CN108757996A - 热水器恒温阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器恒温阀，包括阀体和控制系统，阀体上设置有冷水进水管、热水进水管和温水出水管，阀体上设置有连通冷水进水管、热水进水管及温水出水管的混水腔，混水腔内安装有温度调节阀芯，阀体上还设置有与温度调节阀芯传动连接的调温驱动单元，调温驱动单元与控制系统连接，温水出水管上安装有温度检测装置,温度检测装置而后控制系统连接,其特征是：所述阀体上还设置有流量检测装置，流量检测装置与控制系统连接。该热水器恒温阀，能够根据阀体内的水流通断情况自动确定是否对温度调节阀芯进行调节。

Description

热水器恒温阀

技术领域

本发明涉及龙头，特别涉及一种热水器恒温阀。

背景技术

目前家庭生活用热水主要通过电热水器对市政供水进行加热得到。由于水的比热容较高，同时电热水器的功率受到用电安全的限制，所以一般电热水器都会有一个储水腔。使用前需要对储水腔内的水进行加热，使其达到较高的温度，而后使用时再混合一定比例的冷水，使出水温度处于人体的舒适区内。对于水温的调整来说，无论是采用双把双控水龙头，或是单把混合水龙头，都无法一次将水温调整到合适的温度，而必须经过不断的温度测试及调整，才能取得合适的温度，如此相当不便且十分耗时。另外，随着水龙头的出水时间及流量增加，热水的温度亦会随着冷水的注入而降低，导致出水的水温下降而过冷，则使用者必须再调整冷、热水的比例，如此反复的对冷、热水的比例进行调整，会使得水温忽冷忽热而造成使用上的不适及不便。相应的出现了电控式的恒温热水器。

如中国专利（专利号201110396052.1）提供了一种电热水器恒温龙头，该龙头通过恒温阀芯对出水温度进行调节,使出水温度处于恒温状态,同时通过驱动单元对恒温阀芯进行控制,调节恒温阀芯的出水温度，实现对于阀体的电控。在实际的用水过程中,用户长久以来的使用习惯更加偏向于使用机械式的流量开关对水流进行直接控制,所以花洒一般都会连接机械式的流量开关。当这样使用这种龙头时，机械式的流量开关关闭切断水流后，使用者还需通过电路板对恒温驱动单元进行控制，使其停止工作。这样若要完全关闭该电热水器恒温龙头需要分为两步，首先关掉机械式的龙头，然后通过电路板控制恒温驱动单元断电停止工作。由于该恒温龙头混合出水腔设置有温度感应探头,温度感应探头会对混合出水腔的温度进行检测并将水温信号反馈给电路板,而后电路板通过恒温驱动单元对恒温阀芯的设定温度进行调节。若在关掉机械式开关的情况下不使恒温驱动单元停止工作，随着混合出水端的水温降低，恒温驱动单元会驱动恒温阀芯向温度升高的方向转动，当恒温阀芯转动到极限位置时，阀杆会发生卡死现象，此时恒温驱动单元会仍处于工作状态，恒温驱动单元连通电源但是无法正常转动，这会导致恒温驱动单元损坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热水器恒温阀，能够根据阀体内的水流通断情况自动控制调温驱动单元的开启或者关闭状态。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种热水器恒温阀，包括阀体和控制系统，阀体上设置有冷水进水管、热水进水管和温水出水管，阀体上设置有连通冷水进水管、热水进水管及温水出水管的混水腔，混水腔内安装有温度调节阀芯，阀体上还设置有与温度调节阀芯传动连接的调温驱动单元，调温驱动单元与控制系统连接，温水出水管上安装有温度检测装置,温度检测装置与控制系统连接,其特征是：所述阀体上还设置有流量检测装置，流量检测装置与控制系统连接。

通过上述技术方案，用户可以在控制系统上对出水温度进行设定,温度检测装置可以对温水出水管的出水温度进行检测,而后将温度信号传递给控制系统,控制系统可以根据温度检测装置测得的出水温度和设定温度的差值控制调温驱动单元工作,从而控制温度调节阀芯改变冷热水的混合比例,从而使出水温度恒定在设定值。流量检测装置的设置可以对阀体内的水流流通情况进行检测，当流量检测装置检测到阀体内有水流流动时，控制系统才开始工作，对调温驱动单元进行控制；当流量检测装置没有检测到阀体内没有水流流动时，控制系统不工作，不对调温驱动单元进行控制。当关闭水流时，控制系统自动停止对于调温驱动单元的控制，避免停止用水后控制系统仍处于工作状态，导致调温驱动单元在调节时产生卡死现象，造成调温驱动单元发生损坏。

