CN103954044B - 一种热水器内管道防冻裂自动保护阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水器的技术领域，更具体地，涉及一种热水器内管道防冻裂自动保护阀。一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，所述的阀体内设有电磁排水阀，电磁排水阀包括磁性阀芯、设于磁性阀芯外部的电磁线圈，阀体内还设有排水腔，磁性阀芯设于排水腔内，排水腔下部连接排水口，排水腔内设有顶住磁性阀芯的磁性阀芯弹簧，磁性阀芯下端打开或封闭排水口；所述的排水腔下部通过连接通道与出水口连通；所述的排水腔侧部通过管道与阀上腔连通。本发明通过电磁排水阀的作用，解决了热水器内管道被冻裂的问题，去除了水泄漏的隐患，避免给用户带来不必要的经济损失。

Description

一种热水器内管道防冻裂自动保护阀

技术领域

本发明涉及热水器的技术领域，更具体地，涉及一种热水器内管道防冻裂自动保护阀。

背景技术

热水器已成为人们沐浴时不可或缺的器具，尤其在冬季，可以快速提供热水给人们沐浴使用。为了更方便人们的使用，热水器的进水管通常直接与自来水管连通，当用户需要热水时，只要打开花洒球阀，热水很快就会喷出。当沐浴完，用户关闭花洒球阀后，在热水器及其连接的管道中始终会储存着水份。但是当气温急剧下降时，特别是在北方的冬季，这些剩余的水就会结冰后膨胀，常常会涨裂热水器及其连接的管道，而当气温回升时，涨裂后破管内的冰就融化，自来水管的水源就会顺着破口处流出，造成漏水事故，严重时水会淹掉家居物品，给用户带来经济损失。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种热水器内管道防冻裂自动保护阀。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，包括阀体，阀体内设有活塞腔和单向阀腔，活塞腔内设有活塞将活塞腔分为活塞前腔和活塞后腔，活塞前腔设有进水口和出水口，活塞是可阻断进水口与出水口连通的活塞，活塞后腔内设有顶住活塞的弹簧；单向阀腔内分为阀上腔和阀下腔，阀上腔上设有热水进水口，阀下腔上设有热水出水口，阀上腔与阀下腔之间设有单向阀芯，阀下腔内设有隔栅，单向阀芯与隔栅之间设有压力弹簧，活塞后腔与阀下腔连通；

其中，所述的阀体内设有电磁排水阀，电磁排水阀包括磁性阀芯、设于磁性阀芯外部的电磁线圈，阀体内还设有排水腔，磁性阀芯设于排水腔内，排水腔下部连接排水口，排水腔内设有顶住磁性阀芯的磁性阀芯弹簧，磁性阀芯下端打开或封闭排水口；所述的排水腔下部通过连接通道与出水口连通；所述的排水腔侧部通过管道与阀上腔连通。

本发明中，隔栅能承托单向阀芯，磁性阀芯后端设有磁性阀芯弹簧，保证在电磁线圈失电或损坏的情况下都把电磁排水阀关住，使热水器能正常使用。

进一步的，所述的排水腔与管道之间设有第一单向阀，第一单向阀打开或封闭排水腔与管道之间的入口腔，第一单向阀包括第一阀芯、顶住第一阀芯的第一弹簧。热水器内管道的高水位处设有第二单向阀，热水器内管道通过入口与大气连通，第二单向阀打开或封闭入口，第二单向阀包括第二阀芯、顶住第二阀芯的第二弹簧。第一单向阀、第二单向阀为常闭状态。

上述第一单向阀的构造和第二单向阀相同，在未启动电磁排水阀时第二阀芯可靠第二弹簧的作用而关闭，在使用热水器时是不会有水从单向阀处溢出的。

进一步的，所述的热水器内设有开关控制器，开关控制器与电磁线圈连接。上述的开关控制器的功能包括低温送电，当热水器运行即关闭送电的功能。

进一步的，所述的阀下腔、活塞后腔内分别设有第一缓冲胶和第二缓冲胶。上述的第一缓冲胶和第二缓冲胶的作用：在待机时遇上需要排水的低温时，排水按既定方法排完了热水器内及连接管道的水，但阀下腔及活塞后腔内还存在水份。当这些水份亦到结冰膨胀时，缓冲胶受到高压体积会收缩。等于提供了结冰膨胀的空间，避免了保护阀的损坏。

进一步的，所述的活塞前端设有可堵住活塞前腔出水口的堵头结构。堵头结构能堵住了活塞前腔出水口，即阻断进水口与出水口的连通，使阻断效果更好。

进一步的，所述的活塞与活塞腔之间设有密封圈。使水不至于通过活塞与活塞腔之间的间隙，从而影响活塞的正常使用。

进一步的，所述的活塞上设有连通活塞前腔进水口和活塞后腔的细孔。当停止使用热水后，能使活塞前腔和活塞后腔的水压通过该细孔快速达到平衡，从而依靠弹簧的弹力推动活塞将出水口堵住，关断出水口与进水口的连通，不再向热水器及其内管道中注水。

