CN107035902B - 一种集成式防冻泄压阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式防冻泄压阀，包括阀体1，所述阀体1内设有供水流过的水道2，所述阀体1上设有能阻断水道2的防冻组件，并且在环境温度低于设定温度时，所述防冻组件自动开启水道2进行排水，在热水器水路系统处于临界结晶温度前，通过所述的集成式防冻泄压阀使其处于流动状态，当水路吸收足够的由流动的水携带的热能以及相对流动产生的摩擦热后，水路系统能始终处于临界结晶温度点以上，即可防止其结冰冻裂；所述阀体1上还设有能够阻断水道2的泄压装置，并且在水路水压高于设定值时，所述泄压装置自动开启水道2进行排水减压，从而同时实现了防冻与泄压的功能，结构简单，安全可靠，便于家庭安装使用。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种热水器用配件，特别是一种集成式防冻泄压阀。
【背景技术】
在我国北方绝大部分地区，冬天的温度普遍低于0℃。当燃气热水器处于非工作状态，水路系统中充满了冷水时，若整机安装在冷阳台或外界冷风通过排烟管形成倒灌，会导致热水器内部温度骤降，极易发生管路冻裂并漏水。现阶段普遍采用的防冻措施有三种：
一是采用安全阀，即不使用时将热水器水路系统排空，此方法能有效防冻但容易因用户遗忘而出现管路冻裂；
二是采用电加热组件，能通过温控器感知水路温度，当其低于闭合点温度时，加热组件对水路系统进行较为全面的快速加热，该方法防冻效果较好，也是现阶段主流的防冻措施，但该组件功率一般在90W左右，长时工作的耗电量较大，按8年使用年限计算，电辅热的运营成本在600元左右，成本较高且存在停电无法工作的隐患；
三是增设防倒风管，即在排烟管与热水器间增加防倒风管组件，以单向阀保证烟气顺利排出的同时外界冷风无法通过烟管进入热水器内部，此方法现有技术已较为成熟且能明显减少热水器冻裂事故发生，然而该方法仅为阻止冷风倒灌，对于热水器安装在冷阳台的情况无明显效果，故一般用该方法与前面两种结合使用。
现有技术方案或存在可靠性问题，或存在成本过高问题，实际使用效果并不能完全令人满意。同时因防冻模块与泄压模块为两个独立配件，分别生产和安装，整机设计中也要考虑两个配件的接口设计，成本更高。
本发明就是基于这种情况作出的。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单、易于装拆的集成式防冻泄压阀，该集成式防冻泄压阀能够实现自动排水防冻的功能，同时还能实现自动泄压的功能，安全可靠，使用方便。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：包括阀体，所述阀体内设有供水流过的水道，所述阀体上设有能阻断水道的防冻组件，并且在环境温度低于设定温度时，所述防冻组件自动开启水道进行排水防冻，所述阀体上还设有能够阻断水道的泄压装置，并且在水路水压高于设定值时，所述泄压装置自动开启水道进行排水减压。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述防冻组件包括密封块，所述密封块上设有连通水道的通水孔，所述密封块上方设有能封堵通水孔的热动元件，所述热动元件和阀体之间设有推杆，所述推杆一端插装在热动元件上部、另一端顶压在阀体上，所述热动元件外侧套设有限位块，所述限位块上设有供水通过的过水孔，所述限位块与热动元件之间设有能将热动元件往上顶压的压紧弹簧，在温度降低时，所述的热动元件向上运动，而在温度升高时，所述的热动元件向下运动。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述限位块内设有能在其内轴向滑动的泄压壳体，所述密封块位于泄压壳体内并能相对泄压壳体轴向滑动，所述泄压壳体上设有能限制热动元件通过的中心孔，所述密封块包括能够从中心孔中穿出并与热动元件配合封堵通水孔的密封块上部，以及限制在中心孔下方并与泄压壳体侧面形成密封的密封块下部，所述密封块下部连接有能将密封块往上顶压的泄压弹簧，所述限位块内设有与泄压壳体相配合从而限制泄压壳体滑动高度的限位台阶，所述泄压壳体上连接有能将其往上顶压的防冻弹簧。