CN104913531B - 气控太阳能水箱蒸气迥避法 - Google Patents

Abstract

气控太阳能水箱蒸气迥避法，它包括一个太阳能水箱和连接在用户家中的气动水阀机构，气动水阀机构中有一个开阀时能存储关阀能的蓄能器，当充气囊得气后推动微力诱发杠杆的施力臂，使蓄能杠杆将微动水阀关闭；太阳能水箱外面还固接去热水取气装置，该去热水取气装置有一个存水筒，存水筒底部有漏孔，存水筒的进水口上覆有可以通过水的防虫网，防虫网外是和其距离很近的导水管喷口，该导水管下端接在水箱的溢水管口上，上端高出水箱的溢水槽顶，导水管的喷口对着防虫网，压气管和存水筒间仅留可供水位快速上升的缝隙，存水筒的中间插入压气管，这样就使得水箱中的水蒸气水滴不能进入气压管路中，从而保证气动水阀机构能在无冷凝水干扰下运行。

Description

气控太阳能水箱蒸气迥避法

技术领域

本发明属于太阳能水箱液面自控领域，尤其是一种气控太阳能水箱蒸气迥避方法。

背景技术

现在的太阳能热水器，其控制水位的方法很多，常用的有浮阀或浮磁体配合干簧管电磁阀来控制水位，但这种浮动的机械器件都是很易损坏的，一旦坏了得上屋顶去维修，十分麻烦而危险；因此大部分人都采用在太阳能热水器水箱上面设一根溢水管，该溢水管一端接入水箱，另一端一直连接到用户家中的水池中，当屋顶上太阳能水箱溢满时，溢水通过溢水管流向用户家的水池，人们看到溢水管中流出溢水，就立即关闭进水阀门，水箱即停止进水，但由于溢水管很长，管中的水一般都是放到水池中白白流走，而且要有人去看着，常一不留神，水流失很多。为此本人几年前设计了用气压自动控制太阳能水箱液面的方法：如2013107195650号专利，它是采用液面上升使压气管对微动水阀充气囊充气而进行水位控制，但是由于压气管长时间浸在热水中，热水产生的水蒸气会在气压传递管中产生水珠，为了防止水珠对气囊的推力造成影响，所以必须在气压传递管的下端增设疏水器，并经常要打开疏水器旋盖将水排出，这对用户带来麻烦。如果有一种方法，使压气管和热水基本不接触，则就没有蒸气进入到气压传递管中，上述的疏水装置就可基本不用，这将使太阳能热水器的气控方法更为完善，节水效果就更显著。

发明内容

本发明的目的是：推出一种不需要经常打开疏水器的太阳能水箱进水气控法。

本发明的目的是这样实现的：它包括一个太阳能水箱，该水箱固接通大气的能容纳水箱中水加热后膨胀体积的溢水槽，溢水槽的底部还有一个直径比溢水管直径小许多的小孔；在用户家中的进水管上接入一个气动水阀机构，气动水阀机构中有一个由人力开阀的开阀滑竿，开阀滑竿在开阀的同时使蓄能器蓄能，开阀滑竿的凹槽和微力诱发杠杆的抗力臂的阻挡片组成一个脱扣器，充气囊得气后推动微力诱发杠杆的施力臂，使脱扣器脱扣，开阀滑竿即从滑槽中脱落，通过蓄能器使蓄能杠杆将微动水阀关闭；其特征是：太阳能水箱外面还固接一个去热水取气装置，该去热水取气装置有一个和地面垂直的存水筒，存水筒底部带有漏孔，存水筒的进水口上覆有可以通过水的防虫网，防虫网外是和其距离很近的直径不小于溢水管的导水管喷口，该导水管下端接在水箱的溢水管口上，上端高出水箱的溢水槽顶，导水管的喷口对着防虫网，压气管和存水筒间仅留可供水位快速上升的缝隙，存水筒的中间插入压气管，压气管中的气压经压气尾管、气压传递管、气囊接气管后使气动水阀机构中的充气囊得气。

