CN101825905B - 精密水位控制给水装置 - Google Patents
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Abstract
一种精密水位控制给水装置，包括进水管、出水管与水箱，水箱与进水管、出水管连接，水箱内设有水位控制阀组件，水位控制阀组件包括阀腔、阀腔内设置的密封胶垫、浮筒、顶柱，密封胶垫底面的水压面积大于上部平面的水压面积，该密封胶垫在上、下水压作用下可上下位移，顶柱固定在浮筒上方，在阀腔底部对应顶柱的位置上设有泄压孔，在阀腔上设有进水口与排水口，进水口与进水管连接。本装置简单巧妙、液位控制精确，具有储水量少、给水精确的优点，应用本装置设计的产品可实现超小型、超薄的效果，不但大大节省原材料，降低成本，且产品的可靠性高，可广泛应用在开水器、饮水机等需要对水位进行控制的产品上，具有巨大的社会经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及水位控制技术领域，更具体地说是涉及一种应用在需具备自动控制供水功能等产品上的精密水位控制给水装置。
背景技术
水位控制装置的应用非常广泛，在工业及日常生活等供水系统中，有很多场合需要对液位进行监控，自动控制补充液位介质，如人们在生活上常用到的电热开水器的给水装置。水是人维持生命不可或缺的物质，正常人每天需要喝2升水，才能保证健康生活的基本需要，随着物质生活水平的提高，经煮沸的开水有效杀灭各种有害微生物，因此，在工厂、学校、公司、写字楼、宾馆、酒店、会所等公共场合内，对使用方便、安全卫生的开水器需求量非常大，特别是即开即热型的电热开水器由于其加热功率大、水沸腾时间短而深受好评。目前的电热开水器，其水加热系统的水位控制有采用浮球式杠杆机构或者是电磁阀控制的，其中浮球式杠杆机构主要由浮球、杠杆臂、杠杆头组成，当水龙头打开、系统水位下降时，浮球随水位下降并拉动杠杆头打开进水通道，完成系统补液，该机构的缺点是体积宠大，要求容纳浮球式杠杆机构的水箱体积容量较大。也有的电热开水器是采用电磁阀和水位控制电路来控制开水器的进水的，如公开日为2007年3月21日的中国专利CN200620054852.X，在进水管上设置进水电磁阀，在控制电路上设有采用高、低水位探针和缺水保护探针的水位控制电路，使开水器的电路设计非常复杂，不仅生产成产陈本大幅度提高，浪费资源，而且，产品的可靠性低，容易出故障，对使用环境要求高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有给水装置的水位控制器体积宠大和结构复杂的缺点，提供一种体积小、成本低，结构轻巧、液位控制精确的精密水位控制给水装置，以克服现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案是，构造一种精密水位控制给水装置，包括进水管、出水管与水箱，所述水箱与进水管、出水管连接，所述水箱内设有水位控制阀组件，所述水位控制阀组件包括阀腔、阀腔内设置的密封胶垫、浮筒、顶柱，所述密封胶垫底面的水压面积大于上部平面的水压面积，该密封胶垫在上、下水压作用下可上下位移，所述顶柱固定在浮筒上方，在阀腔底部对应顶柱的位置上设有泄压孔，在阀腔上设有进水口与排水口，所述进水口与进水管连接，所述水箱与电热开水器的开水发生装置是连通的。
上述的精密水位控制给水装置中，阀腔包括上腔套和下腔套，在上腔套上设有多个排水口。在阀腔的下腔套底部设有向上贯穿所述密封胶垫的圆柱，所述圆柱与密封胶垫间隙配合。在密封胶垫的上方设置垫圈和环状垫片，所述环状垫片套在密封胶垫的上部平面的侧壁上。
上述的精密水位控制给水装置中，在下腔套下面固定顶柱安装臂，所述顶柱安装臂由枢转连接的上、下板组成，所述顶柱固定在顶柱安装臂的下板上，而顶柱设有压块或者顶针。
