CN101454738B - 节水节能的恒温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒温装置(1)，包括：与热水输送入口连接的容器主体(2)，；套筒(3)，连接在所述容器主体(2)上，并且可与热水供应管相连；滑动件(6)，其在所述容器主体(2)内滑动，并且带有水流通道(60)；释放装置(7)，用于将所述滑动件(6)锁定就位，并且可由使用者操作从而释放所述滑动件；开关件(5)，其在所述滑动件(6)内滑动，打开/关闭从套筒(3)到滑动件通道(60)的水流；温度感应装置(42)，用于检测所述套筒(3)内的水温；以及启动装置(43，44)，与所述开关件(5)相连，并且可操作地与所述温度感应装置(42)相连，以便当所述温度感应装置(42)检测到温度高于预定阈值时，使开关件进入关闭位置。

Description

节水节能的恒温装置

技术领域

本发明涉及一种节水节能的恒温装置。

背景技术

众所周知，家庭系统中的热水通过与热源连接的热交换器提供。通常，当用户打开热水龙头时，热水供应系统中循环的水需要花费一些时间才能在水龙头出口处达到需要的温度。

因此，使用者通常令水龙头处于打开状态，在此期间去做其它事情，然后回来检查流出的水是否达到所需温度，这样就存在由于疏忽使水龙头长时间打开的风险。如此往往惊人地浪费能源和水，事实上，大量热水未使用就被浪费掉了。

发明内容

本发明的目的在于消除现有技术中的缺陷，提供一种节水节能的恒温装置，所述装置经济、有效并且可靠。

本发明的又一目的在于提供一种通用恒温装置，适于应用在各种类型的热水供应系统中，并且同时能够在工业上制造。

具有独立权利要求1中所列特征的本发明能够实现这些目的。

从属权利要求中记载了本发明的更加优化的实施方式。

根据本发明的恒温装置包括：

-容器主体，其与热水输送出口连接；

-套筒，连接在所述容器主体上，并且可与热水供应管相连；

-滑动件，其在所述容器主体内滑动，并且带有水通过的通道；

-释放装置，用于将所述滑动件锁定就位，并且可由使用者操作从而释放所述滑动件；

-开关件，其在所述滑动件内滑动，在关闭位置和打开位置之间切换，在关闭位置处，开关件关闭从套筒到滑动件通道的水流，在打开位置处，开关件允许水流从套筒流向滑动件通道；

