CN106764021A - 一种冰驱动防冻控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防冻设备技术领域，具体涉及一种冰驱动防冻控制装置，它是由感温包壳体、半封装水、隔热芯、隔热丝套、柱塞头、柱塞上密封圈、柱塞下密封圈、螺柱阀芯、压力弹簧、感温包密封圈、弹性软管、阀体、锁紧丝头密封圈、锁紧丝头、压力弹簧挡圈、泄流口密封圈、锁紧螺母帽、以及在安装使用之前须要清除的防水不干胶片和防水密封胶组成；所述冰驱动防冻控制装置无需用电即可自动驱动与控制泄流口的开关与流量大小，通过排出管道内接近冰点的冷水的方式防冻，可有效解决冬季自来水管道、泵阀与水表的防冻问题。相对于传统的防冻滴漏阀，其技术可行性高，控制精度与可靠性更高，免维护且综合节水性能好，在有效解决管道防冻问题的同时可大大减少水资源的浪费。

Description

一种冰驱动防冻控制装置

【技术领域】

本发明涉及防冻设备技术领域，具体涉及一种冰驱动防冻控制装置。

【背景技术】

我国广大天气较寒冷地区没有集中供暖，冬季来临后外露的自来水管道与泵阀遇到严寒很容易冻结甚至冻裂，严重影响着冬季人民的生产与生活，一些地区不得不采取夜间停止供水的方法来应对水管的冻结问题。水管防冻常用的方法是用保温材料包裹水管，但其只能延缓水管被冻住的时间，不能从根本上解决持续寒冷时的水管防冻问题。电伴热防冻是通过在水管和泵阀上缠绕电伴热带的方式防冻，但电伴热带功耗较大且一般使用寿命较短，电伴热带损坏后重复布线工作十分繁琐，而且还增加了不少购置成本。使用电伴热带防冻的局限还在于：由于新建住宅多采用暗管装修，水管主要布置在墙壁内，此时电伴热带则无用武之地。墙壁内的管道一旦冻住，则需要较长时间的升温才能使其融化，除此之外目前尚无有效的解决办法。手动打开水龙头滴水成线是较寒冷地区自来水的应急防冻方法，为有效防冻，滴水的速度还需要与外界气候和露天管道长度等因素相关，一般滴水成线的耗水量约为10-15L/h，每天单只水龙头的耗水量高达0.3吨左右，因此长时间的滴水成线会造成大量宝贵水资源的浪费。

目前市场上也存在采用国外技术开发的1-4℃或3-6℃开关的防冻滴漏阀，该防冻滴漏阀内置热敏元件和平衡弹簧控制柱塞和阀座之间的开启与关闭：当阀腔内的水温低于设定值时，泄流通道自动打开，使一部分冷水流出，水的流动避免了管道被冻结；反之，当水温升高到设定值后则泄流通道会自动关闭。冬天地下管道的水温一般只有6℃左右，当外界气温接近零度时，露天管道的水温很容易降低到4℃以下，如果露天管道稍长，则环境温度在冰点以上时这种防冻滴漏阀也会不停地泄流防冻，此时会造成水资源不必要的浪费；此外，这种防冻滴漏阀泄流口的最大开度很小且排水方向是向下的，位于底部的狭窄的泄流口很容易被自来水中的杂质堵塞，需要用户定期清洗维护否则会导致防冻功能的失效，使用过程中给用户增添了不少麻烦。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种冰驱动防冻控制装置，它是利用水凝结成冰的过程中体积明显膨胀的原理和不同材质与结构的产品内腔的水结冰不同步的原理，通过率先结冰的毛细管通道对感温包内的感温驱动介质进行防冻工况下的临时密封，然后随着感温包的内腔中处于密封状态下的水继续结冰膨胀，驱动阀芯组件向上运动，进而控制泄流口的开关与流量大小，从阀芯泄流出的水绕开毛细管通道附近的感温包外壁，将水温度主要反馈给冰驱动感温包的内腔，进而使冰驱动感温包内的冰部分或完全融化，当感温包内的冰部分融化后冰驱动防冻控制装置则处于防冻控制的动态平衡状态，当感温包内的冰完全融化后则泄流口的阀芯会完全关闭；另一方面，由于泄流口的最大开口较宽且泄流口设置在阀体的顶部，因此用于自来水系统防冻时不会出现堵塞现象，进而达到产品寿命周期内免维护的目的。——所述冰驱动防冻控制装置可有效地解决管道、泵阀与水表的防冻问题，从根本上避免了传统防冻滴漏阀在环境温度为冰点以上时即开始泄流防冻的缺陷，大大减少了水资源的浪费，且产品寿命周期内免维护。