与现有技术相比，本发明的水位控制装置具有以下优点：
1)浮筒的位移与加热水管5的水位高度同步，由浮筒的位移推动顶柱关闭水位控制阀组件的泄压孔，促使密封胶垫底部的受到的水压大于上部的压力，并在阀腔内向上移动，关闭进水管。本发明结构简单巧妙、液位控制精确、大大提高产品的可靠性。
2)在需水位控制的产品上应用该精密水位控制给水装置，可实现储水量少、给水精确的优点，使应用的产品或者是设备达到超小型、超薄的效果，大大节省了原材料，降低了成本，可广泛应用在如开水器、饮水机等需要对水位进行控制的产品上，适应性强，具有巨大的社会经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构安装示意图；
图2为图1的水位控制阀组件放大图；
图3为本发明所述精密水位控制给水装置的拆分示意图；
图4为本发明的精密水位控制给水装置的结构剖示图(进水状态)；
图5为本发明所述水位控制给水装置的密封胶垫剖示图；
图6为本发明在止水状态时水位控制系统的阀腔结构剖示图；
图7为本发明另一实施方式在止水状态时水位控制系统的阀腔结构剖示图；
图8为本发明的密封胶垫立体图；
图9为本发明的密封胶垫底部结构示意图；
图10为本发明应用在电热开水器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
见图1-4，本发明所述的精密水位控制给水装置由水箱2、水位控制阀组件、进水管1、出水管组成。水箱2的上、下分别连接进水管1与出水管，水位控制阀组件装在水箱2内，它包括阀腔、密封胶垫33、垫圈、垫片、顶柱39、顶柱安装臂37、压块8、浮筒4。阀腔由上腔套31和下腔套36构成，上腔套与下腔套螺纹联接，上腔套的顶部开有进水口，进水管1从该孔插入阀腔，上腔套31的侧壁均匀设有多个排水口30。下腔套36的底部开有凹槽35，下腔套的底部设有垫圈和垫片的安装平台34，下腔套的底部伸出一圆柱32，密封胶垫33的中心孔套在下腔套的底部圆柱32上，中心孔与圆柱32以间隙配合，从进水管1进入阀腔内的水从中心孔与圆柱32间的间隙流进由密封胶垫的底部与下腔套围成的工作腔内，密封胶垫33是食品级要求的耐老化、耐磨的硅胶材料制得，其结构剖视图参见图5，在密封胶垫33的外缘上装有一金属垫圈和一个金属垫片，防止密封胶垫在水压作用下变形量太大。见图4，在下腔套的底部有泄压孔7，泄压孔7下方设有压块8，压块8在顶柱39内，顶柱39与浮筒4固定连接。见图3，在下腔套下固定顶柱的安装臂37，安装臂由上、下板组成，上、下板在左侧枢转连接，安装臂上板向下内弯成一限位的平台38，安装臂下板搭在平台38上。安装臂上、下板对应位置上开有圆孔，其中上板的圆孔孔径大于下板的圆孔，顶柱39的上部外径大于下部外径，使得顶柱39的上部夹在安装臂上下板之间，顶柱39的下部穿过安装臂下板固定在浮筒4上。
图6-9为本所述的精密水位控制给水装置对水位进水控制的结构示意图。当水箱2内的水量液面下降，浮筒4连着顶柱39下降至下限位置(此时安装臂下板搭在上板的限位平台38上)，压块8离开泄压孔7，工作腔内的水从泄压孔流进水箱，密封胶垫33向下位移，远离进水管口，进水管的水注入阀腔内部，一方面从上腔套的排水口30进入水箱2内，另一方面从泄压孔7进入水箱2内。当开水发生装置的水位上升至系统的控制液面线时，水箱内水位上升，浮筒顶部的空气压力加大并把浮筒往上推，顶柱39上移，压块8顶压在泄压孔7的孔口上。密封胶垫33在阀腔内，其上部和底部均受到水压的作用，如图8和图9所示，密封胶垫33底面(12)的水压面积大于上部平面(11)的水压面积，而其上部平面11的水压面积大于进水管1的外经，由密封胶垫底部12与下腔套36围成密封胶垫关闭进水管的工作腔，当泄压孔7关闭时，工作腔内的水对密封胶垫33的压力大于上腔套31内的水对密封胶垫33的压力，密封胶垫33向上位移至上限位置，此时关闭进水管口。
