CN105715853A - 一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀 - Google Patents

Abstract

一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，设有相互贯通的阀体、热水侧管、热水管、冷水侧管、冷水管、冷水进水口和混合水管，阀体的内空腔内设有水温调节块并与两侧的热水调节口和冷水调节口贴合连接，水温调节块下方两侧设有左、右压力腔并分别与热、冷水管贯通连接，在冷、热水管内分别设有单向阀，在混合水管内设有温度传感器，在冷水进水口内装有水流量传感器，冷水、热水侧管分别与内胆的冷水、热水进水口直接匹配密封连接。本发明能大大地减少电热水器因用水量变化而产生的冷、热水动态压力差，从而使恒温出水温度精确恒定在预置温度上，不会发生出水温度大幅超调并且节能、工作寿命长。

Description

一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀

技术领域

本发明涉及液体温度调节阀技术领域，特别是涉及一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀。

背景技术

中国专利公报公开了一种恒温电热水器，其公开号为CN101726093B，该恒温电热水器是把数码恒温部件安装于电热水器内，把普通的贮水式电热水器与数码恒温部件组合而成为恒温电热水器。它存在如下不足之处：（1）该数码恒温部件中不具备冷、热水压差相互抵消的功能，只在恒温阀体的冷水进水口侧设有用于平衡安全阀压力的单向阀，并未在恒温阀体的冷水口和热水口同时设置单向阀。由于电热水器在热水出水口至内胆顶部会有较长的水管，而且还安装有防电墙，在水流动时会产生较大的动态阻力，因而当电热水器工作时，随着出水流量变化，将会产生较大的动态压力差。当出水流量变化时，其压力差也随之变化波动，该动态压力差最大可达0.1Mpa，由于数码恒温部件不具有冷热水压力差相互抵消作用，这样，动态压力差波动会造成出水温度波动，动态压力差波动越大，出水温度波动就越大，其变化幅度可在3～4℃或以上。严重的情况是，由于冷水侧的动态压力大于热水侧的动态压力，因热水侧未设有单向阀，故冷水可越过摆块进入热水侧管内，直到摆块转动调整或动态压力差回复后，且热水侧的冷水流清，出水温度才可以回复到恒温状态，上述过程引起的出水温度的波动会更大。

（2）由于上述恒温电热水器内及其恒温水阀未设有水流量传感器，从而导致其恒温部件不能感知恒温电热水器何时进入恒温工作状态，如恒温部件长期处于恒温调节状态，将会缩短其工作寿命。即使如公告号为CN101280852B名称为智能恒温阀所公开的恒温阀内装有水流量传感器，但该水流量传感器只作恒温阀启闭讯号之用，恒温阀并设有在关闭时进行复位，如果恒温部件的感温管由于恒温部件内水流静止且水温逐渐下降至低于预置温度时，摆块会转向冷水侧直至把冷水侧封闭，当再次用水时，电热水器内胆的高温热水会直接涌至恒温水管出水而造成使用者不适甚至被烫伤的严重后果。

（3）由于恒温部件及安全阀均安装于恒温电热水器外壳内，采用螺母及O形圈作密封连接的地方多达6处，只要一处漏水，该电热水器将要进行维修或致报废，连接密封部分越多，整机漏水的机会越大。

（4）现有的恒温水阀系用步进电机或伺服电机作动作元件，耗电大，对于一些设计成在用水时断开市电以达到防触电目的，而且在用水时恒温水阀系采用备用电池供电的电热水器，由于恒温水阀耗电大，备用电池即使容量再大（随之其体积也越大），也不能满足恒温水阀在一段较长时间内的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，它能大大地减少电热水器因用水量变化而产生的冷、热水动态压力差，从而使恒温出水温度精确恒定在预置温度上；该电热水器在每次用水初期不会出现出水温度大幅超调，从而不会令使用者感觉不舒服甚至被烫伤；在工作过程中无论因用水量大幅变化或其他原因干扰的情况下，都可以使出水温度精确恒定在预置温度上，该恒温水阀只在用水时才工作，从而大大地提高其工作寿命；当本电热水器设计成在用水时自动断市电，恒温水阀自动转由备用电池供电，该备用电池只需一节5号电池就能工作一年以上。

