CN110594422A - 一种手自一体补水阀及热水炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手自一体补水阀，包括阀体，所述阀体中包括阀杆，所述阀杆与阀体滑动连接，所述阀杆上固定设有阀芯，所述阀杆与阀体之间设有弹簧，所述阀杆伸出所述的阀体，所述阀体外设有手动盖，所述手动盖与阀体活动连接，所述手动盖盖住所述的阀杆，所述手动盖能推动阀杆移动。本发明通过在阀体外设置一个手动盖，当阀芯与弹簧出现故障的时候，通过手动盖驱动阀杆带动阀芯移动，从而实现手动补水的效果。同时本发明又提供了一种应用上述补水阀的热水炉。

Description

一种手自一体补水阀及热水炉

技术领域

本发明涉及一种热水炉领域，特别是热水炉中用到的补水阀。

背景技术

传统的燃气采暖热水炉所用的补水阀通常只能通过人工观察和手工操作来实现对燃气采暖热水炉系统进行补水。当用户不在家或者没及时观察到供暖系统水压力不够时，供暖系统就会产生缺水故障或者过热故障导致机器停止运行。针对该不足，现有技术中出现了两种自动补水阀，一是电驱动方式，二是机械方式。

一、电驱动方式，需要采用2个压力传感器以及1个电动阀，设计零部件较多，任意零部件出现故障，都将导致补水阀不能正常运行，甚至导致干烧等事故；二、机械方式，机械方式一般采用采暖水压与弹簧弹力的合力，来推动阀芯移动，推动力较小，一旦结垢卡死，将影响燃气采暖炉正常工作，而且补水阀一旦卡死，用户无法自行解决，只能更换阀体，影响了用户的热水炉的正常使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够手自一体的补水阀。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种手自一体补水阀，包括阀体，所述阀体中包括阀杆，所述阀杆与阀体滑动连接，所述阀杆上固定设有阀芯，所述阀杆与阀体之间设有弹簧，所述阀杆伸出所述的阀体，所述阀体外设有手动盖，所述手动盖与阀体活动连接，所述手动盖盖住所述的阀杆，所述手动盖能推动阀杆移动。

本发明的有益效果是：本发明通过在阀体外设置一个手动盖，当阀芯与弹簧出现故障的时候，通过手动盖驱动阀杆带动阀芯移动，从而实现手动补水的效果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述手动盖与阀体螺纹连接，所述手动盖包括内表面，所述内表面位于阀杆的上方。通过旋转手动盖，即可使得手动盖相对阀体上下移动，当手动盖向下移动的时候，向下压阀杆，促使阀杆移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀杆的顶部包括外螺纹段，所述手动盖的外表面设有螺孔，所述阀杆的顶部与手动盖的螺孔螺纹连接。通过手动盖外表面的螺孔与阀盖的螺纹段连接，可以将手动盖与阀盖安装在一起，通过直接操作手动盖从而实现对阀杆的驱动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体中包括进水腔、过渡腔与出水腔，所述阀芯安装在进水腔与过渡腔之间，所述过渡腔与出水腔之间设有单向阀。利用阀芯以及单向阀，可以实现冷水的单向补水。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体中还设有弹力调节帽，所述弹力调节帽与阀体螺纹连接，所述弹簧的一端与阀杆抵接，另外一端与弹力调节帽抵接。通过弹力调节帽，可以调整弹簧的预压缩量，从而可以调整补水所需的开启压力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀杆上固定设有弹性隔膜，所述弹性隔膜位于过渡腔中，所述弹性隔膜与阀体密封连接，所述弹簧的一端与弹性隔膜的上表面抵接，所述过渡腔位于弹性隔膜的下方。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀杆的底部位于进水腔，所述阀杆底部的表面积与阀芯的表面积相同。通过将阀杆的底部的表面积设置得与阀芯的表面积相同，可以避免因进水端的压力波动导致阀芯的异常打开的问题。

作为上述技术方案的进一步改进，所述单向阀包括单向阀芯、第二弹簧与卡簧，所述卡簧与阀体连接，所述第二弹簧的一端与单向阀芯抵接，另外一端与卡簧抵接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀杆与阀体之前设有密封圈，所述密封圈为蹄形结构。通过将密封圈与其配合的阀杆段设置成蹄形结构，保证阀杆在运动时仅能做直线的上下移动，不能旋转，增加补水阀的使用寿命。