优选的，所述流量检测装置包括霍尔元件和磁性转子，霍尔元件设置在阀体外侧，磁性转子设置在阀体流道内。

通过上述技术方案，可以较为方便地对阀体内的水流流动情况进行检测，当阀体流道内有水流流动时，磁性转子在水流的作用下发生转动，磁性转子转动时，处在阀体外侧的霍尔元件对磁性转子的转速进行检测，从而确定流道内是否具有水流流动。该流量检测装置在水暖行业为通用部件，在电控热水器中尤其普遍，可以直接从市场上购买获得，故在此不再赘述。

优选的，所述温度调节阀芯为恒温阀芯。

通过上述技术方案，若使用普通的混水阀芯，在实际使用过程中当冷热水水压或者冷热水温度发生变化时，调温驱动单元需要频繁地启停、转动，对普通混水阀芯进行调节，改变冷热水的混合比例，已达到恒温出水的目的。这会导致调温驱动单元发生较为严重的磨损，降低调温驱动单元的使用寿命。而使用恒温阀芯时，只要对恒温阀芯的出水温度进行设定，恒温阀芯内的活塞会自动根据恒温阀芯内混合后的混合水温度对冷热水的进水比例进行调节，从而可以避免在实际使用过程中调温驱动单元始终处于工作状态。理论上，使用恒温阀芯，调温驱动单元只需要在改变恒温阀芯的出水温度时转动一次即可，而使用普通混水阀芯在用水过程中，调温驱动单元需要一直处于工作状态。

优选的，所述调温驱动单元包括温控电机、主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮安装在温控电机的输出轴上，从动齿轮安装在恒温阀芯的阀杆上，温控电机为步进或者伺服电机。

通过上述技术方案，使用齿轮进行传动，传动可靠，并且整体结构较为简单、紧凑。使用步进或者伺服电机可以准确地控制其转动方向及转动角度，从而实现对于恒温阀芯的精确控制。

优选的，所述阀体上还设置有流量控制阀和驱动流量控制阀的流量驱动单元，流量驱动单元与控制系统连接。

通过上述技术方案，流量控制阀芯的设置可以对阀体内的通流量进行控制，流量驱动单元的设置可以实现对于流量的电控，使用者在控制系统上就可以实现对于流量的调节。

优选的，所述流量驱动单元包括流量调节电机、主动齿轮和从动齿轮，流量调节电机为步进或者伺服电机，主动齿轮安装在流量调节电机的输出轴上，从动齿轮安装在流量控制阀芯的阀杆上。

通过上述技术方案，可以较为简便、可靠地对流量控制阀进行调节。

优选的，所述阀体包括混水阀体和冷水阀体，混水腔处在混水阀体内，冷水阀体上设置有冷水进水管、冷水出水管及冷水支管，冷水进水管和冷水出水管通过冷水支管与混水阀体连通。

通过上述技术方案，冷水进水管、冷水出水管及冷水支管的设置可以形成一个三通结构，使该恒温阀具有上水功能，冷水从冷水进水管进入到冷水阀体后，一路通过冷水支管流向混水阀体，另一路通过冷水温水出水管进入到热水器内，从而减少所需的自来水接水口，方便安装。同时阀体分体设置可以简化阀体结构、便于进出水管的排布、方便阀体的生产加工。

优选的，所述流量检测装置设置在冷水进水管或者温水出水管上。

通过上述技术方案,由于用水时存在单单使用热水或者单单使用冷水的情况。当通过控制系统将水温调到最大值使混水腔内的冷水进水完全切断，若此时流量检测装置若是设置在冷水支管上，则流量检测装置会使向系统发送和关闭机械式流量开关关闭时相同的信号，导致系统不能正常工作。反之当将水温调到最小值时，若流量检测装置设置在热水进水管或者冷水出水管上，流量检测装置一样会向控制系统发送与机械式流量开关关闭时相同的信号，导致系统不能正常工作。

优选的，所述阀体还包括热水阀体，热水进水管和温水进水管设置在热水阀体内，热水阀体上设置有热水出水管和温水进水管，热水进水管通过热水出水管与混水阀体连通，温水出水管通过温水进水管与混水阀体连通。

通过上述技术方案，热水阀体的设置可以使热水进水管、温水出水管的排布更加灵活，使热水进水管和冷水出水管的位置能够跟热水器的冷水进水管及温水出水管位置相适应，以方便两者之间的安装。

