CN102003553B - 介质传动液压组合联动阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及介质传动液压组合联动阀。包括室内阀和室外阀，室内阀和室外阀都含有一阀壳，室内阀的内腔被分隔成获压腔、压力腔、泄压腔和介质腔四腔室，获压腔与压力腔、泄压腔由隔板及上述两阀芯分隔，压力腔与泄压腔由隔板分隔，获压腔与介质腔由弹性膜分隔，压力腔、泄压腔和介质腔分别设有冷水口、泄压口和介质口；室外阀的内腔被分隔成热水腔、出水腔和介质腔三个腔室，热水腔与出水腔由隔板及水气阀芯分隔，出水腔和介质腔由弹性膜分隔，该三腔室分别设有热水口、出水口和介质口，出水腔设有进水孔和补气孔，室内、外阀的介质腔由传压细管连通，介质腔和传压细管内充满液体介质。该阀的优点是控制动作准确，故障率低、制造容易，制造成本低。

Description

介质传动液压组合联动阀

技术领域

本发明涉及太阳能热水器上使用的阀，尤其涉及一种介质传动组合联动阀。

背景技术

太阳能热水器放在屋顶上，利用太阳能来生产热水。但是现有的太阳能热水器存在着即开不即热，以及在冬季里管道容易堵冻、冻裂等隐患。目前市场上其水管上的阀门大多采用电磁阀来遥控。

但是采用加装电磁阀的太阳能热水器依旧存在着易堵冻、冻裂的缺陷。其原因是，在管道需要排空时需在管道的顶端补充进空气以消除管内的真空，压差均衡了，水才能利用自身的重力顺利下流，最终得以全线排空。补气是通过管道顶端的小孔实现的，补气过程中冷水在冷风中加速挥发，吸收大量蒸发热的水分使得阀孔处温度更低。阀孔周围局部的冰层逐渐加厚，冰层使得进气小孔的流通面积进一步缩小，孔变小以后风速更加大，温度更低，冰冻效果更为明显，如此恶性循环，最终导致小孔冻堵。没有了小孔的进气，管道内产生一定的真空度，其内的余水就不能顺利排空，由此造成水管的冻裂。

一般情况阀门与太阳能热水箱靠得较近，如再加上外层保温过厚，电磁线圈由于电流通过产生的热量再加上阀内流通的热水，两热相加最终会导致线包烧毁。

由于我国幅员辽阔，天气冷热晴雨不一，所以很难找到一个适应各种天气的通用电磁阀。电磁阀的高故障率影响了它的普及率。

目前市场上甚至还有只设置一个启闭管道阀门的电磁线圈，根本就不考虑补气来来消除管道内的真空度。太阳能热水器在屋顶的安装更是五花八门，很多情况下管道都有向下弯曲的U型管路，其内的水是无法依赖重力来排空的。这些都为寒冷冬天所出现的冻堵埋下了隐患。

发明内容

本发明的目的就是要设置这样一种水阀：在寒冷季节不会使水管冻堵或冻裂，在对对应进水孔的开闭进行遥控时不采用受制于环境温度的电磁阀，且控制准确、故障率低，同时成本低廉使用寿命长。

上述目的通过以下技术方案来实现：

所述阀，安装在太阳能热水器对应管路系统上，包括室内阀和室外阀，所述室内阀和室外阀都含有一阀壳，室内阀的阀壳内腔被腔内隔板、进水阀芯组件、泄压阀芯组件及弹性膜分隔成以下四个腔室：获压腔、压力腔、泄压腔和介质腔，其中获压腔与介质腔由弹性膜分隔，获压腔与压力腔、泄压腔由所述隔板及上述两阀芯组件分隔，压力腔与泄压腔由所述隔板分隔，所述压力腔、泄压腔和介质腔分别设有对应的冷水口、泄压口和介质口，泄压口与大气连通；室外阀的阀壳内腔被腔内隔板、水气阀芯组件及弹性膜分隔成以下三个腔室：热水腔、出水腔和介质腔，其中热水腔与出水腔由所述隔板及水气阀芯组件分隔，出水腔和介质腔由弹性膜分隔，热水腔、出水腔和介质腔分别设有对应的热水口、出水口和介质口，出水腔设有进水孔和补气孔，进水孔连通热水腔与出水腔，补气孔与大气连通；室内、室外阀的介质腔通过介质口及传压细管连通，所述介质腔和传压细管内充满液体介质；室内阀的冷水口与所述管路系统中的自来水管连通；室外阀的热水口与所述管路系统中的太阳能热水箱连通，室外阀的出水口与所述管路系统中的上下水共用的管道连通。

