CN105496204A - 一种可提供不同水温的饮水装置 - Google Patents

Abstract

一种可提供不同水温的饮水装置，它包括开水阀、温开水阀、加热器和换能器；所述开水阀和换能器的一端均与加热器的出水端连接；所述换能器为蛇状双层管路，其内管的一端与加热器的出水端连通，另一端与温开水阀连通；外管的一端与加热器的进水端连通，另一端与水源端连通。本发明结构简单，操作便捷，与以往加热器相比，不仅在原有热水管路的基础上增加了温开水阀，它还通过换热管路的交换作用，实现对开水降温，冷水预热的目的。

Description

一种可提供不同水温的饮水装置

技术领域

本发明涉及一种饮水系统，特别是一种具备温水和开水两用的饮水系统，属于饮水设备技术领域。

背景技术

目前，市场上销售的热饮水设备，其加热工作大多是通过电热管完成的。所述加热管结构简单，可直接安装在水胆内部，对水胆内的水进行加热，操作简单，成本较低。但是，其弊端也是显而易见的。首先，由于电热管的使用寿命较短、热效率较低等问题，不但造成了资源浪费，而且还增加了使用成本；其次，因为加热管是直接与水相接触，极易发生加热管漏电等故障，存有安全隐患。而且，若水胆长时间承受自来水的压力，而并不具备一些泄压功能的话，极易发生安全问题。另外，现有的热饮水设备，只能提供温度较高的开水或不经加热的冷水，若想即用即饮，上述热饮水设备则无法满足该需求；若要降温后引用，又造成能量损失。所以，仍需改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提供不同水温的饮水装置，它结构简单、操作便捷、配有温开水功能，又能够有效地提高饮水系统的加热效率和安全性能。

本发明所述问题是通过以下技术方案解决的：

一种可提供不同水温的饮水装置，它包括加热器、换能器、开水阀和温开水阀；所述加热器的出水端连接有开水阀和换能器；所述换能器为蛇状双层管路，其内管的一端与加热器的出水端连通，另一端与温开水阀连通；外管的一端与加热器的进水端连通，另一端与水源端连通。

上述可提供不同水温的饮水装置，在换能器中增设螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套装在换能器的内管上，并与外管的内壁相接触。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设调温阀，所述调温阀一端与加热器的出水端连通，另一端与温开水阀连通。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设温控部分，所述温控部分包括上温度传感器、下温度传感器、液位传感器和温度开关；所述上温度传感器设置在加热器的上部；所述下温度传感器设置在加热器的下部；所述温度开关设置在加热器的中下部；所述液位传感器设置在加热器的出水端处。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设温度自动微调阀，所述温度自动微调阀的一端与换能器的内管连通，另一端与温开水阀连通；所述温度自动微调阀包括阀体、阀芯、双金属片和调节螺栓；所述双金属片的一端与阀体固接，另一端固接有阀芯；所述阀芯的底部设有弧形开口，阀芯与阀体中起阀座功能的一个侧壁相配合，完成阀门的调节操作，控制弧形开口的开度；所述调节螺栓的一端穿过阀体、并与阀体之间形成螺纹连接，调节螺栓的下端部与双金属片相接触；弹簧套装在调节螺栓上。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设泄压阀，所述泄压阀的一端与温开水阀的一端连通。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设排水阀，所述排水阀安装在加热器底部。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设净水器，所述净水器一端与水源端连通，另一端与换能器的外管连通。

上述可提供不同水温的饮水装置，增设开关阀，所述开关阀的一端与净水器连通，另一端与换能器的外管连通。

本发明利用换能器的双层结构，可以使加热器内的开水在通过换能器的内管后，将其与从换能器外管进来的冷水进行换能处理，不但使开水降温成温开水，达到直接饮用的效果。本发明在冷热水的热交换过程中，将开水降温的这部分热量用于冷水预热，减少电能损耗，而过去从未有人将这部分热能加以利用。另外，本发明为了提高交换率，在换能器的内外管之间加装螺旋弹簧，螺旋弹簧在此由两个作用，一是定位，为了较好的在内外管制备成蛇状时，能够使内外管弯管处同心，以均衡内管向外管的散热效果；二是通过螺旋弹簧，实现对冷热能交换效率的提升。

