CN102563833B - 出口封闭式水龙头电热水器及其水流开关和热保护器 - Google Patents
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Abstract
一种出口封闭式水龙头电热水器，装有孔膜式水流开关(9)和手动断电复位式快速热保护器(25)，体积小，可以安装在厨房卫生间的清洗台下给水龙头供热水。一种用于上述热水器的孔膜式水流开关(9)，它通过限流孔(23)、连通孔(22)、膜片(7)、内磁组件(10)、外磁组件(11)和微动开关(14)等，实现其水流达到一定值时通电、水流过小时断电，工作可靠体积小负载功率大。一种用于上述热水器的手动断电复位式快速热保护器(25)，采用快速跳变热双金属片+PTC发热体+PTC热控热双金属片结构，当热水的温度达到设定值时，可以立即将电触点断开。
Description
1技术领域
本发明涉及电热水器及其水流开关和热保护器，特别是涉及一种出口封闭式快速水龙头电热水器、一种孔膜式水流开关和一种手动断电复位式快速热保护器。
2背景技术
快速电热水器具有体积小、节电和使用方便等诸多优点，其中功率2KW左右的出口敞开式水龙头电热水器已在人们的日常生活中得到了较为广泛的应用。这类水龙头热水器的不足之处是：它只能安装在厨房卫生间清洗台上的单个水龙头的出水端上使用，这有碍台面美观，且给台面使用者带来了诸多不便。若采用同样功率的出口封闭式快速电热水器并将其安装在水龙头的进水端，安装在清洗台的台面之下，则可以避开上述不足。因此提出了研制出口封闭式快速水龙头电热水器的问题。
快速水龙头电热水器的特点是电加热功率大、电加热腔容积小且多为塑壳结构。一旦热水器的水流开关出现关断水流后电热管不断电的故障，电加热腔内的水温将会以2.5℃/s左右的速度急速升高，很容易造成电加热腔的热损坏。因此，要求用于本发明的水流开关工作可靠寿命长，不会出现断水不断电的故障；用于本发明的热保护器必须是手动复位式快速热保护器，一旦水温达到设定值，它可以快速动作切断其电热管的加热电源。另外，为了简化热水器的结构和减小热水器的体积，要求水流开关和热保护器均体积小且具有不低于10A/220VAC的负载功率。
目前市场上的水流开关均为干簧管结构，这类产品体积大负载功率小且工作可靠性不高，无法满足本发明的使用要求。用于热水器的液胀式热保护器，可以在水温达到设定值时较快地切断电热管的加热电源，但它存在体积大和手动复位操作不便等方面的问题，同样不能很好地满足本发明的使用要求。
3发明内容
本发明的目的是：解决出口封闭式水龙头电热水器所需的水流开关问题和热保护器问题；提供一种出口封闭式水龙头电热水器产品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：出口封闭式水龙头电热水器取立式空心圆柱结构，采用孔膜式水流开关和手动断电复位式快速热保护器，将热保护器、水流开关和电热管安装在同一圆形底座上；水流开关采用孔膜式结构，让进入热水器的水流通过限流孔将流量转换为压差，利用膜片和连通器将此压差转换为作用在膜片上的轴向推力，再通过磁铁和顶杆等驱动大气中的开关动作执行机构，以此实现其水流达到一定值时热水器自动通电加热、水流过小时自动断电；热保护器采用快速跳变热双金属片+PTC发热体+PTC热控热双金属片结构，快速跳变热双金属片的一端直接焊接在其外壁直接与热水接触的金属器壁上并保持其与热保护器的带电部件电绝缘，一旦热水的温度达到设定值，该双金属片就会立即跳变，通过电绝缘触头将热保护器的电触点断开使电热管停止加热，并导致PTC发热体发热，进而导致PTC热控热双金属片的跳变和进一步将二电触点间的断开间隙拉大，只有在水温下降且手动将PTC发热体的电源断开使两片热双金属片同时复位后二电触点之间才能重新电接通。
本发明中的水流开关，具有体积小、负载功率大、工作可靠、寿命长的显著优点，可以在水流控制领域得到广泛应用。