优选的，所述冷水阀体和/或热水阀体包括一端开口的腔体，腔体内设置有插管，插管一端从腔体的封闭端伸出用于与混水阀体连通，另一端处在腔体内，腔体开口端设置有堵头，堵头和插管端部之间设置有滤网。

通过上述技术方案，可以对进入到恒温阀芯内的水进行过滤，避免水中混杂的固体颗粒进入到恒温阀芯内造成恒温阀芯损坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过流量检测装置对阀体内的水流进行检测，从而对该恒温阀的使用情况进行判断，当阀体内没有水流流过时，控制系统处于休眠状态，不对恒温阀芯进行调节。当流量检测装置检测到水流流动时，控制系统工作，对恒温阀芯进行调节，从而减少能源消耗，同时也避免当不使用时温水出水管内的水温下降导致温控电机卡死损坏的情况发生。另外，这样设置也符合了用户长期的使用习惯，使该热水器恒温阀使用时更加人性化，同时实现对于该热水器恒温阀的电控。

附图说明

图1为实施例的使用状态示意图；

图2为实施例的结构示意图；

图3为图2中去除调温驱动单元和流量驱动单元后的结构示意图；

图4为阀体的整体结构示意图；

图5为阀体的爆炸图；

图6为阀体的截面示意图；

图7为混水阀体的截面示意图；

图8为热水阀体的结构示意图；

图9为冷水阀体的截面示意图。

附图标记：1、热水器；2、阀体；21、热水阀体；211、腔体；212、热水出水管；213、温水进水管；214、测温口；22、冷水阀体；221、腔体；222、冷水支管；25、混水阀体；251、冷水套管；252、热水套管；253、温水套管；254、混水腔；26、堵头；27、滤网；28、法兰座；3、调温驱动单元；31、温控电机；32、从动齿轮；33、恒温阀芯；34、主动齿轮；331、阀杆；4、流量驱动单元；41、流量调节电机；42、从动齿轮；43、流量控制阀；431、调节手柄；44、主动齿轮；5、流量检测装置；51、霍尔元件；52、磁性转子；61、冷水进水管；62、温水出水管；63、冷水出水管；64、热水进水管；7、温度检测装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图2和图5所示，一种热水器1恒温阀，包括阀体2和控制系统（图中未示出）。阀体2包括混水阀体25、冷水阀体22和热水阀体21，冷水阀体22和热水阀体21插设在混水阀体25的两侧。混水阀体25中部设置有混水腔254，混水腔254垂直墙面，混水腔254开口并朝向墙面外侧。混水阀体25外侧设置有与混水腔254连通的热水套管252、冷水套管251和温水套管253。冷水阀体22上设置有相互连通的冷水进水管61、冷水出水管63和冷水支管222,冷水进水管61用于与自来水管连接，冷水出水管63用于与电热水器1的进水口连接（如图1所示），冷水支管222与混水阀体25的冷水套管251插接连通。从冷水进水管61进入到冷水阀体22内的冷水一路从冷水支管222流向混水阀体25的混水腔254内,另一路通过冷水出水管63流向热水器1的进水口。热水阀体21包括热水进水管64、热水出水管212、温水进水管213和温水出水管62，热水进水管64与电热水器1的出水口连接，热水出水管212与混水阀体25的热水套管252插接连通，热水器1内的热水通过热水进水管64及热水出水管212流入混水阀体25的混水腔254内。热水阀体21的温水进水管213与混水阀体25的温水套管253插接并连通，混合后的温水从混水腔254内流出后经过温水进水管213进入到温水出水管62后流向用水设备。混水腔254内安装有恒温阀芯33，从冷水套管251内流入的冷水进入到恒温阀芯33的冷水进口，从热水套管252流入的热水进入到恒温阀芯33的热水进口，进入恒温阀芯33的冷水和热水在恒温阀芯33内混合后流出恒温阀芯33进入到混水腔254内，而后从温水套管253流出混水腔254。恒温阀芯33为行业内通用的配件，可以直接购买获得，实际使用中可以使用如专利号为201380074664.6、201710690445.0或者201210218398.7等专利文献中公开的恒温阀芯33的结构。

温水进水管213上开设有测温口214，测温口214上安装有温度检测装置7，温度检测装置7通过测温口214插入到温水进水管213内，用于对温水进水管213内的水温进行检测。温度检测装置7和控制系统相连，用于将测得的水温信号传递给控制系统。

