CN110081623A - 水箱进出水管进空装置 - Google Patents

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Abstract

本水箱进出水管进空装置的发明是一种自来水屋顶水箱和太阳能热水器进出水管的自动进空气防冻堵装置设计，取消了屋顶水箱跟水管之间的常规阀门及相关配置设备而代以容器管道结构，以容器密封空气跟水管里的存水自动互换位置实现了水管自动进空。因而避免了每用水一次就要进行一次进空的附加繁琐人工操作，达到每次用水跟常规用水方法相同，操作维修更为方便可靠。对推广太阳能热水器应用时因为考虑每次使用前处理太阳能热水器管道里剩余积水麻烦导致使用上存在重大缺陷而产生的选用阻力可以得到有效解决。本进空原理还能应用于不少需要水管进空比如淋浴设备等的场合，改善应用性能，保护如水表等用水设备不被冻坏。

Description

水箱进出水管进空装置
所属技术领域
本发明属于一种自来水屋顶水箱和太阳能热水器水箱进出冷水或热水的水管的防冻装置。
现有技术背景
每次使用太阳能热水器的热水时需先放出热水导管管内上次未用完而冷却的存水。在选购热水器时，因为考虑每次使用前处理太阳能热水器管道里剩余积水麻烦导致使用上存在重大缺陷就成为了推广节能产品的选购阻力。对付上述给带来使用不便情况的方法是采用进空装置，在每次热水使用完毕后让热水导管里进入空气以排除导管里原有的积水。目前这设计仅在少数太阳能热水器上应用，要增加管道、阀门及相关的配置设备，用人工、电控的方法进行余水放空，操作比较麻烦。例如ZL98245462.7专利提出用皮阀进行人工控制进空。而自来水水箱进、出水管尚无相应的进空装置，因此天寒易被冻堵。
发明目的
本发明的目的在于提供一种具有空气自然置换管道积水功能的进空装置，并取消进出管道为进空而在太阳能屋顶大水箱(底部)连接处常规设置的进出阀门。因此管道与水箱两者连接主结构仅由容器、管道构成而无阀门(及相关的配置设备等)之类的活动部件，在常规用水时也基本上不需另外加以人工控制，可靠而操作简单，为使用者带来很大的方便。
本技术方案是这样实现的：
其基本结构及技术特征为，在屋顶大水箱一端的进出水管口结构采用倒U形出入口进入屋顶大水箱水中跟屋顶大水箱组合在一起构成变形的连通器。而在进出水管的屋内另一用水端串置一密封储气保温小水箱。这样在停用水后小水箱里储存的空气就能自动进入水管，把进出水管里的存水置换到小水箱里，(当然小水箱还可以辅以电热保温)而倒U形出入口则保证进空后大水箱里的水不会再进入进出水管，进入进出水管里的空气也不能从进出水管上端出入口处跑掉，这下就能在达到使进出水管进空目的的同时取消屋顶大水箱连接进出水管处为进空而设立的阀门并且得到去掉阀门后的一系列有益效果。
为便于水气互换，在进出水管内或管外可另增排一根专用换气管与原来水管组成变形虹吸管，由两管底端高度差迅速排空进出水管内的水，在水气置换时(特别是由水箱到用水处的进出管道下降过程中若设置有U形弯曲区间可能引起积水时)可比仅由单管来进行水气互换能更好地起到排除积水的作用。U形管道区间内积水的清除还可采取在该区间的管道内部添设虹吸管的措施加以解决。
在进空系统中配置了呼吸器以对冲温度变化的影响。
因为在停用时进空管道里密封空气的压强与外界大气压的差值即为屋顶大水箱里存水的水压。因此将储气小水箱通过一个点通阀门控制的连接管道将压力传递到一根竖立存水透明管作为水压表，在停用水的静止状态时点按启通一下这管路，其存水透明管内的水柱高度即与屋顶大水箱里存水高度一致，由此便可知屋顶大水箱里存水的余水量多少以及呼吸容器里水面是否能足够升高到超过倒U形管最高点而可否继续放出水。
储气小水箱里设有一托盘，上托有螺旋状盘管槽以在用水时缓冲进入储气小水箱的水流并且利用水流在盘管旋转而下时受到的离心力来尽可能分离水、气不让水流卷走小水箱的空气。
因为水管里长期流水(视空气在水里的溶解度及溶量)能溶解带走消耗或反之析出补入的空气量超出由经验能估计的气量，有必要对密封储气小水箱可能由溶于久流水而流失的气量随时给予补充，除了用人工操作方法关闭小水箱上方的三通阀门对其进行放水补气外，本方案设计了一个安装在水管里仿水表叶轮结构的水轮驱动压气泵供选择安装。安装后在每次用水时水流驱动水轮气泵不断将微量空气压入小水箱中以自动弥补其封闭气量的损耗。
有益效果