所述阀的进一步设计在于，所述弹性膜为橡皮膜。

所述阀的进一步设计在于，所述室内阀内腔的压力腔、泄压腔并列排列并位于获压腔的下侧，介质腔位于获压腔的一侧。

所述阀的进一步设计在于，所述室内阀内腔的所述两阀芯组件由阀杆、阀盖、密封圈和弹簧组成，阀杆一端分别穿过室内阀的阀壳分别与对应琴键连接，阀杆另一端分别伸入到压力腔和泄压腔中，在对应于相应的阀孔位置处设有阀盖，阀盖上置有密封圈，弹簧穿套在阀杆的下端，并以阀盖的下端面和对应腔室的对应底面为弹簧上下端的支承面。

所述阀的进一步设计在于，所述室外阀内腔的热水腔、出水腔和介质腔按上、中、下的位置排列，热水腔与出水腔之间的腔内隔板上设有若干按圆弧分布的所述进水孔，在出水腔的腔顶设有呈倒L形的所述通气孔。

所述阀的进一步设计在于，所述室外阀内腔的水气阀芯组件由阀杆、进水阀盖、补气阀盖、密封圈和压片组成，阀杆一端伸入热水腔中与对所述进水孔有开闭作用的进水阀盖连接，进水阀盖上置有对应的密封圈，阀杆另一端伸入出水腔中，该端部连接压片，该压片与分隔出水腔和介质腔的所述橡皮膜连接，在阀杆对应于所述通气孔位置处设有对所述补气孔有开闭作用的补气阀盖。

所述阀的进一步设计在于，所述液体介质是防冻液或水。

本发明的组合联动阀由室内阀和室外阀组合而成，室内阀放在家中由用户控制，室外阀放在屋顶上。室内阀和室外阀中各设置有介质腔，两腔介质腔由专门的管道连接，通过操纵室内阀上的对应琴键来调节对应阀芯组件，使室内阀的介质腔产生压力变化，该压力变化由防冻介质经传压细管传导到室外阀的介质腔内，利用该压力导致室外阀介质腔的体积变化来完成打开热水或关闭热水、排空水管的各项动作。省去了电磁阀，不会出现使用电磁阀时所常见的由于环境温度过高，不易散热而使电流产生热量烧坏阀的现象，也不会出现由于排水时产生的真空度，而不能完全排清管道内的水，致使管道内的水在寒冷的天气结冰而产生水管的冻堵或冻裂管道的现象，因此控制动作准确，故障率低。同时本发明的组合联动阀结构简单，制造容易，制造成本低，使太阳能热水器的成本有所降低。

附图说明

图1是室内阀的结构示意图。

图2是室外阀的结构示意图。

图3是本发明的组合联动阀安装在太阳能热水器系统中的结构示意图。

图中，101排水阀门，102家中自来水源，104阀，105为淋浴莲蓬头，106，管道，107传压细管，109太阳能热水箱，110为上排空口，200室内阀，201开热水琴键，202阀杆，203阀壳，204获压腔，205密封圈，206阀盖，207冷水口，208压力腔，209弹簧，210泄压腔，211为泄压弹簧，212为泄压管口，213为泄压管，214为泄压阀门盖，215为泄压密封圈，217介质口，218介质腔，219橡胶膜，220为泄压阀芯组件，221关热水琴键，222阀杆，230进水阀芯组件，300室外阀，301阀盖，302密封圈，303进水口，304进水孔，305密封圈，306阀盖，307压片，308橡胶膜，310介质口。311平垫圈。312定心螺钉。313介质腔。314出水腔。315出水口。316补气管口。317补气管。318是阀杆。319补气孔。320热水室，321阀壳，330水气阀芯组件

具体实施方式

对照图1，本发明的室内阀200主要由阀壳203、进水阀芯组件230、泄压阀芯组件220和弹性膜219组成，本实施例的弹性膜219采用橡胶膜。阀壳203的内腔由腔内隔板和橡胶膜分割成四个腔室：获压腔204、压力腔208、泄压腔210和介质腔218。压力腔208、泄压腔210并列排列并位于获压腔204的下侧，介质腔218位于获压腔的一侧。压力腔208、泄压腔210与获压腔204由腔内隔板及进水阀芯组件、泄压阀芯组件分隔，压力腔208与泄压腔210由腔内隔板分隔，介质腔218与获压腔204由橡胶膜219分隔。压力腔208设有冷水口207，介质腔218设有介质口217，泄压腔210设有泄压口212，该泄压口212与泄压管213连接。