进一步的，所述的排水口向下设置，以便排水。

本发明中，通过控制电磁排水阀通电后，磁性阀芯受电磁力作用，克服磁性阀芯弹簧压力而向上移动，结果电磁排水阀的排水腔通过连接通道与活塞前腔的出水口连通，由于把热水器的内管道的高度设在高于本保护阀，因此电磁排水阀在开启后，热水器内的水便会自上而下，从电磁排水阀的排水口处向下流出。

因在给热水器排水时，内管道会产生负压，会影响水份的排出，因此在热水器内管的高水位处设置一小型第二单向阀，此第二单向阀的功能是当管道内出现一个很小的负压时，阀芯都能自动打开，使管道内的高位处压力与大气压相等，便可维持顺利排水。

内管道的另一侧处的水份自上至下流，由于磁性阀芯已打开，排水腔的压力降至很低，出现了管道对第一单向阀阀腔为正的压力，第一阀芯打开，则热水器管道的水份能顺利流经第一单向阀，排水腔，经下水道口往下排掉。

上述第一单向阀的第一阀芯，在打开球阀时，自来水通过入口，把活塞向右推开送水。此时的水份有一部分流入电磁排水阀，使排水腔的压力上升，相连的第一单向阀腔的压力也上升，此时的第一阀芯已借着第一弹簧的压力向右关闭，那就防止了有冷水在未经加热而跨流到保护阀的热水排放区域，影响到输出水的温度。

与现有技术相比，有益效果是：本发明通过电磁排水阀的作用，解决了热水器内管道被冻裂的问题，去除了水泄漏的隐患，避免给用户带来不必要的经济损失。

附图说明

图1是本发明与热水器、花洒等的连接并处于备用状态的内部机构图。

图2是本发明与热水器、花洒等的连接并处于使用状态的内部结构图。

图3是本发明与热水器、花洒等的连接并处以低温排水状态的内部结构图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，图中主要部分为热水器内管道防冻裂自动保护阀的阀体1，阀体1上的热水进水口10与热水器80的出水管82连通，热水出水口11与花洒球阀84连通；阀体1的进水口5与自来水管85连通，出水口 6与热水器80的进水管81连通；阀体1的排水口18与下水道86连通；开关控制器83与阀体1上的电磁排水阀101的电路连接。

自动保护阀的阀体1内设有活塞腔和单向阀腔，活塞腔内设有活塞2将活塞腔分为活塞前腔3和活塞后腔4，活塞前腔3设有进水口5和出水口6，活塞2前端设有堵头结构24，可堵住出水口6，即阻断进水口5与出水口6的连通，活塞后腔4内设有顶住活塞2的弹簧7，活塞2与活塞腔之间设有两个密封圈25，活塞2 上还有连通进水口5和活塞后腔4的细孔26。

单向阀腔内分为阀上腔8和阀下腔9，阀上腔8上设有热水进水口10，阀下腔9上设有热水出水口11，阀上腔8和阀下腔9之间设有单向阀芯12，阀下腔9内设有能承托单向阀芯的通水隔栅13，单向阀芯12和隔栅13之间设有压力弹簧14；活塞后腔4与阀下腔9连通；

阀体1内设有电磁排水阀101，电磁排水阀101包括磁性阀芯22、设于磁性阀芯22外部的电磁线圈20，阀体1内还设有排水腔19，磁性阀芯22设于排水腔19内，排水腔19下部连接排水口18，排水腔19内设有顶住磁性阀芯22的磁性阀芯弹簧23，磁性阀芯22下端打开或封闭排水口18；排水腔19下部通过连接通道87与出水口6连通；排水腔19侧部通过管道27与阀上腔8连通。磁性阀芯22可在电磁线圈20的内部上下活动。

排水腔19与管道27之间设有第一单向阀103，第一单向阀103打开或封闭排水腔19与管道27之间的入口腔17，第一单向阀103包括第一阀芯16、顶住第一阀芯16的第一弹簧15。排水腔19与管道27之间为第一单向阀腔28。第一弹簧15顶住第一阀芯16，第一单向阀103是常闭的。

热水器80内管道31的高水位处设有第二单向阀102，热水器80内管道通过入口29与大气连通，第二单向阀102打开或封闭入口29，第二单向阀102包括第二阀芯30、顶住第二阀芯30的第二弹簧32。第二阀芯30后面设有压力第二弹簧32顶住阀芯，在第二弹簧32压力的作用下第二阀芯30把入口29封堵。第二单向阀102的出口与热水器80的高水位处连通，第二单向阀102是常闭的。

本发明的工作原理如下，如图2所示，用户打开花洒球阀84后，阀下腔9和活塞后腔4的压力即时降低，受自来水管85的水压作用，活塞前腔3的压力大于活塞后腔4，于是活塞便产生一个向后腔方向的动力，并克服了弹簧7的压力，活塞右移使自来水管85活塞前腔3出水口6热水器进水管81连通，将自来水注入热水器80内，热水器80内管道31内出现水流后触发热水器的加热装置。加热后的热水经过热水出水管82和热水进水口10进入阀上腔8内，此水流的压力克服了压力弹簧14的弹力，开启单向阀芯12，使热水进入阀下腔9，最终通过热水出水口11和花洒球阀84进入花洒而喷出。

