CN110595076A - 一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，包括水箱，水箱连接有出水管和进水管；出水管设有开关、第一液控阀和第三单向阀，第一液控阀包括第一单向阀和第一活塞室，第一单向阀连接出水管与泄水管，第一活塞室连接出水管并根据出水管液压变化控制第一单向阀的开关；进水管设有第二液控阀和第四单向阀，第二液控阀包括第二单向阀和第二活塞室，第二活塞室控制连接出水管并根据出水管液压控制第二单向阀的开关，第二单向阀串联在进水管上。本发明的优点是：采用液控取代电控，提高使用安全性；在停电时热水器能正常用水；减少使用电控元件的使用，降低制造成本；避免了无压泄水时存在水箱吸扁的问题。
Description
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，特别是一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统。
背景技术
目前，储水式密闭热水器通常设置有专用安全阀，可以实现止回功能和超载泄压功能，两种功能仅是为了热水器的安全使用，对热水器的使用寿命无任何裨益。当热水器中的水加热膨胀导致热水器水箱经常工作于高压之下，对水箱的使用寿命造成极大损害，大大缩短了水箱的正常使用寿命。
现有技术中公开了“一种热水器储热水箱全自动承压无压运行系统”（专利公布号为CN105241067A）的技术方案。该专利的技术方案在进冷水管道设有常闭电磁阀，出热水管道沿水流方向依次并联有泄压管道、串联连接有单向阀、并联连接有压力开关，泄压管道上设有常开电磁阀，解决了储热水箱内部不用水状态下的承压问题，使得储热水箱内部在不用水状态下不再承受高压。但是上述技术方案存在如下问题：在储热水箱的进、出水管道上增加了减压阀、电磁阀和压力开关的使用，造成成本高；在断电停电的情况下，无法正常提供用水；系统中使用电源，会增加了系统的危险性；无压泄水时有水箱吸扁的可能性。上述所提及的技术问题，是当前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供了一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是： 一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，包括水箱，所述水箱连接有出水管和进水管；出水管设有开关、第三单向阀和第一液控阀，开关串联在出水管的末端，第一液控阀包括第一单向阀和第一活塞室，第一活塞室控制第一单向阀的连通和阻断，第一单向阀连接在出水管与一泄水管之间，第一活塞室连接出水管，出水管液压超过设定的高压值N2时，打开第一单向阀进行泄水；进水管设有第四单向阀和第二液控阀，第二液控阀包括第二单向阀和第二活塞室，第二活塞室控制第二单向阀的连通和阻断，第二单向阀串联在进水管上，第二活塞室连接出水管，出水管液压低于低压值N1时，打开第二单向阀进行水箱加水；低压值N1小于高压值N2；第三单向阀串联在出水管上，沿着出水管水流方向而言，第三单向阀设于第一单向阀与出水管连接位置后，且在第一液压腔和第二液压腔与出水管连接位置之前；第四单向阀串联在第二液控阀与水箱之间的进水管。
技术方案中，第一单向阀包括宽口端和窄口端，宽口端设有第一连接端，第一连接端连接泄水管，窄口端设有第二连接端，第二连接端连接出水管，宽口端与窄口端相连，其连接位置为导锥结构；宽口端内包括第一弹簧和第一阀芯，第一弹簧一端连接宽口端顶端，另一端连接第一阀芯，第一阀芯为与导锥结构相匹配的锥形结构；第一活塞室用一活塞分隔为第一左液压腔和第一右液压腔，第一左液压腔与第一单向阀的窄口端端部连通，第一左侧液压腔内设有第二弹簧，第二弹簧连接第一左液压腔端部和活塞，活塞通过第一单向阀和第一左液压腔的连接通道与第一阀芯刚性连接，第一右液压腔与出水管连接。