同时本发明又提供一种应用上述补水阀的热水炉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的状态一的剖视图；

图2是本发明的状态二的剖视图；

图3是本发明的阀杆的受力分析图；

图4是本发明的密封圈与阀杆的截面图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。同时，本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，一种手自一体补水阀，包括阀体1，所述阀体1中包括阀杆2，所述阀杆2与阀体1滑动连接，所述阀杆2上固定设有阀芯3，所述阀杆2与阀体1之间设有弹簧4，所述阀杆2伸出所述的阀体1，所述阀体1外设有手动盖5，所述手动盖5与阀体1活动连接，所述手动盖5盖住所述的阀杆2，所述手动盖5能推动阀杆1移动。

本实施例提供的补水阀包括自动与手动两种控制方式。正常情况下，补水阀处于自动控制模式。自动控制模式下，与现有的机械式自动补水阀相同，通过采用采暖水压与弹簧弹力的合力，来推动阀芯移动，从而实现补水阀的启闭。而当需要手动控制模式的时候，直接通过手动驱动手动盖，使得手动盖带动阀杆移动，从而实现阀芯的动作。

进一步作为优选的实施方式，所述手动盖5与阀体1螺纹连接，所述手动盖5包括内表面，所述内表面位于阀杆2的上方。

在一些实施例中，手动盖5与阀体1也可以通过滑动的方式进行连接。通过直接按压手动盖5驱动阀盖2移动。

参见图2，进一步作为优选的实施方式，所述阀杆2的顶部包括外螺纹段21，所述手动盖5的外表面设有螺孔51，所述阀杆2的顶部与手动盖5的螺孔51螺纹连接。当阀芯打开的时候，因为结垢被卡死的情况下，弹簧失去了作用力，阀芯3不能复位关闭补水阀，此时通过将手动盖5翻转倒置，手动盖5的外表面抵住阀体的表面，通过将手动盖5与阀杆2螺纹连接在一起，此时可以通过在阀体中设置限位机构，例如阀杆2与阀体1的连接部位是方形的相互配合嵌接等，使得阀杆2相对阀体1不能转动，此时通过旋转手动盖5，在螺纹连接的作用下，阀杆2被拉起，从而阀芯将补水阀关闭。

进一步作为优选的实施方式，所述阀体1中包括进水腔a、过渡腔b与出水腔c，所述进水腔a包括呈S形的腔壁，所述过渡腔b的部分空腔与进水腔a相互叠在一起，所述过渡腔b与进水腔a的连通口设置在该相互叠合区中。所述阀芯3将进水腔a与过渡腔b之间的连通开口堵住，所述过渡腔b与出水腔c之间设有单向阀6。进水腔a与外界的冷水连接，而出水腔c与热水炉的内部连通。当热水炉内需要补水的时候，阀芯3以及单向阀6自动打开，水流经进水腔a后进入到过渡腔b接着再从出水腔c进入到热水炉中。

进一步作为优选的实施方式，所述阀体1中还设有弹力调节帽7，所述弹力调节帽7与阀体1螺纹连接，所述弹簧4的一端与阀杆抵接，另外一端与弹力调节帽7抵接。

进一步作为优选的实施方式，所述阀杆2上固定设有弹性隔膜8，所述弹性隔膜8位于过渡腔b中，所述弹性隔膜8与阀体1密封连接，所述弹簧4的一端与弹性隔膜的上表面抵接，所述过渡腔位于弹性隔膜的下方。

进一步作为优选的实施方式，所述阀杆2的底部位于进水腔，所述阀杆底部的表面积与阀芯的表面积相同。

参见图3，以及图1。

取阀杆2向上移动的方向为正，则阀杆2所受合力F如下公式(1)所示

F＝F₂+F₄+F₅-F₁-F₃ (1)

式中F—合力

F₁—弹簧的弹力，方向向下

F₂—过渡腔b中水对弹性隔膜8的压力，方向向上

F₃—进水腔a中水对阀芯的压力，方向向下

F₄—过渡腔b中水对阀芯的压力，方向向上

F₅—进水腔a中水对阀盖的底部的压力，方向向上；

计算弹簧的弹簧力是胡克定律，具体公式见下公式(2)；

F＝-Kx (2)