恒温阀芯33侧面安装有调温驱动单元，调温驱动单元包括温控电机31、主动齿轮34和从动齿轮32，主动齿轮34安装在温控电机31的输出轴上，从动齿轮32安装在恒温阀芯33的阀杆331上。当温控电机31转动时，通过齿轮将转矩传递到恒温阀芯33的阀杆331上，从而驱动阀杆331发生转动，实现对于恒温阀芯33出水温度的设定。温控电机31可以使用步进电机或者伺服电机，温控电机31与控制系统连接。当温度检测装置7检测待的实际出水温度与设定温度有误差时，控制系统向温控电机31发出控制信号，驱动温控电机31转动一定的角度，然后通过齿轮使恒温阀芯33的阀杆331发生转动，实现对于恒温阀芯33的出水温度设定，使恒温阀芯33和出水温度靠近并达到设定温度。

流量检测装置5包括霍尔元件51和磁性转子52，磁性转子52安装在冷水进水管61内（也可以安装在温水出水管62、冷水出水管63或者热水进水管64内），霍尔元件51安装在冷水进水管61外侧。当冷水进水管61内有水流流过时磁性转子52发生转动，处在冷水进水管61外侧的霍尔元件51可以对磁性转子52的转动情况进行感应。霍尔元件51和控制系统连接，当磁性转子52发生转动时，霍尔元件51间歇性地连通，从而能够产生脉冲信号，控制系统根据霍尔元件51的脉冲信号可以获知冷水进水管61内是否有水流流过及水流的大致流速。当冷水进水管61内没有水流流过时，控制系统处于休眠状态，不对温控驱动单元进行控制，当冷水进水管61内有水流流动时，控制系统正常工作，对温控驱动单元进行控制，使温水出水管62内的水温和控制系统内设定的出水温度一致并保持恒定。

热水阀体21上还安装有流量控制阀43，流量控制阀43侧面安装有控制流量控制阀43转动，以调节水流大小的流量驱动单元。流量驱动单元包括流量调节电机41，流量调节电机41的输出轴上安装有主动齿轮44，流量控制阀43的阀杆331上安装有从动齿轮42，主动齿轮44和从动齿轮42啮合。流量调节电机41与控制系统连接，用户可以在控制系统上对流量进行设定，从而实现对于流量调节的电控。

控制系统具有显示功能，能够显示温度检测装置7测得的水温数值和流量检测装置5测得的水流数值。当该冷水进水管61内没有水流流动时，控制系统处于休眠状态，显示器、温度检测装置7、调温驱动单元及流量驱动单元都不工作。当打开水龙头开始用水时，冷水进水管61内有水流流动，流量检测装置5将检测到的水流信号传递给控制系统，控制系统开始工作，将温度检测装置7检测到的温度数值和流量显示装置检测到的流量数值显示到显示屏上，此时用户可以在控制系统上对温度及流量进行设定，将温度和流量设定到自己想要的数值，控制系统根据当前的实际出水温度和流量对恒温阀芯33和流量调节阀进行控制，改变该恒温阀芯33的出水温度和出水流量，使实际出水温度和实际出水流量达到用户的设定值。当用水完毕后，只要关闭水龙头，此时该恒温阀的水路被切断，流量检测装置5检测不到水流，控制系统自动重新变为休眠状态，不对再对恒温阀芯33及流量控制阀进行调节,从而避免温控电机31或者流量调节电机41由于卡死而损坏。

同时，冷水阀体内设置有过滤装置，冷水阀体22包括一个腔体221，腔体221呈筒状，腔体221一端设置有开口另一端封闭。腔体221内设置有一根冷水支管222，冷水支管222一端从腔体221的封闭端伸出，冷水支管222另一端处在腔体221内部。冷水支管222伸出腔体221的一端与冷水套管251连接。腔体221开口端设置有堵头26，堵头26和腔体221之间螺纹密封配合。堵头26和冷水支管222处在腔体221内的一端端部之间设置有滤网27。冷水阀体22的冷水进水管61与腔体221内部连通，冷水出水管63与冷水支管222内部连通。当冷水从冷水进水管61进入到冷水阀体22后，先进入到腔体221内并处在冷水支管222外侧，而后向腔体221开口端流动，而后经过滤网27进入到冷水支管222内部。冷水进入到冷水支管222内部后一路通向混水阀体25，另一路通向冷水出水管63。冷水进水管与冷水阀体之间分体设置，两者之间通过法兰座进行连接，从而使冷水阀体的结构进一步简化，便于冷水阀体的加工。