技术方案中，第二单向阀分为宽口端和窄口端，宽口端设有第三连接端，窄口端设有第四连接端，第三连接端和第四连接端分别连接进水管，使第二单向阀串联在进水管上，宽口端与窄口端相连，其连接位置为导锥结构；宽口端内设有第三弹簧和第二阀芯，第三弹簧一端连接宽口端顶端，另一端连接第二阀芯，第二阀芯设计为与导锥结构相匹配的锥形结构；第二活塞室包括用一活塞分隔为第二左液压腔和第二右液压腔，第二左液压腔与第二单向阀的窄口端端部连接，连接通道上设有密封圈，第二左液压腔与出水管连接，第二右液压腔内设有第四弹簧，第四弹簧连接第二右液压腔端部和活塞，活塞通过第二左液压腔与第二单向阀的连接通道与第二阀芯刚性连接。
技术方案中，第一弹簧和第二弹簧为压缩弹簧。
技术方案中，第三弹簧和第四弹簧为压缩弹簧，且第四弹簧的刚度大于第三弹簧。
技术方案中，出水管上设有安全阀，安全阀设于水箱与第一液控阀之间。
技术方案中，出水管上设有吸气阀，吸气阀设于水箱与第一液控阀之间。
本发明的有益效果是：采用液控技术，避免电源使用，提高使用安全性；在停电时依然保证热水器的正常用水；减少使用减压阀、电磁阀和压力开关等的使用，降低制造成本；避免了无压泄水时存在水箱吸扁的问题。
附图说明
图1是本发明的整体连接结构示意图。
图中，1-水箱；2-出水管；3-进水管；4-开关；5-泄水管；6-安全阀；7-吸气阀；A1-第一液控阀；A2-第二液控阀；B-第一单向阀；B1-第一阀芯；B2-第一弹簧；C-第二单向阀；C1-第二阀芯；C2-第三弹簧；D-第一活塞室；D1-第一左液压腔；D2-第一右液压腔；E-第三单向阀；F-第四单向阀；G-第二活塞室；G1-第二左液压腔；G2-第二右液压腔；H-密封圈；P1-第一连接端；P2-第二连接端；P3-第三连接端；P4-第四连接端；N1-低压值；N2-高压值。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，包括水箱1，水箱1连接有出水管2和进水管3。
出水管2设有开关4、第一液控阀A1和第三单向阀E，开关4串联设置在出水管2的末端，控制出水管2的出水；第一液控阀A1包括有第一单向阀B和第一活塞室D。
第一单向阀B分为宽口端和窄口端，宽口端设有第一连接端P1，第一连接端P1连接泄水管5，窄口端设有第二连接端P2，第二连接端P2连接出水管2，宽口端与窄口端相连，其连接位置为导锥结构，宽口端的顶端连接有第一弹簧B2，第一弹簧B2的另一端连接第一阀芯B1，第一阀芯B1设计为与导锥结构相匹配的锥形结构，第一弹簧B2挤压第一阀芯B1使第一阀芯B1阻隔宽口端与窄口端的连通。
第一活塞室D用一活塞分隔为第一左液压腔D1和第一右液压腔D2，第一左液压腔D1与第一单向阀B的窄口端端部连接，第一左液压腔D1内设有第二弹簧，第二弹簧一端连接在第一左液压腔D1的端部，另一端连接活塞，活塞通过第一单向阀B和第一左液压腔D1的连接通道，与第一阀芯B1刚性连接；第一右液压腔D2 通过一流道与出水管2连通。
第三单向阀E串联在出水管2上，保证出水管2水流只从水箱1出来而不倒流进水箱1。沿着出水管2水流方向而言，第三单向阀E设于第二连接端P2与出水管2连接位置之后，且在第一右液压腔D2与出水管2连接位置之前。
第一阀芯B1通过第一弹簧B2、第二弹簧及其他作用力的共同作用下，实现第一阀芯B1在第一单向阀B处宽口端与窄口端的连通或阻隔。
当第一右液压腔D2的液压增大到设定的高压值，液压足够推动第二弹簧、与第二弹簧连接的第一阀芯B1以及与第一阀芯B1连接的第一弹簧B2，第一阀芯B1移出宽口端与窄口端的连接位置，使第一连接端P1和第二连接端P2导通，出水管2中的水沿着第一液控阀A1中的第一单向阀B、泄水管5排出；反之，第一右液压腔D2的液压不足以挤压推动第二弹簧、与第二弹簧连接的第一阀芯B1以及与第一阀芯B1连接的第一弹簧B2，第一阀芯B1与导锥结构保持贴合封堵，第一单向阀B中的第一连接端P1和第二连接端P2处于阻断状态，出水管2中的水不能从泄水管5排出。