这样，当太阳能水箱需进水时，利用人手将开阀滑竿拉起时进行蓄能，此时滑竿上有作为蓄能器的上磁力体上升，设蓄能杠杆是支点处在一侧的省力杠杆，则蓄能杠杆的施力臂上作为蓄能器另一部分的下磁力体在限位杆的阻挡下原本相吸的上、下二磁力体相互远离，而失去引力，(但作为蓄能器的上、下二磁力体这时却处在蓄能状态)在自重和簧力作用下蓄能杠杆的施力臂降落，同时蓄能杠杆的抗力臂也向下施压，压迫微动水阀的开阀柱，将微动水阀打开，于是进水管向水箱放水；由于开阀滑竿上升至最高时作为脱扣装置构件的阻挡片在微力簧的作用下嵌入开阀滑竿的凹槽中而将开阀滑竿定位，人开阀后即可交由气动水阀机构自动控制；当水箱水满至溢水槽底部时，水的一小部分将通过溢水槽底部的小孔进入溢水槽，但是因进水管口径和溢水管口径都较大，水又有一定的压力，因此多余的进水将通过溢水管到达比溢水槽高的导水管口，在水压和惯性作用下，进水将穿过防虫网进入和地面垂直的存水筒，存水筒底部虽带有漏孔，但其流孔流出的水大大小于进水，又由于存水筒是一个直径仅比压气管稍粗的细口径筒，故存水筒中的水面很快上升，上升的水面压迫压气筒中的空气，形成气压，该气压经压气尾管、气压传递管、气囊接气管和气动水阀机构中的充气囊相通，气压使充气囊膨胀，由于气动水阀机构在人手开阀时已通过开阀滑竿使蓄能器储能，因此充气囊的胀力不直接推动用力较大的微动水阀的开阀柱，而只需推动用力较小的微力诱发杠杆施力臂，并通过脱扣机构使开阀滑竿带着上磁力体向下磁力体靠近，进入到相互引力最大区域达到蓄能释放，使微动水阀的关闭力全部来自磁力体间的磁引力，因此压气筒中只要水位稍有上升就能产生使微动水阀关闭的气压力。当太阳能水箱的水被太阳能加热膨胀而致水面上升时，由于其上升速度是非常缓慢的，即使是溢水槽底部的小孔也足以有使热膨胀水流过的充裕时间，故热膨胀水不会再有多大的压力使膨胀水到达比它高的导水管的管口，因此热水就不会再进入到存水筒中，存水筒中的压气管也就没有热水蒸气进入，虽然在刚开始进水时可能有水温较高的一点儿水进入，但量极小，又很快从存水筒底部的漏孔流出，故无影响；还有存水管的防虫网外是和其距离很近的直径不小于溢水管的导水管喷口，所以导水管喷口并不需直接和存水管相连，这样的好处是万一有膨胀水溢出，因其热膨胀水没有喷力，也就只能是水滴缓慢滴落地面，而决不会进入存水管中。从而使气压管路中迥避蒸气，不使产生水滴而影响气动水阀的正常工作。待到洗澡时，水箱的水面下降时虽在溢水槽中的热水由于需流经小孔，流速会滞后，但当整箱水用尽需要很长时间，故此时溢水槽中的水亦已完全流出。溢水槽一般是靠近水箱顶部设一块带小孔(或漏缝)的隔板，隔板上部水箱是溢水槽，这样便于保温；但对于已经生产的普通水箱内部不可能再装隔板，故可以只使用“去热水取气装置”和“气动水阀机构”相连，因为这样也可达到自动关阀和不使原来溢水管中水流失的节水和自动化目的。或者在水箱项上再添加一个下面小孔和原水箱气孔相通的外加保温的溢水槽。