本发明为了避免出现温开水降温不理想的现象发生，特通过温度自动微调阀对流经过的水流进行控制。所述温度自动微调阀是通过双金属片热胀冷缩的工作原理，对阀芯的位置进行调节，并配合阀体完成对阀芯开度的调节，从而对从换能器内流出的开水流量及流速进行控制，以便使开水在换能器中充分达到降温的目的。而且，本发明为了避免设备与设备管路内的压强过高，而造成设备损坏的问题发生，特增设了泄压阀，使设备与设备管路内的压强可以与外界的压强保持相同值，以达到对设备及设备管路保护的目的。

本发明结构简单，操作便捷，与以往加热器相比，不仅在原有热水管路的基础上增加了温开水阀，它还通过换热管路的交换作用，实现对开水降温，冷水预热的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为换能器结构示意图（未按比例画出）；

图3为图1中Ⅰ的局部示意图（未按比例画出）；

图4为图1中Ⅱ的局部示意图（未按比例画出）；

图5为图2中的A-A剖视图（未按比例画出）;

图6为温度自动微调阀结构示意图（未按比例画出）；

图7为温度自动微调阀中阀芯的结构示意图（未按比例画出）。

图中各标号清单为：1.开水阀、2.温开水阀、3.泄压阀、4.调温阀、5.净水器、6.开关阀、7.换能器、8.排水阀、9.加热器、10.下温度传感器、11.螺旋弹簧、12.温度开关、13.上温度传感器、14.液位传感器、15.外管、16、内管、17.调节螺栓、18.双金属片、19.阀芯、20.弹簧、21.阀体、22.温度自动微调阀。

具体实施方式

参看图1、2、3、4和图5，本发明包括开水阀1、温开水阀2、加热器9和换能器7；所述加热器9为电磁加热器。所述加热器1的出水端与开水阀1和换能器7的一端连接，使加热器内的开水能够分别从开水阀和换能器内流出。所述换能器7为蛇状双层管路，其内管16的一端与加热器9的出水端连通，另一端与温开水阀2连通；外管15的一端与加热器9的进水端连通，另一端与水源端连通。所述该种设计方式利用了热交换原理，可以使开水在经过换能器的内管后，可以与从外管内进来的冷水进行能量交换，从而使开水降温成温开水，供人们直接饮用；冷水进行一定的预热，以便节约加热时的电能消耗。所述开水阀1与加热器9的出水端连通，可直接提供开水使用。

为了提高换能器的交换率，特在内管与外管之间增设螺旋弹簧11，使它与外管内壁和内管外壁相接触，以起到增强换热效率的作用；除此之外，螺旋弹簧11还能够对换能器的折弯处，起到一定的保护作用，避免因换能器弯度过大而造成的管路损坏、或弯度过小而造成的流通不畅等问题，使内外管弯管处同心，以均衡内管向外管的散热效果；另外，螺旋弹簧11为可拆卸件，当换能器在长时间使用过后，其外管和内管之间，因冷水的水质问题，难免会积攒一些杂质，这时只需通过将螺旋弹簧11在换能器的外管和内管之间来回抽动，即可将积攒在外管和内管之间或壁上的杂质进行清除。

本发明为了改善产品的适用性和使用寿命，特增设调温阀4和泄压阀3，所述调温阀4一端与加热器9的出水端连通，另一端与温开水阀2连通。所述调温阀为普通的球形阀门或其它结构的阀门，其作用是为了，在温开水经冷水降温后，若水温较低时，以便用开水进行勾兑，提高温开水的水温，使水温达到适宜人们饮用的温度。所述泄压阀3是为了保障设备及设备管路内的压强与外界相同，避免因压强不一致，而造成的设备损坏等问题。所述泄压阀3的一端与温开水阀2的连通。