本发明提出的技术解决方案是这样的：

一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，包括阀体6、热水侧管2、热水管4、冷水侧管15、冷水管12、冷水进水口17和混合水管24，在阀体6左、右两侧分别设有同轴心的冷水管12和热水管4，阀体6还设有混合水管24，该混合水管24中轴线与冷水管12、热水管4的中轴线相互垂直，冷水管12、热水管4和混合水管24相互贯通并形成一内空腔10，冷水管12与内空腔10之间设有冷水调节口11，热水管4与内空腔10之间设有热水调节口7，在冷水调节口11和热水调节口7之间的内空腔10内设有呈倒劈锥体形的水温调节块23，该水温调节块23上部两侧锥面分别嵌装有第1软质密封垫8和第2软质密封垫9，并分别与热水调节口7和冷水调节口11贴合，所述水温调节块23底部设有调节块齿，该调节块齿与平行于冷水管12、热水管4的中轴线的齿条26相啮合，在内空腔10下部两侧分别设有左压力腔29和右压力腔20，左压力腔29通过左传压孔30与热水管4贯通连接，右压力腔20通过右传压孔19与冷水管12贯通连接，所述齿条26两端部分别穿过并置于左压力腔29和右压力腔20内，齿条26两端部分别设有左垂直平台28和右垂直平台21，左垂直平台28与左压力腔29内侧壁之间设有第1软质碗状活塞27，右垂直平台21与右压力腔20内侧壁之间设有第2软质碗状活塞22，还设有微型直流减速电机5，该微型直流减速电机5输出轴33密封穿过阀体6固定连接在水温调节块23的摆心中，在内空腔10内或混合水管24内设有温度传感器25，该温度传感器25的感温讯号端与恒温控制器31输入端连接，在冷水管12内设有第2单向阀13，冷水管12与冷水侧管15相互垂直且贯通，在冷水侧管15下部的冷水进水口17内装有水流量传感器16，该水流量传感器16的霍尔元件18输出端与电热水器控制器32输入端作电气连接，在热水管4内设有第1单向阀3，热水管4与热水侧管2相互垂直且贯通，恒温控制器31的通讯端与电热水器控制器32的通讯端作电气连接，恒温控制器31的电机正反转控制电路31-1输出端与微型直流减速电机5作电气连接，以间歇脉冲供电方式驱动微型直流减速电机5作正、反转运动。

所述冷水侧管15上端设有第2螺母14，与电热水器内胆的冷水进水口直接匹配密封连接。

所述热水侧管2上端设有第1螺母1，与电热水器内胆的热水进水口直接匹配密封连接。

所述冷水进水口17下端部设有外螺纹，并穿出电热水器外壳与外设的安全阀密封连接。

所述混合水管24下端部设有外螺纹，并穿出电热水器外壳与水龙头管密封连接。

当电热水器控制器32接收到水流量传感器16的霍尔元件18输出的水流量讯号后对恒温控制器31发出工作讯号，混合调节恒温水阀进入工作状态。

当电热水器控制器32接收不到水流量传感器16的霍尔元件18输出的水流量讯号，则对恒温控制器31发出停止工作讯号，水温调节块23摆向贴近热水调节口7后停止摆动。

所述电机正反转控制电路31-1的限流电阻34与恒温控制器31的A/D口连接。

所述微型直流减速电机5的额定功率≤100mw、额定电压为1.5V。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

（1）由于混合调节恒温水阀内空腔具有冷、热水水压差互相抵消的功能，即当冷水压力或热水压力高于其中某一侧时，可以通过相关的碗状活塞及齿条垂直平台推动齿条把水温调节块向压力高一侧的水温调节口靠近。同时，由于在冷、热水管中都安装了单向阀，所以，使用时当电热水器的用水量大幅度变化而引起其热水出水压力与自来水压力之间产生大幅度压力波动时，仍可稳定、精确地调节出水温度。

（2）由于在冷水进水管内装有采用水流量传感器，使恒温水阀只在用水时才进入工作状态，大幅延长其工作寿命，且当每次开始用水时，水温调节块都贴近热水调节口，因而不会有高温热水涌出而造成烫伤事故。

（3）由于把恒温水阀与外接水管及水流量传感器等做成一个整体，在电热水器内只有与内胆冷热水进出水口连接的两个密封连接口，安装方便且大大减少整机漏水的机会，同时减少了电热水器安装恒温水阀的配件，既安装方便，也节省了成本。

（4）本贮水式电热水器可设计成在用水时断开市电，自动转用干电池或小容量可充电电池供电，因为驱动水温调节块摆动的动力源是微型直流减速电机，其额定功率≤100mw、额定电压为1.5V，采用间歇脉冲电流调节，用一节5号干电池供电可使恒温水阀工作时间达一年或以上。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1所示混合调节恒温水阀的电气控制示意图。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