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述的泄压装置包括设在密封块下部上的泄压端面，以及贯穿泄压壳体上部、并扩大作用于泄压端面上的水的入水通道的增流孔。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述的泄压壳体上螺纹连接有能够调节泄压弹簧预紧力、进而调节初始泄压压力值的泄压调节螺母。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述防冻弹簧的预紧力大于泄压弹簧，所述防冻弹簧的预紧力小于热动元件耐压值。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述增流孔有多个并与中心孔相连通。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述限位块上螺纹连接有能调节限位块在阀体内的轴向位置进而调节初始防冻温度点的防冻调节螺母。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述防冻调节螺母上连接有能对排放的水进行导流的集液器，所述集液器上设有用于与外接管连接进而排水的的排水口。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述推杆上设有推杆座，所述阀体内设有与推杆座相配合的支撑台阶，所述推杆座上设有连通水道的座孔。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述阀体内设有限位滑槽，所述限位块上设有与限位滑槽相配合从而使得限位块只能轴向滑动的限位凸筋。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述限位块和泄压壳体之间设有能够限制泄压壳体转动的防转结构，所述防转结构包括设在设在限位块内部的防转孔，以及设在泄压壳体外侧并与防转孔相配合的防转凸台。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述限位块与阀体之间设有用于防止水流通过的限位密封结构，所述限位密封结构包括第一密封圈和设在阀体上的限位密封面；所述限位块与泄压壳体之间设有用于防止水流通过的泄压密封结构，所述的的泄压密封结构包括第二密封圈和设在限位块上的第二密封面。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：在环境温度从0℃升高到4℃时，所述推杆相对热动元件向外移动距离大于或等于1mm；在环境温度从10℃下降到0℃时，所述推杆相对热动元件向内移动距离大于或等于1mm。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述密封块的材料为陶瓷、塑料或金属。
如上所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述阀体上设有能安装于热水器出水端或出水阀体上的通用接口。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、在环境温度低于设定温度时，所述防冻组件自动开启水道进行排水，由于北方冬天入户水温不低于4℃，在热水器水路系统处于临界结晶温度前，通过所述的集成式防冻泄压阀使其处于流动状态，当水路吸收足够的由流动的水携带的热能以及相对流动产生的摩擦热后，水路系统能始终处于临界结晶温度点以上，即可防止其结冰冻裂；所述阀体上还设有能够阻断水道的泄压装置，并且在水路水压高于设定值时，所述泄压装置自动开启水道进行排水减压，从而同时实现了防冻与泄压的功能，结构简单，安全可靠，便于家庭安装使用；
2、所述的集成式防冻泄压阀的防冻组件和泄压装置均为机械结构，利用机械结构，实现自动防冻及自动泄压的功能；
3、利用管路水流的余热及水路流动，避免管路结冰，不需要额外消耗能源；
4、泄压装置共用防冻组件的零件，零部件少，结构简单，便于装拆，生产成本低；