热水阀体内也设置有过滤装置，热水阀体21包括一个腔体211，腔体211呈筒状，腔体211一端设置有开口一端封闭。腔体211内设置有一根热水出水管212，热水出水管212一端从腔体211的封闭端伸出，热水出水管212另一端处在腔体211内部。热水出水管212伸出腔体211的一端与热水套管252连接。腔体211开口端设置有堵头26，堵头26和腔体211之间螺纹密封配合。堵头26和热水出水管212处在腔体211内的一端端部之间设置有滤网27。热水阀体21的热水进水管64与腔体211内部连通。当热水从热水进水管64进入到热水阀体21后，先进入到腔体211内并处在热水出水管212外侧，而后向腔体211开口端流动，而后经过滤网27进入到热水出水管212内部。热水进入到热水出水管212内部后从热水出水管212处在腔体211外侧的一端流出并进入到混水阀体25内。热水进水管与热水阀体分体设置，两者之间通过法兰座进行连接，从而比那与热水阀体的加工。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种热水器恒温阀，包括阀体(2)和控制系统，阀体(2)上设置有冷水进水管（61）、热水进水管(64)和温水出水管（62），阀体(2)上设置有连通冷水进水管（61）、热水进水管(64)及温水出水管（62）的混水腔(254)，混水腔(254)内安装有温度调节阀芯（33），阀体(2)上还设置有与温度调节阀芯（33）传动连接的调温驱动单元（3），调温驱动单元（3）与控制系统连接，温水出水管（62）上安装有温度检测装置（7）,温度检测装置（7）与控制系统连接,其特征是：所述阀体(2)上还设置有流量检测装置(5)，流量检测装置(5)与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的热水器恒温阀，其特征是：所述流量检测装置(5)包括霍尔元件(51)和磁性转子(52)，霍尔元件(51)设置在阀体(2)外侧，磁性转子(52)设置在阀体(2)流道内。

3.根据权利要求1所述的热水器恒温阀，其特征是：所述温度调节阀芯（33）为恒温阀芯(33)。

4.根据权利要求1所述的热水器恒温阀，其特征是：所述调温驱动单元（3）包括温控电机（31）、主动齿轮(34)和从动齿轮(32)，主动齿轮(34)安装在温控电机（31）的输出轴上，从动齿轮(32)安装在恒温阀芯(33)的阀杆（331）上，温控电机（31）为步进或者伺服电机。

5.根据权利要求1所述的热水器恒温阀，其特征是：所述阀体(2)上还设置有流量控制阀（43）和驱动流量控制阀(43)的流量驱动单元（4），流量驱动单元（4）与控制系统连接。

6.根据权利要求5所述的热水器恒温阀，其特征是：所述流量驱动单元（4）包括流量调节电机（41）、主动齿轮(44)和从动齿轮(42)，流量调节电机（41）为步进或者伺服电机，主动齿轮(44)安装在流量调节电机（41）的输出轴上，从动齿轮(42)安装在流量控制阀芯（43）的阀杆（431）上。

7.根据权利要求1所述的热水器恒温阀，其特征是：所述阀体(2)包括混水阀体(25)和冷水阀体(22)，混水腔(254)处在混水阀体(25)内，冷水阀体(22)上设置有冷水进水管(24)、冷水出水管（63）及冷水支管（222），冷水进水管(24)和冷水出水管（63）通过冷水支管（222）与混水阀体（25）连通。

8.根据权利要求7所述的热水器恒温阀，其特征是：所述流量检测装置（5）设置在冷水进水管（61）或者温水出水管（62）上。

9.根据权利要求7所述的热水器恒温阀，其特征是：所述阀体（2）还包括热水阀体(21)，热水进水管(24)和温水进水管(213)设置在热水阀体（21）内，热水阀体(21)上设置有热水出水管（212）和温水进水管(24)，热水进水管(24)通过热水出水管（212）与混水阀体(25)连通，温水出水管（62）通过温水进水管(213)与混水阀体(25)连通。

10.根据权利要求9所述的热水器恒温阀，其特征是：所述冷水阀体(22)和/或热水阀体(21)包括一端开口的腔体(221、211)，腔体(221、211)内设置有冷水支管（222）或者热水出水管（212），冷水支管（222）或者热水出水管（212）一端从腔体(221、211)的封闭端伸出用于与混水阀体(25)连通，另一端处在腔体(221、211)内，腔体(221、211)开口端设置有堵头(26)，堵头(26)和内管(222、212)端部之间设置有滤网(27)。