CN104729124A - 一种热水器防冻堵水嘴及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器防冻堵水嘴及制造方法，为解决现有热水器水嘴的冻堵问题而设计。该热水器防冻堵水嘴包括水嘴本体，所述水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上设置有超疏水材料层。同时提出一种上述水嘴的制造方法。本发明热水器防冻堵水嘴在水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上设置有超疏水材料层，超疏水材料层能够保证水滴迅速滚落而不会在水嘴内壁及端口流挂结冰，防冻性能稳定，防冻堵效果持久，对恶劣环境适应性强，结构简单且成本低，此外超疏水材料层还能提高水嘴的耐老化性。

Description

一种热水器防冻堵水嘴及制造方法

技术领域

本发明涉及一种热水器防冻堵水嘴及制造方法。

背景技术

在冬季，我国北方大部分地区平均气温均处于0℃以下，特别是在东北地区，平均气温低至-25℃，且风力较大，因此水嘴冻堵是北方地区太阳能热水器应用中出现最多的问题。目前国内市场上真空管太阳能水箱一般布置有溢流口和排气口两个金属材质的水嘴，受功能要求均与外部环境相联通。水嘴形成冻堵的原因有二：其一，水箱内的水蒸气遇冷后凝结，滴挂在水嘴内壁并逐渐蓄积，此时若外部气温过低，水嘴的材质又是热的优良导体，且有无固定风向、无固定频次的冷风不断的旋吹，在水嘴的管头极易形成冰挂使水嘴堵塞；其二，由于水箱水满后多余的水由溢流口流出，虽然停止继续注水，但在溢流口底部会形成薄薄的水层，在低温恶劣环境下极易形成冰层，且冰层厚度随着注水次数增加而不断加厚，最终完全堵塞溢流口。水嘴冻堵带来最直接的安全隐患是水箱内压力过高后撑破内胆，最终导致太阳能热水系统整体功能瘫痪。

目前水嘴防冻堵技术多从增加电伴热带、改变水嘴内置管结构以及由水箱内热水引出热量至水嘴伴热三个角度来解决冻堵问题。无论是电伴热带还是水箱热水引出热量，无疑都需要消耗额外的热能；改变水嘴内置管结构虽然可以在一定程度上缓解冻堵现象，但一旦出现突发情况后，其以后的防护能力将会完全丧失，即应对突发工况的能力几乎为零。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种防冻性能稳定、防冻堵效果持久、对恶劣环境适应性强、结构简单且成本低的热水器防冻堵水嘴。

本发明的再一个目的是提出一种具有保温性能、通用性强的热水器防冻堵水嘴。

本发明的还一个目的是提出一种工序简单、成本低的热水器防冻堵水嘴的制造方法。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种热水器防冻堵水嘴，包括水嘴本体，所述水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上设置有超疏水材料层。

优选的，所述超疏水材料层设置在水嘴本体的至少内侧壁上。

进一步的，所述水嘴本体的端口表面上设置有超疏水材料层。

优选的，所述水嘴本体上套有基材管，所述超疏水材料层设置于所述基材管上。

优选的，所述基材管至少包括插入水嘴本体内的直管部和直管部外端口处的限位环，所述水嘴本体的端口表面与所述限位环的内表面相抵接，所述直管部的外径等于或略大于所述水嘴本体的内径。

优选的，所述基材管还包括与所述限位环连接的套于所述水嘴本体外侧的外管部。

优选的，所述基材管的材料为塑料。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种上述的热水器防冻堵水嘴的制造方法，将超疏水功能涂料涂装于所述水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上。

优选的，所述方法具体为：

步骤A1、对水嘴本体的至少内侧壁进行粗糙化处理；

步骤B1、将超疏水功能涂料通过喷枪对水嘴本体上经粗糙化处理的部分进行多次喷涂；

步骤C1、将经多次喷涂后的水嘴本体进行室温静置、低温干燥和中温干燥，得到防冻堵水嘴。

优选的，所述方法具体为：

步骤A2、提供与水嘴本体结构相适配的、可套于水嘴本体上的基材管；

步骤B2、对基材管的至少内侧壁进行粗糙化处理；

步骤C2、将超疏水功能涂料通过喷枪对基材管上经粗糙化处理的部分进行多次喷涂；

步骤D2、将经多次喷涂后的基材管进行室温静置、低温干燥和中温干燥，然后将基材管套于水嘴本体上，从而得到防冻堵水嘴。

优选的，所述超疏水功能涂料由至少两种基液混合反应获得。

本发明的有益效果为：

（1）本发明热水器防冻堵水嘴在水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上设置有超疏水材料层，超疏水材料层能够保证水滴迅速滚落而不会在水嘴内壁及端口流挂结冰，防冻性能稳定，防冻堵效果持久，对恶劣环境适应性强，结构简单且成本低，此外超疏水材料层还能提高水嘴的耐老化性。