参见图1、图2、图3所示，一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，包括阀体6、热水侧管2、热水管4、冷水侧管15、冷水管12、冷水进水口17和混合水管24，在阀体6左、右两侧分别设有同轴心的冷水管12和热水管4，阀体6还设有混合水管24，该混合水管24中轴线与冷水管12、热水管4的中轴线相互垂直，冷水管12、热水管4和混合水管24相互贯通并形成一内空腔10，冷水管12与内空腔10之间设有冷水调节口11，热水管4与内空腔10之间设有热水调节口7，在冷水调节口11和热水调节口7之间的内空腔10内设有呈倒劈锥体形的水温调节块23，该水温调节块23上部两侧锥面分别嵌装有第1软质密封垫8和第2软质密封垫9，并分别与热水调节口7和冷水调节口11贴合，所述水温调节块23底部设有调节块齿，该调节块齿与平行于冷水管12、热水管4的中轴线的齿条26相啮合，在内空腔10下部两侧分别设有左压力腔29和右压力腔20，左压力腔29通过左传压孔30与热水管4贯通连接，右压力腔20通过右传压力孔19与冷水管12贯通连接，所述齿条26两端部分别穿过并置于左压力腔29和右压力腔20内，齿条26两端部分别设有左垂直平台28和右垂直平台21，左垂直平台28与左压力腔29内侧壁之间设有第1软质碗状活塞27，右垂直平台21与右压力腔20内侧壁之间设有第2软质碗状活塞22，。还设有微型直流减速电机5，该微型直流减速电机5输出轴33密封穿过阀体6固定连接在水温调节块23的摆心中，在内空腔10内或混合水管24内设有温度传感器25，该温度传感器25的感温讯号端与恒温控制器31输入端连接，在冷水管12内设有第2单向阀13，冷水管12与冷水侧管15相互垂直且贯通，在冷水侧管15下部的冷水进水口17内装有水流量传感器16，该水流量传感器16的霍尔元件18输出端与电热水器控制器32输入端作电气连接，在热水管4内设有第1单向阀3，热水管4与热水侧管2相互垂直且贯通，恒温控制器31的通讯端与电热水器控制器32的通讯端作电气连接，恒温控制器31的电机正反转控制电路31-1输出端与微型直流减速电机5作电气连接，以间歇脉冲供电方式驱动微型直流减速电机5作正、反转运动。

在冷水侧管15上端设有第2螺母14，与电热水器内胆的冷水进水口直接匹配密封连接。

在热水侧管2上端设有第1螺母1，与电热水器内胆的热水进水口直接匹配密封连接。

在冷水进水口17下端部设有外螺纹，并穿出电热水器外壳与外设的安全阀密封连接。

在混合水管24下端部设有外螺纹，并穿出电热水器外壳与水龙头密封连接。

当电热水器控制器32接收到水流量传感器16的霍尔元件18输出的水流量讯号后对恒温控制器31发出工作讯号，混合调节恒温水阀进入工作状态。

当电热水器控制器32接收不到水流量传感器16的霍尔元件18输出的水流量讯号，则对恒温控制器31发出停止工作讯号，水温调节块23摆向贴近热水调节口7后停止摆动。

电机正反转控制电路31-1的限流电阻34与恒温控制器31的A/D口连接。

微型直流减速电机5的额定功率≤100mw、额定电压为1.5V。

本实施例第1螺母1、第2螺母14采用为G1/2内螺纹，两者中心距为100±1mm，与贮水式电热水器冷、热水的进、出水口的之间的中心距相同，可直接连接。冷水进水口17与混合水管24出水口的外螺纹采用G1/2外螺纹，在冷水进水口17可安装安全阀。

工作时，如使用者打开混合水出水阀，热水从混合水管24流出，自来水进入恒温水阀的冷水进水口17经过水流量传感器16，一部分进入恒温水阀的冷水调节口11，另一部分进入电热水器内胆的冷水入口，电热水器内胆的高温水进入恒温水阀的热水侧管2，此时由于水温调节块23贴近热水调节口7，混合水管24不会有高温热水流出。当电热水器控制器32接收到水流传感器16的霍尔元件18发出的水流量讯号后，向恒温控制器21发出进入工作状态讯号及预置温度讯号，恒温水阀进入工作状态，在数秒内把混合水调至预置温度。由于恒温水阀对冷、热水的动态压力差有相互抵消的作用，以及设在冷、热水管内的单向阀的作用，在工作过程中，即使用水流量大幅波动而造成电热水器热水出水与自来水之间产生大幅度压力差波动，也不会令混合水温度大幅波动。当混合水水阀关闭后，水流量传感器16的霍尔元件18停止输出讯号，电热水器控制器32对恒温控制器31发出停止工作讯号，恒温控制器31通过电机正、反转控制电路31-1令水温调节块23摆动回至贴近热水调节口7。