本专利文件中所述的半封装水是指感温包的内腔中开放式的感温驱动介质水，在冰驱动防冻控制装置使用过程中：感温驱动介质水在非防冻阶段通过毛细管通道与阀腔内的压力水相连通，并在防冻阶段因毛细管通道率先冻结而被临时密封。半封装水可以在出厂前灌封，或通过增设感温包排气装置的方式在冰驱动防冻控制装置的安装阶段灌入。

本发明所述的一种冰驱动防冻控制装置，它是由感温包壳体、半封装水、隔热芯、隔热丝套、柱塞头、柱塞上密封圈、柱塞下密封圈、螺柱阀芯、压力弹簧、感温包密封圈、弹性软管、阀体、锁紧丝头密封圈、锁紧丝头、压力弹簧挡圈、泄流口密封圈、锁紧螺母帽、防水不干胶片、防水密封胶组成；所述半封装水是指感温包的内腔中开放式的感温驱动介质水：在冰驱动防冻控制装置使用过程中感温驱动介质水在非防冻阶段通过毛细管通道与阀腔内的压力水相连通，并在防冻阶段因毛细管通道率先冻结而被临时密封，半封装水可以在冰驱动防冻控制装置出厂前灌封，或通过增设感温包排气装置的方式在冰驱动防冻控制装置安装阶段灌入；当半封装水是在冰驱动防冻控制装置出厂前灌封时，在冰驱动防冻控制装置安装使用之前，须清除防水密封胶和防水不干胶片，使毛细管通道重新畅通，并于规定的时间内对管道通水保压；所述阀体可为金属材质或塑料材质，当阀体为塑料材质时在阀体的上口与下口处可增设强度较高的金属或非金属螺纹嵌件，当塑料材质的阀体的下口采用非金属螺纹嵌件时则可省去隔热丝套并相应地增加该非金属螺纹嵌件的规格以与感温包壳体的螺纹配合；阀体与管道的连接方式可设计为螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接或粘接；在安装后的使用过程中，当环境温度低于0℃且维持足够长的时间时，感温包壳体内的半封装水会因毛细管通道率先冻结而被自动密封，进而在被保护管道开始结冰之前或略微结冰之时驱动阀芯组件开启泄流口泄流防冻，泄流出的水绕开毛细管通道的周边流到感温包壳体外层的其它部位并将水温反馈给感温包，进而达到自动控制防冻流量大小的目的。

所述感温包壳体内设有多孔或多孔联通结构的内腔并在感温包壳体的侧壁上设置有毛细管通道，毛细管通道与其中一个孔腔底部的侧壁相连通，感温包壳体的外层设有散热片结构，感温包壳体通常采用金属材质；感温包壳体通过隔热丝套与阀体连接并通过感温包密封圈(或和螺纹胶)连接紧固；阀体上设置有毛细管通道，阀体顶部的开口位于毛细管通道一侧的半圆适度加厚，以防水从毛细管通道的周边流过；阀体毛细管通道下端的开口与感温包壳体毛细管通道上端的开口通过弹性软管相连接；感温包壳体通过隔热丝套与阀体连接固定后，往阀体的下孔和感温包壳体的孔腔中注满水并排出孔腔中的气体，然后在阀体的下孔中压入隔热芯；将柱塞上密封圈和柱塞下密封圈装配到柱塞头上，将压力弹簧挡圈和压力弹簧依次穿套到螺柱阀芯上，然后将二者通过螺纹锁紧后形成阀芯组件；将阀芯组件缓慢压入到阀体的下孔中，则多余的水通过毛细管通道从阀腔的毛细管口处溢出；将锁紧丝头密封圈放入阀体上部丝孔的底部；将锁紧丝头装配到阀体上部的丝孔内，微调锁紧丝头的安装高度，使锁紧丝头的上平面略微高于螺柱阀芯上锥形结构的阀芯上平面；将泄流口密封圈装配到螺柱阀芯上；最后将锁紧螺母帽装配到螺柱阀芯上并适度压紧泄流口密封圈。——在冰驱动防冻控制装置的基本装配完工后，擦拭并晾干从阀腔毛细管口处溢流出的水，再用防水不干胶片堵住阀腔的毛细管口，然后用易于剥离的室温固化的防水密封胶密封，以防在安装使用之前感温包的内腔和毛细管通道中的水流失。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置采用与阀腔相连通的半封装水作为感温驱动介质。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置采用防冻泄流出的水流到感温包壳体上的方式实现对感温包冰驱动控制的温度反馈。