（2）可在水嘴本体上套基材管，在基材管的至少内侧壁上设置超疏水材料层，可对现有的热水器水嘴进行改造，通用性强，且基材管能够对水嘴起到保温作用，进一步提高了水嘴的防冻堵性能。

（3）本发明热水器防冻堵水嘴的生产工序简单，且超疏水功能涂料通过基液混合反应获得，成本低。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种形式的热水器防冻堵水嘴的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的另一种形式的热水器防冻堵水嘴的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种形式的热水器防冻堵水嘴的结构示意图；

图4是图3中基材管的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的另一种形式的热水器防冻堵水嘴的结构示意图；

图6是图5中基材管的结构示意图；

图7是本发明实施例二提供的再一种形式的热水器防冻堵水嘴的结构示意图。

图中，1、水嘴本体；2、超疏水材料层；3、基材管；31、直管部；32、限位环；33、外管部。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提出的一种热水器防冻堵水嘴包括水嘴本体，在水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上设置有超疏水材料层。由于超疏水材料层的接触角大、滚动角小，因此能够使得水滴在经过防冻堵水嘴的水流通道的内壁时迅速滚落而不会在防冻堵水嘴内壁及端口流挂结冰。

实施例一：

图1是本实施例提供的热水器防冻堵水嘴的结构示意图。如图所示，本实施例热水器防冻水嘴包括水嘴本体1以及涂装于水嘴本体1内侧壁上的超疏水材料层2。超疏水材料层2的厚度为20μm-800μm。超疏水材料层2的具体材料不限，有机硅类化合物、有机氟类化合物等具有超疏水性能的材料均可。

由于在水嘴本体1内设置了超疏水材料层2，超疏水材料层2的接触角大、滚动角小，因此能够使得水滴在经过防冻堵水嘴内壁时迅速滚落而不会在防冻堵水嘴内壁及端口流挂结冰，水滴在-30℃的环境中仍能够迅速滚落，防冻性能稳定，防冻堵效果持久，对恶劣环境适应性强，结构简单且成本低。此外超疏水材料层还能提高水嘴的耐老化性。

该防冻堵水嘴的制造方法为：

步骤A1、将水嘴本体的内侧壁打毛并清洗晾干，使得水嘴本体的内侧壁表面粗糙化；

步骤B1、将两种基液混合反应获得超疏水功能涂料，将超疏水功能涂料通过高压喷枪对水嘴本体上经粗糙化处理的部分进行多次喷涂，在水嘴本体内侧壁上形成液膜；

步骤C1、将经多次喷涂后的水嘴本体进行室温静置、低温干燥和中温干燥，得到防冻堵水嘴。

步骤A1中所述的粗糙化处理的处理方式不局限于打毛并清洗晾干，其他能够使得水嘴本体内侧壁粗糙化的处理方式均可。

步骤B1中的超疏水功能涂料由两种基液混合并经低速搅拌10-20min后获得，两种基液的质量比例在1:1-1:10的范围内，基液的具体材料不限，能够混合后反应生成超疏水功能涂料的材料均可，也可使用两种以上的基液进行混合。

步骤C1中所述的温室静置的静置时间为10-40min，目的是对喷涂于水嘴本体上的液膜进行初步定型；低温干燥的温度范围为30-50℃，干燥时间为25-90min；中温干燥的温度范围为80-120℃，干燥时间为50-150min，中温干燥时，超疏水功能涂料得到充分熟化而现实热固性，超疏水功能涂料内的气泡受热后膨胀破裂，形成的凹坑使水嘴本体内侧壁具有一定的表面粗糙度。