5、所述的泄压壳体上螺纹连接有能够调节泄压弹簧预紧力、进而调节初始泄压压力值的泄压调节螺母，从而能够根据不同使用环境需求设定不同的初始泄压压力值，所述限位块上螺纹连接有能调节限位块在阀体内的轴向位置进而调节初始防冻温度点的防冻调节螺母，通过调节防冻调节螺母，从而调节压紧弹簧与防冻弹簧的预紧力，从而能够根据不同使用环境需求设定不同的初始防冻温度点，便于不同地域及不同地理环境的人们使用；
6、能与现有泄压阀接口通用，直接更换，不需额外结构或额外接口，通用化程度极高，易装拆。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1是本发明在正常温度和正常水压状态下的剖视图；
图2是泄压壳体的结构示意图；
图3是限位块的结构示意图1；
图4是限位块的结构示意图2；
图5是阀体的结构示意图；
图6是本发明在低于设定温度时进行排水防冻状态下的剖视图；
图7是本发明在高于设定水压时进行泄压排水状态下的剖视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1至图7所示的一种集成式防冻泄压阀，包括阀体1，所述阀体1内设有供水流过的水道2，所述阀体1上设有能阻断水道2的防冻组件，并且在环境温度低于设定温度时，所述防冻组件自动开启水道2进行排水，由于北方冬天入户水温不低于4℃，在热水器水路系统处于临界结晶温度前，通过所述的集成式防冻泄压阀使其处于流动状态，当水路吸收足够的由流动的水携带的热能以及相对流动产生的摩擦热后，水路系统能始终处于临界结晶温度点以上，即可防止其结冰冻裂；所述阀体1上还设有能够阻断水道2的泄压装置，并且在水路水压高于设定值时，所述泄压装置自动开启水道2进行排水减压，从而同时实现了防冻与泄压的功能，结构简单，安全可靠，便于家庭安装使用。
所述防冻组件包括密封块31，所述密封块31上设有连通水道2的通水孔310，所述密封块31上方设有能封堵通水孔310的热动元件32，所述热动元件32和阀体1之间设有推杆33，所述推杆33一端插装在热动元件32上部、另一端顶压在阀体1上，所述热动元件32外侧套设有限位块34，所述限位块34上设有供水通过的过水孔341，所述限位块34与热动元件32之间设有能将热动元件32往上顶压的压紧弹簧35，在温度降低时，所述的热动元件32向上运动，而在温度升高时，所述的热动元件32向下运动。在压紧弹簧35的作用下，推杆33的一端始终顶压在阀体1上，且所述热动元件32与推杆33始终处于压紧状态，在温度降低时，所述的热动元件32内部物质收缩，所述推杆33能够相对的往热动元件32内部移动，在压紧弹簧35作用下，所述推杆33一端始终顶压在阀体1固定不动，而所述热动元件32向上运动，使得热动元件32上封堵通水孔310的底面向上运动，当温度继续降低到设定防冻温度，所述热动元件32松开对通水孔310的封堵，开启排水；在温度升高时，所述的热动元件32内部物质膨胀，从而驱动推杆33相对热动元件32向外伸出，在压紧弹簧35作用下，所述推杆33一端始终顶压在阀体1固定不动，因此推杆33提供一个反作用力驱使热动元件32向下运动，当温度继续升高到设定温度，所述热动元件32顶压在密封块31上将通水孔310封堵，停止排水。
所述限位块34内设有能在其内轴向滑动的泄压壳体36，所述密封块31位于泄压壳体36内并能相对泄压壳体36轴向滑动，所述泄压壳体36上设有能限制热动元件32通过的中心孔361，所述密封块31包括能够从中心孔361中穿出并与热动元件32配合封堵通水孔310的密封块上部311，以及限制在中心孔361下方并与泄压壳体36侧面形成密封的密封块下部312，所述密封块下部312连接有能将密封块31往上顶压的泄压弹簧37，所述限位块34内设有与泄压壳体36相配合从而限制泄压壳体36滑动高度的限位台阶342，所述泄压壳体36上连接有能将其往上顶压的防冻弹簧38。如图6所示，在温度降低时，在压紧弹簧35、泄压弹簧37与防冻弹簧38的共同作用下，热动元件32与泄压壳体36、密封块上部311形成的密封面整体上移，当温度下降到设定值时，泄压壳体36在限位台阶342作用下停止上移，并且密封块下部312被限制在中心孔361下方使得密封块31停止上移，而热动元件32继续向上运动，使得热动元件32和密封块31之间的密封面分离形成通路，水流依次经阀体1、限位块34、密封块31排出，从而保证燃气热水器水路流动。在工作温度范围以内，温度下降越多，热动元件32和密封块31之间的密封面开度越大，水流量越大。在温度升高时，所述热动元件32向下运动，当温度继续上升到设定值时，热动元件32端面正好移动到与密封块31端面接触，随着温度继续上升，在防冻弹簧38作用下，热动元件32端面与泄压壳体36端面贴合，此时密封块31在泄压弹簧37的压紧作用下与热动元件32端面间已达到设计压缩量形成密封，水道2关闭而停止排水。而温度继续上升，则热动元件32推动泄压壳体36和密封块31整体下移，热动元件32与密封块31之间的密封压力不变。