附图说明

图1是气动水阀机构工作在水平状态下的结构原理图。

图2是气动水阀机构和去热水取气装置整体工作原理图。

具体实施方式

图1中的1是开阀滑竿凹槽，2是竿帽，3是开阀滑竿，4是上磁力体，5是微力诱发杠杆上作为抗力点的阻挡片，6是微力诱发杠杆的支点轴，7是微力诱发杠杆作为施力臂的推片，8是充气囊，9是微力簧，10是充气囊座，11是充气囊接气管，12是微动水阀进水管，13是气动水阀机构的保护盒，14是蓄能杠杆轴套及座，15是蓄能杠杆支点轴，16是蓄能杠杆旋簧，17是微动水阀，18是微动水阀的开阀柱，19是开阀杆杠，20是支点轴座，21下磁力体，22是限位杆，23是微动水阀出水口。图1是当人们需要向太阳能水箱加水，而用手将开阀滑竿3拉起时的状态，此时由于蓄能杠杆在旋簧16的作用下向下压力而使开阀柱18受压，而使微动水阀17处在开阀状态。(图1中的轴座20、限位杆22、微动水阀17、蓄能杠杆轴套及座14均直接或间接地和保护盒17固接。)上述开阀滑竿3上面有供人手向上拉的竿帽2，开阀滑竿3下端固连着作为蓄能器的上磁力体4，上磁力体4上面开阀滑竿上直径较小的一段是开阀滑竿的凹槽1，开阀滑竿3处在保护盒13的壁孔中，在开阀滑竿3重力(也可加簧)作用下可以滑动，但平时由于微力诱发杠杆的阻挡片5的端头嵌入在开阀滑竿凹槽1中，故开阀滑竿不能向下滑动，上述的微力诱发杠杆是由图1中的阻挡片5、推片7、支点轴6连结一体而组成，支点轴6的下端头插在轴座20中，其上端头在保护盒13的壁中作轴座，支点轴6带着整个微力诱发杠杆可在轴座中轻松旋转，微力诱发杠杆的推片7在微簧力9的作用下向纸外方向推动，使它接触充气囊8，充气囊8套在充气囊座10上面，充气囊座10中插入气囊接气管11，充气囊8靠纸外方向的保护盒壁面作为抵板和充气囊相抵，故当水箱中水满，图2中压气管35产生的气压通过气囊接气管11而使充气囊8充气膨胀时只能推动推片7朝纸里方向运动，致使杠杆左边部分的阻挡片5的端头从开阀滑竿凹槽1中向纸外方向脱出，开阀滑竿3带着上磁体4下落至和保护盒13固连的限位杆22上，下磁体21固着在蓄能杠杆19上，蓄能杠杆支点轴15和蓄能杠杆19相固接，14是和蓄能杠杆支点轴15滑配的轴套及座，此时在上磁体4的引力下，下磁体21带着蓄能杠杆19的左边旋升至限位杆22而阻停，蓄能杠杆19的旋升使微动水阀17的开阀柱18释压而升，微动水阀17关闭，微动水阀进水管12和出水口23即不相通，图2中的水箱26即停止进水。上述只是气动水阀机构的工作原理，具体结构还有很多，如不用磁力体作为蓄能器，还可改成发条、变速器或将脱扣装置变为棘轮等，由于这些是一般蓄能技术，这里不作详述，仅想将少见的蓄能器提供给大家。