-温度感应装置，用于检测所述套筒内的水温；以及

-启动装置，与所述开关件相连，并且可操作地与所述温度感应装置相连，以便当所述温度感应装置检测到温度高于预定阈值时，将开关件设定为关闭位置。

如此，当水温达到预定阈值时，温度感应装置操作启动装置推动开关件，使开关件到达切断热水的关闭位置，从而可以显著地节水节能。

当使用者需要热水时，可操作释放装置。所述动作使得滑动件在水压下移动，并且开关件不再阻断水流。因此热水能够流过所述恒温装置。

当使用者关闭水龙头时，所述装置重新启动，即，滑动件返回起始位置，释放装置锁定滑动件，并且启动装置与开关件一起返回起始位置。此时，恒温装置为下一个循环做好准备。

附图说明

本发明进一步的特征将从下面参考实施例的详细描述中体现，所述实施例仅是示意，并不起限定作用，附图中显示了所述实施例，其中：

图1是根据本发明的恒温装置的透视分解图；

图2是图1的装置组装后的侧视图；

图3是图2中箭头A方向的后视图；

图4是取自图3的Ⅳ-Ⅳ剖面的放大轴向剖视图；

图5是图1的恒温装置体的轴向剖视图；

图6是恒温装置的关闭套筒的正视图；

图7是取自图6的Ⅶ-Ⅶ剖面的轴向剖视图；

图8是图7的套筒的部分轴向剖切的侧视图；

图9是图1的恒温装置的温度感应执行元件的侧视图；

图10是图1的恒温装置的过滤器的透视图；

图11是图1的恒温装置的滑动件的轴向剖视图；

图12是取自图11的Ⅻ-Ⅻ剖面的横截面图；

图13是图1的恒温装置的开关件位置的侧视图；

图14是取自图13的ⅩⅣ-ⅩⅣ剖面的轴向剖视图；

图15是图1的恒温装置的释放轴的侧视图；以及

图16是取自图15的ⅩⅥ-ⅩⅥ剖面的轴向剖视图。

具体实施方式

借助附图描述根据本发明的恒温装置，所述装置整体以附图标记1表示。

参考图1-4，恒温装置1包括容器主体2和与容器主体2连接的的关闭套筒或连接件3。在连接件3内安装温度感应执行元件4，所述元件4用于操作开关件5使其在滑动件6内滑动。滑动件6在容器主体2内滑动，并且由释放轴7锁定就位。释放轴7与控制杆(未示出)相连，所述控制杆由使用者手动操作释放滑动件6。

参考图4，应当注意，水流从箭头I方向进入连接件3，并且从箭头O方向离开容器主体2。下文中，“前”和“后”将分别指代输出方向O和输入方向I。

参考图5，容器主体2具有基本圆柱体的形状，带有轴向通道，所述轴向通道包括中心通道20、具有较小直径的前通道120和具有较大直径的后通道25。

容器主体2在其端部具有用于与连接件3套接的后部外螺纹21和用于与龙头元件(未示出)，如淋浴器、浴缸、水槽或水池入口套接的前部外螺纹22。

在中心通道20和前通道120之间具有径向向内凸出的窄部或轴环23，形成径向台肩23’和用于容纳O形环8的周向槽24(图4)。

径向台肩25’形成于中心通道20和后通道25之间。

具有能够容纳释放轴7的径向通道27的圆柱形零件26从容器主体2径向向外凸出。径向通道27与小直径通道28延续相接，小直径通道28与后轴向通道25连通，并且在径向零件26内形成台肩28’。径向零件26的端部在内部具有扩大的槽座，形成径向台肩29’。

参考图6、7和8，套筒3具有大体圆柱形状，具有轴向通道，所述轴向通道包括后通道30和具有较大直径的前通道130。套筒3的一端具有终止于台肩31’的前部内螺纹31。前部内螺纹31适合将套筒与容器主体2的后部外螺纹21相套接。套筒3的另一端具有后部内螺纹35，适于与热水供应管的螺纹连接件相套接。

在中心位置处，在后通道30和前通道130之间设有轴环37，其向内部凸出并且形成环形台肩37’。两个凸桥32在径向相对位置处从轴环37向内凸出。凸桥32支撑具有内螺纹34的环形螺母33。

同轴的圆柱形轮缘33’从环形螺母33的前方凸出；所述轮缘33’在其周围形成一环状台肩36，所述环状台肩36与台肩37’齐平。

圆周凸起39位于套筒3的外表面上以方便拧紧螺纹，并且两个凹口38轴向相对布置以方便将套筒3螺纹紧固在热水供应管上。

如图9中所示，温度感应执行元件4在其中间部分包括适于与环形螺母33的内螺纹34接合的外螺纹40。温度感应元件4的制动凸缘41与环形螺母33的后表面抵接。

包括温度感应材料的后部圆柱体42位于制动凸缘41后面，其与位于中间螺纹40前面的线性启动件43的活塞44相连。

温度感应材料可以是例如热膨胀材料，如固体石蜡混合物，其可到达一定温度后膨胀或增长。如此，启动启动件43的活塞轴向向前移动。显然，除了石蜡，还可以采用其它任何温度感应元件，例如热电偶、热敏电阻、温度计或类似元件。当温度感应元件检测已达到设定温度时，向适当的启动装置发送命令信号，所述启动装置启动启动件43的活塞44。