进水管3设有第二液控阀A2和第四单向阀F，第二液控阀A2包括有第二单向阀C和第二活塞室G。
第二单向阀C分为宽口端和窄口端，宽口端设有第三连接端P3，窄口端设有第四连接端P4，第三连接端P3和第四连接端P4分别连接进水管3，使第二单向阀C串联在进水管3上；宽口端与窄口端相连，其连接位置为导锥结构，宽口端的顶端连接有第三弹簧C2，第三弹簧C2的另一端连接第二阀芯C1，第二阀芯C1设计为与导锥结构相匹配的锥形结构。
第二活塞室G包括用一活塞分隔为第二左液压腔G1和第二右液压腔G2，第二左液压腔G1与第二单向阀C的窄口端端部连接，第二左液压腔G1用过一流道与出水管2连通，其连接位置在第三单向阀E之后的出水管2上。第二右液压腔G2内设有第四弹簧，第四弹簧连接第二右液压腔G2端部和活塞，活塞通过第二左液压腔G1与第二单向阀C之间的连接通道与第二阀芯C1刚性连接。第二左液压腔G1与第二单向阀C之间的连接位置设有密封圈H，以保证第二液压腔G2与第二单向阀C之间的阻隔密封，防止出水管2和进水管3直接连通。
第四单向阀F串联在第三连接端P3与水箱1之间的进水管3上，保证进水管3的水流只进入水箱1而不从水箱1出来。
第二阀芯C1通过第三弹簧C2、第四弹簧及其他阻力的共同作用下，实现第二阀芯C1在第二单向阀C处宽口端与窄口端的连通或阻隔。为保证第二液压腔G2的液压处于较低压压力时，能够将第二阀芯C1顶出，在设计上，需要保证第四弹簧的刚度大于第三弹簧C2。
当第二左液压腔G1的液压低于设定的低压值时，第二左液压腔G1的液压不足以挤压第四弹簧、与第四弹簧连接的第二阀芯C1以及与第二阀芯C1连接的第三弹簧C2，第二阀芯C1移出宽口端与窄口端的连接位置，使第三连接端P3和第四连接端P4导通，进水管3中的水通过第二液控阀A2中的第二单向阀C向水箱中加水；反之，当第二左液压腔G1的液压大于设定的低压值时，第二左液压腔G1的液压足够挤压第四弹簧、与第四弹簧连接的第二阀芯C1以及与第二阀芯C1连接的第三弹簧C2，使第二阀芯C1与导锥结构保持贴合封堵，第二单向阀C中的第三连接端P3和第四连接端P4处于阻断状态，进水管3中的水不能进入水箱中。
其中，在出水管2上还设有安全阀6和吸气阀7，安全阀6和吸气阀7均设于水箱1与第一液控阀A1之间。安全阀6主要用于控制出水管2压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。吸气阀7是一种能自动消除给管道内真空，有效防止虹吸回流的装置，避免因为各种异常因素造成水箱内负压产生而造成水箱损害。
其中，第一液控阀A1和第二液控阀A2中所采用的第一弹簧B2、第一活塞D1、第三弹簧C2和第二活塞G1均为压缩弹簧。
储水式热水器的全自动承压无压运行系统中设置了低压值N1和高压值N2。当第二液压腔G2的液压低于N1时，系统自动进水；当第一液压腔D2的液压高于N2时，系统自动泄水。在实际应用中，低压值N1和高压值N2的数值受到弹簧弹力、液压及其他阻力等因素的影响，其数值会在有限的范围内轻微波动，但只需保证低压值N1低于高压值N2，就不会出现进水管进水且泄水管泄水的长流水现象。
热水器用水状态下（即打开出水管2的开关4），出水管2内的液压降低至低压值N1以下，连通出水管2的第一右液压腔D2和第二左液压腔G1的液压也同样降低至低压值N1以下。第一右液压腔D2的液压低，第一阀芯B1阻隔第一连接端P1和第二连接端P2导通，泄水管5不泄水。第二左液压腔G1的液压低，第二阀芯C1移出第二单向阀C宽口端与窄口端的连接位置，第三连接端P3和第四连接端P4导通，进水管3为水箱1加水。