进一步地，所述感温包壳体上优先设置有毛细管通道用于连通感温包的内腔与阀腔。

进一步地，所述阀体上优先设置有毛细管通道用于连通阀腔与感温包的内腔。

进一步地，所述阀体毛细管通道下端的开口与感温包壳体毛细管通道上端的开口优先通过弹性软管或弹性圈连接。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置采用阀腔与感温包的内腔之间的连接通道率先冻结的方式对感温包壳体内的半封装水进行防冻时的密封，此处的连接通道包括形式上采用单向阀结构但实质上仍然是通过冻结方式实现密封的连接通道。

进一步地，所述感温包壳体的内腔优先采用多孔或多孔联通的结构，以加快半封装水的结冰速度。

进一步地，所述感温包壳体的散热片优先采用竖直沟槽的结构，以便于感温与排水。

进一步地，所述感温包壳体和阀体之间优先采用非金属的隔热丝套连接，以减缓感温包壳体与阀体之间的热传导。

进一步地，所述感温包内腔的顶部和阀体的下孔处优先设置非金属的隔热芯，以减缓感温驱动介质和柱塞头之间以及感温驱动介质和阀体之间的热传导。

进一步地，所述锁紧丝头优先采用导热系数低于不锈钢导热系数的非金属材质，以防泄流口率先结冰。

进一步地，所述螺柱阀芯优先采用高导热系数的紫铜材质(可电镀)，以便阀腔内部的水温通过螺柱阀芯快速传导到泄流口，以防泄流口率先结冰。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置可与水龙头设计为一体的组合形式，以便于用户安装与使用。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种冰驱动防冻控制装置，它无需用电即可自动驱动与控制泄流口的开关与流量大小，可有效解决冬季自来水管道、泵阀与水表的防冻问题。与传统的利用热敏元件热胀冷缩的防冻滴漏阀相比，所述冰驱动防冻控制装置的控制精度与可靠性更高，加工与制造工艺简单，综合节水性能有显著的提高；产品在寿命周期内免维护：一方面，鉴于非防冻状态下，感温包的内腔与阀腔之间的压差为零，因此未被冻结的毛细管通道也不会被杂质完全堵死，即便毛细管通道内卡有杂质也会始终维持着毛细导通的状态；另一方面，由于泄流口的最大开口较宽且泄流口设置在阀体的顶部，因此该产品用于自来水系统防冻时不会出现堵塞现象。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1：冰驱动防冻控制装置的内部结构图；

图2：清除阀腔毛细管口密封材料后的冰驱动防冻控制装置的内部结构图；

图3：冰驱动防冻控制装置的外部效果图；

图4：冰驱动防冻控制装置感温包壳体的俯视图；

图5：冰驱动防冻控制装置阀体的俯视图；

图6：弹性软管的外部效果图；

图7：塑料阀体的上下口带螺纹嵌件的冰驱动防冻控制装置的内部结构图

图8：冰驱动防冻控制装置与水龙头设计为一体形式的外部效果图；

图9：冰驱动防冻控制装置在集热板式太阳能热水系统中的应用；

图10：冰驱动防冻控制装置在户外露天管道上的应用。

附图标记说明：

1、感温包壳体；2、半封装水；3、隔热芯；4、隔热丝套；5、柱塞头；6、柱塞上密封圈；7、柱塞下密封圈；8、螺柱阀芯；9、压力弹簧；10、感温包密封圈；11、弹性软管；12、阀体；13、锁紧丝头密封圈；14、锁紧丝头；15、压力弹簧挡圈；16、泄流口密封圈；17、锁紧螺母帽；18、防水不干胶片；19、防水密封胶。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本具体实施方式所述的一种冰驱动防冻控制装置，它是由感温包壳体1、半封装水2、隔热芯3、隔热丝套4、柱塞头5、柱塞上密封圈6、柱塞下密封圈7、螺柱阀芯8、压力弹簧9、感温包密封圈10、弹性软管11、阀体12、锁紧丝头密封圈13、锁紧丝头14、压力弹簧挡圈15、泄流口密封圈16、锁紧螺母帽17、防水不干胶片18、防水密封胶19组成；