式中F—弹簧力N

K—彈性系数，常数，由材料决定

x—弹簧的压缩量

水压与压力的转换公式见下公式(3)；

F＝PS (3)

式中F—压力

P—压强

S—受力面积，㎡

根据上述公式(1)、公式(2)、公式(3)。

设进水腔a、过渡腔b、出水腔c区水压为P_A、P_B、P_C；

在补水阀自动关闭时，有：

F_K＝F＝P_BS₂+P_BS₄+P_AS₅-Kx-P_AS₃ (4)

式中

S₂为弹性隔膜的表面积；

S₃、S₄为阀芯的表面积；

S₅为阀杆底部的表面积。

因此，当S₅＝S₃时，F_B不受进水腔a区水压影响，即阀杆2移动不受自来水水压的影响：

F_K＝F＝P_B(S₂+S₄)-Kx (5)

其中S₂、S₄、K都为常数，F_K仅由水压P_B及弹簧压缩量决定，当F_K为负时，阀杆向下移动，补水阀打开；即补水阀开启压力可由调节弹簧4压缩量来调节，即调节补水阀的弹力调节帽7，当旋转弹力调节帽7的时候，弹力调节帽即可在阀体1中上下移动，从而调整弹簧的预压缩量。

在补水阀打开时，有：

F_B＝F＝P_BS₂+P_BS₄+P_AS₅-Kx-P_AS₃′ (6)

F_B＝F＝P_B(S₂+S₄)+P_A(S₅-S₃′)-Kx (7)

当F_B为正时，阀杆上移，补水阀关闭；

当S₅＝S₃时，由图1可知，此时S3’≥S3＝S5，公式7中第二项为负，则对过渡腔b水压有：开启临界水压≤关闭临界水压。

进一步作为优选的实施方式，所述单向阀6包括单向阀芯61、第二弹簧62与卡簧63，所述卡簧63与阀体1连接，所述第二弹簧62的一端与单向阀芯61抵接，另外一端与卡簧63抵接。通过卡簧63，方便单向阀6的拆装。

参见图4，进一步作为优选的实施方式，所述阀杆2与阀体1之前设有密封圈9，所述密封圈9为蹄形结构。

同时本发明又提供一种应用上述补水阀的热水炉。采用上述补水阀后的热水炉可以避免干烧的事故发生，延长了热水炉的使用寿命。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种手自一体补水阀，包括阀体，所述阀体中包括阀杆，所述阀杆与阀体滑动连接，所述阀杆上固定设有阀芯，所述阀杆与阀体之间设有弹簧，其特征在于：所述阀杆伸出所述的阀体，所述阀体外设有手动盖，所述手动盖与阀体活动连接，所述手动盖盖住所述的阀杆，所述手动盖能推动阀杆移动。

2.根据权利要求1所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述手动盖与阀体螺纹连接，所述手动盖包括内表面，所述内表面位于阀杆的上方。

3.根据权利要求2所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述阀杆的顶部包括外螺纹段，所述手动盖的外表面设有螺孔，所述阀杆的顶部与手动盖的螺孔螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述阀体中包括进水腔、过渡腔与出水腔，所述阀芯安装在进水腔与过渡腔之间，所述过渡腔与出水腔之间设有单向阀。

5.根据权利要求4所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述阀体中还设有弹力调节帽，所述弹力调节帽与阀体螺纹连接，所述弹簧的一端与阀杆抵接，另外一端与弹力调节帽抵接。

6.根据权利要求5所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述阀杆上固定设有弹性隔膜，所述弹性隔膜位于过渡腔中，所述弹性隔膜与阀体密封连接，所述弹簧的一端与弹性隔膜的上表面抵接，所述过渡腔位于弹性隔膜的下方。

7.根据权利要求6所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述阀杆的底部位于进水腔，所述阀杆底部的表面积与阀芯的表面积相同。

8.根据权利要求4所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述单向阀包括单向阀芯、第二弹簧与卡簧，所述卡簧与阀体连接，所述第二弹簧的一端与单向阀芯抵接，另外一端与卡簧抵接。

9.根据权利要求1所述的手自一体补水阀，其特征在于：所述阀杆与阀体之前设有密封圈，所述密封圈为蹄形结构。

10.一种热水炉，其特征在于包括如权利要求1-9任意一项所述的手自一体补水阀。