工作效率。
附图说明
32.图1为本发明的利用超声波强化去垢的热水器实施例结构立体示意图；
33.图2为本发明的利用超声波强化去垢的热水器实施例结构中热水出水管的示意图；
34.图3为本发明的利用超声波强化去垢的热水器实施例结构中的内部污垢清理装置的示意图；
35.图4为本发明的利用超声波强化去垢的热水器实施例结构中的内部污垢疏通装置的示意图；
36.图5为本发明的利用超声波强化去垢的热水器实施例结构中污垢清理装置采用的伺服电机安装示意图；
37.图6为本发明的利用超声波强化去垢的热水器实施例结构中过滤板用l型杆的定位装置示意图；
38.图7为本发明的利用超声波强化去垢的热水器图2实施例的a处的放大图；
39.图8为本发明的利用超声波强化去垢的热水器图4实施例的b处的放大图。
40.图中：1、热水器本体；2、挡板；3、烟尘排放管；4、超声波发生器；5、污垢清理装置；51、一号螺纹杆；52、活动块；53、连接杆；54、一号限位杆；6、清洁毛刷；7、污垢导出管；8、热水出水管；9、冷水进水管；10、过滤板；11、温度显示屏；12、总电源开关键；13、温度调节按键；14、伺服电机；15、保护箱；16、污垢排出管；17、污垢疏通装置；171、二号螺纹杆；172、密封塞；173、二号限位杆；18、主动齿轮；19、l型杆；20、定位装置；201、弹簧；202、定位块；21、卡合块；22、支撑杆；23、从动齿轮；24、转动杆。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1与图7，本发明提供一种技术方案：一种利用超声波强化去垢的热水器，包括热水器本体1，所述热水器本体1的正面螺栓连接有挡板2，所述热水器本体1的内壁固定连接有超声波发生器4和温度传感器；所述超声波发生器4和温度传感器配置有防水壳体，所述超声波发生器4连接有杆式换能器，所述杆式换能器延伸至防水壳体外，所述杆式换能器与防水壳体之间设有密封套，所述超声波发生器4和温度传感器都与控制器连接。超声波发生器4的设置，通过其所发出超声波的作用，使污垢变得分散、松散、粉碎甚至脱落，污垢不附着或者附着不牢固，可以定期、定时自动对热水器本体1内胆中的零部件进行清洗，清除水垢和表面污物，避免沉积物腐蚀内胆，保护加热管等重要零部件，无需采用专用工具进行拆机清洗，可以有效降低维护成本，具有使用方便，减少能源浪费等优点，
43.本发明将超声波发生器设置在热水器本体内部，采用杆式换能器探出防止壳体，
让杆式换能器在超声波发生器的驱动下直接在热水器本体内部起作用，减少了对超声波的阻碍和削弱，强化了超声波的除垢效果。
44.请参阅图1与图7，热水器本体1的正面螺栓连接有挡板2，挡板2的上端面固定安装有烟尘排放管3，热水器本体1的下端面固定连接有污垢导出管7，污垢导出管7的右侧安装有热水出水管8，热水器本体1的下端面固定连接有位于热水出水管8右侧的冷水进水管9，冷水进水管9和热水出水管8的内壁均活动安装有过滤板10，冷水进水管9内部的过滤板10的设置，减少了杂质进入到热水器本体1的内部，减少水垢的积累，实现对进水处的初级除杂的效果，而热水出水管8内部的过滤板10的设置，实现了对热水器本体1内部的水的二次过滤的效果；该热水器本体1的内壁设有夹层，加热棒安装在夹层中且紧贴热水器本体1的内壁，夹层中填充有耐高温保温材料。
45.挡板2的正面安装有控制器(图中未示出)和温度显示屏11，控制器和温度显示屏11连接，温度显示屏11的下方设置有总电源开关键12，总电源开关键12的右侧安装有温度调节按键13，温度调节按键13起到对热水器本体1内部温度的控制，所述热水器本体1内安装有温度传感器(图中未示出)，所述超声波发生器4、总电源开关键12、温度调节按键13及温度传感器都与控制器连接。