本设计主结构取消了太阳能屋顶大水箱跟下接管道之间的进空用阀门，仅以管道与容器构成其间的连接，两三个阀门安装在位于屋内的储气小水箱处，简单可靠，故障几率大为减少，维修方便，串置小水箱后则更能在每次用了水关断用水后系统自己自然运作，使水管自动地进空而不再需用人工或电控来放掉水管内余水换进空气，每次使用跟常规传统用水方法相同，因而避免了用水一次就要进行一次进空的附加繁琐人工操作，极为简便。克服了使用上这一点点小麻烦的重大缺陷，大大减少处理水管余水的麻烦而有利于节能产品的推广。
本发明原理还能应用于处理水表、屋顶自来水箱水管的防冻堵冻裂以及使用其它热水器时避免因为有残存在热水管里的冷水所引起的不适感。
在容积式电热水器的热水出口处安装了储气小水箱以后不但避免了冷水的刺激，还能有效地减轻由于热化效应所导致的电热水器重要部位被很快锈蚀破坏只得报废的后果。因而大大延长了容积式电热水器的使用寿命。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
附图1中1.太阳能屋顶大水箱。2.屋顶大水箱一端的进出水管。3.进出水管进入大水箱一端的倒U形出入口。4.罩在倒U形出入口处的无底呼吸容器。5.呼吸容器顶部设置的进空口。6.呼吸容器顶部的进空口通往进出水管在水箱下端的进空口管道。7.进出水管在水箱下端与呼吸容器顶部的进空口管道相连处。8.屋顶大水箱的保温层。
附图2中9.在进出水管屋内另一用水端串置的密封储气保温小水箱。10.密封储气保温小水箱的保温层。11.进出水管进入屋内的另一用水端。12.密封储气保温小水箱进空、补气用三通阀。13.螺旋状水气分离盘管槽。14.缓冲托盘。15.增排的专用换气管。16.专用换气管进空、补气用阀。17.屋内进水用水管道。18.密封储气保温小水箱进空、补气用放水阀。19.小水箱进空、补气用放水口。20.小水箱备用电热保温器。21.屋顶大水箱水压传递管道。22.水压表密封盒。23.水压表点通阀。24.水压表竖立的存水示量透明管。
附图3中25.为三通阀12的阀壳。26.为三通阀带T型孔的阀芯。27.为与三通阀相连的进出管道。28.三通阀阀壳上的进气孔。
附图4中29.进出水管的U形管道区间。30.U形管道区间的最低点。31.U形管道内的虹吸细管。59.固定虹吸细管31.的弹性不锈钢圆环片。
附图5中32.水轮驱动压气泵。33.水轮驱动压气泵的水叶轮。34.压气泵水叶轮的轴。35.进出水管。36.水叶轮轴端波轮。37.压气泵膜片。38.压气泵止逆进气阀。39.压气泵止逆出气阀。40.压气泵压气管。41.水轮壳上进气孔。
附图6中1.进、出水管分开的太阳能屋顶大水箱。2.屋顶大水箱出水管包括其倒U形出口及罩在倒U形出口处的无底呼吸容器组合。42.屋顶大水箱进水管。43.进水管进水球阀。44.进空三通阀。45.进水管进空放水管。46.进水管上游管道。
附图7中9.密封储气保温小水箱。10.小水箱的保温层。47.电热水器内胆。48.电热水器的热水导出管。49.储气保温小水箱的进空放水阀。50.小水箱的进空放水管口。51.电热水器的热水输送管道。52.热水器的淋浴喷头。53.电热水器的电加热管。54.电热水器的冷水进入管道。
附图8中9.带进空放水阀的密封储气保温小水箱。52.热水器的淋浴喷头。55.电热水炉。56.电热水炉输出热水的管道。57.热水管道余水排出阀。58.余水排出管道口。
附图9中1.太阳能屋顶大水箱。2.屋顶大水箱一端的进出水管。3.进出水管进入大水箱一端的倒U形出入口。4.罩在倒U形出入口处的无底呼吸容器。5.呼吸容器顶部设置的进空口。6.呼吸容器顶部的进空口通往进出水管在水箱外端的进空口管道。7.进出水管在水箱外端与呼吸容器顶部的进空口管道相连处。8.屋顶大水箱的保温层。9.密封储气保温小水箱。32.水轮驱动压气泵。24.水压表。
实施方案
实施例1.屋顶水箱底部连接水管的进空装置。该装置用于水箱进出水使用的是合用同一根水管的结构，或进出水管分别独立仅对出水管安装使用该装置。
附图1及附图2为屋顶自来水水箱或太阳能热水器水箱进出水管的进空装置实施方案。附图1为屋顶自来水水箱或太阳能热水器水箱部分的有关结构。附图2为室内部分的有关结构。其间用进出水管或添另排的专用换气管相连。附图9为其组合系统总示意图。
1.为屋顶自来水水箱或太阳能热水器水箱，2.为水箱1.底部连接对用户供水的进出水管，进出水管2.端部为倒U形3.伸进水箱1.内的水中，进出水管2.进入屋内的另一端即下端部11.进出水管与进水、用水管道17.之间串置一密封储气保温小水箱9.。进出水管11.与密封储气保温小水箱9.相连处串入一进空、补气用三通阀12.。密封储气保温小水箱9.底由进水、用水管道17.分路连接到通往放水、进空补气用放水口19.的放水进空阀18.。