图2是气动水阀机构和去热水取气装置整体工作原理图。图2中的41是太阳能热水器的水箱，42是水箱的溢水管，43是溢水槽，24是隔板，25是小孔，26是放气管，27是导水管，28是固定柄，29是保护网，30是气压传递管，31是存水筒，32是压气尾管，33是缝隙，34是液面，35是压气管，36是漏孔，11是气囊接气管，12是微动水阀进水管，37的虚线框内表示图1中的气动水阀机构，23是微动水阀出水口，38是淋浴阀，39是淋浴出水管，40是进出水管。上述的27、28、29、30、31、32、35、36各件组成热水取气装置；固定柄28将存水筒31和水箱41及导水管27固接，固定柄28的上部还起到遮雨水作用。导水管27的口稍离存水筒31，但对准存水筒31上由细金属丝组成的保护网29，存水筒31的下端有一个漏孔36，存水筒31中间插入压气管35，压气管35接通压气尾管32，压气尾管32固接在存水筒31的壁中，压气尾管32接通气压传递管30，气压传递管30接通气囊接气管11，水箱41顶下部有隔板24将其一隔为二，上部是容积很小的溢水槽43，溢水槽43主要是提供水受热膨胀部分的容积，隔板24上有一个口径比溢水管内径小很多的小孔25，水箱41的顶部有放气孔26；当气动水阀机构37中的微动水阀全程开启，水满到达隔板24时，由于小孔比微动水阀、溢水管42和导水管27口径小许多，上升较快的水来不及由小孔25向上部容积灌进，这时大部分进水将会经由溢水管42后，从和其相连的导水管27口中喷出，在喷力作用下水将穿过保护网29，进入存水筒31中，由于存水筒31和压气管35之间的缝隙33很窄，故水很快上升至液面34位置，压气管35中的空气被压缩，由于压气管35、压气尾管32、气压传递管30，气囊接气管11和图1中的充气囊8形成一个密封体，又因为用虚线表示的气动水阀机构37是图1中动作灵敏的气动水阀机构，故稍得气后即能将气动水阀机构37中的微动水阀关闭，进水管12的进水即停止进入到水箱41，因此水箱41的水面只能停留在隔板24稍上方部位。而当太阳能水箱受光照后水膨胀，由于水的热膨胀速度不会很快，又有放气孔26存在，因此热膨胀水将能有时间从小孔25中慢慢地全部上溢至隔板24上部的溢水槽43中，而不需从比水箱顶部还高的导水管27中分流而溢出，又由于导水管27的口不伸入到存水筒31中，故热水的蒸气也不会进入存水筒31中，则压气管35也不会因常有热蒸气漫延而使气压传递管30中产生水滴。由于漏孔30的孔很小，故导水管27向存水筒31中放水时，水位上升仍很快，不影响压气管35工作，存水筒31中的水过一段时间即全部从漏孔36中漏出，也不影响下次工作，由于一般每天只工作一次，其漏失的水量微乎其微。如万一有热膨胀水从喷口逸出，由于只是很少的水滴，因此也不会进入到溢水槽43中。由于不用热水时淋浴阀38关闭，故当气动水阀机构17内的微动水阀打开时，水只能从微动水阀出水口23经进出水管40流向水箱41，而用热水时由于微动水阀早已自动关闭，故淋浴阀38打开时水只能从太阳能水箱41中流出，经进出水管40和淋浴阀38到淋浴出水管39给用户供水。如果形成统一产品，由于尺寸不需调节，故图中的溢水管42和导水管27也可以合而为一。

Claims (1)

1.气控太阳能水箱蒸气迥避法，它包括一个太阳能水箱，该水箱固接通大气的能容纳水箱中水加热后膨胀体积的溢水槽，溢水槽的底部还有一个直径比溢水管直径小许多的小孔；在用户家中的进水管上接入一个气动水阀机构，气动水阀机构中有一个由人力开阀的开阀滑竿，开阀滑竿在开阀的同时使蓄能器蓄能，开阀滑竿的凹槽和微力诱发杠杆的抗力臂的阻挡片组成一个脱扣器，充气囊得气后推动微力诱发杠杆的施力臂，使脱扣器脱扣，开阀滑竿即从凹槽中脱落，通过蓄能器使蓄能杠杆将微动水阀关闭；其特征是：太阳能水箱外面还固接一个去热水取气装置，该去热水取气装置有一个和地面垂直的存水筒，存水筒底部带有漏孔，存水筒的进水口上覆有可以通过水的防虫网，防虫网外是和其距离很近的直径不小于溢水管的导水管喷口，该导水管下端接在水箱的溢水管口上，上端高出水箱的溢水槽顶，导水管的喷口对着防虫网，压气管和存水筒间仅留可供水位快速上升的缝隙，存水筒的中间插入压气管，压气管中的气压经压气尾管、气压传递管、气囊接气管后使气动水阀机构中的充气囊得气。