所述感温包壳体1内设有多孔或多孔联通结构的内腔，并在感温包壳体1的侧壁上设置有毛细管通道，毛细管通道与其中一个孔腔底部的侧壁相连通，该感温包壳体1的外层设有散热片结构，该感温包壳体1的材料采用金属材质；

所述感温包壳体1通过隔热丝套4与阀体12连接，并通过感温包密封圈10或和螺纹胶连接紧固；所述阀体12上设置有毛细管通道，阀体12顶部的开口位于毛细管通道一侧的半圆适度加厚，以防水从毛细管通道的周边流过；

所述阀体12毛细管通道下端的开口与感温包壳体1毛细管通道上端的开口通过弹性软管11相连接；

所述感温包壳体1通过隔热丝套4与阀体12连接固定后，往阀体12的下孔和感温包壳体1的孔腔中注满水并排出孔腔中的气体，然后在阀体12的下孔中压入隔热芯3；

所述柱塞上密封圈6和柱塞下密封圈7装配到柱塞头5上，压力弹簧挡圈15和压力弹簧9依次穿套到螺柱阀芯8上，柱塞头5与螺柱阀芯8通过螺纹锁紧后形成阀芯组件；

所述阀芯组件缓慢压入到阀体12的下孔中，感温包壳体1内多余的水通过毛细管通道从阀腔的毛细管口处溢出；

所述锁紧丝头密封圈13放入阀体12上部丝孔的底部，锁紧丝头14装配到阀体12上部的丝孔内，微调锁紧丝头14的安装高度，使锁紧丝头14的上平面略微高于螺柱阀芯8上锥形结构的阀芯上平面；

所述泄流口密封圈16装配到螺柱阀芯8上，锁紧螺母帽17装配到螺柱阀芯8上并适度压紧泄流口密封圈16；

在本设计的基本装配完工后，擦拭并晾干从阀体12的阀腔毛细管口处溢流出的水，再用防水不干胶片18堵住阀腔的毛细管口，然后用易于剥离的室温固化的防水密封胶19密封，以防在安装使用之前感温包的内腔和毛细管通道中的半封装水2流失。

所述半封装水2是指感温包的内腔中开放式的感温驱动介质水；其封装步骤如下：

S1：半封装水2可在冰驱动防冻控制装置出厂前灌封，或通过增设感温包排气装置的方式在冰驱动防冻控制装置安装阶段灌入；

S2：当半封装水2是在冰驱动防冻控制装置出厂前灌封时，在冰驱动防冻控制装置安装使用之前，须清除防水密封胶19和防水不干胶片18，使毛细管通道重新畅通，并于规定的时间内对管道通水保压；

S3：在本装置的使用过程中，感温驱动介质水在非防冻阶段通过毛细管通道与阀腔内的压力水相连通，并在防冻阶段因毛细管通道率先冻结而被临时密封；

所述阀体12可为金属材质或塑料材质；

其中：当阀体12为塑料材质时，在阀体12的上口与下口处可增设强度较高的金属或非金属螺纹嵌件；当塑料材质的阀体的下口采用非金属螺纹嵌件时，则可省去隔热丝套4，并相应地增加该非金属螺纹嵌件的规格以与感温包壳体1的螺纹配合；

所述阀体12与管道的连接方式可设计为螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接或粘接；

其中：在安装后的使用过程中，当环境温度低于0℃且维持足够长的时间时，感温包壳体1内的半封装水2会因毛细管通道率先冻结而被自动密封，进而在被保护管道开始结冰之前或略微结冰之时驱动阀芯组件开启泄流口泄流防冻，泄流出的水绕开毛细管通道的周边流到感温包壳体1外层的其它部位并将水温反馈给感温包，进而达到自动控制防冻流量大小的目的。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置采用与阀腔相连通的半封装水2作为感温驱动介质。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置采用防冻泄流出的水流到感温包壳体1上的方式实现对感温包冰驱动控制的温度反馈。

进一步地，所述感温包壳体1上优先设置有毛细管通道用于连通感温包的内腔与阀腔。

进一步地，所述阀体12上优先设置有毛细管通道用于连通阀腔与感温包的内腔。

进一步地，所述阀体12毛细管通道下端的开口与感温包壳体1毛细管通道上端的开口优先通过弹性软管11或弹性圈连接。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置采用阀腔与感温包的内腔之间的连接通道率先冻结的方式对感温包壳体1内的半封装水2进行防冻时的密封，此处的连接通道包括形式上采用单向阀结构但实质上仍然是通过冻结方式实现密封的连接通道。