该装置的进空功能及操作是：当屋顶自来水水箱或太阳能热水器水箱1.的上水工作完成后，把进空补气用三通阀12.由附图3a的状态切换到附图3b的状态。并且打开放水口19.的放水进空阀18.使密封储气保温小水箱9.水排空后过时再关闭放水进空阀18.，使密封储气保温小水箱9.充满空气。复位进空、补气用三通阀12.为附图3a的状态，进出水管2.及11.中的水流入小水箱9.，小水箱9.的空气则向上进入进出水管11.及2.中，完成水管进空状态的目的。再重复一次上述操作便可将刚流入小水箱9.的水也彻底排出。进出水管2.的倒U形管3.端部与水箱1.构成变形连通器，倒U形管3.的顶部水压加上外界大气压，与进出水管2.及11.中的空气压力相平衡时进出水管2.及11.中封隔的空气无法通过连通器进入水箱1.，因而不会经水箱1.被排出。同样，水箱1.中的水也不能进入进出水管2.，进出水管2.内全为空气，冬天不会冻结，夏天没有冷水，克服了前述日常使用中的两个困难。用水时由于小水箱9.中水量减少，进出水管2.及11.内气压降低，水箱1.里的水在水压下进入进出水管2.及11.，挤压进出水管中空气进入小水箱9.，并由小水箱9.的进水、用水管道17.输送水给用户使用。受9冲螺旋状水气分离盘管槽13.及缓冲托盘14.所阻，空气在小水箱9.的上方储存，不进入进水、用水管道17.。结束用水后小水箱9.中空气不需经人工操作，自动与进出水管2.及11.中的存水互换位置而进入进出水管2.及11.，恢复进出水管2.及11.的全进空原状。
考虑到在冷热变化时水管内存气的体积波动可能很大，在水管2.的倒U形3.出入口处必须设计一个无底呼吸容器4.罩在倒U形3.出入口上以容纳管道2.内空气体积的涨缩。免得已排空水的管道2.里由于其中密封气体冷缩再度进水。呼吸容器4.内顶部还设置一个进空口5.，在倒U形管3.端口吸空呼吸容器4.里水时提供进入置换的空气。该进空口5.由进空口管道6.或通往进出水管2.在水箱下端管道相连处7.(这是附图1所示的情况)；或通向另排的直达密封储气保温小水箱9.所构成的专用换气管15.，专用换气管15.下端跟11.进出水管进入保温小水箱另一端具有一定的高度差。以得到更迅速的水气互换。在停止用水后呼吸容器4.里的水由倒U形水管3.端口再次吸空，与进出水管2.里的水一起流入储气小水箱，进空后呼吸容器4.里的水面随密封空气的涨缩而升降但不致升高到倒U形管3.的最高点而再次进入已经进空的出水管，达到以对冲密封空气由于温度升降导致体积变化的目的。这样倒U形管口3.跟呼吸容器4.共同保持进空避免水返回进出管道2.，其与呼吸容器4.共同构成了新的组合变形倒U形口。直到重新开始用水，呼吸容器4.里的水面才能升高到超过倒U形管3.的最高点，大水箱里的热水才通过倒U管3.驱出进出管道2.里的空气而流下使用。因停用而使进出管道2.里进入的空气这时仍被驱回密封储气小水箱9.中。
实施例2.附图6为进、出水管分开的太阳能屋顶大水箱进出水管进空系统。
附图6中，本实施例屋顶大水箱进水管与出水管为不共用单一管道而采用分列管道的进空设计方案。出水管包括倒U形出口、无底呼吸容器及密封储气保温小水箱组合跟实施例1相同不再赘述。进水管的进空操作是在上水完成后进水管进水球阀43.关闭，这时转换进空三通阀44.的状态，将屋顶大水箱进水管42.中的余水经进水管的进空放水管45.排空。大水箱要补水时再复原进空三通阀44.的状态。
实施例3.附图7为容积式电热水器的热水导出管进空结构。
容积式电热水器在使用中免不了暂时中断用水，在这停用过程时，热水导出管48.在热水器底部出口处的管内热水被管周围进入热水器下部的冷水迅速冷却，导致再次使用热水时冷不防被这段冷水刺激，尤其是严寒季节令人非常难受。使用热水前用进空放水阀49.对储气保温小水箱9.进行进空排水处理，使用中断过程中的热水导出管48.管内就能随时暂时进空以避免了该段产生冷水的难受刺激。
实施例4.附图8为电热水炉55.输出热水的管道56.中的余水排空结构。
通常因为水炉输出热水的管道56.较长，积存的冷水也较多。附图8a采用了密封储气保温小水箱9.，只对水炉输出热水的管道56.局部在使用时起到进空功能。附图8b的结构是在使用前提前把水炉输出热水的管道56.直到淋浴喷头的余水都排出。
实施例5.水表防冻方案。
将水轮驱动压气泵32.安装在水表边上。采用压力型气泵其压气管40.通入水表的出水空间。平时用水时压气泵32.将微量空气不断压入水表的出水空间。这就保证了水表结冰时其进空空间有一定量的储存空气留下冰胀余地不致胀坏水表。