为了进一步提高水嘴的防冻堵性能，还可在水嘴本体1的端口表面上也设置超疏水材料层2，结构如图2所示。其制造方法与上述方法类似。

实施例二：

图3给出了本实施例热水器防冻堵水嘴的结构示意图。如图所示，该热水器防冻堵水嘴包括水嘴本体1，在水嘴本体1上套有基材管3，超疏水材料层2设置在基材管3的内侧壁上。

如图4所示，基材管3包括插入水嘴本体1内的直管部31和直管部31外端口处的限位环32，所述水嘴本体1的端口表面与所述限位环32的内表面相抵接，所述直管部31的外径等于或略大于所述水嘴本体1的内径。基材管3的材料可以为尼龙管材、PP管材、PVC管材、PPR管材及聚乙烯管材等塑料管材。基材管3与超疏水材料层2具有良好的结合能力，且由于塑料基材管的导热系数较金属要低2-3个数量级，因此能够对水嘴起到保温作用，进一步提高了水嘴的防冻堵性能。

由于本实施例的热水器防冻堵水嘴是在水嘴本体上设置基材管来实现水嘴的防冻堵功能，可根据现有热水器水嘴配做相应的基材管，因此可对现有的热水器水嘴进行改造，通用性强。

其中，基材管3不局限于上述结构，能够方便地安装在水嘴本体1上的结构均可，为了更好的安装基材管3，如图6所示，还可设置与限位环32连接的外管部33，将基材管3安装于水嘴本体1上后，外管部33套于水嘴本体1的外侧，装配后的热水器防冻堵水嘴如图5所示。

上述热水器防冻堵水嘴的制造方法为：

步骤A2、提供与水嘴本体结构相适配的、可套于水嘴本体上的基材管；

步骤B2、对基材管的内侧壁进行粗糙化处理；

步骤C2、将超疏水功能涂料通过喷枪对基材管上经粗糙化处理的部分进行多次喷涂；

步骤D2、将经多次喷涂后的基材管进行室温静置、低温干燥和中温干燥，然后将基材管套于水嘴本体上，从而得到防冻堵水嘴。

为了进一步提高水嘴的防冻堵性能，还可在基材管3的端口表面上也设置超疏水材料层2，结构如图7所示。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热水器防冻堵水嘴，包括水嘴本体（1），其特征在于：所述水嘴本体（1）内的水流通道的至少内侧壁上设置有超疏水材料层（2）。

2.根据权利要求1所述的一种热水器防冻堵水嘴，其特征在于：所述超疏水材料层（2）设置在水嘴本体（1）的至少内侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种热水器防冻堵水嘴，其特征在于：所述水嘴本体（1）的端口表面上设置有超疏水材料层（2）。

4.根据权利要求1所述的一种热水器防冻堵水嘴，其特征在于：所述水嘴本体（1）内套有基材管（3），所述超疏水材料层（2）设置于所述基材管（3）上。

5.根据权利要求4所述的一种热水器防冻堵水嘴，其特征在于：所述基材管（3）至少包括插入水嘴本体（1）内的直管部（31）和直管部（31）外端口处的限位环（32），所述水嘴本体（1）的端口表面与所述限位环（32）的内表面相抵接，所述直管部（31）的外径等于或略大于所述水嘴本体（1）的内径。

6.根据权利要求5所述的一种热水器防冻堵水嘴，其特征在于：所述基材管（3）还包括与所述限位环（32）连接的套于所述水嘴本体（1）外侧的外管部（33）。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的热水器防冻堵水嘴的制造方法，其特征在于：将超疏水功能涂料涂装于所述水嘴本体内的水流通道的至少内侧壁上。

8.根据权利要求7所述的一种热水器防冻堵水嘴的制造方法，其特征在于，所述方法具体为：

步骤A1、对水嘴本体的至少内侧壁进行粗糙化处理；

步骤B1、将超疏水功能涂料通过喷枪对水嘴本体上经粗糙化处理的部分进行多次喷涂；

步骤C1、将经多次喷涂后的水嘴本体进行室温静置、低温干燥和中温干燥，得到防冻堵水嘴。

9.根据权利要求7所述的一种热水器防冻堵水嘴的制造方法，其特征在于，所述方法具体为：

步骤A2、提供与水嘴本体结构相适配的、可套于水嘴本体内的基材管；

步骤B2、对基材管的至少内侧壁进行粗糙化处理；

步骤C2、将超疏水功能涂料通过喷枪对基材管上经粗糙化处理的部分进行多次喷涂；

步骤D2、将经多次喷涂后的基材管进行室温静置、低温干燥和中温干燥，然后将基材管套于水嘴本体上，从而得到防冻堵水嘴。

10.根据权利要求8或9所述的一种热水器防冻堵水嘴的制造方法，其特征在于：所述超疏水功能涂料由至少两种基液混合反应获得。