所述的泄压装置包括设在密封块下部312上的泄压端面3121，以及贯穿泄压壳体36上部、并扩大作用于泄压端面3121上的水的入水通道的增流孔362，随着热水器中的水路系统水压的增大，水流经泄压壳体36的通孔(包括增流孔362，以及泄压壳体36与密封块上部311上部间的间隙)作用于泄压端面3121，其压力随着水压增大而增大，当进水压力达到设定值时，热动元件32与密封块31端面达到临界密封状态，水压继续升高，则密封块31向下移动，使得热动元件32与密封块31的密封面分离，水流依次经阀体1、限位块34、泄压壳体36、密封块31排出，以达到排水泄压的效果。当水压低于设定值时，密封块31在泄压弹簧37作用下向上移动，直至与热动元件32端面贴合达到设计压缩量形成密封以停止泄压排水。
所述的集成式防冻泄压阀的防冻组件和泄压装置均为机械结构，利用机械结构，实现自动防冻及自动泄压的功能，不需要额外消耗能源。
所述的泄压壳体36上螺纹连接有能够调节泄压弹簧37预紧力、进而调节初始泄压压力值的泄压调节螺母4，从而能够根据不同使用环境需求设定不同的初始泄压压力值，便于不同地域及不同地理环境的人们使用。
所述防冻弹簧38的预紧力大于泄压弹簧37，使得该集成式防冻泄压阀的进水压力超出设定值时，密封块31优于泄压壳体36首先向下移动进行排水泄压；所述防冻弹簧38的预紧力小于热动元件32耐压值，使得该集成式防冻泄压阀的进水压力超出设定值时，密封块31优于热动元件32首先向下移动进行排水泄压。
所述增流孔362有多个并与中心孔361相连通，使得泄压进水通道大，并且零件加工简单。
所述限位块34上螺纹连接有能调节限位块34在阀体1内的轴向位置进而调节初始防冻温度点的防冻调节螺母39，通过调节防冻调节螺母39，从而调节压紧弹簧35与防冻弹簧38的预紧力，从而能够根据不同使用环境需求设定不同的初始防冻温度点，便于不同地域及不同地理环境的人们使用。
所述防冻调节螺母39上连接有能对排放的水进行导流的集液器5，所述集液器5上设有用于与外接管连接进而排水的的排水口51，从而使得排出的水能够更好的收集或者连接外管排到对应的位置，避免造成积水。
所述推杆33上设有推杆座30，所述阀体1内设有与推杆座30相配合的支撑台阶11，所述推杆座30上设有连通水道2的座孔301，从而使得实现推杆33顶压在阀体1上的结构简单，并且便于安装拆卸。
所述阀体1内设有限位滑槽12，所述限位块34上设有与限位滑槽12相配合从而使得限位块34只能轴向滑动的限位凸筋343，避免限位块34转动；所述限位块34和泄压壳体36之间设有能够限制泄压壳体36转动的防转结构，所述防转结构包括设在设在限位块34内部的防转孔345，以及设在泄压壳体36外侧并与防转孔345相配合的防转凸台363，使得泄压壳体36在限位块34内轴向滑动而不发生相对旋转，从而使得所述的集成式防冻泄压阀的防冻及泄压结构更加的稳定牢靠。
所述限位块34与阀体1之间设有用于防止水流通过的限位密封结构，所述限位密封结构包括第一密封圈6和设在阀体1上的限位密封面13；所述限位块34与泄压壳体36之间设有用于防止水流通过的泄压密封结构，所述的的泄压密封结构包括第二密封圈7和设在限位块34上的第二密封面344，避免水流从设计外的结构渗漏出去。
所述热动元件32在环境温度从0℃升高到4℃时，能够使得推杆33相对向外移动距离大于或等于1mm；所述热动元件32在环境温度从10℃下降到0℃时，能够使得推杆33相对向内移动距离大于或等于1mm。
所述密封块31材料为陶瓷、塑料或金属。
所述阀体1上设有能安装于热水器出水端或出水阀体上的通用接口14，使得所述的集成式防冻泄压阀能与现有泄压阀接口通用，可以直接更换，不需额外结构或额外接口，通用化程度极高，易装拆。
Claims (9)