Claims (5)

1.一种自来水屋顶水箱和太阳能热水器水箱进出冷水或热水的水管的进空气防冻装置，其技术特征在于，所述进空气防冻装置由容器管道结构取代屋顶水箱跟进出水管之间常规采用阀门的连接，所述作为进出水管的容器管道在进入水箱处的结构组成为带有无底的罩状呼吸器的变形倒U形状管道端口进入屋顶水箱的水中，所述呼吸器顶部设置有进空口；所述进出水管在屋内另一端串置一密封储气保温小水箱后再连接到进水、用水管道，所述密封储气保温小水箱内设置有螺旋状水气分离盘管槽和缓冲托盘，所述密封储气保温小水箱上部通过进空、补气用三通阀连接到从屋顶水箱引下的进出水管，所述密封储气保温小水箱底由进水、用水管道连接，并通往进空补气用放水口的放水进空阀；所述呼吸器顶部设置的进空口由进空口管道连接到进出水管在屋顶水箱下端进出水管管道接口处或由另排的专用换气管直达密封储气保温小水箱上专为换气管设置的进空、补气用阀以通入密封储气保温小水箱；所述进出水管从屋顶水箱到屋内密封储气保温小水箱之间设置有水轮驱动压气泵；所述密封储气保温小水箱通过水压传递管道使水压表直观显示屋顶水箱水位实况。
2.根据权利要求1所述水轮驱动压气泵，其技术特征在于由串在流水管道中的水轮驱动的该压气泵采用柱塞泵、膜片泵等输出气量少但压力高的气泵将外部空气通过气泵压气管直接压入流水管道里。
3.根据权利要求1所述的密封储气保温水箱构成的电热水器的热水导出管进空装置，所述的密封储气保温小水箱安装在电热水器热水导出管下，其技术特征在于所述电热水器的热水导出管跟所述密封储气保温小水箱通过上下位置的组合构成电热水器的热水导出管进空装置。
4.根据权利要求1的水压表，其技术特征在于其结构组成为所述传递管道通过所述水压表点通阀连接所述水压表密封盒，所述的水压表密封盒竖有以水柱高度示量的存水透明管。
5.根据权利要求2的水轮驱动压气泵构成的水表防冻装置，其技术特征在于所述水轮驱动压气泵安装在水表边上，所述水轮驱动压气泵的压气管直接通入水表的出水空间，将微量空气不断压入水表的出水空间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110895046A (zh) * 2019-11-30 2020-03-20 贵州筑信达创科技有限公司 一种热水器排水系统
WO2024108362A1 (zh) * 2022-11-21 2024-05-30 深圳市虎一科技有限公司 循环式液体加热的烹饪设备、烹饪主机及外接液体容器

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