阀体6与热水侧管2、冷水侧管15、混合水管24为一整体结构，只在恒温水阀与内胆之间冷水进水口和热水出水口处作密封连接。对于本发明中一些在用水时断开市电以达到防触电目的，并在用水时恒温水阀转为采用备用电池供电的电热水器，由于采用微型直流减速电机，其额定功率≤100mw，额定电压为1.5V，即可输出足以调节出水温度的力矩，且由电机正反转控制电路提供间歇脉冲电流驱动，在调温过程中，脉冲电流的占空比在1/10~1/40之间，所以只需用1节额定电压为1.5V的5号电池，就可以供恒温水阀在用水调温状态下工作200小时以上，以每天用水平均时长半小时计，电池可供使用工作时间在一年以上。

Claims (9)

1.一种贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，包括阀体（6）、热水侧管（2）、热水管（4）、冷水侧管（15）、冷水管（12）、冷水进水口（17）和混合水管（24），在阀体（6）左、右两侧分别设有同轴心的冷水管（12）和热水管（4），阀体（6）还设有混合水管（24），该混合水管（24）中轴线与冷水管（12）、热水管（4）的中轴线相互垂直，冷水管（12）、热水管（4）和混合水管（24）相互贯通并形成一内空腔（10），冷水管（12）与内空腔（10）之间设有冷水调节口（11），热水管（4）与内空腔（10）之间设有热水调节口（7），在冷水调节口（11）和热水调节口（7）之间的内空腔（10）内设有呈倒劈锥体形的水温调节块（23），该水温调节块（23）上部两侧锥面分别嵌装有第1软质密封垫（8）和第2软质密封垫（9），并分别与热水调节口（7）和冷水调节口（11）贴合连接，其特征在于：所述水温调节块（23）底部设有调节块齿，该调节块齿与平行于冷水管（12）、热水管（4）的中轴线的齿条（26）相啮合，在内空腔（10）下部两侧分别设有左压力腔（29）和右压力腔（20），左压力腔（29）通过左传压孔（30）与热水管（4）贯通连接，右压力腔（20）通过右传压力孔（19）与冷水管（12）贯通连接，所述齿条（26）两端部分别穿过并置于左压力腔（29）和右压力腔（20）内，齿条（26）两端部分别设有左垂直平台（28）和右垂直平台（21），左垂直平台（28）与左压力腔（29）内侧壁之间设有第1软质碗状活塞（27），右垂直平台（21）与右压力腔（20）内侧壁之间设有第2软质碗状活塞（22），还设有微型直流减速电机（5），该微型直流减速电机（5）输出轴（33）密封穿过阀体（6）固定连接在水温调节块（23）的摆心中，在内空腔（10）内或混合水管（24）内设有温度传感器（25），该温度传感器（25）的感温讯号端与恒温控制器（31）输入端连接，在冷水管（12）内设有第2单向阀（13），冷水管（12）与冷水侧管（15）相互垂直且贯通，在冷水侧管（15）下部的冷水进水口（17）内装有水流量传感器（16），该水流量传感器（16）的霍尔元件（18）输出端与电热水器控制器（32）输入端作电气连接，在热水管（4）内设有第1单向阀（3），热水管（4）与热水侧管（2）相互垂直且贯通，恒温控制器（31）的通讯端与电热水器控制器（32）的通讯端作电气连接，恒温控制器（31）的电机正反转控制电路（31-1）输出端与微型直流减速电机（5）作电气连接，以间歇脉冲供电方式驱动微型直流减速电机（5）作正、反转运动。

2.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：所述冷水侧管（15）上端设有第2螺母（14），与电热水器内胆的冷水进水口直接匹配密封连接。

3.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：所述热水侧管（2）上端设有第1螺母（1），与电热水器内胆的热水进水口直接匹配密封连接。

4.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：所述冷水进水口（17）下端部设有外螺纹，并穿出电热水器外壳与外设的安全阀密封连接。

5.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：所述混合水管（24）下端部设有外螺纹，并穿出电热水器外壳与水龙头密封连接。

6.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：当电热水器控制器（32）接收到水流量传感器（16）的霍尔元件（18）输出的水流量讯号后对恒温控制器（31）发出工作讯号，混合调节恒温水阀进入工作状态。

7.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：当电热水器控制器（32）接收不到水流量传感器（16）的霍尔元件（18）输出的水流量讯号，则对恒温控制器（31）发出停止工作讯号，水温调节块（23）摆向贴近热水调节口（7）后停止摆动。

8.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：所述电机正反转控制电路（31-1）的限流电阻（34）与恒温控制器（31）的A/D口连接。

9.根据权利要求1所述的贮水式电热水器内安装的混合调节恒温水阀，其特征在于：所述微型直流减速电机（5）的额定功率小于或等于100毫瓦、额定电压为1.5V。