46.请参阅图3与图5，热水器本体1的内部设置有污垢清理装置5，污垢清理装置5的一端固定连接有清洁毛刷6，清洁毛刷6的活动起到对热水器本体1内壁的清洁作用，从而提高了热水器本体1内部的水垢的清理效果，污垢清理装置5包括有与热水器本体1内部活动套接有一号螺纹杆51，一号螺纹杆51的圆周转动为活动块52的竖直方向的升降运动提供动力，一号螺纹杆51的外壁螺纹套接有活动块52，活动块52的左右两侧均固定安装有连接杆53，连接杆53起到对清洁毛刷6与活动块52的连接，且连接杆53远离活动块52的一端与清洁毛刷6的一侧固定连接，活动块52的背面固定连接有一号限位杆54，一号限位杆54起到对活动块52的运动轨迹的限制作用。
47.一号螺纹杆51的上端固定连接位于热水器本体1上方的伺服电机14，所述伺服电机14与控制器连接，伺服电机14起到对一号螺纹杆51的转动提供动力，且伺服电机14的输出轴上设置有减速器，减速器的设置起到对伺服电机14的输出轴的转速的调节作用，伺服电机14的外壁安装有保护箱15，且保护箱15的下端面与热水器本体1的上表面固定连接，保护箱15起到对伺服电机14的保护作用，避免了伺服电机14裸漏在外受到的损坏，延长了伺服电机14的使用寿命。
48.请参阅图4与图2，污垢导出管7的下端面固定连接有污垢排出管16，污垢导出管7的内部设置有污垢疏通装置17，污垢疏通装置17的活动替代了人工疏通的方式，污垢疏通装置17下端的外壁固定套接有主动齿轮18，主动齿轮18的上端面安装有支撑杆22，支撑杆22起到连接主动齿轮18与污垢导出管7的作用，加固了主动齿轮18安装时的稳定性，且支撑杆22远离主动齿轮18的一端与污垢导出管7下端面的内部活动套接，支撑杆22的右侧活动连接有从动齿轮23，从动齿轮23的转动为主动齿轮18的转动提供动力，从动齿轮23的内壁固定套接有转动杆24，转动杆24的转动为从动齿轮23的同步转动提供动力，且转动杆24远离从动齿轮23的一端与热水器本体1下端面的内壁活动连接；所述一号螺纹杆51远离伺服电机14的一端固定连接有第一传动轮(图中未示出)，所述转动杆24固定有第二传动轮(图中未示出)，所述第一传动轮和第二传动轮通过传动带(图中未示出)传动连接；通过伺服电
机14的驱动，既可带动污垢清理装置5对热水器内部进行清理，又可带动污垢疏通装置17让污垢便于排出。
49.过滤板10的左右两侧均固定安装有l型杆19，l型杆19远离过滤板10一端的内壁设置有定位装置20，通过对定位装置20与卡合块21之间连接关系的改变，可实现对过滤板10的拆装，定位装置20的外壁活动套接有卡合块21，且卡合块21的一侧与热水出水管8的一侧固定连接。
50.请参阅图8与图4，污垢疏通装置17包括有与污垢导出管7内部活动套接的二号螺纹杆171，二号螺纹杆171的圆周转动为密封塞172的竖直方向的升降运动提供动力，且二号螺纹杆171下端的外壁与主动齿轮18的内壁固定套接，二号螺纹杆171的外壁螺纹套接有密封塞172，密封塞172的运动可实现对污垢排出管16的疏通作用，避免污垢堵塞污垢排出管16，节省了人工疏通污垢排出管16的工作，减轻了工作人员的工作量，提高了热水器本体1内部水垢的清理效率，密封塞172的外壁均匀分布有二号限位杆173，二号限位杆173的安装限制了密封塞172的运动轨迹。
51.请参阅图6与图3，定位装置20包括有与l型杆19一侧的内壁连接的弹簧201，弹簧201的压缩和回弹为定位块202的运动和复位提供动力，弹簧201远离l型杆19的一端安装有定位块202，且定位块202的外壁与卡合块21的内壁活动套接，定位块202与卡合块21分离时，即可将过滤板10的拆卸，同时，利用定位块202与卡合块21的连接时，即可实现过滤板10的安装。