进水阀芯组件230或泄压阀芯组件220主要由阀杆(202或222)、阀盖(206或214)、密封圈(205或215)和弹簧(209、211)组成。阀杆(202或222)沿竖直方向放置，其上端分别穿过阀壳203分别连接琴键201或221，其下端分别穿过对应的阀孔伸入到压力腔208和泄压腔210中。阀杆202、阀杆222分别在压力腔208和泄压腔210对应阀孔位置上设有阀盖206和阀盖214，该两阀盖上端分别连接密封圈205和密封圈215。阀盖206和阀盖214下端分别套接弹簧-209和弹簧211，该两弹簧的两端分别以对应阀盖的下端面和对应腔的腔底面为支承面。

对照图2，本发明的室外阀300主要由阀壳321、水气阀芯组件330和橡胶膜308组成。阀壳321的内腔被隔板和橡胶膜308分隔成上、中、下分布的热水腔320、出水腔314、介质腔313三个腔室。热水腔320和出水腔-314上分别设有进水口303和出水口315。热水腔320和出水腔314之间的腔内隔板上设有按圆弧形分布的6个进水孔304。出水腔314的上端设有与外界连通的呈倒L形的补气孔319。

水气阀芯组件330由阀杆318、进水阀盖301、补气阀盖307、密封圈302、密封圈305和压片组成。阀杆318竖直放置，其上端处在热水腔320中，该端连接阀盖301，阀盖301的下端连接密封圈302。阀盖301及密封圈302是对孔304起开闭作用。阀杆318处于出水腔314且对应补气孔319部分设有阀盖306及对应的密封圈305，该阀盖及密封圈是对补气孔319起开闭作用。阀杆318下端连接压片307，该压片通过垫片311及螺钉312与橡胶膜308连接。

室内、室外阀的介质腔218、313通过传压细管107连通，介质腔218、313和传压细管107充满液体介质，该液体介质可以是防冻液，也可以是水。在较寒冷地区，可采用比较经济的饱和食盐水，它的冰点是-29摄氏度。在严寒的冬季不会冻堵，只需要太阳能热水器系统有即开即热的功能就可以了，那么可以取消室内阀的变介质系统，而改用自来水直接充当传压介质。

室内阀介质腔218内的压力变化通过传压细管107传导到室外阀的介质腔313内，使其体积产生变化，导致室外阀的橡胶膜308的向上或向下凸起，从而带动阀芯组件330的上下运动，达到开闭进水孔和补气孔的目的。

上述的室内阀200和室外阀300置于太阳能热水器系统的情形请参见照图3。室外阀300置于房顶上，其上的进水口303通过管道与太阳能热水箱109连通。室外阀300的出水口315由管道106与阀104的热水进水口连通。管道106为上、下水共用的管道。阀104为管道上、下水及热水调温用的阀门，是一种常用阀门。阀104的冷水进水口通过管道与家中的自来水管102连通。室内阀200置于厨房或卫生间便于手动控制的适当位置处。室内阀的压力腔208的进水口207与自来水管102连通，室内阀200和室外阀300的介质腔由传压细管107连通。

需要热水时，揿按室内阀200上的琴键201，阀杆202克服弹簧209的弹力以及压力腔208内水的压力得以下行。带动阀盖206及密封圈205下行，自来水进入获压腔204，即使松开琴键201，由于获压腔204内水的压力，不能使阀盖206及其上的密封圈205将阀孔完全闭合，获压腔204内的水具有自来水源的压力。该压力使得橡胶膜219产生向右突起的变形，介质腔218体积变小，压力增大。介质腔218内置有防冻液，由于液体的不可压缩性，介质腔218所受的压力由传压细管309通过低凝点防冻液传导到置于屋顶的室外阀300的介质腔313内，使橡胶膜308向上凸起，推动压片307使阀芯组件330向上运动，阀盖301及密封圈302、不再压接在孔304上，热水腔320中的热水由孔304流入出水腔314，并经过出水口315及水管106流到用户家中。