参考图10，恒温装置1还包括过滤器100以防止杂质和水碱进入容器主体2，这些杂质和水碱能破坏并引起装置1的内部磨损。过滤器100例如可以是不锈钢格栅过滤器，并且具有大体盘状的形状带有中心孔101。

还参考图4和7，过滤器100位于套筒3的环状台肩36、33’处，从而使得套筒环形螺母32的轮缘33’进入过滤器100的孔101；通过轮缘33’的端头将过滤器锁定在所述位置。

参考图11和12，滑动件6包括具有轴向通道60的大体圆柱状主体。在滑动件的后部中具有较大直径的圆柱凸缘61，所述凸缘61朝滑动件主体外侧径向凸出。在凸缘61的外表面上具有环槽62以容纳O形环80(图4)。

参考图5，滑动件6的主体的外径稍小于由轴环23和容器主体2的前通道120限定的直径。

凸缘61的外径稍小于容器主体2的后通道25的直径。如图4中所示，采用这种方式，滑动件6能够轴向滑动并且由容器主体2内的垫圈8和80密封。

弹簧9置于容器主体2的通道20内，围绕滑动件6。

弹簧9的一端抵靠轴环23的台肩23’，其另一端抵靠滑动件凸缘61的径向台肩。采用这种方式，滑动件6被弹簧9的作用力向后推。

回到图11和12，在凸缘61的后端具有四个径向上处于相对位置并且等距离分布的凸桥63。凸桥63支撑截锥形头部64。采用这种方式，在凸桥63之间形成四个狭槽65供水流过。

在滑动件6的前端具有向内的轴环66，其形成台肩66’。

参考图13和14，开关件活塞5包括支撑前柱塞52和后柱塞53的中心杆50。杆50包括基本呈U形的托架从而形成与前柱塞内的轴向通道56连通的狭槽51。采用这种方式，水可从狭槽51通过并且穿过通道56向前流动。

前柱塞52和后柱塞53具有稍小于滑动件通道60直径的外径，并且各自具有适于容纳O形环81和82的环状槽54和55(图4)。采用这种方式，开关件活塞5能够在滑动件6内滑动并密封。

当开关件5被启动件44向前推动时，O形环82又沿着滑动件通道60向前移动，在所述通道中产生密封，并且到达一定位置，在所述位置处阻挡来自滑动件狭槽65的水流通过，从而阻断通过装置1的热水流过。

后柱塞53的后面具有凸缘或直径57，其与前柱塞52的凸缘或直径一起用于引导开关件5，从而避免相对于通道60过度不对准，这种不对准会导致开关件的机械堵塞。

弹簧90位于滑动件6的通道60内。弹簧9的一端抵靠在滑动件的前轴环66的台肩66’上，并且弹簧9的另一端抵靠在开关件5的前柱塞52的前端。在弹簧90的推动下，开关件5被向后推并且滑动件6被向前推，即，保持狭槽65打开以便水流通过。

后柱塞53具有环形座58，其在后端开口并且终止于盲孔59。采用这种方式，温度感应元件4的启动件43以一定间隙接合在后柱塞的环形座58中，并且启动件43的活塞44的端部以一定间隙接合在开关件5的盲孔59中。

启动件活塞44与开关件5分离的结构可以优化活塞44的对中并且同时优化开关件5的引导。

参考图15和16，释放轴17包括大体圆柱形主体，具有大直径部分70，制动凸缘71从大直径部分70径向向外凸出，并且形成所述轴的下部分72。所述轴带有孔73，孔73具有在其顶部开口的内螺纹74，以容纳可由使用者手动操作的操作杆。

如图4中所示，释放轴7处于容器主体2的径向零件26的通道27中，直到轴的凸缘71抵靠在台肩28’上。采用这种方式，轴的下部分72穿过通道28并位于通道25中，从而抵靠在滑动件6的凸缘61上，从而将滑动件6锁定就位。