52.一种利用超声波强化去垢排出热水器内污染物的方法，包括以下操作步骤：
53.s1、热水器本体1内部水垢的清洗
54.1.1、首先，开启超声波发生器4的电源，超声波发生器4开启后即可实现对热水器本体1内部进行超声波的清洗；
55.1.2、然后，开启伺服电机14的电源，并通过减速器的设置调节伺服电机14的输出轴的转速，伺服电机14输出轴转动后带动一号螺纹杆51的同步转动，一号螺纹杆51圆周转动的同时受到一号限位杆54的限制，使得活动块52在一号螺纹杆51的外壁做竖直方向的升降运动，活动块52运动的同时通过连接杆53的连接带动清洁毛刷6的同方向运动，清洁毛刷6的运动即可实现对热水器本体1内壁上依附的水垢的清洗；
56.1.3、最后，被清洁毛刷6清扫下的水垢会从污垢导出管7的内部排出至热水器本体1的外部。
57.s2、热水器本体1内部水垢的排出
58.2.1、首先，对转动杆24进行转动，转动杆24转动的同时带动从动齿轮23的同步转动，从动齿轮23圆周转动的同时带动主动齿轮18的同步转动，主动齿轮18的转动带动二号限位杆173的同时转动，此时，二号螺纹杆171的圆周转动受到二号限位杆173的限制，使得密封塞172在二号螺纹杆171的外壁做竖直方向的升降运动，将密封塞172从污垢排出管16的内部运动至污垢导出管7的内部时，水垢即可从热水器本体1的内部流经污垢导出管7的内部后，再通过污垢排出管16的内部排出至热水器本体1的外部；
59.2.2、然后，按压定位块202向l型杆19的内部运动，定位块202运动的同时压缩弹簧201，直至定位块202与卡合块21分离时，即可将左侧的过滤板10从热水出水管8的内部抽出在更换，随后，重复上述的步骤，将右侧的过滤板10从冷水进水管9的内部抽出再更换；
60.2.3、拿取新的过滤板10插至热水出水管8的内部，并按压定位块202至l型杆19的内部，利用弹簧201的回弹，将定位块202从卡合块21的内部弹出，即可达到左侧的过滤板10的安装，同时，重复上述的步骤对右侧的过滤板10的安装；
61.2.4、最后，再反向转动转动杆24，转动杆24转动的同时通过从动齿轮23与支撑杆22之间齿纹啮合的关系，即可实现二号螺纹杆171的反向转动，二号螺纹杆171转动的同时则会带动密封塞172向污垢排出管16内部的运动，直至密封塞172对污垢排出管16进行密封，即可停止对转动杆24的反向转动。
62.在一个实施例中，所述控制器内置数据处理模块、超声成像模块和模型生成模块，所述控制器连接有超声回波接收器和水质检测器，所述水质检测器安装在冷水进水管用于检测水质；
63.所述超声回波接收器用于接收热水器本体1的内壁反射的超声回波，所述数据处理模块用于采用神经网络对接收到的超声回波数据进行处理，所述超声成像模块根据数据处理模块处理后的超声回波形成反映热水器本体1内壁污垢情况的内壁超声图像；
64.采用模型生成模块，根据热效应各影响因子参数，生成热水器的三维热效应模型，并进行训练；以训练后的三维热效应模型得到热水器本体1内部的温度场分布情况；
65.通过内壁超声图像和温度场分布情况的演变推断当前水质情况下热水器的热效率衰减率，根据热效率衰减率确定或者调整热水器除垢周期。
66.本实施例通过采集超声回波，经处理后由超声成像模块形成内壁超声图像，由于不同污垢附着厚度对超声反射存在的差异，造成超声回波不同，由此构建的内壁超声图像必然反映了热水器本体内壁污垢情况；而不同污垢附着厚度对传热的影响不同，因此会对热水器本体内温度场分布产生相应影响；在水质不变的情况下，结合内壁超声图像和温度场分布情况的演变可以反推算出热效率衰减率，以此确定或者调整热水器除垢周期，既能够保障热水器的热效率衰减在一定的可控范围内，又可以节省除垢能耗；其中，热效应各影响因子参数包括水质(主要是含钙镁盐类物质浓度)、进水温度和设定温度等。