进一步地，所述感温包壳体1的内腔优先采用多孔或多孔联通的结构，以加快半封装水2的结冰速度。

进一步地，所述感温包壳体1的散热片优先采用竖直沟槽的结构，以便于感温与排水。

进一步地，所述感温包壳体1和阀体12之间优先采用非金属的隔热丝套4连接，以减缓感温包壳体1和阀体12之间的热传导。

进一步地，所述感温包内腔的顶部和阀体12的下孔处优先设置非金属的隔热芯3，以减缓感温驱动介质和柱塞头5之间以及感温驱动介质和阀体12之间的热传导。

进一步地，所述锁紧丝头14优先采用导热系数低于不锈钢导热系数的非金属材质，以防泄流口率先结冰。

进一步地，所述螺柱阀芯8优先采用高导热系数的紫铜材质(可电镀)，以便阀腔内部的水温通过螺柱阀芯8快速传导到泄流口，以防泄流口率先结冰。

进一步地，所述冰驱动防冻控制装置可与水龙头设计为一体的组合形式，以便于用户安装与使用。

本发明结合附图做具体的进一步说明，其说明如下：

图2所示的是一种清除阀腔毛细管口密封材料后的冰驱动防冻控制装置的内部结构图。在冰驱动防冻控制装置安装使用之前，须清除防水密封胶19和防水不干胶片18，使毛细管通道重新畅通，并于规定的时间内对管道通水保压。除此之外，图2所示的冰驱动防冻控制装置还可以采用阀腔内灌水并配以阀体12密封堵头的方式，对半封装水2进行安装使用前的临时密封。

图3所示的是冰驱动防冻控制装置的外部效果图。感温包壳体1的外层设置有散热片，散热片优先采用竖直沟槽的结构以便于感温与排水，感温包壳体1通常采用金属材质。当阀体12为塑料材质且用于保护塑料管道时，感温包壳体1的外层也可以不设置散热片，同样可以达到管道防冻的目的。

图4所示的是冰驱动防冻控制装置感温包壳体的俯视图。感温包壳体1的内腔采用多孔或多孔联通的结构，以提高半封装水的结冰膨胀速度；孔的总容量需要满足设计的感温包最大驱动行程的要求，感温包的最大驱动行程需要有设计余量；当感温包的材质与外部结构确定后，孔的内径则决定了感温包的灵敏度，一般孔的内径越小则感温包的灵敏度越高，但孔的内径通常应大于三倍以上的毛细管内径；当阀体12为塑料材质且用于保护塑料管道时，孔的内径可以适度增大并相应地减少孔的数量。

图5所示的是冰驱动防冻控制装置阀体的俯视图。阀体12顶部左侧半圆的加厚结构是为了阻止从阀芯流出的水流到毛细管周边的感温包壳体1的外壁上，从而保障环境温度低于零度时冰驱动防冻控制装置在调控防冻流量大小的过程中，毛细管通道始终处于冻结的状态；阀体12顶部右侧的缺口设置是为了便于泄流排水，在设置有嵌件的塑料阀体上也可不设置此缺口。阀体12顶部左侧半圆的加厚结构也可用相应的半圆弧加高的结构代替，如图7中所示。

图6所示的是弹性软管11的外部效果图。弹性软管11优先采用有较高弹性和耐候性的橡胶材料，其自然高度应适度高于所安装位置的两孔底之间的垂直距离，同时还需要充分考虑到感温包外壳1的内螺纹和隔热丝套4以及阀体12底口的外螺纹之间的配合对弹性软管11安装孔位的影响。为了达到弹性软管11的上下安装孔对齐的目的，螺纹错位对安装高度的影响可控制在单倍的最小螺距范围之内。当阀体12的底口的外螺纹为G3/8时，则螺纹错位对安装高度的影响小于1.34mm。必要的情况下亦可采用几种高度的弹性软管11和几种高度的感温包密封圈10来解决因螺纹配合和上下安装孔位对齐之间的矛盾所导致的安装高度差过大的问题。当采用伺服主轴的数控车床加工各螺纹时，各螺纹的起始位置可以精确控制，此时亦可采用变形量较小的弹性圈来代替弹性软管。