弹簧91位于零件26的径向通道27内，围绕轴7的具有较大直径70的部分。弹簧91的一端抵靠轴7的凸缘71，并且弹簧91的另一端受到抵靠端座29的表面29’的垫圈的推压。在这一点上，零件26的顶端边缘被铆接到内部，从而将垫圈200锁定就位。

垫圈200通过零件26上边缘的铆接而被锁定的方案，使得弹簧91可以容易地机械化组装，否则这一组装过程将非常复杂。

结果，弹簧91向下推动释放轴7。应当记住，释放轴7通过凸轮系统连接到操作杆上，所述凸轮系统抵抗弹簧91的作用提升释放轴，从而释放滑动件6。

下面特别参考图4描述恒温装置1的操作过程。

当热水龙头被打开时，水在箭头I的方向进入套筒3，与温度感应元件4的后部分42接触。

接着水通过过滤器100流过狭槽65进入滑动件6的通道60。接着水穿过活塞杆的狭槽51并通过前柱塞52的通道56，流入滑动件通道60的前部。最后，水离开滑动件通道60，穿过容器主体2的前通道120在箭头O的方向上流出恒温装置1，水流从这里由龙头元件输送。

当水温达到预定值时，例如30-40℃之间，温度感应元件后部42内容纳的石蜡膨胀，向前推动启动件43的活塞44。结果，活塞44克服被压缩弹簧90的作用向前推动开关件5。

通常，O形环82位于滑动件6的狭槽65之上，防止水进入滑动件通道60并且流出装置1。这样就不会浪费热水。事实上，热水停留在在套筒3的通道130内。在这种条件下，因为滑动件6被释放轴7锁定，因而水压不会移动滑动件6。

当使用者想使用热水时，他操纵恒温装置1的控制杆，提升释放轴7。因此，释放轴的下部分72不再与滑动件凸缘61相干涉。结果，在水压和弹簧90的推力(同时将开关件5向后推)的双重作用下，滑动件6被推向前。

因此，滑动件6连同其狭槽65移动，位于O形环82前方，重新储存通过装置1的水流。

当使用者关闭热水龙头时，水压不再作用到滑动件的凸缘61上。结果，滑动件在弹簧9的作用下被向后推。释放杆7在弹簧91的作用下被向下推，并且释放杆的下部分72重新锁定滑动件凸缘61。

当热量感应元件后部42中的石蜡冷却并降低到预定温度以下时，活塞44缩回启动件43内，并且开关件5在弹簧90的作用下被向后推，从而重新启动已经为一个新循环做好准备的恒温装置1。

设计为需要接触水的元件，例如套筒3、容器主体2、滑动件6和开关件5或它们的一部分都经过涂覆工艺处理，采用铬和/或特富龙(Teflon)和/或镍或类似材料涂覆，以降低摩擦和/或增加耐磨性和/或降低水碱沉积以及类似作用。

在本领域技术人员的能力范围内，可以对本发明实施方式进行很多细节上的修正和变换，这些都落入本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种恒温装置(1)，包括：

-容器主体(2)，其与一热水输送入口连接；

-套筒(3)，其连接在所述容器主体(2)上，并且适于与一热水供应管相连；

-滑动件(6)，其在所述容器主体(2)内滑动，并且带有供水通过的通道(60)；

-释放装置(7)，其用于将所述滑动件(6)锁定就位，并且可由使用者操作以释放所述滑动件；

-开关件(5)，其在所述滑动件(6)内滑动以在一关闭位置和一打开位置之间切换，在关闭位置处，开关件(5)关闭从套筒(3)流向所述滑动件的通道(60)的水流，在打开位置处，开关件(5)允许水流从套筒(3)流向所述滑动件的通道(60)；