67.在一个实施例中，所述热水器初始使用时，通过超声回波接收器接收的热水器本体1的内壁反射的超声回波作为数据样本构建训练集，输入神经网络进行训练；
68.所述神经网络采用以下损失函数进行训练：
[0069][0070]
上式中，n表示训练集的数据数量；n表示神经网络的节点总数；f表示训练集的掩码矩阵，f
ij
表示训练集的掩码矩阵中第i行及第j列对应的数据；p表示各点超声回波的得分矩阵，p
ij
表示得分矩阵中第i行及第j列对应的得分值；w表示各点超声回波的权重矩阵，w
ij
表示权重矩阵中第i行及第j列对应的权重值；kl表示kullback-leibler散度；q(hk||x,ak)表示内壁超声图像主视角的单视角变分子图k中学习到的隐藏表示；m(h)表示标准高斯分布先验；
[0071]
通过上述训练，得到训练后的神经网络，然后采用训练后的神经网络对后续接收到的超声回波数据进行处理。
[0072]
本实施例通过将前期热水器初始使用的超声回波作为数据样本构建训练集，由于
初始热水器本体内没有污垢，前期使用积垢较轻，能够很好地反映热水器的最佳状态及其换热效率情况，以此时采集的数据构建训练集对神经网络进行训练，可以使得训练后的神经网络与该热水器及其所连接使用的水质场合情况更契合，让神经网络适应本热水器使用的真实情景；然后以训练后的神经网络对后续接收到的超声回波数据进行处理，可以提高数据处理模块对超声回波数据处理的高效和可靠性，使得后续得到的内壁超声图像能够更准确反映污垢情况，以便于精确与高效地进行除垢。
[0073]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0074]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种利用超声波强化去垢的热水器，包括热水器本体(1)，其特征在于：所述热水器本体(1)的正面螺栓连接有挡板(2)，所述热水器本体(1)的内壁固定连接有超声波发生器(4)和温度传感器；所述超声波发生器(4)和温度传感器配置有防水壳体，所述超声波发生器(4)连接有杆式换能器，所述杆式换能器延伸至防水壳体外，所述杆式换能器与防水壳体之间设有密封套，所述超声波发生器(4)和温度传感器都与控制器连接。2.根据权利要求1所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述挡板(2)的正面安装控制器和温度显示屏(11)，所述温度显示屏(11)的下方设置有总电源开关键(12)，所述总电源开关键(12)的右侧安装有温度调节按键(13)，所述温度显示屏(11)、总电源开关键(12)和温度调节按键(13)都与控制器连接。3.根据权利要求1所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述挡板(2)的上端面固定安装有烟尘排放管(3)，所述热水器本体(1)的下端面固定连接有污垢导出管(7)，所述污垢导出管(7)的右侧安装有热水出水管(8)，所述热水器本体(1)的下端面固定连接有位于热水出水管(8)右侧的冷水进水管(9)，所述冷水进水管(9)和热水出水管(8)的内壁均活动安装有过滤板(10)。4.根据权利要求3所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述过滤板(10)的左右两侧均固定安装有l型杆(19)，所述l型杆(19)远离过滤板(10)一端的内壁设置有定位装置(20)，所述定位装置(20)的外壁活动套接有卡合块(21)，且卡合块(21)的一侧与热水出水管(8)的一侧固定连接。