图10为本发明应用在电热开水器结构示意图，电热开水器的开水发生装置与水箱2的出水端是连通的，当开水器工作时，开水流出后，开水发生装置的液面下降，A表示开水发生装置的液位控制线，B表示在进水状态时，从进水管流向开水发生装置的水的流动路线，图10所示的是电热开水器的核心部件，开水发生装置和水位控制系统的结构示意图，如该图所示，在开水发生装置里并排设置多条加热水管5，所有的加热水管均是底部连通的，加热水管与水位控制系统也是连通的，因此，在等气压条件下，各并排的加热水管与水位控制系统的水箱内的水位是等高的。见图10，各加热水管5的上端位置是高低布置，最低位置处设汇水口与开水发生装置的出水管道相通，这样的布局使得沸水先后溢出至汇水口，不存在停流情况，使开水器可以连续输出开水。具体是远离汇水口的加热水管出水口位置最高，离汇水口越近，则加热水管的出水口越低。加热水管5的外壁均匀设置多段电热膜9，当加热水管5的电热膜9通电工作，电热膜9随即对管内的水加热，使其烧开沸腾，各管沸腾后的开水溢出，从高到低流至汇水口，再从汇水口排出电热开水器。在开水发生装置的顶部设有水蒸汽回收器6，从加热水管5沸腾溢出的水蒸汽从水蒸汽回收器6窜流道本发明所述的水位控制给水装置内，水蒸气由该装置的上腔套31侧壁的排水口30进行热交换，既达到蒸气的回收效果，也可对水流进行初步的预热，提高能源的利用效率。期间，加热水管的材料选择耐高温高强度的石英玻璃管。
作为另一实施方式，在顶柱39内的压块8可以用顶针代替，顶针固定在顶柱39的上方，顶针为圆锥形的，顶针的中心线与泄压孔7的中心线重合，当顶柱39上移时，顶针把泄压孔7封闭，见图7。另外，浮筒4也可以用浮球代替。
本发明以巧妙的设计，利用连通器的原理，使浮筒的位移与加热水管5的水位高度同步，由浮筒的位移推动顶柱39关闭水位控制阀组件的泄压孔，促使密封胶垫底部的受到的水压大于上部的压力，并在阀腔内向上移动，关闭进水管。应用本发明设计的产品可实现超小型、超薄的效果，大大节省了原材料，降低了成本，而且产品的可靠性高，可广泛应用在如开水器、饮水机等需要对水位进行控制的产品上，具有巨大的社会经济效益。
Claims (7)
1.一种精密水位控制给水装置，包括进水管(1)、出水管与水箱(2)，所述水箱(2)与进水管(1)、出水管连接，其特征在于：所述水箱(2)内设有水位控制阀组件，所述水位控制阀组件包括阀腔、阀腔内设置的密封胶垫(33)、浮筒(4)、顶柱(39)，所述密封胶垫底面(12)的水压面积大于上部平面(11)的水压面积，该密封胶垫(33)在上、下的水压作用下可上下位移，所述顶柱(39)固定在浮筒(4)上方，在阀腔底部对应顶柱的位置上设有泄压孔(7)，在阀腔上设有进水口与排水口，所述进水口与进水管(1)连接。
2.根据权利要求1所述的精密水位控制给水装置，其特征在于：所述阀腔包括上腔套(31)和下腔套(36)，在上腔套上设有多个排水口(30)。
3.根据权利要求2所述的精密水位控制给水装置，其特征在于：所述下腔套(36)的底部设有向上贯穿所述密封胶垫(33)的圆柱(32)，所述圆柱(32)与密封胶垫(33)间隙配合。
4.根据权利要求3所述的精密水位控制给水装置，其特征在于：在密封胶垫(33)的上方设置垫圈和环状垫片，所述环状垫片套在密封胶垫的上部平面(11)的侧壁上。
5.根据权利要求4所述的精密水位控制给水装置，其特征在于：所述下腔套下固定顶柱安装臂(37)，所述顶柱安装臂(37)由枢转连接的上、下板组成，所述顶柱固定在顶柱安装臂(37)的下板上。
6.根据权利要求5所述的精密水位控制给水装置，其特征在于：所述顶柱(39)内设有压块(8)。
7.根据权利要求5所述的精密水位控制给水装置，其特征在于：所述顶柱(39)上设有顶针。
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