为了使本发明实现自控功能，以便在使用时更为便捷，本发明还增设有温控部分，所述温控部分与控制电路电连接，所述控制电路通过温控部分接收信号，然后控制排水阀、开关阀、开水阀、温开水阀、泄压阀及加热器工作。所述本发明的控制电路为常用控制电路，不再在本发明中进行阐述。所述温控部分包括上温度传感器13、下温度传感器10、液位传感器14和温度开关12；所述上温度传感器13设置在加热器9的上部，用于监测加热器9上部的温度值；所述下温度传感器10设置在加热器9的下部，用于监测加热器9下部的温度值；所述温度开关12设置在加热器9的中下部，用于监测加热器9中下部的温度值；所述液位传感器14设置在加热器9的出水端处，用于监测加热器内的水量。另外，本发明还增设有一些辅助功能，分别是加热器内的废水清洁以及对水源的净化；它们分别是通过增设排水阀8和净水器5实现的，所述排水阀8安装在加热器9底部。所述净水器5的一端与水源端连通，另一端与加热器9的进水端连通。

本发明所述的开关阀6，其一端与净水器5连通，另一端与换能器7的外层管路15连通，它也可通过控制电路进行控制。另外，本发明所述的温开水阀和开水阀可设置为多个，在设备管路中进行引接安装。

本发明的加热器采用的是非接触式的电磁感应加热器，它能够使加热器在进行加热时，实现水、电分离的目的，有效地提高了加热器的使用安全性和使用寿命等问题。

参看图6和图7，本发明为了避免温开水降温不理想的问题，特增设有温度自动微调阀22，它用于当开水在换能器7中降温不理想时，通过温度自动微调阀22中的双金属片，对从换能器7内流出的开水流量及流速进行控制，以便使开水在换能器7中充分达到降温的目的。所述双金属片由两个热膨胀系数不同的金属片构成，所述双金属片对水流进行控制的工作原理为：当水温较高时，双金属片中的主动层的形变，要大于被动层的形变，使双金属片整体向一侧弯曲，从而使安装在该弯曲侧的阀芯19向下动作，并通过与之相配合的阀体，完成对弧形开口的开度调节，达到对水流流量及流速的控制（所述双金属片中膨胀系数较高的称为主动层，膨胀系数较低的称为被动层）。所述温度自动微调阀22的一端与换能器7的内管16连通，另一端与温开水阀2连通；所述温度自动微调阀22包括阀体21、阀芯19、双金属片18和调节螺栓17；所述双金属片的一端与阀体21固接，另一端固接有阀芯19；所述阀芯19的底部设有弧形开口，阀芯与阀体21中起阀座功能的一个侧壁相配合，完成阀门的调节操作，控制弧形开口的开度；所述调节螺栓17的一端穿过阀体21、并与阀体之间形成螺纹连接，调节螺栓的下端部与双金属片18相接触；弹簧20套装在调节螺栓上。所述调节螺栓17为常用的螺纹连接件，它的一端经与双金属片连接后，通过旋转调节螺栓17后，即可对阀芯起到调节作用。

本发明工作原理：

本发明通电后，先由液位传感器14先进行检测，若液位传感器14未检测到加热器9中的水达到所设定的水位时，则通过控制电路控制开关阀6打开，使净水器5内的水源通过开关阀6进入加热器9中；若液位传感器14检测到加热器9内的水，已达到所设定的水位时，则通过控制电路控制开关阀6关闭，并启动加热器9对内部的冷水进行加热，当下温度传感器10检测到加热器9底部温度为92℃时，则控制加热器9停止加热；若下温度传感器10检测加热器9底部的水温降到88℃以下及88°C时，则再次启动加热器9，对水源进行加热，以此保证加热器内的水温≥90℃±2℃。所述的温度开关12为105℃常闭手动复位温度开关，用于超温保护工作。在上述过程中，泄压阀3一直处于打开状态，与外界大气相通，保证设备内为零压力。