图7所示的是塑料阀体的上下口带螺纹嵌件的冰驱动防冻控制装置的内部结构图。当阀体12为塑料材质时在阀体12的上口与下口处可增设强度较高的金属或非金属螺纹嵌件，当塑料材质的阀体的下口采用非金属螺纹嵌件时则可省去隔热丝套4并相应地增加该非金属螺纹嵌件的规格以与感温包壳体1的内螺纹配合。阀体12顶部的左侧半圆可采用加高的结构以防止泄流出的水流到毛细通道周边。

图8所示的是冰驱动防冻控制装置与水龙头设计为一体形式的外部效果图。一体式冰驱动防冻水龙头比分体式的更加美观和便于安装与使用。

图9所示的是冰驱动防冻控制装置在集热板式太阳能热水系统中的应用。鉴于冰驱动防冻控制装置只能保护上游管路，进水管、出水管和集热板均需要设置一只冰驱动防冻控制装置。此外，冰驱动防冻控制装置还可用于真空管式太阳能热水系统中。冰驱动防冻控制装置可替代传统的电伴热带，其安全性、可靠性和经济性均有显著的优势，施工也更加便捷。

图10所示的是冰驱动防冻控制装置在户外露天管道上的应用。其中，横向实线表示地面，横向实线和横向虚线之间表示冻土层，虚线以下的部分表示非冻土层，泡沫填充部分表示管道过冻土的保温防护。一体式冰驱动防冻水龙头有效地解决了传统户外水龙头与管道冬季易冻结的难题，十分便于用户的安装与使用。当冻土层较厚时，环境温度略高于零度时管道过冻土的部分可能会被冻结，为此须要对管道过冻土的部分增设保温防护，否则一旦管道局部被冻结便会导致冰驱动防冻控制装置的功能失效。

本发明所述的一种冰驱动防冻控制装置，它无需用电即可自动驱动与控制泄流口的开关与流量大小，可有效解决冬季自来水管道、泵阀与水表的防冻问题。所述冰驱动防冻控制装置滴水防冻的充要条件是“环境温度低于0℃且维持足够长的时间”，样机测试表明“其滴水防冻的起始水温在1.5-2℃之间并于水温接近0℃时达到最大值”；所述冰驱动防冻控制装置的排水温度很接近冰点，而管道内的水温与环境温度的温差越小则降温速度越缓慢，从而避免了水资源不必要的浪费；所述冰驱动防冻控制装置的最大防冻流量的Cv值高达5.0以上，一般实际工作过程中所需要的防冻流量远远小于其最大防冻流量，因此其低温防冻的可靠性很高。综上，所述冰驱动防冻控制装置的综合节水性能显著优于4℃水温即开始排水至1℃水温排水量达最大值的传统的防冻滴漏阀，相对于传统的防冻滴漏阀，其技术可行性高，控制精度与可靠性更高，免维护，在有效解决防冻问题的同时可大大减少水资源的浪费。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (14)

1.一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：它是由感温包壳体、半封装水、隔热芯、隔热丝套、柱塞头、柱塞上密封圈、柱塞下密封圈、螺柱阀芯、压力弹簧、感温包密封圈、弹性软管、阀体、锁紧丝头密封圈、锁紧丝头、压力弹簧挡圈、泄流口密封圈、锁紧螺母帽、防水不干胶片、防水密封胶组成；

所述感温包壳体内设有多孔或多孔联通结构的内腔，并在感温包壳体的侧壁上设置有毛细管通道，毛细管通道与其中一个孔腔底部的侧壁相连通，该感温包壳体的外层设有散热片结构，该感温包壳体的材料采用金属材质；

所述感温包壳体通过隔热丝套与阀体连接，并通过感温包密封圈或和螺纹胶连接紧固；所述阀体上设置有毛细管通道，阀体顶部的开口位于毛细管通道一侧的半圆适度加厚或加高，以防水从毛细管通道的周边流过；