关掉热水时，揿按室内阀200上的琴键221，阀芯组件220克服弹簧211的弹力得以下行。带动阀盖214及密封圈215下行，获压腔204内的水通过阀孔进入泄压腔210，经泄压口212及泄压管排出。获压腔204内的水经泄压腔210排出后，其腔内的压力减小，橡胶膜219产生向左突起的变形，介质腔218体积变大，压力减小。通过低凝点防冻液传导到室外阀300的介质腔313内，使橡胶膜308向下凸起，使阀芯组件330向下运动，阀盖301及密封圈302再次压接在孔304上，热水腔320中的热水不能流入出水腔314。阀盖306及密封圈305不再压接在补气孔319，补气管与外界接通，空气从小孔319中流入，出水腔314不会形成真空，在重力用下的流水被完全排空。

这样，用户在家里通过按室内阀上琴键，而产生介质腔室内的压力，压力通过传压细管传导到室外阀，室外阀利用该压力来开启热水阀芯，用户立就能立即得到热水。当用户试图关闭热水时，只需按下室内阀中的相关琴键，就可泄去获压力腔中压力，热水阀自动关闭，同时补气管开通，上、下水的同一根管道内不会产生真空，依赖重力管道内的水自然排空。因此不会出现现有热水器所常见的，由于管道内积有水而产生冻堵或冻裂管道的现象。

Claims (7)

1.介质传动液压组合联动阀，安装在太阳能热水器对应管路系统上，其特征在于包括室内阀和室外阀，所述室内阀和室外阀都含有一阀壳，室内阀的阀壳内腔被腔内隔板、进水阀芯组件、泄压阀芯组件及弹性膜分隔成以下四个腔室：获压腔、压力腔、泄压腔和介质腔，其中获压腔与介质腔由弹性膜分隔，获压腔与压力腔、泄压腔由所述隔板及上述两阀芯组件分隔，压力腔与泄压腔由所述隔板分隔，所述压力腔、泄压腔和介质腔分别设有对应的冷水口、泄压口和介质口，泄压口与大气连通；室外阀的阀壳内腔被腔内隔板、水气阀芯组件及弹性膜分隔成以下三个腔室：热水腔、出水腔和介质腔，其中热水腔与出水腔由所述隔板及水气阀芯组件分隔，出水腔和介质腔由弹性膜分隔，热水腔、出水腔和介质腔分别设有对应的热水口、出水口和介质口，出水腔设有进水孔和补气孔，进水孔连通热水腔与出水腔，补气孔与大气连通；室内、室外阀的介质腔通过介质口及传压细管连通，所述介质腔和传压细管内充满液体介质；室内阀的冷水口与所述管路系统中的自来水管连通；室外阀的热水口与所述管路系统中的太阳能热水箱连通，室外阀的出水口与所述管路系统中的上下水共用的管道连通。

2.根据权利要求1所述的介质传动液压组合联动阀，其特征在于所述弹性膜为橡皮膜。

3.根据权利要求2所述的介质传动液压组合联动阀，其特征在于所述室内阀内腔的压力腔、泄压腔并列排列并位于获压腔的下侧，介质腔位于获压腔的一侧。

4.根据权利要求3所述的介质传动液压组合联动阀，其特征在于所述室内阀内腔的所述两阀芯组件由阀杆、阀盖、密封圈和弹簧组成，阀杆一端分别穿过室内阀的阀壳分别与对应琴键连接，阀杆另一端分别伸入到压力腔和泄压腔中，在对应于相应的阀孔位置处设有阀盖，阀盖上置有密封圈，弹簧穿套在阀杆的下端，并以阀盖的下端面和对应腔室的对应底面为弹簧上下端的支承面。

5.根据利要求2所述的介质传动液压组合联动阀，其特征在于所述室外阀内腔的热水腔、出水腔和介质腔按上、中、下的位置排列，热水腔与出水腔之间的腔内隔板上设有若干按圆弧分布的所述进水孔，在出水腔的腔顶设有呈倒L形的所述补气孔。

6.根据利要求5所述的介质传动液压组合联动阀，其特征在于所述室外阀内腔的水气阀芯组件由阀杆、进水阀盖、补气阀盖、密封圈和压片组成，阀杆一端伸入热水腔中与对所述进水孔有开闭作用的进水阀盖连接，进水阀盖上置有对应的密封圈，阀杆另一端伸入出水腔中，该端部连接压片，该压片与分隔出水腔和介质腔的所述橡皮膜连接，在阀杆对应于所述补气孔位置处设有对所述补气孔有开闭作用的补气阀盖。

7.根据利要求1所述的介质传动液压组合联动阀，其特征在于所述液体介质是防冻液或水。

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