在接取开水时，按下开水按键后，控制电路控制开水阀1和开关阀6同时打开，并关闭泄压阀3；通过进入加热器9底部的冷水，使开水在压力作用下流出；关闭开水时，再次按下开水按键，控制电路同时控制开水阀1和开关阀6关闭，并同时打开泄压阀3，开水停止流出。

在接取温开水时，按下温开水按键后，控制电路控制温开水电磁阀2和开关阀6同时打开，并关闭泄压阀3，使冷水经换能器7的外管流入至加热器9中，而开水则通过换能器7的内管经温度自动微调阀后，从温开水阀流出。在此期间若开水经内管7后，水温仍较高，则温度自动微调阀在热胀冷缩的原理下，会控制阀芯降低开水的流通量，以使流经换能器内管的开水降低流速，达到与外管的冷水充分换能的作用。需要关闭温开水时，只需再次按下温开水按键，控制电路则同时对温开水阀2和开关阀6进行关闭操作，并打开泄压阀3，则温开水停止流出。

在上述的取水过程中，只有在上温度传感器13检测到加热器9内的温度≥95℃时，方可以连续取水，否则无水流出，即水不开，不出水。

Claims (9)

1.一种可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：包括加热器（9）、换能器（7）、开水阀（1）和温开水阀（2）；所述加热器（1）的出水端连接开水阀（1）和换能器（7）；所述换能器（7）为蛇状双层管路，其内管（16）的一端与加热器（9）的出水端连通，另一端与温开水阀（2）连通；外管（15）的一端与加热器（9）的进水端连通，另一端与水源端连通。

2.根据权利要求1所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：在换能器（7）中增设螺旋弹簧（11），所述螺旋弹簧（11）套装在换能器（7）的内管（16）上，并与外管（15）的内壁相接触。

3.根据权利要求1或2所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设调温阀（4），所述调温阀（4）一端与加热器（9）的出水端连通，另一端与温开水阀（2）连通。

4.根据权利要求3所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设温控部分，所述温控部分包括上温度传感器（13）、下温度传感器（10）、液位传感器（14）和温度开关（12）；所述上温度传感器（13）设置在加热器（9）的上部；所述下温度传感器（10）设置在加热器（9）的下部；所述温度开关（12）设置在加热器（9）的中下部；所述液位传感器（14）设置在加热器（9）的出水端处。

5.根据权利要求4所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设温度自动微调阀（22），所述温度自动微调阀（22）的一端与换能器（7）的内管（16）连通，另一端与温开水阀（2）连通；所述温度自动微调阀（22）包括阀体（21）、阀芯（19）、双金属片（18）和调节螺栓（17）；所述双金属片的一端与阀体（21）固接，另一端固接有阀芯（19）；所述阀芯（19）的底部设有弧形开口，阀芯与阀体（21）中起阀座功能的一个侧壁相配合，完成阀门的调节操作，控制弧形开口的开度；所述调节螺栓（17）的一端穿过阀体（21）、并与阀体之间形成螺纹连接，调节螺栓（17）的下端部与双金属片（18）相接触；弹簧（20）套装在调节螺栓（17）上。

6.根据权利要求5所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设泄压阀（3），所述泄压阀（3）的一端与温开水阀（2）连通。

7.根据权利要求6所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设排水阀（8），所述排水阀（8）安装在加热器（9）底部。

8.根据权利要求7所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设净水器（5），所述净水器（5）一端与水源端连通，另一端与换能器（7）的外管（15）连通。

9.根据权利要求8所述的可提供不同水温的饮水装置，其特征在于：增设开关阀（6），所述开关阀（6）的一端与净水器（5）连通，另一端与换能器（7）的外管（15）连通。