所述阀体毛细管通道下端的开口与感温包壳体毛细管通道上端的开口通过弹性软管相连接；

所述感温包壳体通过隔热丝套与阀体连接固定后，往阀体的下孔和感温包壳体的孔腔中注满水并排出孔腔中的气体，然后在阀体的下孔中压入隔热芯；

所述柱塞上密封圈和柱塞下密封圈装配到柱塞头上，压力弹簧挡圈和压力弹簧依次穿套到螺柱阀芯上，柱塞头与螺柱阀芯通过螺纹锁紧后形成阀芯组件；

所述阀芯组件缓慢压入到阀体的下孔中，阀体内多余的水通过毛细管通道从阀腔的毛细管口处溢出；

所述锁紧丝头密封圈放入阀体上部丝孔的底部，锁紧丝头装配到阀体上部的丝孔内，微调锁紧丝头的安装高度，使锁紧丝头的上平面略微高于螺柱阀芯上锥形结构的阀芯上平面；

所述泄流口密封圈装配到螺柱阀芯上，锁紧螺母帽装配到螺柱阀芯上并适度压紧泄流口密封圈；

在本设计的基本装配完工后，擦拭并晾干从阀体的阀腔毛细管口处溢流出的水，再用防水不干胶片堵住阀腔的毛细管口，然后用易于剥离的室温固化的防水密封胶密封，以防在安装使用之前感温包的内腔和毛细管通道中的半封装水流失。

所述半封装水是指感温包的内腔中开放式的感温驱动介质水；其封装步骤如下：

S1：半封装水可在冰驱动防冻控制装置出厂前灌封，或通过增设感温包排气装置的方式在冰驱动防冻控制装置安装阶段灌入；

S2：当半封装水是在冰驱动防冻控制装置出厂前灌封时，在冰驱动防冻控制装置安装使用之前，须清除防水密封胶和防水不干胶片，使毛细管通道重新畅通，并于规定的时间内对管道通水保压；

S3：在本装置的使用过程中，感温驱动介质水在非防冻阶段通过毛细管通道与阀腔内的压力水相连通，并在防冻阶段因毛细管通道率先冻结而被临时密封；

所述阀体可为金属材质或塑料材质；

其中：当阀体为塑料材质时，在阀体的上口与下口处可增设强度较高的金属或非金属螺纹嵌件；当塑料材质的阀体的下口采用非金属螺纹嵌件时，则可省去隔热丝套，并相应地增加该非金属螺纹嵌件的规格以与感温包壳体的螺纹配合；

所述阀体与管道的连接方式可设计为螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接或粘接；

其中：在安装后的使用过程中，当环境温度低于0℃且维持足够长的时间时，感温包壳体内的半封装水会因毛细管通道率先冻结而被自动密封，进而在被保护管道开始结冰之前或略微结冰之时驱动阀芯组件开启泄流口泄流防冻，泄流出的水绕开毛细管通道的周边流到感温包壳体外层的其它部位并将水温反馈给感温包，进而达到自动控制防冻流量大小的目的。

2.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于采用与阀腔相连通的半封装水作为感温驱动介质。

3.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于采用防冻泄流出的水流到感温包壳体上的方式实现对感温包冰驱动控制的温度反馈。

4.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于感温包壳体上优先设置有毛细管通道用于连通感温包的内腔与阀腔。

5.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于阀体上优先设置有毛细管通道用于连通阀腔与感温包的内腔。

6.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于阀体毛细管通道下端的开口与感温包壳体毛细管通道上端的开口优先通过弹性软管或弹性圈连接。

7.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于采用阀腔与感温包的内腔之间的连接通道率先冻结的方式对感温包内的半封装水进行防冻时的密封，此处的连接通道包括形式上采用单向阀结构但实质上仍然是通过冻结方式实现密封的连接通道。

8.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于感温包的内腔优先采用多孔或多孔联通的结构，以加快感温包内的半封装水的结冰速度。

9.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：所述感温包壳体的散热片优先采用竖直沟槽的结构，以便于感温与排水。

10.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：感温包壳体和阀体之间优先采用非金属的隔热丝套连接，以减缓感温包壳体与阀体之间的热传导。

11.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：在感温包内腔的顶部和阀体的下孔处优先设置非金属的隔热芯，以减缓感温驱动介质和柱塞头之间以及感温驱动介质和阀体之间的热传导。

12.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：锁紧丝头优先采用导热系数低于不锈钢导热系数的非金属材质，以防泄流口率先结冰。

13.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：螺柱阀芯优先采用高导热系数的紫铜材质(可电镀)，以便将阀腔中心的水温快速传导到泄流口，以防泄流口率先结冰。

14.根据权利要求1所述的一种冰驱动防冻控制装置，其特征在于：所述冰驱动防冻控制装置可与水龙头设计为一体的组合形式，以便于用户安装与使用。