正常使用中，开关控制器83是不会发出电流信号的，电磁排水阀101处于关闭状态，第一单向阀103的第一阀芯16依靠顶在后面的第一弹簧15的作用力压向右边入口腔17，第一单向阀103关闭。

高水位处的小型第二单向阀102的第二阀芯30亦依靠顶在后面的第二弹簧32的作用力，把阀芯压向右方的入口29处，第二单向阀102关闭。不会有水流从第二单向阀102流出。确保了热水器80的正常使用。

如图1，当用户沐浴完后，关闭花洒球阀84，阀下腔9、活塞后腔4、阀上腔8内的水压基本相同，单向阀芯12依靠压力弹簧14的弹力复位关闭；同时活塞前腔3和活塞后腔4的压力通过细孔26快速达到平衡，活塞2在弹簧7的弹力下向活塞左边移动，最终使堵头结构24堵住出水口6，即阻断进水口5和出水口6的连通。停止向热水器80注水，热水器内管道水流停止，退出了加热模式。上述状态即为整套热水器系统的准备状态。此状态下热水器80及与其连接的内水管会有剩余的水。

如图3，在待用状态下。当开关控制器检测到气温低于5℃时，开关控制器83会向电磁排水阀101送来一电流信号，电磁排水阀101的电磁线圈20通电后产生一个磁场作用于磁性阀芯22克服了磁性阀芯弹簧23的压力而向上移动，结果电磁排水阀的排水口18被打开，内管道及热水器内的水便自上而下地按C的方向流过排水腔19、排水口18至下水道86往下排水。

由于排水腔19的压力受排水口18的打开排水而压力下降，则第一单向阀腔28对入口腔17形成一个负向压力，在此压力下第一阀芯16向左移动，此时第一单向阀103被打开。则另一边热水器内右侧管道的水流经阀上腔8，按箭头D方向通过小型第一单向阀103，电磁排水阀101沿F方向向下排水。

在此时，高水位处的小型第二单向阀102的工作原理和第一单向阀103相同，所不同的是第二单向阀102在工作中是从入口29处向外吸入空气，以消除热水器在排水时所产生的负压，保证了顺利排水。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，包括阀体（1），阀体（1）内设有活塞腔和单向阀腔，活塞腔内设有活塞（2）将活塞腔分为活塞前腔（3）和活塞后腔（4），活塞前腔（3）设有进水口（5）和出水口（6），活塞（2）是可阻断进水口（5）与出水口（6）连通的活塞，活塞后腔（4）内设有顶住活塞（2）的弹簧（7）；单向阀腔内分为阀上腔（8）和阀下腔（9），阀上腔（8）上设有热水进水口（10），阀下腔（9）上设有热水出水口（11），阀上腔（8）与阀下腔（9）之间设有单向阀芯（12），阀下腔（9）内设有隔栅（13），单向阀芯（12）与隔栅（13）之间设有压力弹簧（14），活塞后腔（4）与阀下腔（9）连通；

其特征在于，所述的阀体（1）内设有电磁排水阀（101），电磁排水阀（101）包括磁性阀芯（22）、设于磁性阀芯（22）外部的电磁线圈（20），阀体（1）内还设有排水腔（19），磁性阀芯（22）设于排水腔（19）内，排水腔（19）下部连接排水口（18），排水腔（19）内设有顶住磁性阀芯（22）的磁性阀芯弹簧（23），磁性阀芯（22）下端打开或封闭排水口（18）；所述的排水腔（19）下部通过连接通道（87）与出水口（6）连通；所述的排水腔（19）侧部通过管道（27）与阀上腔（8）连通；所述的排水腔（19）与管道（27）之间设有第一单向阀（103），第一单向阀（103）打开或封闭排水腔（19）与管道（27）之间的入口腔（17），第一单向阀（103）包括第一阀芯（16）、顶住第一阀芯（16）的第一弹簧（15）。

2.根据权利要求1所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：热水器（80）内管道的高水位处设有第二单向阀（102），热水器（80）内管道通过入口（29）与大气连通，第二单向阀（102）打开或封闭入口（29），第二单向阀（102）包括第二阀芯（30）、顶住第二阀芯（30）的第二弹簧（32）。

3.根据权利要求2所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的第一单向阀（103）、第二单向阀（102）为常闭状态。

4.根据权利要求3所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的热水器（80）内设有开关控制器（83），开关控制器（83）与电磁线圈（20）连接。

5.根据权利要求4所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的阀下腔（9）、活塞后腔（4）内分别设有第一缓冲胶（104）和第二缓冲胶（105）。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的活塞（2）前端设有可堵住活塞前腔（3）出水口（6）的堵头结构（24）。

7.根据权利要求1至5任一所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的活塞（2）与活塞腔之间设有密封圈（25）。

8.根据权利要求1至5任一所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的活塞（2）上设有连通活塞前腔（3）进水口（5）和活塞后腔（4）的细孔（26）。

9.根据权利要求1至5任一所述的一种热水器内管道防冻裂自动保护阀，其特征在于：所述的排水口（18）向下设置。