5.根据权利要求3所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述热水器本体(1)的内部设置有污垢清理装置(5)，所述污垢清理装置(5)的一端固定连接有清洁毛刷(6)，所述污垢清理装置(5)包括有与热水器本体(1)内部活动套接有一号螺纹杆(51)，所述一号螺纹杆(51)的外壁螺纹套接有活动块(52)，所述活动块(52)的左右两侧均固定安装有连接杆(53)，且连接杆(53)远离活动块(52)的一端与清洁毛刷(6)的一侧固定连接，所述活动块(52)的背面固定连接有一号限位杆(54)；所述一号螺纹杆(51)的上端固定连接位于热水器本体(1)上方的伺服电机(14)，且伺服电机(14)的输出轴上设置有减速器，所述伺服电机(14)的外壁安装有保护箱(15)，且保护箱(15)的下端面与热水器本体(1)的上表面固定连接，所述伺服电机(14)与控制器连接。6.根据权利要求4所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述污垢导出管(7)的下端面固定连接有污垢排出管(16)，所述污垢导出管(7)的内部设置有污垢疏通装置(17)，所述污垢疏通装置(17)下端的外壁固定套接有主动齿轮(18)，所述主动齿轮(18)的上端面安装有支撑杆(22)，且支撑杆(22)远离主动齿轮(18)的一端与污垢导出管(7)下端面的内部活动套接，所述支撑杆(22)的右侧活动连接有从动齿轮(23)，所述从动齿轮(23)的内壁固定套接有转动杆(24)，且转动杆(24)远离从动齿轮(23)的一端与热水器本体(1)下端面的内壁活动连接；所述一号螺纹杆(51)远离伺服电机(14)的一端固定连接有第一传动轮，所述转动杆(24)固定有第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮通过传动带传动连接。7.根据权利要求6所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述污垢疏通装置(17)包括有与污垢导出管(7)内部活动套接的二号螺纹杆(171)，且二号螺纹杆(171)下端的外壁与主动齿轮(18)的内壁固定套接，所述二号螺纹杆(171)的外壁螺纹套接有密封
塞(172)，所述密封塞(172)的外壁均匀分布有二号限位杆(173)。8.根据权利要求6所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述定位装置(20)包括有与l型杆(19)一侧的内壁连接的弹簧(201)，所述弹簧(201)远离l型杆(19)的一端安装有定位块(202)，且定位块(202)的外壁与卡合块(21)的内壁活动套接。9.根据权利要求1所述的利用超声波强化去垢的热水器，其特征在于：所述控制器内置数据处理模块、超声成像模块和模型生成模块，所述控制器连接有超声回波接收器和水质检测器；所述水质检测器安装在冷水进水管用于检测水质，所述超声回波接收器用于接收热水器本体(1)的内壁反射的超声回波，所述数据处理模块用于采用神经网络对接收到的超声回波数据进行处理，所述超声成像模块根据数据处理模块处理后的超声回波形成反映热水器本体(1)内壁污垢情况的内壁超声图像；采用模型生成模块，根据热效应各影响因子参数，生成热水器的三维热效应模型，并进行训练；以训练后的三维热效应模型得到热水器本体(1)内部的温度场分布情况；通过内壁超声图像和温度场分布情况的演变推断当前水质情况下热水器的热效率衰减率，根据热效率衰减率确定或者调整热水器除垢周期。