热水器非用水状态下（即关闭出水管2的开关4），热水器的水箱1中因加热等因素，使得水箱1和出水管2的液压上升至高于高压值N2，第一右液压腔D2的液压高，第一阀芯B1被顶出，第一连接端P1和第二连接端P2导通，泄水管5进行排水降压；第二左液压腔G1的液压高，第二阀芯C1阻隔第三连接端P3和第四连接端P4导通，进水管3不能为水箱加水。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法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 (7)
1.一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：包括水箱，所述水箱连接有出水管和进水管；所述出水管设有开关、第三单向阀和第一液控阀，开关串联在出水管的末端，第一液控阀包括第一单向阀和第一活塞室，第一活塞室控制第一单向阀的连通和阻断，所述第一单向阀连接在出水管与一泄水管之间，第一活塞室连接出水管，出水管液压超过设定的高压值N2时，打开第一单向阀进行泄水；所述进水管设有第四单向阀和第二液控阀，第二液控阀包括第二单向阀和第二活塞室，第二活塞室控制第二单向阀的连通和阻断，所述第二单向阀串联在进水管上，第二活塞室连接出水管，出水管液压低于低压值N1时，打开第二单向阀进行水箱加水；低压值N1小于高压值N2；所述第三单向阀串联在出水管上，沿着出水管水流方向而言，第三单向阀设于第一单向阀与出水管连接位置后，且在第一液压腔和第二液压腔与出水管连接位置之前；所述第四单向阀串联在第二液控阀与水箱之间的进水管。
2.根据权利要求1所述的一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：所述第一单向阀包括宽口端和窄口端，宽口端设有第一连接端，第一连接端连接泄水管，窄口端设有第二连接端，第二连接端连接出水管，宽口端与窄口端相连，其连接位置为导锥结构；宽口端内包括第一弹簧和第一阀芯，第一弹簧一端连接宽口端顶端，另一端连接第一阀芯，第一阀芯为与导锥结构相匹配的锥形结构；所述第一活塞室用一活塞分隔为第一左液压腔和第一右液压腔，第一左液压腔与第一单向阀的窄口端端部连通，第一左侧液压腔内设有第二弹簧，第二弹簧连接第一左液压腔端部和活塞，活塞通过第一单向阀和第一左液压腔的连接通道与第一阀芯刚性连接，第一右液压腔与出水管连接。
3.根据权利要求1所述的一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：所述第二单向阀分为宽口端和窄口端，宽口端设有第三连接端，窄口端设有第四连接端，第三连接端和第四连接端分别连接进水管，使第二单向阀串联在进水管上，宽口端与窄口端相连，其连接位置为导锥结构；宽口端内设有第三弹簧和第二阀芯，第三弹簧一端连接宽口端顶端，另一端连接第二阀芯，第二阀芯设计为与导锥结构相匹配的锥形结构；所述第二活塞室包括用一活塞分隔为第二左液压腔和第二右液压腔，第二左液压腔与第二单向阀的窄口端端部连接，连接通道上设有密封圈，第二左液压腔与出水管连接，第二右液压腔内设有第四弹簧，第四弹簧连接第二右液压腔端部和活塞，活塞通过第二左液压腔与第二单向阀的连接通道与第二阀芯刚性连接。
4.根据权利要求2所述的一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：所述第一弹簧和所述第二弹簧为压缩弹簧。
5.根据权利要求3所述的一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：所述第三弹簧和所述第四弹簧为压缩弹簧，且第四弹簧的刚度大于第三弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：所述出水管上设有安全阀，安全阀设于水箱与第一液控阀之间。
7.根据权利要求1所述的一种储水式热水器的全自动承压无压运行系统，其特征在于：所述出水管上设有吸气阀，吸气阀设于水箱与第一液控阀之间。
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