本发明中的手动断电复位式快速热保护器，可以在水温达到设定值时快速切断热水器的加热电源，同时还具有体积小、负载功率大和手动断电复位操作方便的优点，可以在电热水器领域得到广泛应用。
本发明中的出口封闭式水龙头电热水器，可以方便地安装在清洗台的台面之下使用，可以为多个水龙头提供热水。
4附图说明
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
图1是本发明出口封闭式水龙头电热水器实施例1的结构图。
图2是本发明孔膜式水流开关实施例1的结构图。
图3是本发明手动断电复位式快速热保护器实施例1的结构图。
图4是本发明孔膜式水流开关实施例2的结构图。
图中：1、腔盖，2、电热管，3、电加热腔，4、底座，5、高压腔，6、进水口，7、膜片，8、低压腔，9、水流开关，10、内磁组件，11、外磁组件，12、压缩弹簧，13、微动开关触头，14、微动开关，15、底盖，16、密封圈1，17、螺钉，18、螺母1，19、密封圈2，20、螺母2，21、密封圈3，22、连通孔，23、限流孔，24、密封圈4，25、热保护器，26、出水口，27、螺母，28、垫圈，29、支撑套，30、导线1，31、导线2，32、条形导电片1，33、绝缘座，34、导电弹簧片1，35、铆钉1，36、PTC下导电片，37、PTC热控热双金属片，38、电触点1，39、绝缘套，40、金属密封罩，41、金属垫块，42、电触点2，43、快速跳变热双金属片，44、电绝缘触头，45、导电弹簧片2，46、PTC发热体，47、PTC上导电片，48、铆钉2，49、定位套，50、条形导电片2，51、耐水弹簧，52、壳体，53、静电触点，54、动电触点，55、导电架，56、铁块，57、上盖，58、芯架，59、密封圈5。
5具体实施方式
5.1实施例1
热水器(图1)由腔盖(1)、底座(4)、底盖(15)、以及分别通过螺母1(18)、螺钉(17)和螺母2(20)将其固定在底座(4)上的电热管(2)、孔膜式水流开关(9)和手动断电复位式快速热保护器(25)等组成。密封圈1(16)、密封圈2(19)、密封圈3(21)和密封圈4(24)共同确保电加热腔(3)内的水不会外漏。从进水口(6)进入的水流，经高压腔(5)、限流孔(23)进入电加热腔(3)，再从腔盖(1)顶部的出水口(26)流出。
图1、图2的孔膜式水流开关，除含有限流孔(23)和膜片(7)外，其特征是：所用连通器为连通孔(22)，大气中的磁性元件为与内磁组件(10)相斥的外磁组件(11)，开关动作执行机构为微动开关(14)与压缩弹簧(12)的组合。当有水流通过限流孔(23)时，高压腔(5)与电加热腔(3)之间就会形成一定的压差。电加热腔(3)与低压腔(8)之间的连通孔(22)使膜片(7)的两边也产生同样大小的压差；且进入热水器的水流越大此压差也越大、通过螺母(27)和垫圈(28)将其固定在膜片(7)上的内磁组件(10)对外磁组件(11)和微动开关触头(13)的推力也越大。当水流达到一定大小时，微动开关(14)内的常开触点就会跳变转为闭合，电源开始给电热管(2)通电加热并从出水口(26)流出热水。关断出水口(26)的水流后，作用在膜片(7)上的压力消失，外磁组件(11)在压缩弹簧(12)的作用下与微动开关触头(13)脱开，微动开关(14)重新回到常开状态，电热管(2)加热停止。
热保护器(25)(图3)的金属件通过铆钉1(35)、铆钉2(48)固定在绝缘座(33)上，并通过定位套(49)整体安装在由绝缘套(39)、金属密封罩(40)和支撑套(29)组成的密封壳体中。它装有两片热双金属片：一片是机械承载能力较大的快速跳变热双金属片(43)，其一端通过金属垫块(41)焊接在作为金属器壁的金属密封罩(40)上，另一端固定有一只可以迫使导电弹簧片2(45)形变使电触点2(42)与电触点1(38)相接触的电绝缘触头(44)；另一片是PTC热控热双金属片(37)。