10.一种如权利要求1-9任一所述的利用超声波强化去垢的热水器的内部污染物排出方法，其特征在于，包括以下操作步骤：s1、热水器本体(1)内部水垢的清洗1.1、首先，开启超声波发生器(4)的电源，超声波发生器(4)开启后即可实现对热水器本体(1)内部进行超声波的清洗；1.2、然后，开启伺服电机(14)的电源，并通过减速器的设置调节伺服电机(14)的输出轴的转速，伺服电机(14)输出轴转动后带动一号螺纹杆(51)的同步转动，一号螺纹杆(51)圆周转动的同时受到一号限位杆(54)的限制，使得活动块(52)在一号螺纹杆(51)的外壁做竖直方向的升降运动，活动块(52)运动的同时通过连接杆(53)的连接带动清洁毛刷(6)的同方向运动，清洁毛刷(6)的运动即可实现对热水器本体(1)内壁上依附的水垢的清洗；1.3、最后，被清洁毛刷(6)清扫下的水垢会从污垢导出管(7)的内部排出至热水器本体(1)的外部。s2、热水器本体(1)内部水垢的排出2.1、首先，对转动杆(24)进行转动，转动杆(24)转动的同时带动从动齿轮(23)的同步转动，从动齿轮(23)圆周转动的同时带动主动齿轮(18)的同步转动，主动齿轮(18)的转动带动二号限位杆(173)的同时转动，此时，二号螺纹杆(171)的圆周转动受到二号限位杆(173)的限制，使得密封塞(172)在二号螺纹杆(171)的外壁做竖直方向的升降运动，将密封塞(172)从污垢排出管(16)的内部运动至污垢导出管(7)的内部时，水垢即可从热水器本体(1)的内部流经污垢导出管(7)的内部后，再通过污垢排出管(16)的内部排出至热水器本体(1)的外部；2.2、然后，按压定位块(202)向l型杆(19)的内部运动，定位块(202)运动的同时压缩弹簧(201)，直至定位块(202)与卡合块(21)分离时，即可将左侧的过滤板(10)从热水出水管(8)的内部抽出在更换，随后，重复上述的步骤，将右侧的过滤板(10)从冷水进水管(9)的内部抽出再更换；
2.3、拿取新的过滤板(10)插至热水出水管(8)的内部，并按压定位块(202)至l型杆(19)的内部，利用弹簧(201)的回弹，将定位块(202)从卡合块(21)的内部弹出，即可达到左侧的过滤板(10)的安装，同时，重复上述的步骤对右侧的过滤板(10)的安装；2.4、最后，再反向转动转动杆(24)，转动杆(24)转动的同时通过从动齿轮(23)与支撑杆(22)之间齿纹啮合的关系，即可实现二号螺纹杆(171)的反向转动，二号螺纹杆(171)转动的同时则会带动密封塞(172)向污垢排出管(16)内部的运动，直至密封塞(172)对污垢排出管(16)进行密封，即可停止对转动杆(24)的反向转动。
技术总结本发明公开了一种利用超声波强化去垢的热水器及其内部污染物排出方法，涉及热水器除垢技术领域，具体一种利用超声波强化去垢的热水器，包括热水器本体，所述热水器本体的正面螺栓连接有挡板，所述热水器本体的内壁固定连接有超声波发生器和温度传感器；所述超声波发生器和温度传感器配置有防水壳体，所述超声波发生器连接有杆式换能器，所述杆式换能器延伸至防水壳体外，所述杆式换能器与防水壳体之间设有密封套，所述超声波发生器和温度传感器都与控制器连接。通过将超声波发生器和杆式换能器直接安装在热水器内，减少对超声波的阻碍和削弱，强化对热水器本体内部污垢的清理效果，提高了热水器本体内部污垢清理的工作效率。提高了热水器本体内部污垢清理的工作效率。提高了热水器本体内部污垢清理的工作效率。
技术研发人员：李钱材 吴国栋 吴鑫隆 林雨标 王朦
受保护的技术使用者：广东固特科技有限公司
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/7/5