-温度感应装置(42)，其用于检测所述套筒(3)内的水温；以及

-启动装置(43，44)，其与所述开关件(5)相连，并且可操作地与所述温度感应装置(42)相连，以便当所述温度感应装置(42)检测到温度高于预定阈值时，将所述开关件设定为关闭位置。

2.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述温度感应装置(42)包括热膨胀材料。

3.如权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述热膨胀材料是固体石蜡混合物。

4.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述启动装置包括活塞(44)，其在所述开关件(5)的凹座(59)内操作。

5.如权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，所述套筒(3)包括径向凸桥(32)，所述径向凸桥(32)支撑环形螺母，所述环形螺母具有与所述启动装置(43)的外螺纹(40)配合的内螺纹(33)，从而使得所述启动装置的活塞(44)相对于所述装置(1)轴向操作。

6.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述开关件(5)包括在其端部支撑前柱塞(52)和后柱塞(53)的杆(50)，以引导所述前柱塞(52)并且阻断水在滑动件通道(60)内的流动，所述前柱塞(52)和后柱塞(53)上分别具有垫圈(81，82)。滑动件。

7.如权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述开关件的所述杆(50)具有狭槽(51)，所述狭槽与所述前柱塞(52)内的轴向通道(56)连通，并且所述轴向通道(56)与所述滑动件的通道(60)连通。

8.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述滑动件(6)包括适于被所述释放装置(7)锁定的较大直径的凸缘(61)，所述释放装置(7)包括在所述容器主体(2)的径向管(26)内滑动的轴。

9.如权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，在所述滑动件的所述凸缘(61)端部带有凸桥(63)，所述凸桥(63)支撑一头部(64)从而限定用于使水从所述连接件流到所述滑动件通道(60)的狭槽(65)。

10.如权利要求9所述的装置(1)，其特征在于，在所述开关件的后柱塞(52)的后端带有凸缘(57)，所述凸缘(57)与位于所述前柱塞(52)前端的引导缘一起有利于引导开关件(5)在所述滑动件(6)的通道(60)内移动，从而防止由于所述开关件(5)轴线与所述滑动件(6)的通道(60)的轴线之间不对准而引起的堵塞。

11.如权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，所述容器主体(2)包括轴向通道，所述轴向通道包括中心通道(20)、具有较小直径的前通道(120)和具有较大直径的后通道(25)，其中在所述中心通道(20)和所述前通道(120)之间带有轴环(23)和引导并密封所述滑动件(6)前部的垫圈(8)，一第二垫圈(80)围绕滑动件的凸缘(61)布置以引导并密封滑动件的凸缘(61)在所述容器主体(2)的后通道(25)内的移动。

12.如权利要求11所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括在容器主体的中心通道(20)内围绕所述滑动件(6)定位的滑动件弹簧(9)，其中弹簧(9)的一端抵靠所述容器主体的轴环(23)，并且弹簧(9)的另一端抵靠滑动件的凸缘(61)。

13.如权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括位于所述滑动件(6)内的开关件弹簧(90)，所述弹簧(90)的一端抵接滑动件的前轴环(66)，并且弹簧(90)的另一端抵接开关件的前柱塞(52)。

14.如权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括位于容器主体的所述径向连接件(26)内并围绕所述释放轴(7)布置的释放轴弹簧(91)，其中所述弹簧(91)的一端抵接释放轴凸缘(71)，并且弹簧(91)的另一端抵接通过连接件的端部边缘铆接而锁定在所述径向连接件(26)内的垫圈(200)。

15.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括位于所述套筒(3)内并围绕所述启动装置(43)布置以过滤水碱和杂质的过滤器(100)。

16.如前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，设计成接触水的元件全部或部分通过涂覆工艺处理，所述涂覆工艺处理采用铬和/或特富龙和/或镍和/或其它合适的表面处理，以增加耐磨性和/或降低在相对运动过程中部件之间的摩擦和/或减缓/降低水碱沉积过程。

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