当电加热腔(3)内的水温升高达到设定的水温上限时，快速跳变热双金属片(43)会立即产生朝金属密封罩(40)运动的跳变，电触点2(42)会立即与电触点1(38)分开，电热管(2)立即停止加热。随后，电流通过由导线1(30)、条形导电片1(32)、铆钉1(35)、PTC下导电片(36)、PTC发热体(46)、PTC上导电片(47)、条形导电片2(50)、导线2(31)组成的电路，开始给PTC发热体(46)加热；PTC发热体(46)产生的热量使PTC热控热双金属片(37)产生跳变，使导电弹簧片1(34)上的电触点1(38)进一步远离电触点2(42)，以致在电加热腔(3)内的水温下降、快速跳变热双金属片(43)已经复位之后，电触点2(42)仍无法与电触点1(38)相接触。只有在人为手动将热水器的电源断开、PTC发热体(46)停止发热、PTC热控热双金属片(37)和导电弹簧片1(34)也已经复位以后，电触点2(42)才能与电触点1(38)相接触，电热管(2)的重新通电加热才有可能。
5.2孔膜式水流开关实施例2
图4的孔膜式水流开关，除含有限流孔(23)和膜片(7)外，其特征是：所用连通器为连通孔(22)，大气中的磁性元件为铁块(56)，开关动作执行机构为导电架(55)、压缩弹簧(12)、动电触点(54)、静电触点(53)的组合。通过螺钉(17)，将水流开关固定在由壳体(52)、芯架(58)、密封圈5(59)、上盖(57)等组成的水流开关器件中。从进水口(6)流入的水流通过限流孔(23)时，在高压腔(5)与低压腔(8)之间会形成一定的压差，膜片(7)会对内磁组件(10)产生一个轴向推力，迫使耐水弹簧(51)缩短和内磁组件(10)朝铁块(56)的方向运动。当水流达到一定大小时，内磁组件(10)与铁块(56)之间的磁吸引力就会足够大而导致导电架(55)上的二动电触点(54)与二静电触点(53)之间的电接通，从而实现了二静电触点(53)之间的电接通即水流开关的电接通。
关断出水口(26)的水流后，作用在膜片(7)上的压力消失，内磁组件(10)在耐水弹簧(51)的作用下退回到通水前的原位，压缩弹簧(12)使导电架(55)上移，动电触点(54)与静电触点(53)之间的电接触脱开，即实现了二静电触点(53)之间的断开即水流开关的断开。
Claims (5)
1.出口封闭式水龙头电热水器所采用的水流开关，其特征是：水流开关采用孔膜式结构，由限流孔(23)、连通器、柔性膜片(7)、内磁组件(10)、以及大气中的磁性元件和开关动作执行机构组成，水流从进水口(6)进入柔性膜片(7)一边的高压腔(5)再经限流孔(23)进入电加热腔(3)并在限流孔(23)的两端形成压差，连通孔(22)与低压腔(8)相连通，连通器保证柔性膜片(7)两边的压差与限流孔(23)两边的压差相同。
2.根据权利要求1所述的水流开关，其特征是：所用连通器为连通孔(22)，大气中的磁性元件为与内磁组件(10)相斥的外磁组件(11)，开关动作执行机构为微动开关(14)与压缩弹簧(12)的组合。
3.根据权利要求1所述的水流开关，其特征是：所用连通器为连通孔(22)，大气中的磁性元件为铁块(56)，开关动作执行机构为导电架(55)、压缩弹簧(12)、动电触点(54)、静电触点(53)的组合。
4.一种带有如权利要求1所述的水流开关的出口封闭式水龙头电热水器，其特征是：热水器为立式空心圆柱结构，所用热保护器为手动断电复位式快速热保护器。
5.一种如权利要求4所述的出口封闭式水龙头电热水器所采用的热保护器，其特征是：热保护器采用快速跳变热双金属片(43)+PTC发热体(46)+PTC热控热双金属片(37)结构：快速跳变热双金属片的一端通过金属垫块(41)焊接在外壁直接与热水接触的金属密封罩(40)的内表面上，一旦热水的温度达到设定值它就会立即跳变并通过安装在另一端的电绝缘触头(44)的运动使热保护器二电触点之间的电接触断开，进而通过PTC发热体发出的热使PTC热控热双金属片跳变将二电触点之间的断开间隙进一步拉大；只有在热水器的水温下降且手动将PTC发热体的电源断开使两片热双金属片同时复位后，热保护器的二电触点才能重新接通。
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