1.一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：包括阀体(1)，所述阀体(1)内设有供水流过的水道(2)，所述阀体(1)上设有能阻断水道(2)的防冻组件，并且在环境温度低于设定温度时，所述防冻组件自动开启水道(2)进行排水防冻，所述阀体(1)上还设有能够阻断水道(2)的泄压装置，并且在水路水压高于设定值时，所述泄压装置自动开启水道(2)进行排水减压，所述防冻组件包括密封块(31)，所述密封块(31)上设有连通水道(2)的通水孔(310)，所述密封块(31)上方设有能封堵通水孔(310)的热动元件(32)，所述热动元件(32)和阀体(1)之间设有推杆(33)，所述推杆(33)一端插装在热动元件(32)上部、另一端顶压在阀体(1)上，所述热动元件(32)外侧套设有限位块(34)，所述限位块(34)上设有供水通过的过水孔(341)，所述限位块(34)与热动元件(32)之间设有能将热动元件(32)往上顶压的压紧弹簧(35)，在压紧弹簧(35)的作用下，推杆(33)的一端始终顶压在阀体(1)上，且所述热动元件(32)与推杆(33)始终处于压紧状态，在温度降低时，所述的热动元件(32)向上运动，而在温度升高时，所述的热动元件(32)向下运动。
2.根据权利要求1所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述限位块(34)内设有能在其内轴向滑动的泄压壳体(36)，所述密封块(31)位于泄压壳体(36)内并能相对泄压壳体(36)轴向滑动，所述泄压壳体(36)上设有能限制热动元件(32)通过的中心孔(361)，所述密封块(31)包括能够从中心孔(361)中穿出并与热动元件(32)配合封堵通水孔(310)的密封块上部(311)，以及限制在中心孔(361)下方并与泄压壳体(36)侧面形成密封的密封块下部(312)，所述密封块下部(312)连接有能将密封块(31)往上顶压的泄压弹簧(37)，所述限位块(34)内设有与泄压壳体(36)相配合从而限制泄压壳体(36)滑动高度的限位台阶(342)，所述泄压壳体(36)上连接有能将其往上顶压的防冻弹簧(38)。
3.根据权利要求2所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述的泄压装置包括设在密封块下部(312)上的泄压端面(3121)，以及贯穿泄压壳体(36)上部、并扩大作用于泄压端面(3121)上的水的入水通道的增流孔(362)。
4.根据权利要求3所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述的泄压壳体(36)上螺纹连接有能够调节泄压弹簧(37)预紧力、进而调节初始泄压压力值的泄压调节螺母(4)。
5.根据权利要求3所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述防冻弹簧(38)的预紧力大于泄压弹簧(37)，所述防冻弹簧(38)的预紧力小于热动元件(32)耐压值。
6.根据权利要求3所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述增流孔(362)有多个并与中心孔(361)相连通。
7.根据权利要求2所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述限位块(34)上螺纹连接有能调节限位块(34)在阀体(1)内的轴向位置进而调节初始防冻温度点的防冻调节螺母(39)。
8.根据权利要求7所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述防冻调节螺母(39)上连接有能对排放的水进行导流的集液器(5)，所述集液器(5)上设有用于与外接管连接进而排水的的排水口(51)。
9.根据权利要求1所述的一种集成式防冻泄压阀，其特征在于：所述推杆(33)上设有推杆座(30)，所述阀体(1)内设有与推杆座(30)相配合的支撑台阶(11)，所述推杆座(30)上设有连通水道(2)的座孔(301)。
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